Биологический каталог




Структура и функции мембран

Автор В.К.Рыбальченко, М.М.Коганов

гладкие) мышцы (часто отдельно рассматривается сердечная мышца); г) нервная ткань состоит из нейронов и глиальных клеток; д) кровь можно рассматривать как ткань пятого типа (хотя это и вызывает иногда возражение гистологов). В состав крови входят следующие клетки: эритроциты, лейкоциты (гранулоциты, лимфоциты и моноциты) и тромбоциты. Следует отметить, что большинство данных о плазматической мембране полу- 4 чены как раз на эритроцитах — крупных клетках, удобных для получения так называемых «теней» эритроцитов. Тень эритроцита — это плазматическая мембрана клетки без внутриклеточного содержимого.

Культура клеток. Для получения большого количества клеток, обладающих близкой генетической информацией, используют культуру клеток, которую можно получить из бактерий, растений, тканей животных и человека. Не вдаваясь в детальную картину подбора сред и условий культивирования клеток, отметим только, что чем быстрее и беспорядочнее клетки растут в культуре, тем больше условия их культивирования отличаются от нормальных.

Например, если смешать клетки печени и почек, то через некоторое время клетки печени группируются отдельно от клеток почек, т. е. клетки узнают друг друга. Однако растут они слоем толщиной в одну клетку на поверхности, например, стекла. В естественных условиях многим приходилось наблюдать за заживлением ран. Клетки эпителия растут только со стороны раны, закрывают раневую поверхность и, как только соприкоснутся, деление их прекращается. Это явление называется контактным торможением. Опухолевые клетки (которые из-за изменений в плазматических мембранах теряют способность узнавать друг друга) не прекращают роста и создают не монослойиую, как у нормальных клеток, а многослойную структуру.

На уровне ткани и клетки можно изучать следующие особенности мембран:

— движение веществ через плазматическую мембрану;

— электрические характеристики плазматических мембран;

— генерацию и распространение потенциалов действия;

— изменения в проницаемости и электрических характеристиках плазматических мембран под влиянием разнообразных стимулов (лекарственные и ядовитые вещества, концентрация ионов, осмотическое давление, электрический ток и т. д.);

— электропроводность ткани (которая в определенной степени зависит от электропроводности плазматической и внутриклеточных мембран) и др.

Для изучения движения веществ через плазматическую мембрану используются разнообразные методы, которые можно разделить на четыре группы.

1. Объемные методы—плазмолитические, плазмомет-рические и др. Эта группа методов основана на регистрации кинетики изменения объема клеток ткани в гипо- и гипертонических растворах. Объем клеток определяют методами центрифугирования, фотометрии, оптического поглощения и др. Эти методы достаточно точны, но для тканей типа мышечной применение их затруднено (особенно при работе с высокими концентрациями веществ).

2. Группа методов с использованием витальных красителей. Применение этих методов также ограничено, так как низкие концентрации красителя трудно зарегистрировать, а высокие токсичны для плазматической мембраны и клетки в целом.

3. Химические методы. При помощи этих методов изучается химический состав окружающей клетку среды и внутриклеточный состав. Зная объем внеклеточного пространства (см. далее), можно определить внутриклеточную концентрацию исследуемого вещества.

4. Радиоактивные и стабильные изотопы в биологии используются на протяжении четырех десятилетий. Эти методы дают возможность изучать движение веществ как через плазматическую мембрану, так и вдоль клетки. Этими методами очень xopojuio изучать кинетику трансмембранного движения веществ. Коэффициент распределения (К) меченого вещества определяется по отношению

где /т и /р — количество импульсов в 1 мин в 1 г сырой ткани н 1 мл окружающего раствора соответственно.

Для изучения транспорта в тенях эритроцитов или в подобных везикулярных структурах можно использовать метод определения скорости поступления вещества (например, глюкозы) в тень эритроцита. Нужно иметь в виду, что вносить вещество в раствор необходимо быстро, а при анализе содержания вещества внутри клетки вносят вещества-стабилизаторы.

Определение внеклеточного пространства в ткани. Чаще всего с этой целью изучают распределение непроникающего в клетку вещества между тканью и окружающим раствором. При выборе вещества необходимо учитывать степень

2. Наиболее часто используемые изотопы в исследованиях мембран

к =

(21)

Энергия излучения. МэВ

Изотоп

Период полураспада

Т

14,3 дня 87^2 дня 60 дней 25 лет

2,6 года 1,4 гигалет 1152 дня '0,4 мегалет

5760 лет Стабильный

—«—

0,94 1,4

0,265

0,716'

¦1,17

0,167

0,086

0,54

0,159

0,030

1.2»

1,5

MSr связывания его клеточными структурами. Наиболее часто используются сахароза, инулин, многоатомные спирты, ра-финоза, декстрин, альбумин, фруктоза, маннит, сорбит и др. Учитывая то, что абсолютно непроникающих в клетку веществ нет, внеклеточное пространство называют сахарозным, инулиновым и т. д.

Можно использовать и хорошо проникающие в клетку вещества, но тогда, внеклеточное пространство определяется по кинетике выхода, например, 22Na+,: 35SO^-~ из клетки.

В разных тканях при использовании различных веществ-индикаторов и других факторов величина внеклеточного пространства очень колеблется, но не превышает 40 % всего объема ткани.

Трансмембранное движение неорганических ионов изучают также с помощью метода физического электротона (ФЭТ). ФЭТ на возбудимых тканях и клетках регистрируется в виде гиперполяризации под анодом постоянного электрического тока и деполяризации — под катодом.

Физико-химическая природа ФЭТ заключается в следующем. Если к клетке приложить два электрода (на определенном расстоянии), через которые протекает постоянный ток, то внутри клетки будет происходить перераспределение иоиов. Катионы будут двигаться к катоду, анионы — к аноду. Но ни те, ни др

страница 29
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Структура и функции мембран" (2.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(14.12.2019)