Тема 1.4 Клеточная мембрана. Мембранный транспорт. Межклеточные информационные взаимодействия

1. Тема 1.4 Клеточная мембрана. Мембранный транспорт. Межклеточные информационные взаимодействия.

2. Клетка является элементарной единицей строения живого.

Цитолемма
Структурные
компоненты
клетки
Цитоплазма
с органеллами
Ядро

3. Плазматическая мембрана Строение.

А – билипидный слой
1 – фосфолипиды
2 – гидрофобные хвосты
3 – гидрофильные головки
4 – периферические белки
5 – погруженные белки
6 – пронизывающие белки
Б – гликокаликс
7 – гликопротеиды
8 – гликолипиды
4
Жидкостно-мозаичная модель мембраны

4. Плазматическая мембрана Свойство.

Плазматическая мембрана обладает избирательной
проницаемостью.
Проницаемость для разных атомов и молекул зависит от размера, заряда, химических
свойств.

5. Плазматическая мембрана. Функции.

1.взаимодействие клетки с окружающей средой
2.разграничительную (барьерную)
3.транспортную
4.рецепторную (восприятие сигналов из внешней для
клетки среды)
5.передача информации, воспринятой рецепторами,
глубоким структурам цитоплазмы.

6. Функции мембранных белков

1. Белки каналы – избирательный
транспорт
2. Фермент – пристеночное
пищеварение
3. Рецепторные молекулы – передача
сигналов.
4. Антигены – распознание «свойчужой»
5. Межклеточные контакты, придают
тканям прочность.
6. Поддержание формы клетки.

7. Транспорт веществ через клеточную оболочку

Пассивный – без затрат энергии
• диффузия
• осмос
Активный – с затратами энергии:
•первичный (Na+/K+ насос)
•вторичный (непрямое использование АТФ как источника энергии)
•посредством переносчиков (требуется энергия для изменения
конформации белка)
•везикулярный: эндоцитоз (фагоцитоз, пиноцитоз), экзоцитоз.

8. Пассивный транспорт

1. Простая диффузия – перенос мелких молекул (О2, Н2О, СО2) по
градиенту концентрации.
2. Облегченная диффузия – перенос мелких молекул через каналы
и (или) посредством белков-переносчиков по
электрохимическому градиенту.

9. Пассивный транспорт

• Осмос – движение воды через полупроницаемые мембраны из
области низкой концентрации в область высокой концентрации
солей.
Изотонический раствор - раствор с концентрацией
хлорида натрия 0,9%

10. Na+/K+ насос – особый белок переносчик, пронизывающий всю ЦПМ.

Активный транспорт
Na+/K+ насос – особый белок переносчик,
пронизывающий всю ЦПМ.
Энергия распада АТФ идет напрямую
на процесс транспорта.

11. Эндоцитоз – активный процесс транспорта частиц через мембрану внутрь клетки.

• Фагоцитоз – поглощение клеткой твердых частиц при помощи
ложноножек
• Пиноцитоз - поглощение клеткой жидких частиц при помощи
ложноножек

12. Экзоцитоз - процесс активного выведения клеткой продуктов внутриклеточного синтеза во внеклеточное пространство

13.

Межклеточные взаимодействия
Подразделяют на 2 класса:
Формообразующие (формируют тканевые и органные
структуры)
Информационные (воспринимают различные
сигналы)
Оба класса межклеточных взаимодействий реализуются при
помощи:
А. растворимых молекул (или ионов),
Б. посредством макромолекул внеклеточного матрикса
В. путём формирования специализированных межклеточных
контактов.

14.

Свободное существование в организме характерно только для
взвешенных в плазме крови и в лимфе клеточных элементов.
Формообразующие взаимодействия
• Все остальные клетки формируются в специализированные
межклеточные контакты, необходимые как для функционирования
клеток, так и для координации деятельности клеток в составе тканевых
структур.
• Межклеточные специализированные контакты подразделяют на
адгезионные, замыкающие (плотные) и коммуникационные
(проводящие).

