Зміст
- Основи клітин
- Клітинна мембрана
- Функції ліпіда Білаєра
- Додаткові компоненти двошарового
- Транспорт клітинної мембрани
- Крово-мозковий бар'єр
Мозкові клітини - це тип нейрона, або нервова клітина. Існують також різні типи клітин головного мозку. Але всі нейрони є клітини, і всі клітини організмів, що мають нервову систему, мають ряд характеристик. Фактично, всі клітини, незалежно від того, це одноклітинні бактерії чи люди, мають декілька спільних ознак.
Однією важливою характеристикою всіх клітин є те, що вони мають a подвійна плазмова мембрана, називається Клітинна мембрана, оточуючи всю клітинку. Інша полягає в тому, що вони мають цитоплазму на внутрішній стороні мембрани, утворюючи основну масу клітинної маси. Третя частина полягає в тому, що вони мають рибосоми, білкоподібні структури, які синтезують всі білки, вироблені клітиною. Четверте - це те, що вони включають генетичний матеріал у вигляді ДНК.
Клітинні мембрани, як зазначалося, складаються з подвійної плазматичної мембрани. "Подвійний" походить від того, що клітинну мембрану також кажуть, що складається з a фосфоліпідний двошаровий, причому "bi-" є префіксом, що означає "два". Ця біліпдна мембрана, як її також іноді називають, має ряд ключових функцій, крім захисту клітини в цілому.
Основи клітин
Всі організми складаються з клітин. Як зазначалося, кількість клітин в організмі значно варіюється від видів до видів, а деякі мікроби включають лише одну клітину. Так чи інакше, клітини є будівельними елементами життя в тому сенсі, що вони є найменшими індивідуальними одиницями живих істот, які можуть похвалитися всіма властивостями, пов'язаними з життям, наприклад, метаболізмом, розмноженням тощо.
Всі організми можна поділити на прокаріоти і еукаріоти. Пр* окаріоти* майже всі одноклітинні і включають багато різновидів бактерій, що населяють планету. Еукаріоти майже всі багатоклітинні і мають клітини з низкою спеціалізованих особливостей, яких не вистачає прокаріотичним клітинам.
Всі згадані клітини мають рибосоми, клітинну мембрану, ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) та цитоплазму, гелеподібне середовище всередині клітин, в якому можуть відбуватися реакції, і частинки можуть рухатися.
Еукаріотичні клітини мають свою ДНК, укладену в ядро, яке оточене власним фосфоліпідним двошаровим називається ядерна оболонка.
Вони також містять органели, що являють собою структури, пов'язані подвійною плазматичною мембраною, як сама клітинна мембрана і покладена на спеціалізовані функції. Наприклад, мітохондрії відповідають за проведення аеробного дихання всередині клітин за наявності кисню.
Клітинна мембрана
Найлегше зрозуміти структуру клітинної мембрани, якщо уявити перегляд її в поперечному перерізі. Ця перспектива дозволяє "бачити" як протилежні плазматичні мембрани двошарового, простір між ними, так і матеріали, які неминуче повинні перетворитись у клітину або вийти з клітини через мембрану.
Називаються окремі молекули, що складають більшу частину клітинної мембрани глікофосфоліпідиабо, найчастіше, просто фосфоліпіди. Вони виготовлені з компактних, фосфатних «голів», які є гідрофільний ("шукаючої води") і вказуйте на зовнішню сторону мембрани з кожної сторони, і пару довгих жирних кислот, які гідрофобний («бояться води») і стикаються один з одним. Таке розташування означає, що ці головки стикаються із зовнішньою стороною клітини з одного боку та цитоплазмою з іншого.
Фосфат та жирні кислоти в кожній молекулі з'єднуються гліцериновою областю, подібно до того, як тригліцерид (дієтичний жир) складається з жирних кислот, приєднаних до гліцерину. Частини фосфатів часто містять додаткові компоненти на поверхні, а інші білки та вуглеводи також наносять клітинні мембрани; вони будуть описані найближчим часом.
