Съдържание
- Основи на клетките
- Клетъчната мембрана
- Функции на Lipid Bilayer
- Допълнителни компоненти на двуслойния
- Транспорт на клетъчна мембрана
- Кръвно-мозъчната бариера
Мозъчните клетки са вид неврон или нервна клетка. Съществуват и различни видове мозъчни клетки. Но всички неврони са клеткии всички клетки в организмите, които имат нервна система, споделят редица характеристики. Всъщност, всичко клетките, независимо от това дали са едноклетъчни бактерии или хора, имат няколко общи черти.
Една съществена характеристика на всички клетки е, че те имат a двойна плазмена мембрана, наречен на клетъчната мембрана, обграждащи цялата клетка. Друго е, че те имат цитоплазма по вътрешността на мембраната, образувайки по-голямата част от клетъчната маса. Трета е, че имат рибозоми, протеиноподобни структури, които синтезират всички протеини, направени от клетката. Четвърто е, че те включват генетичен материал под формата на ДНК.
Както бе отбелязано, клетъчните мембрани се състоят от двойна плазмена мембрана. "Двойникът" идва от факта, че клетъчната мембрана също се казва, че се състои от a фосфолипиден двуслоен, като „bi-“ е префикс, означаващ „две“. Тази билипидна мембрана, както я наричат понякога, има и редица ключови функции в допълнение към защитата на клетката като цяло.
Основи на клетките
Всички организми се състоят от клетки. Както беше отбелязано, броят на клетките в един организъм варира в широки граници от видове до видове, а някои микроби включват само една клетка. Така или иначе, клетките са градивните елементи на живота в смисъл, че те са най-малките отделни единици в живите същества, които се гордеят с всички свойства, свързани с живота, например метаболизма, възпроизводството и т.н.
Всички организми могат да бъдат разделени на прокариоти и еукариоти. Pr* okaryotes* са почти всички едноклетъчни и включват многото разновидности на бактерии, населяващи планетата. евкариотни клетки са почти всички многоклетъчни и имат клетки с редица специализирани функции, които прокариотичните клетки липсват.
Всички клетки, както беше споменато, имат рибозоми, клетъчна мембрана, ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) и цитоплазма, гелоподобна среда вътре в клетките, в която могат да възникнат реакции и частиците да се движат.
Еукариотичните клетки имат ДНК, затворена в ядро, което е заобиколено от фосфолипиден двуслоен от него, наречен ядрена обвивка.
Те също съдържат органели, които са структури, свързани с двойна плазмена мембрана, като самата клетъчна мембрана и възложени на специализирани функции. Например, митохондриите са отговорни за извършването на аеробно дишане в клетките в присъствието на кислород.
Клетъчната мембрана
Най-лесно е да разберете структурата на клетъчната мембрана, ако си представите как я гледате в напречно сечение. Тази перспектива ви позволява да "видите" двете противоположни плазмени мембрани на двуслойното пространство, пространството между тях и материалите, които неизбежно трябва да преминат в или извън клетката през мембраната по някакъв начин.
Наричат се отделните молекули, които съставляват по-голямата част от клетъчната мембрана glycophospholipidsили, по-често, само фосфолипиди. Те са направени от компактни, фосфатни "глави", които са хидрофилен ("търсене на вода") и насочете към външната страна на мембраната от всяка страна и двойка дълги мастни киселини, които са хидрофобен („страх от вода“) и се изправят един срещу друг. Това подреждане означава, че тези глави са обърнати към външната страна на клетката от едната страна и цитоплазмата от другата.
Фосфатните и мастни киселини във всяка молекула се съединяват от глицеролова област, точно както триглицерид (диетични мазнини) се състои от мастни киселини, присъединени към глицерола. Частите на фосфата често имат допълнителни компоненти на повърхността, а други протеини и въглехидрати също така определят клетъчната мембрана; те ще бъдат описани скоро.
Функции на Lipid Bilayer
Една липидна двуслойна функция, почти по дефиниция, е да предпазва клетката от заплахи отвън. Мембраната е полупропусклив, което означава, че някои вещества могат да преминат, докато на други е отказано влизане или излизане направо.
Малки молекули, като вода и кислород, могат лесно да дифундират през мембраната. Други молекули, по-специално тези, които носят електрически заряд (т.е. йони), нуклеинови киселини (ДНК или негова роднина, рибонуклеинова киселина или РНК) и захари също могат да преминават, но се нуждаят от помощта на мембранни транспортни протеини, за да се случи това.
Тези транспортни протеини са специализирани, което означава, че те са предназначени да овладеят само определен тип молекула през бариерата. Това често изисква въвеждане на енергия под формата на АТФ (аденозин трифосфат). Когато молекулите трябва да бъдат преместени срещу по-силен градиент на концентрация, е необходим още повече АТФ, отколкото обикновено.
Допълнителни компоненти на двуслойния
Повечето от нефосфолипидните молекули в клетъчната мембрана са трансмембранни протеини, Тези структури обхващат двата слоя на двуслойния (оттук и „трансмембрана“). Много от тях са транспортни протеини, които в някои случаи образуват канал, достатъчно голям, за да преминат специфичната молекула.
Други трансмембранни протеини включват рецептори, които сигнализират към вътрешността на клетката в отговор на активиране от молекули от външната страна на клетката; ензими, които участват в химични реакции; и анкери, които физически свързват компоненти извън клетката с тези в цитоплазмата.
Транспорт на клетъчна мембрана
Без начин за преместване на вещества в и извън клетката, клетката бързо би изчерпала енергия и също не би била в състояние да изхвърли метаболитните отпадни продукти. И двата сценария, разбира се, са несъвместими с живота.
Ефективността на мембранния транспорт зависи от това три основни фактора: проницаемостта на мембраната, разликата в концентрацията на дадена молекула между вътре и отвън и размерът и зарядът (ако има) на разглежданата молекула.
Пасивен транспорт (проста дифузия) зависи само от последните два фактора, тъй като молекулите, които влизат или излизат от клетките по този начин, могат лесно да се плъзгат през пролуките между фосфолипидите. Тъй като не носят заряд, те ще са склонни да текат навътре или навън, докато концентрацията е еднаква от двете страни на двуслойния слой.
в улеснена дифузия, важат същите принципи, но се изискват мембранни протеини, за да се създаде достатъчно пространство за незаредените молекули да преминат през мембраната надолу по своя концентрационен градиент. Тези протеини могат да се активират или чрез простото присъствие на молекулата, която „чука на вратата“, или чрез промени в тяхното напрежение, предизвикани от пристигането на нова молекула.
в активен транспорт, енергия винаги е необходима, защото движението на молекулата е против концентрацията или електрохимичния й градиент. Докато ATP е най-често срещаният енергиен източник за трансмембранни транспортни протеини, светлинната енергия и електрохимичната енергия също могат да се използват.
Кръвно-мозъчната бариера
Мозъкът е специален орган и като такъв е специално защитен. Това означава, че в допълнение към описаните механизми, мозъчните клетки имат средства за по-строг контрол на влизането на вещества, което е от съществено значение за поддържането на каквато и да е концентрация на хормони, вода и хранителни вещества, необходими в даден момент. Тази схема се нарича кръвно-мозъчна бариера.
Това се постига до голяма степен благодарение на начина, по който са изградени малките кръвоносни съдове, влизащи в мозъка. Отделните клетки на кръвоносните съдове, наречени ендотелни клетки, са опаковани необичайно близо една до друга, образувайки онова, което е известно тесни кръстовища, Само при определени условия повечето молекули получават преминаване между тези ендотелни клетки в мозъка.