БАЗИСНЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

МОДУЛЬНАЯ ЕДИНИЦА 1.1. МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. УРОВНИ СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

Организм человека представляет собой морфофункциональную систему, объединяющую органы и ткани, клетки и внутриклеточные структуры, а также химические, физические и информационные процессы, протекающие в них. Базовым элементом в этой системе является клетка.

Строение клетки

Клетка — элементарная единица строения и жизнедеятельности органов и тканей, обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. В организме человека имеется около 60 триллионов клеток, которые образуют 200 видов дифференцированных клеток и четыре вида тканей.

Основные структурно-функциональные компоненты клетки.

Плаз- молемма (внешняя клеточная мембрана, толщина около 10 нм) имеет барьерную (разграничительную), транспортную, рецепторную функции, образует биопотенциалы, соединяет клетки друг с другом посредством межклеточных контактов. Важнейшими функциональными единицами плазмолеммы являются ионные каналы и насосы, белки-транспортеры, ферменты, рецепторы. Наружная поверхность плазмолеммы может быть многократно увеличена за счет микроворсинок. Поверхность плазмолеммы покрыта гликокаликсом — рыхлым слоем межклеточного вещества толщиной около 50 нм, состоящим из олигосахаридов, связанных с жирами и белками мембраны. Функции гликокаликса: межклеточное узнавание и взаимодействие, пристеночное пищеварение и барьер, затрудняющий поступление в клетку крупных молекул, микробов, вирусов (рис. 1.1.1).

Цитоплазма содержит цитозоль и органеллы: митохондрии, эндоплазматическую сеть, пластинчатый комплекс, лизосомы, перок- сисомы, рибосомы, клеточный центр, цитоскелет.

Цитозоль (гиалоплазма, клеточный сок) обеспечивает химическое взаимодействие клеточных структур друг с другом, осуществляет внутриклеточные транспортные процессы, обмен углеводов, белков, липидов и других веществ, служит местом депонирования гликогена, жиров, пигментов, образования аденозинтрифосфата (АТФ).

Общая схема строение клетки

Рис. 1.1.1. Общая схема строение клетки

Митохондрии — внутриклеточные органеллы округлой формы, состоящие из двухслойных мембран (наружной и внутренней) и матрикса. Внутренняя мембрана митохондрий образует выпячивания — кристы. В митохондриях содержатся ферменты системы переноса электронов и окислительного фосфорилирования, участвующие в извлечении энергии из питательных веществ с участием кислорода и ее аккумуляции (АТФ). В матриксе осуществляется цикл трикарбоновых кислот (продукция НАДН и С02), (3-окисление жирных кислот, депонирование в гранулах ионов Са2+ и Mg2+. Митохондрии относятся к самовоспроизводящимся структурам клетки. При увеличении потребности клетки в энергии АТФ митохондрии способны делится за счет наличия в них молекул ДНК, аналогичных ДНК ядра клетки.

Шероховатая эндоплазматическая сеть (ЭПС) состоит из плоских мембранных цистерн, на поверхности которых расположены крупные нуклеопротеидные комплексы (рибосомы). Рибосомы обеспечивают синтез белков (мембранных, цитозольных, лизосомных, секретируемых). Синтезируемые белки через поры попадают в просвет цистерн ЭПС, где модифицируются и транспортируются в органеллу — комплекс Гольджи.

Гладкая эндоплазматическая сеть состоит из соединенных друг с другом трубочек, каналов и пузырьков. В ней осуществляются синтез липидов (фосфолипидов, жирных кислот, стероидных гормонов), гликогена, а также депонирования и высвобождения Са2+. Она участвует в обезвреживании веществ, поступивших из внешней среды (экзогенных) и образовавшихся в организме (эндогенных), а также в образовании мембран для других органелл (например, ли- зосом и пероксисом).

Пластинчатый комплекс (комплекс Гольджи) расположен около ядра и состоит из трех — семи цистерн. В нем происходят модификация белков, их сортировка с помощью рецепторов и упаковка в отщепляющиеся пузырьки, которые или секретируются из клетки, или образуют л изосомы; а также синтез полисахаридов, образование мембран для других органелл клетки (например, лизосом и перок- сисом).

Лизосомы — пузырьки, окруженные мембраной, осуществляют внутриклеточное «пищеварение» с помощью кислых гидролаз (pH среды около 5,0), выполняют функции клеточного питания, защиты, обновления внутриклеточных структур.

Пероксисомы — пузырьки размером около 1 мкм, содержат многочисленные (более 40) ферменты. Они осуществляют синтез желчных кислот, окисление мочевой кислоты, жирных кислот, D-амино- кислот с помощью кислорода и разрушение образующегося клетке пероксида водорода (Н202).

Клеточный центр (центросома) состоит из центриолей и связанных с ними микротрубочек. Центриоли в делящихся клетках образуют веретено деления, в неделящихся клетках определяют полярность клеток эпителия.

Цитоскелет представляет собой опорно-двигательный аппарат клетки и состоит из нитевидных структур: микрофиламентов, микрофибрилл и микротрубочек. Микрофиламенты содержат сократительные белки (актин, миозин), тропомиозин и другие белки. Они обеспечивают подвижность клетки и внутриклеточное движение везикул, митохондрий, токи цитоплазмы. Микрофибриллы выполняют преимущественно опорно-каркасную функцию. Микротрубочки образуют эластический каркас, создающий лабильную форму клетки. Они обеспечивают передвижение вдоль них везикул и белков (например, транспорт в аксоне нейрона).

Ядро состоит из мембраны (оболочки), нуклеоплазмы, хроматина и ядрышка. В ядре (ДНК) хранится генетическая информация (около 30 000 генов) человека, которая передается при делении клеток и обеспечивает генетический контроль клеточных процессов и синтеза белков. В ядрышке происходят синтез рибосомальной РНК (рРНК), образование субъединиц рибосом, осуществляется синтез транспортной РНК (тРНК) и кофермента НАД+.

За сохранение наследственной информации ответственны специальные ферменты, ликвидирующие спонтанные мутации генов. Передача генетической информации обеспечивается копированием молекул ДНК при митозе клетки (в периоде S), что позволяет дочерним клеткам получать одинаковый геном.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >