Подписаться на новости

Оболочка и ее функции

ОБОЛОЧКА КЛЕТКИ — Большая Медицинская Энциклопедия

ОБОЛОЧКА КЛЕТКИ (син.: плазматическая мембрана, плазмолемма) — липопротеидная мембрана, отделяющая цитоплазму клетки от окружающей среды.

У человека и животных О.к. является элементарной мембраной, состоящей из двойного липидного слоя, покрытого белковыми молекулами (см. Мембраны биологические). У большинства клеток оболочки имеют ширину ок. 6— 10 нм. Белковый компонент О. к. (составляет ок. 60% сухой массы) представлен высокомолекулярным фибриллярным белком (структурный белок). Липидный компонент, составляющий в среднем ок. 40% сухой массы, представлен гл. обр. фосфолипидами (лецитин, холестерин). Кроме того, в состав О. к. входит ряд ферментов (5'-нуклеотидаза, фосфомоноэстераза, кислая РНК-аза, щелочная фосфатаза и Mg-зависимая АТФ-аза), играющих важную роль в осуществлении активного транспорта ионов через О. к. На поверхности животных клеток располагаются различные специализированные структуры. Свободная поверхность О. к. покрыта микроворсинками, из к-рых могут образовываться кутикула (эпителий кишечника) и щелочная каемка (эпителий канальцев почки). Связи смежных поверхностей клетки осуществляются путем образования разного типа контактов: посредством формирования заходящих друг в друга складок (интер-дигитация), путем слияния наружных слоев О. к. (замыкающая зона, плотные контакты — zonula occludens) и промежуточных контактов (zonula adhaerens). В наиболее сложных случаях контакты смежных поверхностей осуществляются специализированными метаплазматическими структурами — десмосомами (см.). У беспозвоночных животных может происходить слияние наружных слоев О. к. При этом образуются истинные мостики (септированные десмосомы). В эпителиальных клетках на базальной поверхности возникают многочисленные складки, вдающиеся в цитоплазму (базальный лабиринт).

С клеточной оболочкой связана одна из основных функций клетки — проницаемость (см.), за счет к-рой осуществляется обмен веществ с окружающей средой и поддержание в клетке физиол, гомеостаза (см.). Транспорт веществ через О. к. при этом осуществляется путем пассивного переноса (диффузии) и переноса против градиента концентрации — активного транспорта, требующего затрат энергии (см. Транспорт ионов). Наряду с этим существуют и другие механизмы поглощения клеткой как плотных (см. Фагоцитоз), так и жидких (см. Пиноцитоз) веществ.

О. к. обладает особой системой рецепторов (см.), способных улавливать изменения окружающей среды и воздействия нек-рых физиологически активных молекул (гормонов, медиаторов и др.), вызывающих ответную реакцию клетки. Эффект ряда гормонов осуществляется путем изменения активности фермента, связанного с клеточными рецепторами, — аденилатциклазы. Аденилатциклаза катализирует синтез циклической аденозинмонофосфорной к-ты (цАМФ), служащей непосредственным передатчиком действия гормона на внутриклеточные процессы. Механизм действия на клетку нейромедиаторов аналогичен. С клеточной оболочкой связаны способность клеток к двигательной активности, образование псевдоподий и ундулирующих мембран (пластинчатых выростов цитоплазмы, производящих колебательные движения) и др. Процессы деструкции и синтеза О. к.— обычное явление при поглощении (эндоцитозе) и выделении (экзоцитозе) чужеродных веществ и при физиол, секреции и экскреции.

Оболочка растительной клетки обладает рядом специфических особенностей, отличающих ее от животной клетки. Цитоплазма растительной клетки окружена плазматической мембраной, аналогичной плазмолемме животной клетки. Однако снаружи расположена еще система оболочек — первичной, вторичной и третичной, формирующая плотную клеточную стенку. Межклеточное вещество, соединяя оболочки соседних клеток, придает тканям высокую устойчивость. В период роста растительная клетка окружена первичной оболочкой, не препятствующей увеличению ее размеров. Эта оболочка имеет небольшую толщину и содержит преимущественно полисахариды — целлюлозу, гемицеллюлозу и пектин. В клетках, прекративших рост, в результате отложения различных веществ (лигнина, суберина, кутинов, различных минеральных солей) возникает вторичная оболочка. Она имеет значительную толщину и может подвергаться одеревенению или опробковению. Ее внутренний слой, прилежащий к плазмолемме, иногда выделяют как третичную оболочку. Через клеточную стенку проходят плазмодесменные канальцы, с помощью к-рых осуществляется связь цитоплазмы соседних клеток, передача раздражений и движение пластических веществ между клетками.

См. также Клетка.

Библиография: Васильев Ю. М. и Маленков А. Г. Клеточная поверхность и реакции клетки, Л., 1968, библиогр.; JI енинджер А. Биохимия, пер. с англ., М., 1976; T р и н к а у с Дж. От клеток к органам, пер. с англ., М., 1972; Трошин А. С. Проблема клеточной проницаемости, М.— JI., 1956, библиогр.; Финеан Дж., Колмэн Р. и Ми-чел л P. Мембраны и их функции в клетке, пер. с англ., М., 1977; Q u inn P. J. Molecular biology of cell membranes, L., 1976; Robertson J. D. The ultrastructure of cell membranes and their derivatives, в кн.: The structure and function of subcellular components, ed. byE. M. Crook, p. 3, Cambridge, 1959.

И. А. Алов.

Строение и функции клеточной оболочки

Лекция 5. История создания клеточной теории. Клеточная оболочка. Немембранные органоиды. Включения

Создание и основные положения клеточной теории. Клеточная теория – важнейшее биологическое обобщение, согласно которому все живые организмы состоят из клеток. Изучение клеток стало возможным после изобретения микроскопа. В 1590 году Янсен изобрел микроскоп, в котором увеличение обеспечивалось соединением двух линз.

Впервые клеточное строение у растений (срез пробки) обнаружил английский ученый, физик Р.Гук, он же предложил термин "клетка" (1665 г.). Голландский ученый Антони ван Левенгук впервые описал эритроциты позвоночных, сперматозоиды, разнообразные микроструктуры растительных и животных клеток, различные одноклеточные организмы, в том числе бактерии.

В 1831 г. англичанин Р.Броун обнаружил в клетках ядро. В 1838 г. немецкий ботаник М.Шлейден пришел к выводу, что ткани растений состоят из клеток и что в любой растительной клетке есть ядро. Немецкий зоолог Т.Шванн показал, что из клеток состоят и ткани животных. В 1839 г. вышла книга Т.Шванна «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений, в которой он доказывает, что клетки, содержащие ядра, представляют собой структурную и функциональную основу всех живых существ. Основные положения клеточной теории Т. Шванна можно сформулировать следующим образом.

1) Клетка – элементарная структурная единица строения всех живых существ.

2) Клетки растений и животных самостоятельны, гомологичны друг другу по происхождению и структуре. М.Шдейден и Т.Шванн ошибочно считали, что главная роль в клетке принадлежит оболочке и новые клетки образуются из межклеточного бесструктурного вещества. В дальнейшем в клеточную теорию были внесены уточнения и дополнения, сделанными другими учеными.

Еще в 1827 г. академик Российской АН К.М.Бэр, открыв яйцеклетки млекопитающих, установил, что все организмы начинают свое развитие с одной клетки, представляющей собой оплодотворенное яйцо. Это открытие показало, что клетка является не только единицей строения, но и единицей развития всех живых организмов.

В 1855 г. немецкий врач Р.Вирхов приходит к выводу, что клетка может возникнуть только из предшествующей клетки.

На современном уровне развития биологии основные положения клеточной теории можно представить следующим образом.

1. Клетка – элементарная живая система, единица строения, жизнедеятельности, размножения и индивидуального развития организмов.

2. Клетки всех живых организмов сходны (гомологичны) по строению и химическому составу.

3. Новые клетки возникают только путем деления ранее существовавших клеток.

