За визначенням Робертсона, клітку можна розглядати як тріфазную систему, яка складається з нуклео-цитоплазматичного матриксу, мембранної фази і зовнішньої фази. На мембрани припадає близько 2/3 сухої маси клітини. Формує клітину і підтримує строго певний внутрішньоклітинний гомеостаз плазматична, або поверхнева, мембрана.
Структура плазматичноїмембрани
Молекули фосфоліпідів мембрани складаються з двох частин: одна з них несе заряд і гідрофільна, інша не заряджена і гидрофобна. Це визначає здатність ліпідів мимовільно утворювати двошарові мембранні структури під впливом власних зарядів. У клітинній мембрані заряджені гідрофільні ділянки молекул фосфоліпідів від одних молекул спрямовані всередину клітини, а від інших - назовні клітини. У товщі клітинної мембрани молекули фосфоліпідів взаємодіють незарядженими гідрофобними ділянками (вони «заховані» від внутрішньоклітинної і позаклітинної води). У ліпідному шарі клітинних мембран міститься багато холестерину. Обмін ліпідів на відміну від білків відбувається повільніше. Однак порушення, наприклад, нейронів мозку призводить до зменшення вмісту в них ліпідів. Зокрема, після тривалої розумової роботи, при втомі кількість фосфоліпідів в нейронах зменшується (може бути, це пов'язано з більш яскравою пам'яттю у осіб напруженої розумової праці). Склад мембранних ліпідів визначається місцем існування і характером харчування. Так, увели-чення рослинних жирів в харчовому ра-Ціон підтримує рідкий стан ли-пидов клітинних мембран і покращує їх функції. Надлишок холестерину в мембранах збільшує їх мікров'язкість, погіршує транспортні функції клітинної мембра-ни. Однак недолік жирних кислот і хо-лестеріна в їжі порушує ліпідний со-ставши і функції клітинних мембран.
Молекули білків вбудовані в фосфоліпідний матрикс клітинної мембрани. У клеточ-них мембранах зустрічаються тисячі различ-них білків, які можна об'єднати в ос-новні класи: структурні білки, перенесення-чики, ферменти, білки, що утворюють канали, іонні насоси, специфічні рецептори. Один і той же білок може бути рецептором, ферментом і насосом. Канали освітньої-ни білковими молекулами, вкрапленнями в ліпідний матрикс, вони пронизують мем-лайкою. Через ці канали можуть проходити по-лярні молекули. Багато мембранні білки, так само як і фосфоліпіди, складаються з двох частин - зарядженої і незарядженою. Незаряджені ділянки білків занурені в ліпідний шар, що не несе заряду. Зоря-женние ділянки білків взаємодіють із зарядженими ділянками ліпідів, що є-ється важливим фактором, що визначає взаємо-морасположеніе структурних елементів кле-точної мембрани і її міцність. Блешні-ство білків, які пронизують ліпідний шар, міцно пов'язане з фосфоліпідами (інтегральні білки), головною їх функцією є транспорт речовин через клітинну мембрану. Велика частина інтег-ральних білків - глікопротеїди. Білки, прикріплені до поверхні клітинної мембрани (в основному до внутрішньої її частини), називають периферійними. Вони, як правило, є ферментами: це ацетилхолінестеразою, фосфатази, аденилатциклаза, протеїнкінази. Деякі інтег-ральних білки також виконують функцію ферментів, наприклад АТФаза. Рецепторами і антигенами мембрани можуть бути як ін-тегральние, так і периферичні білки. Білки, що примикають до мембрани з внут-ній сторони, є також складовою час-ма цитоскелета, який забезпечує до-полнительную міцність клітинної мембра-ни і еластичність. Оновлення білків мем-Брани відбувається дуже швидко - протягом 2-5 днів (термін їх життя).
Більшість клітин організму має від-ріцательно поверхневий заряд, який забезпечується виступає з мембрани клітини вуглеводної частиною гликолипидов, фосфоліпідів, гликопротеидов. Мембрана має плинністю: від-слушні її частини можуть переміщатися з однієї дільниці до іншої.
