2.5. Функции клеточной мембраны нейрона

Основными функциями клеточной мембраны являются сле­дующие.

1. Барьерная (защитная) функция - наиболее очевидная функ­ция клеточной мембраны, образующей поверхностную оболочку клетки. Особую роль в выполнении этой функции играют клеточ­ные мембраны эпителиальной ткани. Они обычно образуют по­верхности, отделяющие внутреннюю среду организма от внешней. Барьерная функция клеточных мембран нарушается при многих патологических процессах (атеросклероз, гипоксия, интоксика ция, раковое перерождение). Многие лекарственные вещества реализуют свое влияние посредством действия на мембрану, при ее повреждении эффекты лекарственных веществ могут изменять­ся. Клетки, образующие наружный слой эпителия, обычно соеди­нены с помощью плотных контактов, которые ограничивают межклеточный перенос веществ.

2. Восприятие изменений внутренней и внешней среды организ­ ма с помощью рецепторов - специальных структур, обеспечи­ вающих узнавание различных раздражителей и реакцию на них. В клеточной мембране имеется большой набор различных ре­ цепторов, обладающих специфической чувствительностью к различным агентам: гормонам, медиаторам, антигенам, химиче­ ским и физическим раздражителям. Рецепторы отвечают за вза­ имное распознавание клеток, иммунитет. На поверхности кле­ ток рецепторами могут служить гликопротеиды и гликопептиды мембран. Возбужденный рецептор активирует G-белок мембра­ ны, который с помощью фермента-предшественника, располо­ женного на внутренней поверхности клеточной мембраны, акти­ вирует второго посредника. Последний помогает реализовать эффект от раздражителя, подействовавшего на рецептор. На­ пример: адреналин - (3-адренорецептор - GS-белок - аденилатцик- лаза - АТФ - ЦАМФ - протеинкиназы - фосфорилирование бел­ ков - метаболизм - функция клетки. Восприятие физических и химических раздражителей (изменений внутренней и внешней среды организма) у возбудимых клеток осуществляется с по­ мощью трансформации энергии раздражения в нервный импульс.

3. Создание электрического заряда клетки, благодаря которому у клеток возбудимых тканей возникает локальный потенциал и ПД (возбуждение) и проведение последнего. Распространение возбуждения обеспечивает быструю связь возбудимых клеток ме­ жду собой, а также посылку эфферентного сигнала от нервной клетки к эффекторной (исполнительной) и получение обратных (афферентных) импульсов от нее. Следует заметить, что электри­ ческий заряд имеют не только нервные, но и все другие клетки организма. Электрические заряды клеток различаются лишь ве­ личиной. Например, мембранный потенциал эритроцита состав­ ляет около 35 мВ, а клеток нейроглии достигает 90 мВ; мембран­ ный потенциал нейронов варьирует в пределах 60-80 мВ. Клетки растений также имеют заряд (рис. 2.2). Потенциал действия (возбуждение) генерируют только клетки возбудимых тканей (мышечной и нервной).

4. Передача сигналов от одной клетки к другой осуществляется с помощью специальных структур - синапсов, образуемых в облас­ ти контакта нейронов друг с другом.

-65 мВ

-58 мВ

60 мс

Рис. 2.2. Потенциалы действия различных клеток животных и растений: (по Г.Шеперд, 1987).

а - тыквы; б- яйцеклетки круглого червя; в-гипофиза крысы;

г - поджелудочной железы крысы

5. Транспортная функция вместе с барьерной опрс,,.. _t,v • со­став веществ в клетке. Наличие концентрационных и ^леюри ie-ских градиентов различных веществ и ионов вне клетм: и внутри нее свидетельствует о том, что клеточная мембрана ог> щео зляет тонкую регуляцию содержания в цитоплазме ионов и mojickn.i. Благодаря транспорту частиц формируется состав ълутрпкж'юч-ной среды, наиболее благоприятный для оптимального протека­ния метаболических реакций.