4. Клетка может быть самостоятельным организмом, осуществляющим всю полноту процессов жизнедеятельности (прокариоты и одноклеточные эукариоты). Все многоклеточные организмы состоят из клеток. Рост и развитие многоклеточного организма – следствие роста и размножения одной или нескольких исходных клеток Многоклеточные организмы представляют собой ассоциации специализированных клеток, объединенных в целостные системы, которые регулируются нервными и гуморальными механизмами.

Клеточная организация возникла на заре жизни и прошла длительный путь эволюционного развития от безъядерных форм (прокариот) к ядерным (эукариотам).

6. Клеточное строение организмов – доказательство единства происхождения всего живого.

Изучения клеток осуществляется с помощью различных методов: –световой и электронной микроскопии, дифференциального ультрацентрифугирования, рентгеноструктурного анализа, хроматографии, электрофореза, микрохирургии, метода культуры клеток, метода радиоактивных изотопов и др.

Строение и функции клеточной оболочки

Клетка является основной структурной и функциональной единицей живых организмов, осуществляющей рост, развитие, обмен веществ и энергии, хранящей и реализующей генетическую информацию. Размеры клеток достаточно широко варьируют, у человека, например, от нескольких микрометров (малые лимфоциты – 7 мкм) до 100 мкм (яйцеклетка). В среднем диаметр животных клеток равен приблизительно 20 а растительных – 40 мкм. Состоит эукариотическая клетка из трех основных частей – клеточной оболочки, цитоплазмы и ядра.

Клеточная оболочка состоит из двух слоев – плазмалеммы и наружного слоя. Плазмалемма прилегает к цитоплазме и ограничивает содержимое эукариотической клетки. Над мембраной формируется наружный слой, в животной клетке он тонкий и называется гликокаликсом (образован гликопротеинами, гликолипидами, липопротеинами), в растительной клетке – толстый, называется клеточной стенкой (образован целлюлозой), в грибной клеточная стенка образована хитином, в прокариотической клетке – муреином.

Строение мембран. Все биологические мембраны имеют общие структурные особенности и свойства. В настоящее время общепринята жидкостно-мозаичная модель строения мембраны. Основу мембраны составляет липидный бислой, образованный в основном фосфолипидами. Фосфолипиды – триглицериды, у которых один остаток жирной кислоты замещен на остаток фосфорной кислоты. участок молекулы, в котором находится остаток фосфорной кислоты, называют гидрофильной головкой, участки, в которых находятся остатки жирных кислот – гидрофобными хвостами. В мембране фосфолипиды располагаются строго упорядоченно: гидрофобные хвосты молекул обращены друг к другу, а гидрофильные головки – наружу, к воде. Помимо липидов в состав мембраны входят белки (в среднем ≈60%). Они определяют большинство специфических функций мембраны (транспорт определенных молекул, катализ реакций, получение и преобразование сигналов из окружающей среды и др.).

Рис. . Строение плазмалеммы

Различают периферические белки(расположены на наружной или внутренней поверхности липидного бислоя), полуинтегральные белки(погружены в липидный бислой на различную глубину) и интегральные, или трансмембранные белки(пронизывают мембрану насквозь, контактируя при этом и с наружной, и с внутренней средой клетки). Интегральные белки в ряде случаев называют каналообразующими или канальными, так как их можно рассматривать как гидрофильные каналы, по которым в клетку проходят полярные молекулы (липидный компонент мембраны их бы не пропустил).

В состав мембраны могут входить углеводы (до 10%). Углеводный компонент мембран представлен олигосахаридными или полисахаридными цепями, связанными с молекулами белков (гликопротеины) или липидов (гликолипиды). В основном углеводы располагаются на наружной поверхности мембраны. Углеводы обеспечивают рецепторные функции мембраны. В животных клетках гликопротеины, липопротеины и гликолипиды образуют надмембранный комплекс – гликокаликс, имеющий толщину несколько десятков нанометров. В нем располагаются многие рецепторы клетки, с его помощью происходит адгезия клеток.

Молекулы белков, углеводов и липидов подвижны, способны перемещаться в плоскости мембраны. Толщина плазматической мембраны – примерно 7,5 нм.

Рис. Движение катионов по электрохимическому градиенту

Функции оболочки. Плазмалемма с гликокаликсом выполняют множество функций – отделяют клеточное содержимое от внешней среды, регулируют обмен веществ между клеткой и средой, место локализации различных «ферментативных конвейеров», обеспечивают связь между клетками в тканях многоклеточных организмов (адгезия), рецепторная функция связана с распознаванием сигналов.

Важнейшее свойство мембран – избирательная проницаемость, то есть мембраны хорошо проницаемы для одних вещества или молекул и плохо проницаемы (или совсем непроницаемы) для других. Это свойство регуляции обмена веществ между клеткой и внешней средой. Процесс прохождения веществ через клеточную мембрану называют транспортом веществ. Различают пассивный транспорт – процесс прохождения веществ, идущий без затрат энергии и активный транспорт–процесс прохождения веществ, идущий с затратами энергии.

Рис. . Плазмолиз и деплазмолиз в растительной клетке

При пассивном транспорте вещества перемещаются из области с более высокой концентрацией в область с более низкой, то есть по градиенту концентрации. В любом растворе имеются молекулы растворителя и растворенного вещества. Процесс перемещения молекул растворенного вещества называют диффузией, перемещения молекул растворителя – осмосом. Если молекула заряжена, то на ее транспорт влияет и электрический градиент - разность зарядов. Наружная сторона мембраны заряжена положительно, внутренняя – отрицательно, что влияет на движение через мембрану катионов и анионов. Поэтому часто говорят об электрохимическом градиенте, объединяя оба градиента вместе. Скорость транспорта зависит от величины градиента.

Различают несколько видов пассивного транспорта: простую диффузию, диффузию через белковые каналы и облегченную диффузию. Простая диффузия – диффузия веществ непосредственно через липидный бислой (диффузия молекул жирорастворимых веществ, кислорода, углекислого газа, воды).Ионы Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl^- проходят через мембрану через каналообразующие белки – это диффузия через мембранные каналы. Облегченная диффузия – транспорт веществ с помощью специальных транспортных белков, каждый из которых отвечает за перемещение определенных молекул или групп родственных молекул (глюкоза, аминокислоты, нуклеотиды).

Транспорт молекул растворителя – воды (во всех биологических системах растворителем является именно вода) называется осмосом. Классическим примером осмоса (движения молекул воды через мембрану) являются явления плазмолиза и деплазмолиза. При добавлении 10% раствора поваренной соли к препарату кожицы лука наблюдается плазмолиз – ионы Na⁺ и Сl^- вызывают выход воды из протопласта клетки и отставание протопласта от клеточной стенки. При удалении раствора соли и добавлении воды идет обратный процесс – деплазмолиз.

Рис. Виды транспорта через мембрану: 1 – простая диффузия; 2 – диффузия через мембранные каналы; 3 – облегченная диффузия с помощью белков-переносчиков; 4 – активный транспорт.

Необходимость активного транспорта возникает тогда, когда необходимо обеспечить перенос через мембрану молекул против электрохимического градиента. Этот транспорт осуществляется особыми белками-переносчиками, деятельность которых требует затрат энергии. Источником энергии служат молекулы АТФ. Примером активного транспорта является работа Na⁺/К⁺-насоса (натрий-калиевого насоса), фагоцитоз и пиноцитоз.

Работа Na⁺/К⁺-насоса. Для нормального функционирования клетка должна поддерживать определенное соотношение ионов «К⁺» и «Na⁺» в цитоплазме и во внешней среде. Концентрация «К⁺» внутри клетки должна быть значительно выше, чем за ее пределами, а «Na⁺» – наоборот. Следует отметить, что «Na⁺» и «К⁺» могут свободно диффундировать через мембранные каналы. Na⁺/К⁺-насос противодействует выравниванию концентраций этих ионов и активно перекачивает «Na⁺» из клетки (против концентрационного и электростатичекого градиентов), а «K⁺» в клетку (против концентрационного, но по электростатическому градиенту).

