2. Цитология

Это учение о строении и жизнедеятельности клетки. Несмотря на внешние отличил, все клет­ки организма человека и животных имеют общий план строения. Они состоят из цитоплазмы и ядра и отделены от окружающей среды клеточной оболочкой.

Структурные компоненты клетки

Цитоплазма - часть клетки, отделённая от окружающей среды клеточной оболочкой и включающая в себя гиалоплазму, органеллы и включения. Все мембраны в клетках имеют общий план строения, который обобщён в понятии универ­сальная биологическая мембрана.

Универсальная биологическая мембрана образована двойным слоем молекул фосфолипидов общей толщиной 6 нм. При этом гидро­фобные («боятся воды») хвосты молекул фосфолипидов обращены внутрь, навстречу друг другу, а полярные гидрофильные головки обра­щены наружу мембраны, навстречу воде. Липиды обеспечивают основные физико-химические свойства мембран, в частности, их текучесть при температуре тела. В этот двойной слой липидов встроены белки. Их подразделяют на ин­тегральные (пронизывают весь бислой липидов), полуинтегральные (проникают до полови­ны липидного бислоя), или поверхностные (рас­полагаются на внутренней или наружной по­верхности липидного бислоя). При этом белко­вые молекулы располагаются в липидном бислое мозаично и могут «плавать» в «липидном море» наподобие айсбергов, благодаря текуче­сти мембран. По своей функции эти белки могут быть структурными (поддерживать определён­ную структуру мембраны), рецепторными (об­разовывать рецепторы биологически активных веществ), транспортными (осуществляют транспорт веществ через мембрану), фер­ментными (катализируют определённые хими­ческие реакции). Это наиболее признанная в настоящее время жидкостно-мозаичная модель биологической мембраны была предложена в 1972 г. Singer и Nikolson.

Мембраны выполняют в клетке разграничи­тельную функцию. Они разделяют клетку на от­секи, компартменты, в которых процессы и хи­мические реакции могут идти независимо друг от друга. Например, агрессивные гидролитические ферменты лизосом, способные расщеплять большинство органических молекул, отделены от остальной цитоплазмы с помощью мембраны. В случае её разрушения происходит самопереваривание и гибель клетки.

Имея общий план строения, разные биологи­ческие мембраны клетки различаются по своему химическому составу, организации и свойствам, в зависимости от функций структур, которые они образуют.

Клеточная оболочка (цитолемма)

Цитолемма (плазмолемма) - биологическая мембрана, окружающая клетку снаружи. Это самая толстая (10 нм) и сложно организованная мембрана клетки. В её основе лежит универ­сальная биологическая мембрана, покрытая снаружи гликокаликсом, а изнутри, со стороны цитоплазмы, подмембранным слоем. Гликокаликс (3-4 нм толщины) представлен наружными, углеводными участками сложных белков - гликопротеинов и гликолипидов, входящих в состав мембраны. Эти углеводные цепочки играют роль рецепторов, обеспечивающих распознавание клеткой соседних клеток и межклеточного веще­ства и взаимодействие с ними. В этот слой так­же входят поверхностные и полуинтегральные белки, функциональные участки которых нахо­дится в надмембранной зоне (например, имму­ноглобулины). В гликокаликсе находятся рецеп­торы гистосовместимости, рецепторы многих гормонов и нейромедиаторов.

Подмембранный, кортикальный слой обра­зован микротрубочками и сократимыми микрофиламентами, которые являются частью цитоскелета клетки. Подмембранный слой обеспе­чивает поддержание формы клетки, создание её упругости, обеспечивает изменения клеточной поверхности. За счёт этого клетка участвует в эндо- и экзоцитозе, секреции, движении.

Цитолемма выполняет множество функций:

1) разграничительная (цитолемма отделяет, отграничивает клетку от окружающей среды и обеспечивает её связь с внешней средой);

2) распознавание данной клеткой других кле­ток и взаимодействие с ними;

3) распознавание клеткой межклеточного ве­щества и прикрепление к его элементам (волок­нам; базальной мембране);

4) транспорт веществ и частиц в цитоплазму и из неё;

5) взаимодействие с сигнальными молекула­ми (гормонами, медиаторами, цитокинами), бла­годаря наличию на поверхности цитолеммы спе­цифических рецепторов к ним.

6) обеспечивает движение клетки (образова­ние псевдоподий) благодаря связи цитолеммы с сократимыми элементами цитоскелета.

В цитолемме расположены многочисленные рецепторы, через которые биологически ак­тивные вещества (лиганды, сигнальные моле­кулы, первые посредники: гормоны, медиаторы, факторы роста) действуют на клетку. Рецепторы представляют собой генетически детерминиро­ванные макромолекулярные биосенсоры (белки, глико- и липопротеины), встроенные в цитолемму или расположенные внутри клетки и специализированные на восприятии специфических сигналов химической или физической природы. Биологически активные вещества при взаимо­действии с рецептором инициируют образова­ние внутриклеточных сигнальных молекул - вторичных посредников, вызывающих каскад био­химических изменений в клетке, приводящих к определенному физиологическому ответу (изменению функции клетки).

Все рецепторы имеют общий плен строения и состоят из трёх частей:

1) надмембранной. осу­ществляющей взаимодействие с веществом (лигандом);

2) внутримембранной. осуществля­ющей перенос сигнала

3) внутриклеточной, погружённой в цитоплазму.