Практическая часть Пример симпласта препарат 15 (гист.) Поперечно-полосатое (исчерченное) мышечное волокно

Препарат представляет собой вертикальный гистологический срез языка кролика, окрашенный железным гематоксилином.

Пучки мышечных волокон в языке расположены в трех направлениях: вдоль, сверху вниз и поперек. Для сравнения рассмотреть препарат в том месте скелетной мышцы, где волокна идут параллельно друг другу.

При малом увеличении следует выбрать наиболее светлый участок препарата и найти группу разрезанных продольно мышечных волокон.

При большом увеличении видны ядра в сарколемме и поперечная исчерченность волокон, обусловленная наличием светлых и темных дисков. Между мышечными волокнами встречаются соединительно-тканные прослойки. Зарисовать препарат при большом увеличении.

Обозначения: 1-мышечные волокна. 2- ядра. 3- поперечная исчерченность. 4-соединительная ткань.

Препарат 4 (гист.) Язык кролика. Язык, листовидные сосочки.

Препарат представляет собой вертикальный гистологический срез языка кролика, окрашенный железным гематоксилином. (рис. 27)

Рис. 27. Симпласт. Язык кролика. 1 – одно мышечное волокно; 2 – ядра; 3 – овальные темноокрашенные ядра; 4 – поперечный срез мышечного волокна; 5 – миофибриллы; 6 – жировые клетки

Пучки мышечных волокон в языке расположены в трех направлениях: вдоль, сверху вниз и поперек. Для сравнения рассмотреть препарат в том месте скелетной мышцы, где волокна идут параллельно друг другу.

При малом увеличении следует выбрать наиболее светлый участок препарата и найти группу разрезанных продольно мышечных волокон.

При большом увеличении видны ядра в сарколемме и поперечная исчерченность волокон, обусловленная наличием светлых и темных дисков. Между мышечными волокнами встречаются соединительно-тканные прослойки. Зарисовать препарат при большом увеличении.

Обозначения: 1-мышечные волокна. 2- ядра. 3- поперечная исчерченность. 4-соединительная ткань.

Задание

1. Изучите состав липидов клеточных мембран эукариот и прокариот.

2. Изучите гистологические препараты.

Контрольные вопросы:

1. Строение и функции плазмалеммы.

2. Строение и функции цитолемы.

3. Функции поверхностного комплекса.

4. Пассивный и активный транспорт.

Химический состав плазмалеммы

Содержание. Липиды. Белки. Углеводы. Гликокаликс. Общая характеристика.

Средства наглядности. Таблицы с изображениями плазматической мембраны.

Задания для аудиторной работы

1. Законспектируйте теоретическую часть занятия. Обратите внимание на термины, выделенные курсивом.

2. Ответьте на контрольные вопросы.

Задания для внеаудиторной работы

Подготовка к контрольной работе.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Клетка

Клетка – главный гистологический элемент. Эукариотическая клетка состоит из трех основных компонентов: плазматическая мембрана, ядро, цитоплазма, органеллы, включения, биологические мембраны.

Важное значение для организации клеток имеют состоящие из непрерывного слоя молекул биологические мембраны, входящие в состав каждого клеточного компармента и многих органелл. Мембраны клеток имеют принципиально сходную молекулярную организацию. Любую клетку снаружи ограничивает плазматическая мембрана.

ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА

Химический состав плазмалеммы:

I. Липиды:1.Фосфолипиды.Молекула фосфолипида состоит из полярной (гидрофильной) части (головка) и аполярного (гидрофобного) двойного углеводного хвоста. В водной фазе молекулы фосфолипидов автоматически агрегируютхвост к хвосту, формируя каркас биологической мембраны в виде двойного слоя (бислой). Таким образом, в мембране хвосты фосфолипидов направлены внутрь бислоя, а головки обращены кнаружи. В ЭМ мембрана выглядит как трехслойная структура. Гидрофильные наружный и внутренний слои электроноплотные (темные), а гидрофобный средний слой светлый. Это объясняется тем, что тетраоксид осмия, используемый для контрастирования, связывается с гидрофильными головками фосфолипидного бислоя, а также с встроенными в мембрану белками.

Проницаемость мембраны. Гидрофобный характер сердцевины бислоя определяет возможность (или невозможность) непосредственного проникновения через мембрану различных с физико-химической точки зрения веществ.