Na⁺/К⁺-насос представляет собой трансмембранный белок, способный к конформационным изменениям, вследствие чего он может присоединять как «K⁺», так и «Na⁺». За один цикл работы насос выводит из клетки три «Na⁺»и заводит два «К⁺» за счет энергии молекулы АТФ. На работу натрий-калиевого насоса тратится почти треть всей энергии, необходимой для жизнедеятельности клетки.

Эндоцитоз – процесс поглощения клеткой крупных частиц и макромолекул. Различают два типа эндоцитоза: фагоцитоз–захват и поглощение крупных частиц (клеток, частей клеток, макромолекул) и пиноцитоз – захват и поглощение жидкого материала (раствор, коллоидный раствор, суспензия). Явление фагоцитоза открыто И.И.Мечниковым в 1882 г. При эндоцитозе плазматическая мембрана образует впячивание, края ее сливаются, и происходит отшнуровывание в цитоплазму структур, отграниченных от цитоплазмы одиночной мембраной. К фагоцитозу способны многие простейшие, некоторые лейкоциты. Пиноцитоз наблюдается в эпителиальных клетках кишечника, в эндотелии кровеносных капилляров.

Экзоцитоз – процесс обратный эндоцитозу: выведение различных веществ из клетки. При экзоцитозе мембрана пузырька сливается с наружной цитоплазматической мембраной, содержимое везикулы выводится за пределы клетки, а ее мембрана включается в состав наружной цитоплазматической мембраны. Таким способом из клеток желез внутренней секреции выводятся гормоны, у простейших – непереваренные остатки пищи.

Цитоплазма – обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром, подразделяется на гиалоплазму (основное вещество цитоплазмы), органоиды (постоянные компоненты цитоплазмы) и включения (временные компоненты цитоплазмы). Химический состав цитоплазмы – основу составляет вода (60-90% всей массы цитоплазмы), различные органические и неорганические соединения. Цитоплазма имеет щелочную реакцию. Характерная особенность цитоплазмы эукариотической клетки – постоянное движение (циклоз). Оно обнаруживается, прежде всего, по перемещению органоидов клетки, например хлоропластов. Если движение цитоплазмы прекращается, клетка погибает, так как, только находясь в постоянном движении, она может выполнять свои функции.

Гиалоплазма (цитозоль) – представляет собой бесцветный, слизистый, густой и прозрачный коллоидный раствор. Именно в ней протекают все процессы обмена веществ, она обеспечивает взаимосвязь ядра и всех органоидов. В зависимости от преобладания в гиалоплазме жидкой части или крупных молекул, различают две формы гиалоплазмы: золь – более жидкая гиалоплазма и гель – более густая гиалоплазма. Между ними возможны взаимопереходы: гель превращается в золь и наоборот. Цитоплазма объединяет все компоненты клетки в единую систему, среда для прохождения многих биохимических и физиологических процессов, среда для существования и функционирования органоидов.

Поиск по сайту

Поиск по сайту:

Клеточная оболочка, её структуры. Молекулярная организация и функции биологической мембраны. Виды транспорта веществ.

Биологические системы, их фундаментальные свойства. Эволюционно обусловленные уровни организации жизни. Элементарные единицы, элементарные явления на различных уровнях организации жизни.

Биологические системы - биологические объекты различной сложности ( клетки, ткани, органы, системы органов и организмы, биоценозы и экосистемы, вплоть до биосферы в целом), имеющие несколько уровней структурно - функциональной организации, представляя собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.

Фундаментальные свойства живых систем:

Самовоспроизведение
Специфичность организации( клеточные структуры, ткани, органы, системы органов)
Упорядоченность структуры
Обмен веществ ( препятствует увеличению энтропии)
Рост и развитие
Целостность и дискретность
Раздражимость и возбудимость
Движение
Наследственность и изменчивость
Саморегуляция

Уровень организации живого	Элементарная единица	Элементарное явление
Молекулярно-генетический	ген	Способность гена к ковариантной редупликации (всегда появляется новое: при кроссинговере, половом размножении, мутациях)
Клеточный	клетка	Поток веществ ( белки, энергия АТФ, информация в виде ДНК)
Онтогенетический	особь	Клеточная дифференциация
Популяционно-видовой	популяция	Изменение генофондов
Экосистемный	биогеоценоз	Круговорот вещества и энергии
Биосферный	биосфера	Глобальный круговорот вещества и энергии

Клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена, её основные положения. Современное состояние клеточной теории.

Клетка - единственная форма существования живого, является элементарной структурной и функциональной единицей живого.
Новые клетки образуются только делением исходной клетки
Клетка является структурно- функциональной единицей многоклеточного живого организма

Типы клеточной организации. Строение про- и эукариотических клеток. Гипотезы происхождения эукариотических клеток (симбиотическая, инвагинационная).

Среди всего многообразия ныне существующих на Земле организмов выделяют две группы: вирусы и фаги, не имеющие клеточного строения; все остальные организмы представлены разнообразными клеточными формами жизни. Различают два типа клеточной организации: прокариотический и эукариотический.

Прокариоты	Эукариоты
Нет ядра	Есть ядро
Нет внутриклеточной мембраны	Сеть внутриклеточной мембраны
Кольцевая ДНК – генетический аппарат	ДНК в хромосомах
Нет хромосомных белков - гистонов	Есть гистоны и негистоны
Нет клеточного центра	Есть клеточный центр
Клеточная оболочка клетки – муреиновый мешок.	Клеточная стенка: у растений – из целлюлозы, у грибов- хитина, у животных ее нет.

Эукариотические клетки произошли от предка, имевшего прокариотическое строение.

Наиболее популярна в настоящее время симбиотическая гипотеза происхождения эукариотических клеток, согласно которой основой в эволюции клетки эукариотическго типа послужил анаэробный прокариот, способный лишь к амебовидному движению. Митохондрии и жгутики произошли путем изменений проникших в клетку-хозяина симбионтов — аэробных прокариотов и бактерий. Хлоропласты клеток зеленых растений возникли из симбионтов — прокариотических клеток сине-зеленых водорослей.

Особое значение имело приобретение клеткой в процессе эволюции жгутиков с банальными тельцами, близкими к центриолям.

Трудным является вопрос о происхождении ядра. Предполагают, что оно также могло образоваться из симбионта- прокариота. Происхождение внутриплазматических мембран шероховатой и гладкой цитоплазматической сети, пластинчатого комплекса объясняют эволюционными преобразованиями наружной мембраны ядерной оболочки. Симбиотическая гипотеза не объясняет ряд фактов. Так, белок бациллин, из которого состоят реснички и жгутики современных прокариот, отличен от белка тубулина эукариот. У бактерий не обнаружено структур с типичным для жгутиков, ресничек, базальных телец или центриолей эукариотической клетки составом микротрубочек «9 + 2» или «9 + 0».

Согласно инвагинационной гипотезе, предковый формой был аэробный прокариот. Он содержал несколько геномов, первоначально прикреплявшихся к клеточной оболочке. Органеллы, имеющие ДНК, а также ядро, возникли путем впячивания и отшнуровки участков с последующей функциональной специализацией в ядро, митохондрии, хлоропласты. В процессе дальнейшей эволюции произошло усложнение ядерного генома, появилась система цитоплазматических мембран.

Эта гипотеза удовлетворительно объясняет наличие двух мембран в оболочке ядра, митохондрий и хлоропластов. Однако она не может ответить на вопрос, почему биосинтез белка в хлоропластах и митохондриях в деталях соответствуют таковому в современных прокариотических клетках, но отличается от биосинтеза белка в цитоплазме.

Симбиотическая и инвагинационная гипотезы не исчерпывают все точки зрения на происхождение эукариотического типа клеточной организации.

Клеточная оболочка, её структуры. Молекулярная организация и функции биологической мембраны. Виды транспорта веществ.

Клетки многоклеточных организмов, как животных, так и растительных, обособленны от своего окружения оболочкой.

Оболочки в растительных клетках состоят из клетчатки или пектина.