Клітинні мембрани мають виборчі котельної проникністю: одні речовини пропускають, інші ні. Зокрема, мем-брану легко проникна для жиророзчинний-мих речовин, що проникають через ліпідний шар; більшість мембран пропускає воду. Аніони органічних кислот не проходять через мембрану. Але є канали, виборчі-кові пропускають іони К +. Na +. Са 2+. Cl -.
Функції клітинної мембрани
Основними функціями клітинної мембра-ни є наступні:
Бар'єрна (захисна) функція - найбільш очевидна функція клітинної мембрани, що утворює поверхневу оболонку клітини. Особливу роль у виконанні цієї функції грають клітинні мембрани епітеліальної тканини. Вони утворюють зазвичай поверхні, що відокремлюють внутрішнє середовище організму від зовнішнього середовища. Це відноситься також до легким і до шлунково-кишковому тракту. Бар'єрна функція клітинних мем-бран порушується при багатьох патологічних процесах (атеросклероз, гіпоксія, ІНТОКС-кація, ракове переродження). Багато ле-карственние речовини реалізують своє впливав-ня за допомогою дії на мембрану, при її пошкодженні ефекти лікарських ве-вин можуть змінюватися. Клітини, утворюють-щие зовнішній шар епітелію, зазвичай со-з'єднані за допомогою щільних контактів, ко-торие обмежують міжклітинний перенесення речовин.
Рецепторная функція - сприйняття змін зовнішньої і внут-ренней середовища організму за допомогою спеці-альних структур - рецепторів, забезпечувала-чих впізнавання різних подразників і реагування на них. Клітинна мембрана своєму розпорядженні великий набір рецепторів, що володіють специфічною чувствітельнос-ма до різних агентам - гормонів, міді-АТОР, антигенів, хімічним і физичес-ким подразників. Рецептори відповідають за взаємне розпізнавання клітин, розвиток імунітету. Рецепторами на поверхні клітин можуть служити глікопротеїди і гліколіпіди мембран. Рецептор активує G-білок мембрани, який за допомогою ферменту-попередника, розташованого на внутрішній поверхні клітинної мембрани, активує другий посередник, який реалізує ефект від подразника. Після-довність може бути, наприклад, такий: адреналін - B-адренорецептор-GS-білок - аденилатциклаза-АТФ-цАМФ - протеинкиназа - фосфорилювання білків - зраді-ня метаболізму і функцій клітини. Воспри-ємство фізичних і хімічних раздражите-лей (змін внутрішнього і зовнішнього середовища організму) у збудливих клітин осуществля-ється за допомогою трансформації енергії раз Роздратування в нервовий імпульс.
Створення електричного заряду клітини забезпечує клітинам збудливих тканин виникнення локального потенціалу, потенціалу дії (порушення) і проведе-ня останнього. Поширенням страненіе збудження забезпечує б-струмінь зв'язок збудливих клітин між собою, а також посилку еферентної сигналу від нервової клітини до ефекторних (виконай тельной) і отримання зворотних (афферент-них) імпульсів від неї. Практично всі живі клітини мають електричний заряд, але лише деякі з них здатні генерітся-ровать потенціал дії.
Вироблення біологічно активних ве-вин - простагландинів, тромбоксанов, лейкотрієнів, що надають сильне впливав-ня на адгезію тромбоцитів і процес вос-паления.
Транспортна функція разом з бар'єр-ної забезпечує відносно постійний склад речовин в клітині і її електричний заряд. Наявність концентраційних і елект-рических градієнтів різних речовин і іонів поза і всередині клітини свідчить про те, що клітинна мембрана осуществля-ет тонку регуляцію змісту в цито-плазмі іонів і молекул. Завдяки транс-порту частинок формується склад внутрішньо- клітинної середовища, найбільш сприятливий для оптимального протікання метаболічес-ких реакцій.