Лекции С.А.Мозерова / 1 семестр / (1) Клетка

Гистология - фундаментальная медико-биологическая наука о строении развитии и жизнедеятельности тканей животных организмов

Клетка

Формы организации живой материи:

1) до клеточная. Например, вирусы а) ДНК-содержащие, б) РНК-содержащие

Основу составляет ДНК или РНК окруженная оболочкой

2) Клеточная форма:

а) Прокариоты (доядерные): например бактерии - одноклеточные организмы. Имеют хорошо выраженную оболочку, небольшое разнообразие органоидов, деление - прямое. Наследственный материал не обособлен, диффузно разбросан по всей цитоплазме.

б) Эукариоты (хорошее ядро): клетки имеют хорошо выраженное обособленное ядро; большое разнообразие органоидов, размножение путем митоза. Эукариоты клетки растений и животных организмов.

в) Неклеточная форма:

а) межклет. вещ-во соед. тканей

б) синцитий - клетки соединены цитоплазматическими мостиками

в) симпласт - это огромная единая масса цитоплазмы, где разбросаны сотни тысяч ядер и органоидов

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ

Организм состоит из клеток и образуемого ими межклеточного вещ-ва.

Клетка-это элементарная живая система, состоящая из цитоплазмы ядра оболочки и являющаяся основой развития строения и жизнедеятельности животных и растительных организмов.

Гиалоплазма - это гомогенная под микроскопом бесструктурная масса; по хим. природе представляет собой коллоидную систему и состоит из дисперсной среды (вода и растворенные в ней соли) и дисперсной фазы (взвешенные в дисп. среде мицеллы белков, жиров, углеводом и некоторых других органич. вещ-в)

Компартменты - это структуры находящиеся в гиалоплазме имеющие определенное строение (форму и размеры) т.е. видимые под микроскопом. К компартментам относятся органоиды и включения. Органоиды - постоянные структуры цитоплазмы, имеющие определенное строение и функции

Органоиды классифицируются по строение и по функциям. По строению:

1.Органоиды общего назначения (имеются в большем или меньшем кол-ве во всех клетках, обесп. функции необходимые всем клеткам) митохондрия, эпс, пласт комплекс, лизосомы, клет. центр, пероксисомы

2. органоиды спец. назначения - имеются только в клетках высоко специализируемых тканей и обеспечивают выполнение строгоспецифических функций этих тканей: в эпителиальных тканях - реснички, микроворсинки, тонофибриллы; в нейральных тканях - нейрофибриллы; в мышечных - миофибриллы.

По строению органоиды подразделяются:

1) мембранные - эпс, митохондрии, пласт. комплекс, лизосомы, пероксисомы

2)немембранные - рибосомы, микротрубочки, центриоли, реснички

Плазмолемма (внешняя клеточная мембрана, цитолемма, плазм. мембрана) - самая толстая из клет. мембран - толщина ее составляет от 7.5 до 11нм. Плазмолемма образована элементарной биологической мембраной, которая снаружи покрыта слоем гликопротеинов и гликолипидов - гликокаликсом

Гликокаликс - это гликолипидный и гликопротеиновый комплекс на наружной поверхности цитолеммы, содержит сиаловую кислоту; снижает скорость диффузии веществ через цитолемму, также локализуются ферменты, участвующие во внеклеточном расщеплении веществ.

На наружной поверхности цитолеммы могут иметься рецепторы

- узнавание клетками друг друга

- рецепция воздействия хим. и физ. факторов

- рецепция гормонов, медиаторов, антигена и т.д.

- необходим так же как склеивающий или адгезивный фактор, чтобы удерживать их вместе

Белки плазмолеммы

Белки могут быть прикреплены к поверхности мембраны - поверхностные, частично погружены в липидный слой - полуинтегральный или полностью пронизывать липиды – интегральные (трансмембранные).

Интегральные белки часто расположены группами, образуя ионные каналы.

Ионные каналы осуществляют регулируемый избирательный транспорт ионов в клетку и из клетки. Поверхностные и полуинтегральный белки выполняют рецепторные и ферментативные функции. Белки постоянно перемещаются в липидных слоях, которые обладают текучестью.