Клеточная оболочка, или плазмалемма, животных клеток образованна мембраной, покрытой снаружи слоем гликокаликса толщиной 10-20 нм.

Основными составляющими гликокаликса служат комплексы полисахаридов с белками (гликопротеины) и жирами (гликолипиды). Изнутри к мембране примыкает кортикальный слой цитоплазмы (0,1-0,5 мкм), в котором не встречаются рибосомы и пузырьки, но в значительном количестве находятся микротрубочки и микрофиламенты, имеющие в своем составе сократимые белки.

Плазмалемма выполняет отграничивающую, барьерную, транспортную и рецепторную функцию, регулирует химический состав внутренней среды клетки, в ней расположены молекулы рецепторов, которые избирательно распознают определенные биологически активные в-ва (гормоны).

Биологическая мембрана- тонкие пограничные структуры молекулярных размеров, расположенные на поверхности клеток и субклеточных частиц, а также канальцев и пузырьков. Особенности мембраны: она плотная, тонкая, пластичная, пронизана каналами и полярна (снаружи +, внутри -)

Мембрана состоит из бимолекулярного слоя липидов. Гидрофобные участки их молекул повернуты друг к другу, а гидрофильные – находятся на поверхности слоя.

Разнообразные белковые молекулы встроены в этот слой или размещены на его поверхности. Они выполняют ряд функций:

· Отграничивающую

· регуляции и обеспечения избирательной проницаемости веществ (транспорт ионов, сахаров, аминокислот, и других продуктов обмена веществ)

· образования поверхностей раздела между водной и неводной фазами с размещением на этих поверхностях ферментных коплексов.

Благодаря присутствию липидов (жировых в-в) мембраны образуют гидрофоюную внутриклеточную фазу как компартмент для химических реакций в неводной среде. Молекулярный состав мембран – набор соединений и ионов, размещающихся на поверхностях, различаются от структуры к структуре. Этим достигается функциональная специализация мембран клетки. Включение в мембрану клетки молекул рецепторов делает ее восприимчивой к биологически активным соединениям, например, гормонам, что способствует проявлению разности биоэлектрических потенциалов.

Виды транспорта веществ:

Пассивный транспорт- перенос веществ из области высокой концентрации в область низкой концентрации

прямая диффузия (транспорт h3O, газов, неполярных молекул через липидный слой)
облегченная диффузия через мембранные каналы транспорт с помощью каналообразующих белков

Активный транспорт – с затратой энергии против электрохимического градиента. Это происходит с помощью белков – переносчиков, а источник энергии молекулы АТФ

Виды активного транспорта:

Строение и функции оболочки клетки, Биология

Клетка любого организма представляет собой целостную живую систему. Она состоит из трех неразрывно связанных между собой частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка клетки осуществляет непосредственное взаимодействие с внешней средой и взаимодействие с соседними клетками (в многоклеточных организмах).

Оболочка клеток. Оболочка клеток имеет сложное строение. Она состоит из наружного слоя и расположенной под ним плазматической мембраны. Клетки животных и растений [49], [50], [51] различаются по строению их наружного слоя. У растений, а также у бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов на поверхности клеток расположена плотная оболочка, или клеточная стенка. У большинства растений она состоит из клетчатки.
Рис. 49. Схемы строения клеток по данным светового микроскопа Рис. 50. Схема строения животной клетки по данным электронного микроскопа Рис. 51.
Клеточная стенка играет исключительно важную роль: она представляет собой внешний каркас, защитную оболочку, обеспечивает тургор растительных клеток; через клеточную стенку проходит вода, соли, молекулы многих органических веществ.

Наружный слой поверхности клеток животных [49], [50] в отличие от клеточных стенок растений очень тонкий, эластичный. Он не виден в световой микроскоп и состоит из разнообразных полисахаридов и белков. Поверхностный слой животных клеток получил название гликокаликс.

Гликокаликс выполняет прежде всего функцию непосредственной связи клеток животных с внешней средой, со всеми окружающими ее веществами. Имея незначительную толщину (меньше 1 мкм), наружный слой клетки животных не выполняет опорной роли, какая свойственна клеточным стенкам растений. Образование гликокаликса, так же как и клеточных стенок растений, происходит благодаря жизнедеятельности самих клеток.

Плазматическая мембрана. Под гликокаликсом и клеточной стенкой растений расположена плазматическая мембрана (лат. «мембрана» – кожица, пленка), граничащая непосредственно с цитоплазмой [52]. Толщина плазматической мембраны около 10 нм, изучение ее строения и функций возможно только с помощью электронного микроскопа.
Рис. 52. Строение плазматической мембраны (электронно-микроскопическая фотография — вверху)
В состав плазматической мембраны входят белки и липиды. Они упорядоченно расположены и соединены друг с другом химическими взаимодействиями. По современным представлениям молекулы липидов в плазматической мембране расположены в два ряда и образуют сплошной слой [52]. Молекулы белков не образуют сплошного слоя, они располагаются в слое липидов, погружаясь в него на разную глубину, как это показано на рисунке 52.

Молекулы белка и липидов подвижны, что обеспечивает динамичность плазматической мембраны.

Плазматическая мембрана выполняет много важных функций, от которых зависит жизнедеятельность клеток. Одна из таких функций заключается в том, что она образует барьер, отграничивающий внутреннее содержимое клетки от внешней среды. Но между клетками и внешней средой постоянно происходит обмен. веществ. Из внешней среды в клетку поступает вода, разнообразные соли в форме отдельных ионов, неорганические и органические молекулы. Они проникают в клетку через очень тонкие каналы плазматической мембраны. Во внешнюю среду выводятся продукты, образованные в клетке. Транспорт веществ – одна из главных функций плазматической мембраны.

Через плазматическую мембрану из клетки выводятся продукты обмена, а также вещества, синтезированные в клетке. К числу их относятся разнообразные белки, углеводы, гормоны, которые вырабатываются в клетках различных желез и выводятся во внеклеточную среду в форме мелких капель.

Клетки, образующие у многоклеточных животных разнообразные ткани (эпителиальную, мышечную и др.), соединяются друг с другом плазматической мембраной. В местах соединения двух клеток мембрана каждой из них может образовывать складки или выросты, которые придают соединениям особую прочность [53].
Рис. 53. Электронно-микроскопическая фотография мембран двух соседних клеток (Видны складки и выросты наружной мембраны, увеличивающие прочность соединения клеток. Увел. 30 000 раз.)
Соединение клеток растений обеспечивается путем образования тонких каналов, которые заполнены цитоплазмой и ограничены плазматической мембраной. По таким каналам, проходящим через клеточные оболочки, из одной клетки в другую поступают питательные вещества, ионы, углеводы и другие соединения.

На поверхности многих клеток животных, например различных эпителиев, находятся очень мелкие тонкие выросты цитоплазмы, покрытые плазматической мембраной, микроворсинки. Наибольшее количество микроворсинок находится на поверхности клеток кишечника, где происходит интенсивное переваривание и всасывание переваренной пищи.

Фагоцитоз. Крупные молекулы органических веществ, например белков и полисахаридов, частицы пищи, бактерии поступают в клетку путем фагоцитоза (греч. «фагео» – пожирать). В фагоцитозе непосредственное участие принимает плазматическая мембрана [54]. В том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей какого-либо плотного вещества, мембрана прогибается, образует углубление и окружает частицу, которая в «мембранной упаковке» погружается внутрь клетки. Образуется пищеварительная вакуоль и в ней перевариваются поступившие в клетку органические вещества.
Рис. 54. Схема пиноцитоза. Фагоцитоз у амебы
Фагоцитоз широко распространен в мире животных. Путем фагоцитоза питаются амебы, инфузории и многие другие простейшие. У позвоночных животных и человека к активному фагоцитозу способны только немногие клетки, например лейкоциты. Эти клетки поглощают бактерии, а также разнообразные твердые частички, случайно попавшие в организм, защищая его таким образом от болезнетворных микроорганизмов и посторонних частиц. Клеточная стенка растений, бактерий и сине-зеленых водорослей препятствует фагоцитозу и потому этот путь поступления веществ в клетку у них практически отсутствует.

