Поверхневий апарат клітини
Кожна клітина багатоклітинного організму взаємодіє з навколишнім середовищем і сусідніми клітинами через поверхневий апарат, що виконує три основні функції: бар’єрну, транспортну і рецепторну (сприймаючу).
Оболонка. Зовнішня частина поверхневого апарату клітин рослин і бактерій є щільну клітинну стінку (0,1-4 мкм). Вона служить жорстким каркасом для клітини, захищає її, забезпечує зв’язок клітин в тканину.
Зовнішня плазматична мембрана (плазмалемма). Тварини клітини оболонки не мають, вони оточені зовнішньої плазматичної мембраною. Її зовнішню частину називають гликокаликсом (<грец. Glykys солодкий + лат. Callus оболонка). Гликокаликс дуже тонкий (0,03-0,04 мкм), пластичний і невиразний в світловому мікроскопі. Він складається з глікопротеїнів (вуглеводів, з’єднаних з білками).
Кожному типу клітин відповідає свій комплекс Глік-ліпідів і глікопротеїнів, за цими мітками клітини “дізнаються” один одного. Якщо клітини печінки змішати, наприклад, з клітинами нирок, то вони самостійно розсортуйте в дві окремі групи. Через індивідуальних відмінностей у структурі гликокаликса пересаджені тканини або органи, як правило, не приживаються. Гликокаликс слабо розвинений в клітинах рогівки, хрящів і кісток – ці тканини приживаються успішніше.
Деякі білки гликокаликса є рецепторами. Рецептори сприймають впливу із зовнішнього середовища і забезпечують контактне гальмування росту. Нова клітина росте тільки доти, поки не заповнить відведений для неї простір. Втратою контактних здібностей характеризується більшість клітин злоякісних пухлин: вони продовжують рости і після того, як заповнять відведений для них простір. Гликокаликс служить також для зв’язку клітин в тканину. Якщо поверхні сусідніх клітин тканини відносно плоскі, то контакт називають простим (клітини епітелію); якщо поверхні клітин взаємно звиті, це контакт типу замка. Найбільш міцним є десмосомний контакт між клітинами тварин: мембрани сусідніх клітин “зшиті” поперечними волокнами. Між нервовими і м’язовими клітинами – особливі контакти (синапси), що забезпечують передачу електричних і хімічних сигналів.
В основі будови клітини лежить мембранний принцип: внутрішньоклітинний простір перетинає безліч мембран, пов’язаних між собою, з мембранами ряду органел і ядра. Все мембрани мають схожу будову. Товщина їх дуже мала (близько 0,01 мкм), тому їх вивчають за допомогою електронного мікроскопа. Мембрани складаються з ліпідів і білків. Ліпіди утворюють подвійний шар. Білки занурені в шар ліпідів на різну глибину або розташовуються на його внутрішньої і зовнішньої поверхнях. На білках, які перебувають на зовнішній стороні зовнішньої мембрани, розташовані вуглеводи глікокаліксу.
Плазмалемма не тільки відокремлює вміст клітини від зовнішнього середовища, але і здійснює транспорт речовин. Через неї у міжклітинний простір виводяться синтезовані для інших клітин сполуки: білки, вуглеводи, гормони, а всередину надходить вода, іони солей, органічні молекули. Проникнення молекул в сторону їх меншій концентрації називають пасивним транспортом. Він відбувається без витрат енергії і буває двох видів: проста дифузія (для малих гідрофобних молекул мембрана проникна) і полегшена дифузія, здійснювана білками-переносниками (гідрофільні молекули, ряд іонів не здатні проходити через мембрану). Для проникнення молекул в сторону їх більшої концентрації потрібні витрати енергії АТФ, такий перенос називають активним транспортом, його також здійснюють специфічні білки-переносники.
Прикладом активного транспорту є натрій-калієвий насос. При підвищенні концентрації Na + всередині клітини фермент натрій-калій-залежна АТФ-аза активується і пов’язує Na +. Відбувається фосфорилирование однієї з субодиниць ферментного комплексу, в ній відкривається натрієвий канал, через який Na + покидає клітку. Після проходження трьох іонів Na + фермент
Ний комплекс пов’язує К +, дефосфорі-ліруется з відкриттям калієвого каналу і транспортує всередину клітини не три, але вже тільки два іона К +. Таким чином підтримуються необхідні для життєдіяльності концентрації іонів і мембранний потенціал клітини.
Обмін речовинами між сусідніми клітинами рослин забезпечують вузькі (30-60 нм) канали (плазмодесми), вистелені клітинними мембранами. Через плазмодесми вода, солі, різні поживні речовини поширюються по клітках рослин, забезпечуючи їх тісну взаємодію.
На поверхні деяких клітин тварин розташовані микроворсинки – тонкі вирости мембрани, заповнені цитоплазмою. Велика кількість мікроворсинок мають клітини кишечника. Це істотно збільшує його площа і полегшує процес перетравлення і всмоктування їжі.
Фагоцитоз (<грец. Phagos пожирач). Пластичність плазмалеми дозволяє клітці захоплювати частинки їжі, великі органічні молекули, бактерії. В результаті цього явища, званого фагоцитозом, формуються травні вакуолі, в яких захоплені речовини переробляються за допомогою ферментів. Подібним чином амеба та інші найпростіші поглинають частки їжі і дрібніших одноклітинних. Рослини і бактерії мають жорсткі клітинні стінки, нездатні охоплювати їжу, тому фагоцитоз для них неможливий.
В організмах людини і хребетних тварин лише деякі клітини активно використовують фагоцитоз. Деякі лейкоцити (в основному макрофаги і нейтрофіли) захищають організм, захоплюючи бактерії, чужорідні і токсичні частинки. Цитоплазма цих клітин містить безліч лізосом, що розщеплюють органічні сполуки (див. С. 45).
Явище фагоцитозу відкрито російським біологом І. І. Мечниковим і належить їм в основу клітинної теорії імунітету.
Пиноцитоз (<грец. Pino пити) – захоплення клітинної поверхнею і поглинання клітиною рідини. Плазматична мембрана не охоплює краплю, а утворює поглиблення. Крапля рідини занурюється, а потім мембрана замикається з утворенням пухирця діаметром 0,07-2 мкм.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)