О величине синаптических потенциалов
Страница 2

Биология » Как клетки общаются между собой » О величине синаптических потенциалов

При изучении высокопроницаемых контактов было выяснено, что коннексоны являются не стабильными трубками, а динамическими структурами: каналы, образуемые коннектином, могут открываться и закрываться под действием разных факторов. Сейчас выяснен молекулярный механизм такого закрывания каналов. Коннексон состоит из 6 субъединиц, которые могут двигаться относительно друг друга, при этом отверстие может закрываться; это устройство очень похоже на устройство диафрагмы фотоаппарата с подвижными лепестками.

Зачем же нужно это свойство коннексонов? Рассмотрим один пример. Обычно в цитоплазме клеток очень мало свободного кальция. По ряду причин более высокие концентрации кальция ведут к гибели клетки, и поэтому у клеток есть ряд защитных механизмов: избытки кальция выкачиваются наружу насосами, поглощаются митохондриями и т.п. Представим себе теперь, что в системе клеток, связанных высокопроницаемыми контактами, какая-то из клеток серьезно повреждена. Защитные механизмы не могут справиться с избытком кальция, поступающего из наружной среды, и клетка погибает. Но когда кальций подходит внутри этой клетки к области клеточного контакта, коннексоны закрываются и соседние клетки отсоединяются от поврежденной. Такая конструкция похожа на систему водонепроницаемых переборок в военных кораблях: если в одном отсеке возникла пробоина, перегородки автоматически закрываются и корабль не тонет. В клеточных системах такое устройство тоже обеспечивает их высокую живучесть. Если предположить, что все сердце представляло бы собой систему клеток, прямо связанных своей цитоплазмой, тогда повреждение могло бы распространяться от клетки к клетке. Один известный ученый сказал: «Клетки сердца работают вместе, а умирают поодиночке». Теперь мы знаем, что это возможно именно благодаря свойствам коннексонов.

Но динамичность коннексонов важна не только для создания живучести. Оказалось, что высокопроницаемые контакты можно найти уже на самых ранних стадиях развития зародышей разных животных; они соединяют между собой клетки, возникающие уже при первых дроблениях яйца, а в ходе дальнейшего развития то появляются, то исчезают. Клетки то влияют друг на друга какими-то веществами, то участки зародыша изолируются друг от друга; и тогда в этих участках развивается однородная ткань из одинаковых клеток; потом такие участки вновь соединяются контактами с соседями, и вся эта сложная игра контактов важна для регуляции нормального развития.

Все, что мы узнали о высокопроницаемых контактах, невольно наводит на мысль, что передача сигналов в электрических синапсах – это вторичная «профессия» структуры, которая, как и ионные насосы, играет более общую и фундаментальную роль в развитии организмов и функционировании их тканей.

Аналогичная ситуация имеется и с химическими синапсами. Принцип их работы используется в организмах не только для передачи информации, но и в других целях. Оказывается, разнообразные секреторные клетки используют ионы Са++ для регуляции выброса секрета подобно тому, как в химическом синапсе этот процесс используется для выброса медиатора. Кроме того, клетки многих желез являются электрически возбудимыми.

Рассмотрим для примера работу клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин, регулирующий содержание сахара в крови.

Оказывается, на поверхности этих клеток имеются специальные рецепторы, реагирующие на глюкозу. Если концентрация глюкозы в крови выше нормы, то под действием этих рецепторов клетки деполяризуются и в них возникают потенциалы действия. Эти потенциалы действия имеют кальциевую природу, они возникают за счет открывания Са-каналов. При этом ионы Са++ входят внутрь клетки, что приводит к выбросу в кровь инсулина, точно так же, как в случае нервных окончаний приводит к выбросу медиатора. Роль кальция в выбросе разных веществ, в частности гормонов, показана и для многих других желез.

Нервная клетка – клетка

Этими словами мы хотим подчеркнуть, что особенные, исключительные свойства нейрона – модификация свойств, присущих и другим клеткам организма, В ходе естественного отбора молекулярные машины и разные клеточные устройства приобретают в разных клетках несколько разные функции, при этом сами устройства могут либо несколько меняться, либо использоваться в том же виде, но для другой цели. Раньше мы уже говорили, что ионные насосы и потенциалы покоя имеются у всех клеток организма, а в нервных и мышечных клетках используются для передачи сигналов.

Страницы: 1 2 3


Другое по теме:

Определение активности липазы (модифицированный метод Ота, Ямада)
За единицу ферментативной активности липазы принимают такое количество фермента, которое освобождает 1 мкмоль олеиновой кислоты из 40%-ной эмульсии оливкового масла при рН 7,0 и t=37°С в течение 1 ч. Метод основан на определении путем ти ...

Функциональная классификация гормонов
1. Эффекторные гормоны — гормоны, которые оказывают влияние непосредственно на орган-мишень. Тропные гормоны — гормоны, основной функцией которых является регуляция синтеза и выделения эффекторных гормонов. Выделяются аденогипофизом. Ри ...

Биоэтика. «Врач–терминатор» и проблемы деонтологии
О докторе Джеке Кеворкяне из штата Мичиган в России кое–что писали, что–то говорили, но, в общем, мало конкретного. Между тем человек этот в своем роде замечательный — «доктор Смерть», как прозвали его в Америке. Кеворкян предлагает учре ...