Пиноцитоз. Через плазматическую мембрану в клетку проникают и капли жидкости, содержащие в растворенном и взвешенном состоянии разнообразные вещества.

Поглощение жидкости в виде мелких капель напоминает питье, и это явление было вызвано пиноцитозом (греч. «пино» – пью). Процесс поглощения жидкости сходен с фагоцитозом. Капля жидкости [54] погружается в цитоплазму в «мембранной упаковке». Органические вещества, попавшие в клетку вместе с водой, начинают перевариваться под влиянием ферментов, содержащихся в цитоплазме.

Пиноцитоз широко распространен в природе и осуществляется клетками животных, растений, грибов, бактерий и сине-зеленых водорослей.

Процессы фаго- и пиноцитоза, транспорт ионов и молекул происходит с затратой энергии, которая образуется в клетке.

1. Сравните строение оболочки растительных и животных клеток. 2. Как происходит поступление веществ а клетку? 3. Каковы основные функции гликокаликса, клеточкой стенки и плазматической мембраны?

Белочная оболочка глаза и ее функции

Глазное яблоко состоит из трех оболочек. Первая – фиброзная, вторая - сосудистая, третья (внутренняя) – сетчатка. Все эти оболочки являются окружением глазного ядра. А фиброзную оболочку, в свою очередь, образуют две важнейших составляющих: белочная оболочка и роговица.

Понятие

Белочная оболочка глаза – это особая непрозрачная и плотная оболочка. Она светонепроницаема. И это качество гарантирует хорошее зрение и стабильное давление внутри глаз. Ее часто именуют склерой. Ее цвет – белый, а строительный материал – соединительная ткань. Склера – это глазной каркас, реализующий оборонительную функцию, это поддержка внешних тканей: мышц сосудов и нервов.

Белочная оболочка глаза имеет задние и передние отделения. В задних есть решетчатая пластинка. Через нее из глазного яблока образуется выход зрительного нерва. В передних склера преобразуется в роговицу. Участок данного преобразования получил определение лимб.

Склера у младенцев намного тоньше, чем у взрослых людей. И часто у новорожденных глаза имеют голубоватый оттенок

Площадь склеры значительна по сравнению с параметрами других наружных глазных оболочек. Склера покрывает 5/6 от поверхности всего глазного яблока. Диапазон ее плотностей в разных участках меняется от 0,3 до 1 мм.

Структура

Белочная оболочка глаза обладает несколькими слоями:

Внешний (эписклеральный). Его наполняют кровеносные сосуды. Они являются гарантом его стабильного кровоснабжения. Это слой прочно связан с внешней стороной капсулы глаза. Многие сосуды следуют к переднему отделению глаза через мышцы. Поэтому верхняя сторона этого слоя имеет более насыщенное кровоснабжение по сравнению с внутренними отделениями.
Средний. Это сама склера. Ее образуют коллагены и фиброциты. Они принимают участие в генерации коллагена, и распределяют его волокна.
Внутренний - бурая пластина. В ней много пигмента. По этой причине данный слой имеет несколько специфическую окраску.

Функция пигментации возложена на хроматофоры. Это особые клетки, которых во внутреннем слое много. Основной материал бурой пластины – тончайшие волокна склеры. В них есть некоторое содержание эластичного элемента. Снаружи пластину покрывает специальный слой – эндотелий.

Всю плотность глазной белочной оболочки пронизывают кровеносные сосуды и нервные окончания. Они следуют через эмиссарии. Так называются особые каналы.

Функционал

У белочной оболочки глаза функций немного, но они являются ключевыми для нормального зрения и всего глаза. Их перечень изложен далее:

Светонепроницаемость. Так как склеру наполняют коллагеновые волокна, и они сосредоточены без строгой позиций, то лучи света не пронизывают ткань склеры. Эта функция обеспечивает качественное зрение и защиту сетчатки от интенсивного внешнего светового воздействия.
Оборона. Это главная функция склеры – белочной оболочки глаза. Это защита глазного яблока от механических, физических и прочих повреждений, а также агрессивного воздействия внешней среды.
Каркас. На склеру опираются и крепятся многие мышцы, связки и прочие элементы глаза.

О заболеваниях

К сожалению, белочная оболочка глаза также подвержена разным заболеваниям. Наиболее распространенными являются:

эффект голубых склер;
меланоз;
эписклерит;
склерит.

Далее подробнее о каждом из обозначенных заболеваний.

Эффект голубых склер

Его еще называют синдромом голубых склер. Это врожденный недуг. Он передается на генетической основе. Его потенциальные причины - дефекты соединительной ткани, происходящие еще в утробе.

Передняя часть белочной оболочки глаза слишком тонкая. Через нее просвечивается внутренний слой склеры – пигментный. И сама склера получает голубоватые тона.

Меланоз

При этом заболевании на глазной поверхности появляются пигментные пятна. Они довольно темные. Это отложения меланина. Этот недуг может быть поверхностным или глубоким. Во втором случае возникают более серьезные воспаления. Пациенты с этим диагнозом должны быть на учете у окулиста, и как можно чаще его посещать.

Причины болезни таковы:

Попадания инфекций на склеру.
Тяжелые инфекционные заболевания, например, туберкулез.
Ревматизм.
Подагра.
Болезни обменных механизмов.

Эписклерит

Это недуг поверхностного характера. При нем часто отмечается покраснение белочной оболочки глаза. На воспаленном участке присутствует незначительная опухоль. Этот участок просвечивает сквозь конъюнктиву.

У воспаленных зон неровные поверхности. А их оттенки могут быть синевато-красными. При контакте воспаление усиливается, в покое оно незначительное.

Склерит

Это более серьезная болезнь. При ней возникает глубокое и продолжительное воспаление. Уплотняются глубокие отделения ткани. Пациент чувствует боль внезапно или в момент отвода глаз. Есть ощущение инородного тела внутри глаза. Может появиться несколько воспалительных очагов.

Бывает передний и задний склерит. У первого двустороннее действие. При контакте с воспаленной зоной возникает сильная боль. Этот недуг может переходить на роговицу. Тогда уже образуется кератит. При заднем склерите пациенту больно двигать глазами, отекают веки и конъюнктивы.

Запущенный склерит может привести к вторичной глаукоме. Вторичная глаукома может стать результатом склерита. От склерита сначала страдает один глаз. Затем болезнь поражает и второй глаз. Патология часто становится хронической, и у нее случаются обострения.

Если в зону воспаления проникнут микроорганизмы, здесь появляется гной. После затухания воспаления на этом участке возникает рубец. Ткань белочной оболочки становится очень тонкой. Склера деформируется. Роговица может подтянуться в одну сторону. В итоге образуется астигматизм.

Склерит нужно лечить вовремя и качественно. Иначе можно стать инвалидом по зрению.

Лечение

При лечении главная задача – устранить источники воспаления. Чаще всего это аллергены. Для борьбы с ними назначаются средства, содержащие кортизон и хлорид кальция. При инфекционном склерите лечение не обходится без антибиотиков. Выписываются и сульфаниламиды в большом количестве.

Проводится и физиотерапевтическое лечение. Глаз получает необходимое тепло. Также важно контролировать функционал иммунной системы. Для этого выписываются специальные препараты.

При глубоких повреждениях белочной оболочки глаза развиваются гнойные воспаления и абсцессы. Здесь уже требуется операция. В процессе нее хирург вскрывает и дренирует абсцесс.

Сегодня офтальмологи для борьбы с болезнями склеры все чаще используют лазерную терапию. При этом доктор работает в специальной программе на компьютере. С ее помощью управляет инструментом. После данной процедуры самочувствие пациента не ухудшается. Но больному нужно несколько часов на реабилитацию. Кому-то хватает трех часов, кому-то пяти-шести. Продолжительность реабилитации – вопрос индивидуальный.

После исчезновения воспаления на склере сохраняется небольшое потемнение. Постепенно оно рассасывается, и не остается никаких следов от него.