15.

АДГЕЗИОННЫЕ МЕЖКЛЕТОЧНЫЕ КОНТАКТЫ
- механически скрепляют клетки между собой.
- к ним относятся десмосома, полудесмосома и промежуточный контакт
(опоясывающая десмосома).
1. Десмосома.
Функция. Десмосомы поддерживают структурную целостность ткани,
скрепляя клетки между собой, придают ткани упругость.
Примеры. кератиноциты, кардиомиоциты
2. Полудесмосома.
Обеспечивает прикрепление клетки к базальной мембране.
3. Промежуточный контакт (опоясывающая десмосома).
контакт образует сплошной поясок вокруг клетки
Функция. Промежуточный контакт скрепляет не только мембраны
соседних клеток, но и стабилизирует их цитоскелет, объединяя клетки с
их содержимым в единую жёсткую систему.
Примеры: каёмчатый эпителий кишки, секреторный эпителий.

16.

ЗАМЫКАЮЩИЕ (ПЛОТНЫЕ) КОНТАКТЫ
Плотный контакт формирует в различных клеточных
слоях регулируемый барьер проницаемости,
разделяющий разные по химическому составу
среды (например, внутреннюю и внешнюю).
Примеры: эндотелий капилляров, альвеолоциты,
эпителиальные клетки почечных канальцев.

17.

КОММУНИКАЦИОННЫЕ КОНТАКТЫ
передачи малых молекул или химических веществ.
Различают щелевые контакты (нексусы) и синапсы.
Щелевой контакт - это область, где формируются каналы
(коннексоны) из одной клетки в другую.
• Функциональная роль: происходит передача малых
молекул и ионов из клетки в клетку.
• Примеры: распространение возбуждения между
кардиомиоцитами, а также между гладкомышечными
клетками

18.

КОММУНИКАЦИОННЫЕ КОНТАКТЫ
Синапс – специализированный межклеточный
контакт – обеспечивает однонаправленную
передачу сигналов с одной клетки на другую.
• Примеры: формируются между клетками
возбудимых тканей (нервные клетки между
собой, нервные клетки и мышечные волокна)
• Сигнальная молекула – нейромедиатор.
• Строение:
- пресинаптическая часть
- постсинаптическую часть
- синаптическую щель.

19.

Механизм передачи возбуждения в синапсе.
1) ПД распространяется по нервному волокну к пресинаптической
области.
2) Изменение проницаемости мембраны пресинаптического образования
к ионам Са++ и поступление Са++ в пресинаптическом образовании.
3) Движение везикул с активным медиатором пресинаптической области
к пресинаптической мембране и выделение медиатора в синаптическую
щель методом экзоцитоза.
4) Движение медиатора к субсинаптической мембране
постсинаптической области и взаимодействие с соответствующими
рецепторами мембраны.
5) Изменение проницаемости ионных каналов приводит к
формированию местных токов и генерации на постсинаптической
мембране постсинаптического потенциала.
После взаимодействовия с рецептором, медиатор должен быть удален с мембраны. Это осуществляется
ферментами, находящимися в синапсе.
Ацетилхолин расщипляется ацетилхолинэстеразой. Для адреналина и норадреналина – такими ферментами
является катехолокси-метилтрансфераза (КОМТ) и (МАО) моноаминоксидаза. Продукты расщепления медиаторов
далее либо транспортируются в пресинаптическую область для последующего ресинтеза медиатора, либо
удаляются из околосинаптической области.

20.

В зависимости от характера медиатора, рецепторы
субсинаптической мембраны делятся на соответствующие группы:
1) адренорецепторы (медиаторы норадреналин и
адреналин);
2) холинорецепторы (медиатор ацетилхолин);
3) дофаминорецепторы (медиатор дофамин);
4) серотонинорецепторы (медиатор серотонин);
5) гистаминорецепторы (медиатор гистамин);
6) опиодидные рецепторы (медиаторы - эндогенные
опиаты, энкефалины, эндорфины).