Неполярные вещества (например, холестерин и его производные) свободно проникают через биологические мембраны. По этой же причине эндоцитоз и экзоцитоз полярных соединений (например, пептидных гормонов) происходят при помощи мембранных пузырьков, а секреция стероидных гормонов – без участия таких пузырьков. По этой же причине рецепторы неполярных молекул (например, стероидных гормонов) расположены внутри клетки.

Полярные вещества (например, белки и ионы) не могут проникать через биологические мембраны. Именно поэтому рецепторы полярных молекул (например, пептидных гормонов) встроены в плазматическую мембрану, а передачу сигнала к другим клеточным компарментам осуществляют вторые посредники. По этой причине трансмембранный перенос полярных соединений осуществляют специальные системы, встроенные в биологические мембраны.

II. Арахиновая кислота.Из мембранных фосфолипидов освобождается арахиновая кислота – предшественник простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов и ряда других биологически активных веществ с множеством функций (медиаторы воспаления, вазоактивные факторы, вторые посредники и др.).

III. Липосомы. Искусственно приготовленные из фосфолипидов мембранные пузырьки диаметром от 25 нм до 1 мкм. Липосомы используют как модели биологических мембран, а также для введения внутрь клетки различных ваеществ(например, генов, лекарственных преператов); последнее обстоятельство основано на том, что мембранные структуры (в т.ч. и липисомы) легко сливаются (за счет фосфолипидного бислоя).

2. Сфинголипиды - липиды, содержащие основание с длинной цепью (сфингозин или сходную с ним группу); сфинголипиды в значительном количестве находятся в миелиновых оболочках нервных волокон, слоев модифицированной плазмалеммы шванновских клеток и олигодендроглиоцитов ЦНС.

Сфинголипидозы - различные болезни, характеризующиеся аномальным метаболизм сфинголипидов.

Церебральный сфинголипидоз –общее наименование группы наследственных заболеваний, характеризующихся мышечным гипертонусом, прогрессирующим спастическим параличом, потерей зрения (обычно с центральной дегенерацией сетчатки и атрофией зрительного нерва), судорогами и умственными дефектами; сочетается с аномальным отложением сфингомиелина и родственных липидов.

2. Холестерин этот стероид имеет чрезвычайно важное значение не только как компонент биологических мембран.

Стероидные гормоны. На основе холестерина происходит синтез стероидных гормонов – половых, глюкокортикоидов, минералкортикоидов.

Липопротеины.Холестерин циркулирует во внутренней среде организма в составе липопротеинов. Транспорт холестерина осуществляют липопротеины низкой плотности (ЛНП), очень низкой плотности (ЛОНТ) и липопротеины высокой плотности (ЛВП). Вероятность атеросклеротического поражения сосудов (в т. ч. ишемическая болезнь сердца - ИБС) прямо пропорциональна уровню общего холестерина сыворотки крови. Чем выше выраженее гиперхолестеринемия (точнее, отношение содержания холестерина в ЛНП к содержанию холестерина в ЛВП), тем выше риск развития ИБС. При отношении ЛНП к ЛВП более 5:1 риск развития ИБС очень высок. Высокий уровень ЛВП предотвращает развитие ИБС. Считают, что ЛВП способствуют удалению холестерина из коронарных сосудов.

IV. Белки составляют более 50% массы мембран. Большинство мембранных белков имеет глобулярную структуру.

Интегральные мембранные белки прочно встроены в липидный бислой. Их гидрофильные аминокислоты взаимодействуют с фосфатными группами фосфолипидов, а гидрофобные – цепями жирных кислот. Примеры интегральных мембранных белков – белки ионных каналов и рецепторные белки (мембранные рецепторы). Молекула белка, проходящая через всю толщу мембраны и выступающая из нее как на наружной, так и на внутренней поверхности – трансмембранный белок.

Периферические мембранные белки (фибриллярные и глобулярные) находятся на одной из поверхностей клеточной мембраны (наружной или внутренней) и нековалентно связаны с интегральными мембранными белками.

Наружная поверхность.Примерами периферических мембранных белков, связанных с наружной поверхностью мембраны, могут служить рецепторные и адгезионные белки.

Внутренняя поверхность. Примеры периферических мембранных белков, связанных с внутренней поверхностью мембраны, - белки цитоскелета (например, спектрины, анкирин), белки системы вторых посредников.

V. Углеводы. (преимущественно олигосахариды) входят в состав гликопротеинов и гликопротеидов мембраны, составляя 2-10% ее массы. С углеводами клеточной поверхности взаимодействуют лектины. Цепи олигосахаридов выступают на наружной поверхности мембран клетки и формируют поверхностную оболочку – гликокаликс.