Чтобы эффективно лечить эписклерит, врач сначала выявляет его причины. Обычно, этой причиной является другое заболевание. Тогда выписываются лекарства для борьбы с ним. Часто назначаются антибиотики и регуляторы иммунного механизма, а также физиотерапевтические процедуры.

В целях профилактики болезней склеры рекомендуется:

Соблюдать меры личной гигиены.
Защищать глаза от излучений (компьютера, экрана, солнца и т.д.)
Защищать глаза от механических воздействий (пыли, стружек, извести и т.д.).
При малейших симптомах и подозрениях обращаться к окулисту.

Источник фотоматериалов: сайт https://www.syl.ru/article/378485/chto-takoe-sklera-stroenie-funktsii-i-osobennosti

Новости на Блoкнoт-Воронеж

Происхождение, строение и функции клеточной оболочки.

История открытия клетки, клеточная теория. Клетка основная структурная единица живого. Открытие ее (Гук,1665; Мальпиги; Грю, 1671) связано с изобретением светового микроскопа. Дальнейшие исследования Р. Вирхова, К. Бэра показали, что организмы начинают свое развитие из одной клетки, каждая клетка образуется путем деления материнской. Это нашло свое выражение в клеточной теории, основные положения которой сформулированы французским ботаником Дютроше (1824), русским ботаником Горяниновым П.Ф.(1834) и немецкими исследователями Шлейденом и Шванном (18381839).

Современная клеточная теория включает следующие основные положения:

1 .Клетка основная единица строения, развития и жизнедеятельности живых организмов.

2. Клетки растений и животных сходны по строению.

3. Клетки образуются в результате деления материнских клеток.

4. Клетки специализированы по функциям и образуют ткани.

5. Ткани формируют органы.

Более глубокие представления о строении клетки связаны с появлением фазовоконтрастного, электронного, трансмиссионного и сканирующего микроскопов, которые обеспечивают увеличение в сотни тысяч раз.

Строение клетки. Основными структурными частями клетки являются: оболочка, цитоплазма, ядро, вакуоль. Живая часть клетки (цитоплазма, ядро) называется протопластом.

Клеточная оболочка. Клетки растений окружены плотной оболочкой. Наличием ее они отличаются от клеток животных, хотя установлено, что и клетки животных покрыты оболочкой гликопротеидного вещества муцина (сахар и белок) яйца морских ежей, амфибий, клетки, выстилающие желудочнокишечный тракт, эпителий и др.

Клеточная оболочка защищает протопласт от неблагоприятных внешних воздействий и придает клетке определенную форму и прочность.

Клеточная оболочка состоит главным образом из полисахаридов целлюлозы 50%, гемицеллюлозы 30% и пектиновых веществ 20%.

Целлюлоза имеет фибриллярное строение. Глюкозные остатки в молекуле целлюлозы образуют цепи мицеллы, которые объединяются в пучки. Мелкие пучки в крупные и т.д.

Чистая целлюлоза бесцветна, прочна и стойка против различного рода механических и физических воздействий. Промежутки между пучками мицелл заполнены пектиновыми веществами, способными при намачивании набухать. Пектиновые вещества заполняют и межклеточные пространства, склеивая клетки между собой. Часто на стенках клеток откладывается не целлюлоза, а гемицеллюлоза, вещество, стоящее ближе к крахмалу.

Утолщение клеточных оболочек происходит в основном за счет пропитывания их особыми веществами, обеспечивающими дополнительную прочность и стойкость. Это лигнин, суберин, кутин. Лигнин вещество, близкое к целлюлозе, но углерода в нем относительно больше. Такое видоизменение одревеснение.

Суберин и кутин по своей природе близки к жирам. Клеточные оболочки, пропитанные ими, не смачиваются водой и почти непроницаемы для воды и газов. Это уменьшает испарение с поверхности клеток. Кутикулой покрывается только наружная поверхность клеточных оболочек (поверхность листа), поэтому клетки сохраняют свою жизнеспособность. Сквозное пропитывание этими веществами клеточной оболочки приводит к опробковению, что вызывает отмирание протопласта клетки.

Минерализация оболочек отмечена в небольшой степени у всех клеток. Обычно это бывают соли кальция или кремниевой кислоты. Кальций встречается в виде углекислой или щавелевокислой извести. Углекислая известь может откладываться не только в оболочках, но на поверхности эпидермы, осаждаясь из выделений водных устьиц (в жгучих волосках крапивы вместе с кремнеземом).

Формирование и рост клеточной оболочки. Образовавшаяся в процессе деления клеток общая для них перегородка представляет собой тончайшую пленку из целлюлозы. В нее даже проникают частицы цитоплазмы протопластов соседних клеток. Эта тонкая целлюлозная пленка называется первичной оболочкой, содержит около 5% целлюлозы. Вначале первичная оболочка общая для двух соседних клеток. Затем она утолщается и разделяется, и каждая клетка получает свою первичную оболочку. Между ними возникает тончайший слой аморфного вещества межклеточная или срединная пластинка. По физическим и химическим свойствам она имеет пектиновую природу. Она может разрушаться, и соседние клетки разъединяются. По мере роста молодых клеток увеличивается и первичная оболочка, становится толще.

Вначале, у очень молодых клеток мицеллярные тяжи образуют трехмерную сетку. Она легко растягивается. По мере роста клетки, оболочка растягивается, к уже имеющимся пучкам мицелл присоединяются новые. Сетка становится более плотной и тесной. Общая толщина ее растет. Пластичность оболочки снижается, и закрепляется определенный размер и форма клетки. Последующее утолщение клеточной оболочки называется вторичным, а наслаивающаяся оболочка называется вторичной оболочкой. Такова схематично сложная морфологическая структура клеточной оболочки. Сложность эта усугубляется еще тем, что вторичное утолщение никогда не бывает сплошным, равномерным, а бывает самым разнообразным: кольчатым, спиральным, лесничным, сетчатым, точечным.

Кольчатые и спиральные утолщения представляют собой кольца или спирали круглого сечения, расположенные внутри клетки, имеющей форму цилиндрической трубки. Они соединены с внутренней поверхностью первичной оболочки лишь узкой спайкой, не препятствуют удлинению клеток, росту их в длину.

Утолщения могут быть в виде сетки на внутренней поверхности клеточной оболочки, и в виде ступенек, вдающихся внутрь клетки, и почти сплошное. В последнем случае остаются не утолщенными лишь узкие пространства округлой или щелевидной формы.

В первичной оболочке имеются не утолщенные места поры. В связи с различным характером утолщений, форма и конструкция пор может быть самой разнообразной:

Простые поры у них стенки канала, образуемого вторичной оболочкой, опускаются к первичной оболочке ровно, отвесно.

Полуокаймленные вторичная оболочка с одной стороны.

Окаймленные поры вторичная оболочка как бы нависает над не утолщенным местом так, что канал во вторичной оболочке приобретает форму воронки, приставленной раструбом к первичной оболочке. Пленка первичной оболочки, разгораживающая в поре два встречных канала, может иметь утолщение в виде диска или линзы, которое называется торусом.

Очертания как простой, так и окаймленной поры не всегда округлое, оно может быть вытянутым, эллиптическим. Первичная оболочка в области пор пронизана тончайшими отверстиямиперфорациями, через которые проходят тяжи цитоплазмыплазмодесмы, соединяющие клетки и обеспечивающие жизнедеятельность растения как целостного организма.

Видоизменения клеточной оболочки:

- одревеснение – инкрустация лигнином;

- опробковение – инкрустация суберином;

- кутинизация – образование слоя кутина на внешней поверхности оболочки;

- минерализация – пропитывание солями кальция или кремния.

Ослизнение клеточных оболочек. Может быть нормальное (биологическое), полезное для растений и патологическое (болезненное), вызываемое бактериями.

Нормальное ослизнение целлюлозных оболочек поверхностного слоя клеток семян льна, айвы, тыквы, некоторых видов ромашки способствует закреплению семян в почве, создается лучший контакт с ней и лучшие условия произрастания.