21.

Эффекты адренорецепторов

22.

Понятие о веществах синаптического действия
Действие адреномиметиков
Воздействие веществ на периферическую
нервную систему
стимулируют рецепторы
блокируют рецепторы
стимулируют рецепторы
блокируют рецепторы

23.

Межклеточные информационные взаимодействия
Информационные межклеточные взаимодействия укладывается в схему,
предусматривающую следующую последовательность событий:
сигнал
рецептор
(посредник)
ответ
Контактная и дистантная регуляция
И при контактном и при дистантном способе регуляции передача и регистрация
сигнала всегда происходит между отдельными клеточными элементами.
Одна клетка регулирует, вторая - регулируется.

24.

ДИСТАНТНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
Эндокринная регуляция.
гормоны, секретируемые
эндокринными клетками, оказываются
в жидкостях организма (в большинстве
случаев в крови), через эти жидкости
достигают клеток-мишеней,
связываются со специфичными именно
для конкретного гормона
молекулярными рецепторами и
изменяют режим функционирования
клетки-мишени.

25.

СИГНАЛЬНЫЕ МОЛЕКУЛЫ
• Передачу сигналов от клетки к клетке осуществляют
сигнальные молекулы (первый посредник, лиганд),
вырабатываемые в одних клетках и специфически
воздействующие на другие клетки – клетки–мишени.
• Первичные мессенджеры, лиганды. Ими могут быть
гормоны, цитокины, факторы роста,
нейротрансмиттеры, факторы роста, хемоаттрактанты
т.д.
• Специфичность воздействия сигнальных молекул
определяют присутствующие в клетках–мишенях
рецепторы.
• Лиганд, взаимодействуя с его рецептором,
образует лигандрецепторный комплекс, что изменяет
функциональные возможности рецептора и является
толчком к проявлению физиологического эффекта.

26.

Межклеточная передача сигнала с участием лигандов.
Агонист (стимулятор) – это лиганд, который при взаимодействии с рецептором
вызывает ответную реакцию или увеличивает ее силу.
Антагонист (блокатор) – это лиганд, который при взаимодействии с рецептором
блокирует его, предотвращая активацию рецептора агонистом.

27.

РЕЦЕПТОРЫ
Рецепторы в клетке-мишени - белки (в ряде случаев глико или липопротеины).
Количество рецепторов в клетках-мишенях не остаётся постоянным: рецепторы
инактивируются или разрушаются в процессе их функционирования, реактивируются и
постоянно синтезируются в клетках-мишенях.
Рецепторы (в зависимости от их расположения в клетке-мишени) подразделяются на
мембранные (встроенные в плазматическую мембрану) и внутриклеточные цитозольные и ядерные.

28.

Виды мембранных рецепторов

29.

Ядерные рецепторы
– белки-рецепторы стероидных гормонов
(минерало- и глюкокортикоиды, эстрогены,
прогестины, тестостерон), ретиноидов, тиреоидных
гормонов, витамина D3.
Транспорт многих стероидных гормонов во внутренней
среде организма осуществляют специальные
транспортные белки.
Стероидный гормон отделяется от связывающего белка
и проходит через клеточную мембрану внутрь клетки–
мишени, где соединяется с рецептором.
Комплекс гормона с рецептором поступает в ядро и
взаимодействует со строго определённым фрагментом
ДНК, далее происходит транскрипция конкретных генов.

30.

ВТОРЫЕ ПОСРЕДНИКИ.
(«вторичные мессенджеры»)
Внутриклеточные сигнальные молекулы (вторые посредники)
передают информацию с мембранных рецепторов на эффекторы
(исполнительные молекулы), опосредующие ответ клетки на сигнал.
ОТВЕТЫ КЛЕТОК-МИШЕНЕЙ.
Запускается каскад внутриклеточных биологических процессов,
реализующийся в изменениях внутриклеточного метаболизма,
делении, росте или гибели клеток.