Из липидов наибольшее значение имеют фосфолипиды и холестерин. Молекула фосфолипида состоит из полярной (гидрофильной) части (головка) и аполярного (гидрофобного) двойного углеводородного хвоста. В водной фазе молекулы фосфолипидов автоматически агрегируют хвост к хвосту, формируя каркас биологической мембраны, в виде двойного слоя (бислой).

Функции плазматической мембраны

1.Избирательная проницаемость - поддерживает клеточный гомеостаз, оптимальное содержание в клетке ионов, воды, ферментов. Избирательная проницаемость осуществляется путем пассивного транспорта, облегченной диффузии и активного транспорта

а) пассивный транспорт - движение небольших неполярных молекул (напр. кислорода, азота) и небольших полярный молекул (напр. воды и углекислого газа) в обоих направлениях по градиенту концентрации без затраты энергии, хар-ся низкой специфичностью. Пример - диффузия газов при дыхании.

б) облегченная диффузия вещ-в с участием компонентов мембраны (каналы и\или белки переносчики), чаще всего в одном направлении (в клетку), происходит по градиенту концентрации и без непосредственной затраты энергии; проявляет специфичность по отношению к транспортируемым молекулам.

в) активный транспорт энергозависимый трансмембранный перенос против электрохимического градиента происходит при помощи различных АТФаз, например Na K Ca АТФазы

2.Межклеточные взаимодействия. Клетка, воспринимая и транспортируя различные сигналы, реагирует на изменения окружающей ее среды. Плазм. мембрана - место приложения физических (напр. кванты света в фоторецепторах глаза), химических (напр. вкусовые и обонятельные молекулы), механических (напр. давление или растяжение в механорецепторах) раздражителей внешней среды. При участии плазмолеммы происходит узнавание и агрегация как соседних клеток (напр. при помощи межклет. контактов)

ЭНДОЦИТОЗ, ЭКЗОЦИТОЗ

Эндоцитоз - поглощение клеткой веществ, частиц, микроорганизмов. Варианты эндоцитоза - пиноцитоз, фагоцитоз. Пиноцитоз захват и поглощение макромолекул, фагоцитоз поглощение крупных частиц и микроорганизмов или остатков клеток.

Экзоцитоз – процесс, при котором внутриклеточные секреторные пузырьки (напр. синаптические) сливаются.

5.Межклет. соединения (контакты)

К функциям плазмолеммы относятся также механическое и химическое взаимодействие клеток, которое осуществляется при помощи специализированных структур плазмолеммы - межклеточных контактов

При простом контакте клетки разделены между собой пространством 15-20нм и взаимодействует только гликокаликсы соседних клеток. Этот контакт дает возможность обмена молекулами, находящимися на внешней поверхности клеток. Простой контакт обеспечивает и незначит. механическое сцепление клеток

Плотный контакт образован сетью анастомозирующих белковых филаментов, расположенных под плазмолеммой. Взаимодействие трансмембранных белков в области этого контакта обеспечивает очень плотное соединение непроницаемое для макромолекул и ограниченно пропускающие ионы. Выполняет барьерную функцию и обеспечивает прочное механическое сцепление. Имеется только около апикальных поверхностей эпителиальных клеток.

Десмосома - точечные и лентовидные контакты, образованные плотной цитоплазматической белковой пластинкой, к которой прикреплены промежуточные филаменты. Пластинки соседних клеток соединены через интегральные гликопротеины. В эпителиальных тканях несколько ниже плотных контактов расположены опоясывающие десмосомы. Этот контакт включает в себя пучок актиновых филаментов, охватывающий клетку поперек. Сами плазмолеммы соединены через трансмембранные гликопротеины. Десмосомы обоих обеспечивают механическое сцепление клеток

Полудесмосомы - прикрепляют базальную поверхность эпителиальных клеток к базальной мембране

Нексусы

В состав щелевидных контактов (нексусов) также входят трансмембранные белки. Они образуют коннексоны - непрерывные каналы, соединяющие соседние клетки. Между мембранами сохраняется щель около 3нм. Щелевидный контакт один из самых распространенных в тканях. Он позволяет соседним клеткам обмениваться небольшими молекулами и, возможно, РНК, тем самым осуществляя межклеточную коммуникацию и метаболическую кооперацию

Химические синапсы - специализированные контакты нервных клеток, в области которых осуществляется передача нервного импульса с помощью химического вещества - посредника (нейромедиатора). Эти вещества путем экзоцитоза высвобождаются в межклеточное пространство.