В патологических случаях могут ослизняться стенки не только поверхностных, но и глубинных клеток. Этот процесс вызывается специальными бактериями, является болезнью растений и называется гуммозом. Часто поражает плодовые деревья, особенно вишни, сливы. Из коры дерева вытекает слизь, вишневый клей. Гуммоз развивается медленно и в конечном счете приводит к гибели дерева.

Клеточная оболочка отсутствует у кого? Строение и функции клеточной оболочки

К надмембранным комплексам клеток растений, грибов и некоторых бактерий относится такая структура, как их стенка. В данной статье будет изучено строение клеточной оболочки у различных групп организмов, а также выяснены функции, которые она выполняет. Как известно, этот компонент впервые был обнаружен английским ученым Робертом Гуком в 17-м столетии. Отметим также, что клеточная оболочка отсутствует у одноклеточных животных и многоклеточных организмов, начиная от кишечнополостных и заканчивая позвоночными: рыбами, амфибиями, пресмыкающимися, птицами и млекопитающими.

Зачем она нужна

Несмотря на то что структура и химический состав стенки грибов, растений и дробянок неодинаков, функции клеточной оболочки у них очень похожи. Прежде всего, это защита цитоплазмы и её органелл от повреждающего влияния факторов внешней среды.

Далее: надмембранный комплекс служит надёжной опорой и обеспечивает прочность контактов в тканях растений и грибов. Ниже мы более подробно рассмотрим, как строение оболочки взаимосвязано с функциями, которые она выполняет.

Особенности клеточной оболочки растений

Данная структура у растительных организмов состоит в основном из полимера, относящегося к классу полисахаридов – целлюлозы. Её молекулярная формула такая же, как и у растительного крахмала (C₆H₁₀O₅)_n. Макромолекулы этого полисахарида содержат остатки бета-глюкозы и имеют только линейное строение, поэтому они могут образовывать волокна, собранные в пучки. Они формируют прочный каркас клеточной стенки, углублённый в коллоидный матрикс, который также состоит в основном из углеводов – пектина и гемицеллюлозы. Также целлюлоза часто встречается и в других частях растений, например, волокна хлопка на 99% состоят из чистой целлюлозы, лён и конопля содержат её в количестве 75-80%, в древесине - до 55%. Как было уже сказано ранее, функции клеточной оболочки обусловлены тем, в ткани каких организмов она входит.

Кроме целлюлозы стенка содержит белки, липиды и неорганические вещества. Например, в состав клеточных оболочек высших споровых растений – хвощей – входит диоксид кремния, поэтому само растение очень жёсткое и прочное и является несъедобным для животных. Один из слоёв, образующих стебель многолетних растений и называемый пробкой, накапливает в оболочках жироподобное вещество – суберин. Вследствие этого цитоплазма и её органоиды разрушаются, а сами клетки могут выполнять только опорную функцию (опробковевание стебля).

Если между волокнами целлюлозы накапливается лигнин, он вместе с гемицеллюлозой усиливает механическую прочность стеблей и стволов древесных пород растений, а пигменты, содержащиеся в лигнине, обуславливают окраску древесины. Стенка также содержит поры, выстланные мембраной, которые обеспечивают транспорт веществ.

Строение и функции клеточной оболочки грибов

У представителей различных групп грибов основу стенки составляет хитин – полисахарид, встречающийся также во внешнем скелете членистоногих и у некоторых бактерий. Надмембранные комплексы грибов содержат также целлюлозу и животный крахмал – гликоген. Например, химическое строение клеточной оболочки дрожжей представлено в основном углеводами – глюканом и маннаном. Сама стенка у них достаточно прочная и плохо переваривается в желудочно-кишечном тракте животных, поэтому питательные вещества дрожжей малодоступны и не всасываются эпителием тонкого кишечника.

Особенности бактерий

Если клеточная оболочка отсутствует у протист, то у прокариотов она имеет очень сложное строение, включая в себя муреин, липопротеиды и липополисахариды, а также тейхоевые кислоты. Липополисахариды стенки способствуют прилипанию бактерий к различным субстратам: например, к эмали зубов или к мембранам эукариот. Поэтому клеточная оболочка бактерий обладает ещё и антигенными свойствами.

Часто стенка бактерий сверху покрыта слизистой капсулой (капсидой), над которой может располагаться ещё один защитный слой – пеплос. В зависимости от её строения, в микробиологии все бактерии делятся на грамположительные и грамотрицательные.

Дифференцировка бактерий по биохимическому составу

Метод, позволивший различать прокариотов по особенностям химического строения их оболочки, был предложен датским учёным Г. Грамом ещё в конце XIX века. Он установил, что одни виды бактерий хорошо окрашиваются анилиновыми красителями и образуют стойкие соединения фиолетового цвета, входящие в состав клеточной оболочки.

Такие прокариоты были названы грамположительными: например, стафилококки и стрептококки. Все они являются чувствительными к антибиотикам ряда пенициллина и актиномицина. Другие бактерии, названные грамотрицательными, не окрашиваются метиловым фиолетовым. Они резистентны к пенициллину, так как имеют прочную капсулу и малопроницаемую клеточную стенку. К ним относятся сальмонелла, шигелла, хеликобактер. Клеточная оболочка бактерий, имеющая различный химический состав, служит важной микробиологической характеристикой, которую учитывают в фармакологии и медицине.

Особенности микоплазм

Остановимся на группе очень мелких бактерий – микоплазм. Микроскопическими исследованиями было доказано, что клеточная оболочка отсутствует у них, поэтому микоплазмы чувствительны к некоторым антибиотикам, например, к тетрациклину. Микоплазмы широко распространены в природе, являются возбудителями многих заболеваний, в том числе мочеполовой системы человека.

Большинство микоплазм в своём обмене веществ обязательно используют кислород и являются строгими аэробами. Являясь паразитами человека и млекопитающих, они быстро размножаются, так как в составе клеточных мембран присутствует холестерин, являющийся благоприятным субстратом для роста и размножения микоплазм.

Адаптации у простейших

Ранее мы отмечали тот факт, что клеточная оболочка отсутствует у инфузории и других одноклеточных животных, например, у корненожек. Зоологи установили, что протисты представляют собой полноценный животный организм, которому присущи все функции: роста, размножения, питания, дыхания, выделения. Более того, обитая в водной среде или увлажнённой почве, протисты через тонкую мембрану осуществляют транспорт воды и минеральных солей, находящихся во внешней среде, а выделяют через плазматические мембранные поры продукты собственного метаболизма. Поэтому у одноклеточных животных нет сложных надмембранных комплексов, что является идиоадаптацией к особенностям условий внешней среды.

Для защиты и сохранения целостности оболочки простейшие имеют пеликулу – наружный более плотный слой эктоплазмы. Благодаря пеликуле, обладающей эластичностью и прочностью, сохраняется постоянная форма тела животного.

В данной статье было изучено строение и химический состав клеточной оболочки, характерной для клеток растительных организмов, а также бактерий и грибов.

Cосудистая оболочка глаза, строение, функции.

Что такое сосудистая оболочка и ее функции

Сосудистая оболочка глаза или хориоидеа – это средняя оболочка глаза, лежащая между склерой и сетчаткой. Большей частью хориоидеа представлена хорошо развитой сетью кровеносных сосудов. Кровеносные сосуды располагаются в хориоидеи в определенном порядке – снаружи лежат более крупные сосуды, а внутри, на границе с сетчаткой, находится слой капилляров.

Основной функцией сосудистой оболочки является обеспечение питанием четырех наружных слоев сетчатки, включающих слой палочек и колбочек, а также выведение продуктов обмена из сетчатой оболочки обратно в кровоток. От сетчатки слой капилляров отграничивается тонкой мембраной Бруха, функцией которой является регулирование обменных процессов между сетчаткой и сосудистой оболочкой. Кроме того, околосоудистое пространство, благодаря своей рыхлой структуре, служит проводником для задних длинных цилиарных артерий, участвующих в кровоснабжении переднего отрезка глаза.

