Синаптические соединения

Это участки контактов двух клеток специализированных для односторонней передачи возбуждения или торможения от одного элемента к другому. Этот тип соединений характерен для клеток нервной системы.

Мембраны клетки.

Основной структурной единицей всех клеточных мембран является биологическая мембрана.

Структурно-химическая характеристика биологических мембран.

Все биологические мембраны клетки представляют собой тонкие (6-10 нм) пласты липопротеидной природы. Основными химическими компонентами клеточных мембран являются липиды (около 40%) и белки (около 60%); кроме того, во многих мембранах обнаружены углеводы (5-10%).

Липиды составляют большую группу органических веществ, обладающих плохой растворимостью в воде (гидрофобность) и хорошей растворимостью в органических растворителях и жирах (липофильность). Основными представителями липидов, которые входят в состав клеточных мембран являются фосфолипиды (глицерофосфаты), сфинголипиды и из стероидных липидов - холестерин.

Характерным для липидов мембран является разделение их молекулы на две функционально различные части:

1) гидрофобная - неполярная, не несущая заряд, которая состоит из жирных кислот (хвосты);

2) гидрофильная - полярная, несущая заряд (головки).

Мембранные белки также характеризуются тем, что их молекула в большинстве случаев состоит из двух частей:

1) полярной - богатой аминокислотами, несущими заряд;

2) неполярной - содержащей нейтральные аминокислоты (глицин, аланин, валин и лейцин).

По расположению в липидных слоях мембраны молекулы белка делятся на: 1) интегральные - это те же неполярные белки, участки которых погружены в липидную часть мембраны;

2) полуинтегральные - белки частично встроенные в мембрану.

3. примембранные (периферические, адсорбированные) - белки, не встроенные в мембрану.

По биологической роли белки мембран подразделяются на:

1) белки - ферменты;

2) белки - переносчики;

3) рецепторные белки;

4) структурные белки.

Углеводы входят в состав мембраны не в свободном состоянии, а в комплексе с белками (гликопротеиды) или с липидами (гликолипиды). Их количество в мембране как правило очень незначительно.

Строение биологической мембраны.

Изучение морфобиохимической организации биологической мембраны началось еще в первой половине ХХ в. на обьектах, очень удобных для этой цели, - так называемых «тенях» эритроцитов.

По мере накопления данных в 1935 г. Даниели и Даусон предложили первую, так называемую «бутербродную» модель организации мембраны

Суть теории заключалась в том, что основу мембраны составляет двойной слой липидных молекул, обращенных друг к другу гидрофобными участками, а внешняя и внутренняя поверхности билипидного слоя, образованные гидрофильными участками молекул, покрыты сплошными слоями белка. Эта умозрительная модель получила морфологическое подтверждение в первых ультраструктурных исследованиях.

Однако в дальнейших цитофизиологических исследованиях было получено большое количество фактов, трудно обьяснимых с позиции этой модели. В частности, анализ проблемы трансмембранного транспорта показал, что мембрана, по-видимому, гораздо лабильнее и динамичнее, чем это следует из «бутербродной» модели, и весьма веским аргументом против трехслойной модели была термодинамическая неустойчивость такого рода системы . Ведь гидрофильные компоненты липидного слоя оказываются изолированными от водной фазы сплошным слоем гидрофильных белковых молекул. Такая система требует для поддержки своей структуры значительных затрат энергии.

В связи с этим стало распространяться представление о том, что при построении сложной белково-липидной системы мембран в живой природе должен быть использован более выгодный термодинамический принцип, а именно принцип гидрофобно-гидрофильных взаимодействий. Исходя из этого принципа, было предложено множество моделей биологической мембраны. Наиболее универсальной оказалась так называемая жидкостно-мозаическая модель, которой и пользуются в настоящее время.