Строение клеточной мембраны

Клеточная мембрана – сложная функциональная система. Она обеспечивает

связь клетки с внеклеточным пространством. Через мембрану клетка получает

координированные сигналы, что приводит к перестройке внутриклеточного

метаболизма, соответственно пришедшему сигналу. В настоящее время думают о

жидкостно-мозолистом строении мембраны клетки, согласно этой мысли, клетка

состоит из 2-х слоев липидных молекул, которые ориентированы в

пространстве; у гидрофильных структур молекулы направлены внутрь клетки и

наружу, т.е. там, где есть вода; в гидрофобных структурах, молекулы

расположены внутри клеточной мембраны. Кроме того, в толще липидного слоя

имеются белковые молекулы, которые словно айсберги плавают в липидном слое.

Белковые молекулы образуют воротную систему каналов, позволяющих активно

регулировать поступление в клетку и из клетки ионов и органических веществ;

кроме того, сложные белки – гликопротеины, формирующие рецепторные

структуры на поверхности мембраны. Рецепторы улавливают биологически

активные вещества, кодируют информацию и передают сигнал внутрь клетки.

Если участок нервного или мышечного волокна подвергнуть раздражению,

то в этом месте возникает возбуждение. Такое возбуждение обусловлено

колебанием мембранного потенциала – потенциала действия. Он может быть либо

при внутриклеточном или внеклеточном отведении. Долгое время считали, что

потенциал действия – это короткое исчезновение потенциала покоя. Дальнейшие

исследования показали, что потенциал действия представляет собой не только

исчезновение мембранного потенциала, но и последующую деполяризацию

мембраны.

На рисунке видно, что разность между наружной и внутренней сторонами

мембраны равна 85 Мвт. При раздражении возбудимого образования, мембранный

потенциал начинает падать, это обусловлено тем, что катионы натрия начинают

заходить в клетку, а катионы калия – выходить из клетки. В результате этих

процессов возникает такое состояние, когда величина положительного и

отрицательного зарядов уравновешиваются с обеих сторон мембраны и

мембранный потенциал становится равен нулю.

Дальнейшее поступление катионов натрия в клетку приводит к

деполяризации мембраны, и потенциал действия достигает какой-то величины

(пик на графике). В этот момент возникает максимальное возбуждение. После

этого срабатывает натриево-калиевый насос и фаза графика идёт вниз. При

этом перераспределении натрия и калия приводит к нулевому значению разности

потенциалов. В дальнейшем происходит восстановление мембранного потенциала

до 85 Мвт. Восходящая фаза графика называется фазой деполяризации, а

нисходящая фаза графика называется фазой реполяризации.

В точке О наблюдается абсолютная рефрактерность тканей, т.е.

раздражитель любой силы, нанесенный на ткань, в этот период не вызывает

возбуждения. В фазу реполяризации наступает постепенное увеличение

возбудимости ткани, т.е. раздражитель большей силы может вызвать

дополнительный пик возбуждения – эта фаза называется фазой относительной

рефрактерности. Участок КО называют овершутом.