Строение сосудистой оболочки

Собственно сосудистая оболочка - самая обширная часть сосудистого тракта глазного яблока, включающего также цилиарное тело и радужную оболочку. Она распространяется от цилиарного тела, границей которого является зубчатая линия, до диска зрительного нерва.
Хориоидеа обеспечивается кровотоком, за счет задних коротких цилиарных артерий. Отток крови происходит по, так называемым, вортикозным венам. Небольшое количество вен – всего по одной на каждую четверть, или квадрант, глазного яблока и выраженный кровоток способствуют замедлению тока крови и высокой вероятности развития воспалительных инфекционных процессов из-за оседания болезнетворных микробов. Сосудистая оболочка лишена нервных чувствительных окончаний, по этой причине все ее заболевания протекают безболезненно.
Хориоидеа богата темным пигментом, который находится в специальных клетках – хроматофорах. Пигмент очень важен для зрения, так как световые лучи, попадающие через открытые участки радужки или склеры, мешали бы хорошему зрению из-за разлитого освещения сетчатки или боковых засвет. Количество пигмента, содержащегося в этом слое, кроме того, определяет интенсивность окраски глазного дна.
Соответственно своему названию, большей частью, хориоидеа состоит из кровеносных сосудов. Хороидея включает в себя нескольких слоев: околососудистое пространство, надсосудистый, сосудистый, сосудисто-капиллярный и базальный слои.

► Околососудистое или перихороидальное пространство - узкая щель между внутренней поверхностью склеры и сосудистой пластинкой, которая пронизана нежными эндотелиальными пластинками. Эти пластинки связывают между собой стенки. Однако, за счет слабых связей склеры и хориоидеи в этом пространстве, сосудистая оболочка достаточно легко отслаивается от склеры, например, при перепадах внутриглазного давления в процессе операций по поводу глаукомы. В перихориоидальном пространстве от заднего к переднему отрезку глаза проходят два кровеносных сосуда – длинные задние цилиарные артерии, сопровождаемые нервными стволами.
► Надсосудистая пластинка состоит из эндотелиальных пластинок, эластических волокон и хроматофоров - клеток, содержащих темный пигмент. Число хроматофоров в слоях хориоидеи по направлению снаружи кнутри быстро уменьшается, а у хориокапиллярного слоя они полностью отсутствуют. Наличие хроматофоров может приводить к появлению невусов хориоидеи и даже самых агрессивных злокачественных опухолей – меланом.
► Сосудистая пластинка имеет вид мембраны коричневого цвета, толщиной до 0,4 мм, причем толщина слоя зависит от степени кровенаполнения. Сосудистая пластинка состоит из двух слоев: крупных сосудов, лежащих снаружи с большим количеством артерий и сосудов среднего калибра, в котором преобладают вены.
► Сосудисто-капиллярная пластинка, или хориокапиллярный слой, является самым важным слоем хориоидеи, обеспечивающим функционирование подлежащей сетчатки. Она формируется из мелких артерий и вен, которые затем распадаются на множество капилляров, пропускающих по несколько эритроцитов в один ряд, что дает возможность большему количеству кислорода поступать в сетчатку. Особенно выражена сеть капилляров для функционирования макулярной области. Тесная связь хориоидеи с сетчаткой приводит к тому, что воспалительные заболевания, как правило, поражают и сетчатку и сосудистую оболочку вместе.
► Мембрана Бруха – это тонкая пластинка, состоящая из двух слоев. Она очень плотно соединена с хориокапиллярным слоем хориоидеи, участвует в регулировании поступления кислорода в сетчатку и продуктов обмена обратно в кровоток. Мембрана Бруха также связана с наружным слоем сетчатки – пигментным эпителием. С возрастом и при наличии предрасположенности может возникнуть нарушение функции комплекса структур: хориокапиллярный слой, мембрана Брухи и пигментный эпителий, с развитием возрастной макулярной дегенерации.

Методы диагностики заболеваний сосудистой оболочки

Офтальмоскопия.
Ультразвуковая диагностика.
Флуоресцентная ангиография - оценка состояния сосудов, повреждения мембраны Бруха, появления новообразованных сосудов.

Симптомы при заболеваниях сосудистой оболочки

Врожденные изменения:

Колобома сосудистой оболочки – полное отсутствие хориоидеи на определенном участке.

Приобретенные изменения:

Дистрофии сосудистой оболочки.
Воспаления сосудистой оболочки – хориоидиты, но чаще сочетающиеся с повреждением сетчатки – хориоретиниты.
Отслойка сосудистой оболочки, при перепадах внутриглазного давления во время полостных операций на глазном яблоке.
Разрывы сосудистой оболочки, кровоизлияния – чаще всего из-за травм глаза.
Невус хориоидеи.
Опухоли сосудистой оболочки.

Строение и функции клеточной оболочки

Клетка является основной структурной и функциональной единицей живых организмов, осуществляющей рост, развитие, обмен веществ и энергии, хранящей и реализующей генетическую информацию. Размеры клеток достаточно широко варьируют, у человека, например, от нескольких микрометров (малые лимфоциты – 7 мкм) до 100 мкм (яйцеклетка). В среднем диаметр животных клеток равен приблизительно 20 а растительных – 40 мкм. Состоит эукариотическая клетка из трех основных частей – клеточной оболочки, цитоплазмы и ядра.

Клеточная оболочка состоит из двух слоев – плазмалеммы и наружного слоя. Плазмалемма прилегает к цитоплазме и ограничивает содержимое эукариотической клетки. Над мембраной формируется наружный слой, в животной клетке он тонкий и называется гликокаликсом (образован гликопротеинами, гликолипидами, липопротеинами), в растительной клетке – толстый, называется клеточной стенкой (образован целлюлозой), в грибной клеточная стенка образована хитином, в прокариотической клетке – муреином.

Строение мембран. Все биологические мембраны имеют общие структурные особенности и свойства. В настоящее время общепринята жидкостно-мозаичная модель строения мембраны. Основу мембраны составляет липидный бислой, образованный в основном фосфолипидами. Фосфолипиды – триглицериды, у которых один остаток жирной кислоты замещен на остаток фосфорной кислоты. участок молекулы, в котором находится остаток фосфорной кислоты, называют гидрофильной головкой, участки, в которых находятся остатки жирных кислот – гидрофобными хвостами. В мембране фосфолипиды располагаются строго упорядоченно: гидрофобные хвосты молекул обращены друг к другу, а гидрофильные головки – наружу, к воде. Помимо липидов в состав мембраны входят белки (в среднем ≈60%). Они определяют большинство специфических функций мембраны (транспорт определенных молекул, катализ реакций, получение и преобразование сигналов из окружающей среды и др.).

Рис. . Строение плазмалеммы

Различают периферические белки(расположены на наружной или внутренней поверхности липидного бислоя), полуинтегральные белки(погружены в липидный бислой на различную глубину) и интегральные, или трансмембранные белки(пронизывают мембрану насквозь, контактируя при этом и с наружной, и с внутренней средой клетки). Интегральные белки в ряде случаев называют каналообразующими или канальными, так как их можно рассматривать как гидрофильные каналы, по которым в клетку проходят полярные молекулы (липидный компонент мембраны их бы не пропустил).

В состав мембраны могут входить углеводы (до 10%). Углеводный компонент мембран представлен олигосахаридными или полисахаридными цепями, связанными с молекулами белков (гликопротеины) или липидов (гликолипиды). В основном углеводы располагаются на наружной поверхности мембраны. Углеводы обеспечивают рецепторные функции мембраны. В животных клетках гликопротеины, липопротеины и гликолипиды образуют надмембранный комплекс – гликокаликс, имеющий толщину несколько десятков нанометров. В нем располагаются многие рецепторы клетки, с его помощью происходит адгезия клеток.

Молекулы белков, углеводов и липидов подвижны, способны перемещаться в плоскости мембраны. Толщина плазматической мембраны – примерно 7,5 нм.

Рис. Движение катионов по электрохимическому градиенту