Организация плазматической мембраны.

1. Общепринята жидкостно-мозаичная модель.

2. Для интегральных белков характерна латеральная подвижность, они могут перераспределяться в мембранах в результате взаимодействия с периферическими белками, элементами цитоскелета, молекулами в мембране соседней клетки и компонентами внеклеточного матрикса.

3. Скопление интегральных белков в одном участке мембраны – кэппинг.

4. Гликокаликс: толщина = 50 нм;

Состав.Гликокаликс состоит из олигосахаридов, ковалентно связанных с гликопротеинами и гликолипидами плазмолеммы.

Функции.

1. Межклеточное узнавание.

2. Межклеточное взаимодействие.

3. Пристеночное пищеварение. Гликокаликс, покрывающий микроворсинки каемчатых клеток эпителия кишечника, содержит пептитазы и гликозидазы, завершающие расщепление белков и углеводов.

Функции плазматической мембраны.

1. Избирательная проницаемость. Поддерживает клеточный гомеостаз, оптимальное содержание в клетке ионов, воды, ферментов и субстрактов. Пути реализации: пассивный транспоот, облегченная диффузия, активный транспорт.

2. Межклеточное взаимодействие. Клетка, воспринимая и транспортируя различные сигналы, реагирует на изменения окружаущей ее среды. Плазматическая мембрана – место приложения физических (например, кванты света в фоторецепторах), химических (например, вкусовые и обонятельные молекулы, рН), механических (например, давление или растяжение в механорецепторах) раздражителей внешней среды и сигналов информационного характера (например, гормоны, нейромедиаторы из веутренней среды организма. При участии плазмалеммы происходят узнавание и агрегация (например, межклеточные контакты) как соседних клеток, так и клеток с компонентами внеклеточного матрикса (например, адгезионные контакты, адресная миграция клеток и направленный рост аксонов в нейроонтогенезе). Совокупность этих процессов – межклеточное взаимодействия. Все виды информационных межклеточных взаимодействий реализуются в рамках концепции сигнал-ответ, основы предложил ПАУЛЬ ЭРЛИХ.

3. Эндоцитоз - поглощение (интернализация) клеткой веществ, частиц и микроорганизмов. Варианты эндоцитоза – пиноцитоз, фагоцитоз и опосредуемый рецепторами эндоцитоз.

Пиноцитоз – процесс поглощения жидкости и растворенных веществ с образованием небольших пузырьков. Пиноцитозные пузырьки формируются в специализированных областях плазматической мембраны – окаймленных ямках.

Фагоцитоз – поглощение крупных частиц (например, микроорганизмов или остатков клеток). Фагоцитоз осуществляют специальные клетки – фагоциты (макрофаги, нейтрофилы). В ходе фагоцитоза образуются большие эндоцитозные пузырьки – фагосомы. Фагосомы сливаются с лизосомами и формируют фаголизосомы. Фагоцитоз, в отличие от пиноцитоза, индуцируют сигналы, воздействующие на рецепторы в плазмалемме фагоцитов. Подобными сигналами служат АТ, опсонизирующие фагоцитируемую частицу. (рис. 28)

Рис. 28. Фагоцитоз.1 – бактерия; 2 – псевдоподии фагоцита ( по Б. Албертсу и соавт., с изменениями).

Опосредуемый рецепторами эндоцитоз– характеризуется поглощением из внеклеточной жидкости конкретных макромолекул. Ход процесса: связывание лиганда и мембранного рецептора – концентрирование комплексалиганд-рецепторна поверхности окаймленной ямки - погружение в клетку внутри окаймленного пузырька. Подобным образом клетка поглощает трансферрин, холестерин вместе с ЛНП и многие другие молекулы. (рис. 29-30)

I II III

Рис. 29. Рецепторно-опосредованный эндоцитоз I - окаймленная ямка, I1 - промежуточная стадия, III - окаймленный пузырек; 1 -- лиганды, 2 - мембранные рецепторы, 3-клатрин (по Б.Албертсуи соавт.. с изменениями).

Плазматическая

мембрана

Рис. 30. Расщепление веществ, про­никших в клетку путём опосредуемого рецепторами эндоцитоза.

4. Экзоцитоз.Процесс, при котором внутриклеточные секреторные пузырьки (например, синаптические) и секреторные гранулы сливаются с плазмалеммой, а их содержимое освобождается из клетки – секреция.