Клетъчна мембарана и рецептори Печат

Клетъчна мембарана и рецептори

Основна структурна и функционална единица в многоклетъчния организъм е клетката. Всеки жив организъм е изграден от множество клетки, строго специализирани във функциите си, групирани в органи и системи, работещи в синхрон. Независимо от голямото функционално и структурно многообразие на клетките, всяка от тях има елементи, характерни за всички клетъчни видове - основни органели или субклетъчни структури, като ядро, митохондрии, рибозоми, гранули, лизозоми, мембрана.

Клетъчната мембрана / плазмлемата / обвива клетките, като отделя цитоплазмата от външната среда и има голямо значение за техните функции. Една от основните функции на плазмалемата е да “разпознава” необходимите за клетката вещества – аминокиселини, захари, йони, витамини, да ги въвежда в клетката и да създава най-благоприятна за функциите й среда. Тя осигурява придвижване навън от клетката на произведени в нея белтъци, хормони или крайни продукти от обмяната. Друга съществена функция на клетъчната мембрана е, че посредством намиращите се по нейната повърхност химични рецептори може да възприема информация за промените в заобикалящата я среда и да реагира на нея или да предава на други органи и системи, както това е характерно за сетивните  и нервните клетки.

Клетъчната  мембрана  съобразно  модела  на  Danieli - Davson / Даниели - Давсон / представлява протеино-липидно-протеинов комплекс с дебелина около 7,5nm. Тя има един външен белтъчно-полизахариден слой / 2nm /. Неговият участък контактира със заредения външен хидрофилен слой на двойния фосфолипиден слой / 3,5nm /, чиито хидрофобни крайща от мастни киселини са обърнати навътре. Вътрешният фосфолипиден слой е покрит също с белтъчни молекули, но те не съдържат полизахаридни комплекси.

Резултатите от последните  изследвания са в полза на липидно-белтъчно-глобуларно-мозаечния строеж на клетъчната мембрана. Белтъците са под форма на спирали, като техните заредени групи са ориентирани както към вътрешната, така и към външната повърхност на мембраната. Имат асиметрична конфигурация, свързани са с липидите и придават мозаечен изглед на мембраната. Те представляват мембранни ензими, преносители или пори. Някои от белтъчните молекули “прорязват” цялата мембрана, свързвайки външната и вътрешната и повърхност, т.н. интегрални белтъци. Мембраната е твърде лабилно и динамично образувание. Тя може да променя своята фина ултраструктура под влияние на различни стимули. Тези стимули / различните хормони, химични вещества, вируси и др./ взаимодействат с разположени по мембраната химични “рецептори”, които в повечето случаи представляват гликопротеидни комплекси, специфични за отделната клетъчна популация.

Съобразно това, на какъв вид енергия реагират, рецепторите се делят на следните основни групи : механорецептори, химиорецептори, терморецептори и осморецептори.

Клетъчната мембрана е пронизана от “каналчета” / йонофори /, които са с диаметър около 0,7nm и са “тапицирани” с мономолекулен хидрофилен белтъчен слой. Една част от каналчетата са заредени положително от страничните групи на белтъците и по такъв начин улесняват преминаването на отрицателно заредените хлорни йони, докато други порички, които имат отрицателно зареждане и специфичен профил, “различават” натриевите и калиевите катиони в зависимост от техния размер и конфигурация.

Свободни рецептори от ензимен тип се намират в клетъчните мембрани, които реагират на специфични по химичен  състав компоненти на телесните течности  / такива например са  -  и  -адренергичните  рецептори в гладкомускулните клетки /. Активирането на    - адренорецепторите води до отваряне на калиевите каналчета и хиперполяризацията на клетъчната мембрана.

Възбудимостта на рецепторите по отношение на адекватнотодразнене е много голяма. Праговата сила на дразнителя, необходима за възбуждане на намиращия се в покой рецептор / т.н. абсолютен праг / е много малка. Тази голяма чувствителност на рецепторите към адекватното  дразнене е резултат на продължително еволюционно развитие. Действието на дразнителя предизвиква няколко последователно развиващи се процеси:

* начален / трансформационен / процес, характеризиращ се с промени в проницаемостта на клетъчната мембрана ;

* генериране на т. н. Рецепторен потенциал ;

* предаване на възбуждането .

Действието на светлинното дразнене води до фотохимична реакция, продуктите на която променят проницаемостта на клетъчната мембрана.

Механичното дразнене води до деформация , при която се променя диаметърът на каналчетата  в клетъчната мембрана и променя нейната  проницаемост  или пък  води до промяна в разстоянието между молекулите и оттам -  до промяна в метаболизма.

N – холинорецепторите / реагират на никотин / са голяма хидрофобна гликопротеинова молекула с множество субединици и няколко заливни места за ацетилхолина  / медиатор в мускулите / , както и за неговия антагонист кураре. Под действието на ацетилхолинът рецепторът отваря неспецифични катионни каналчета / за Na⁺ и Ка⁺/ в резултат на което настъпва деполяризация  на клетъчната ммембрана.

М – холинорецепторите / реагират на мускарин / повлияват главно калиевата проницаемост на клетъчната мембрана.

Активирането на  - адренорецепторите води до отваряне на калиевите каналчета и хиперполяризация на  клетъчната мембрана.

Многогодишни са усилията на изследователите за разкриване “тайните” на най-малката  структурна единица на живия организъм.  Бурното развитие на съвременните методи на изследване и използване постиженията  във високите технологии разширява възможностите за по-пълното й изучаване.