Функції ліпіда Білаєра
Одна функція ліпідного двошарового, майже за визначенням, полягає в захисті клітини від загрози ззовні. Мембрана є напівпроникний, що означає, що деякі речовини можуть пройти, а іншим заборонено в'їзд або вихід прямо.
Невеликі молекули, такі як вода і кисень, можуть легко дифундувати через мембрану. Також можуть проходити інші молекули, зокрема ті, що несуть електричний заряд (тобто іони), нуклеїнові кислоти (ДНК або її родич, рибонуклеїнова кислота або РНК) та цукру, але потребують допомоги мембранних транспортних білків для того, щоб це відбулося.
Ці транспортні білки є спеціалізованими, це означає, що вони призначені для введення в рух тільки певного типу молекули через бар'єр. Це часто вимагає введення енергії у вигляді АТФ (аденозинтрифосфат). Коли молекули повинні переміщуватися проти більш сильного градієнта концентрації, потрібно навіть більше АТФ, ніж зазвичай.
Додаткові компоненти двошарового
Більшість нефосфоліпідних молекул у клітинній мембрані є трансмембранні білки. Ці структури охоплюють обидва шари шару шару (звідси "трансмембрана"). Багато з них є транспортними білками, які в деяких випадках утворюють канал, достатньо великий, щоб специфічна молекула, з якою стикалася, проходила.
Інші трансмембранні білки включають рецептори, які сигналізують до внутрішньої клітини у відповідь на активацію молекулами на зовнішній стороні клітини; ферменти, які беруть участь у хімічних реакціях; і якоря, які фізично пов'язують компоненти поза клітиною з тими, що знаходяться в цитоплазмі.
Транспорт клітинної мембрани
Без способу переміщення речовин у клітину та поза неї клітина швидко втрачає енергію, а також не зможе викидати відходи обміну речовин. Обидва сценарії, звичайно, несумісні з життям.
Ефективність транспорту мембрани залежить від цього три основні фактори: проникність мембрани, різниця концентрацій даної молекули між внутрішньою і зовнішньою, а також розмір і заряд (якщо такі є) розглянутої молекули.
Пасивний транспорт (проста дифузія) залежить лише від двох останніх факторів, оскільки молекули, які входять або виходять з клітин за допомогою цього засобу, можуть легко ковзати через прогалини між фосфоліпідами. Оскільки вони не несуть заряду, вони будуть прагнути текти всередину або назовні, поки концентрація не буде однаковою з обох сторін шару.
В полегшена дифузіязастосовуються ті самі принципи, але мембранні білки потрібні для створення достатнього простору, щоб незаряджені молекули протікали через мембрану вниз по градієнту їх концентрації. Ці білки можуть бути активовані або простою наявністю молекули, що "стукає у двері", або зміною їх напруги, спровокованої приходом нової молекули.
В активний транспорт, енергія завжди потрібна, оскільки рух молекули суперечить її концентрації або електрохімічному градієнту. Хоча АТФ є найпоширенішим джерелом енергії для трансмембранних транспортних білків, також можна використовувати легку енергію та електрохімічну енергію.
Крово-мозковий бар'єр
Мозок - це особливий орган, і як такий він спеціально захищений. Це означає, що крім описаних механізмів, клітини мозку мають засоби більш жорсткого контролю надходження речовин, що важливо для підтримки будь-якої концентрації гормонів, води та поживних речовин, необхідних у певний час. Ця схема називається гематоенцефалічний бар'єр.
Це багато в чому здійснюється завдяки тому, як побудовані дрібні кровоносні судини, що надходять до мозку. Окремі клітини кровоносних судин, які називаються ендотеліальними клітинами, упаковуються незвично близько, утворюючи те, що відомо тісні стики. Тільки за певних умов більшість молекул забезпечують проходження між цими ендотеліальними клітинами мозку.