Мождане ћелије су врста неурона, или нервних ћелија. Постоје и разне врсте можданих ћелија. Али сви неурони јесу ћелије, а све ћелије у организмима који имају нервни систем деле бројне карактеристике. Заправо, све ћелије, без обзира да ли су једноћелијске бактерије или људска бића, имају неколико заједничких особина.
Једна суштинска карактеристика свих ћелија је да имају а двострука плазма мембрана, назива ћелијске мембране, окружујући целу ћелију. Друга је да имају цитоплазме на унутрашњости мембране, чинећи главнину ћелијске масе. Треће је да имају рибозоми, протеинске структуре које синтетишу све протеине које ствара ћелија. Четврто је то што укључују генетски материјал у облику ДНК.
Ћелијске мембране, као што је напоменуто, састоје се од двоструке плазма мембране. „Двоструко“ долази из чињенице да се за ћелијску мембрану такође каже да се састоји од фосфолипид двослојно, с тим што је „би-“ префикс који значи „два“. Ова билипидна мембрана, како је још понекад називају, има бројне кључне функције поред заштите ћелије у целини.
Основе ћелија
Сви организми се састоје од ћелија. Као што је напоменуто, број ћелија у организму варира од врсте до врсте, а неки микроби укључују само једну ћелију. У сваком случају, ћелије су градивни блокови живота у смислу да су најмање појединачне јединице у жива бића која се могу похвалити свим својствима повезаним са животом, нпр. метаболизам, размножавање и тако даље.
Сви организми се могу поделити на прокариоти и еукариоти. Пр* окариоти* су готово сви једноћелијски и укључују многе врсте бактерија које насељавају планету. Еукариоти су готово све вишећелијске и имају ћелије са низом специјализованих карактеристика које недостају прокариотским ћелијама.
Све ћелије, као што је поменуто, имају рибосоме, ћелијску мембрану, ДНК (деоксирибонуклеинску киселину) и цитоплазму, гелу сличан медијум унутар ћелија у коме могу да се јаве реакције и да се честице крећу.
Еукариотске ћелије имају своју ДНК затворену у језгру, које је окружено сопственим фосфолипидним двослојем који се назива нуклеарна коверта.
Такође садрже органеле, који су структуре повезане двоструком плаземском мембраном попут саме ћелијске мембране и задужене за специјализоване функције. На пример, митохондрије одговорни су за аеробно дисање унутар ћелија у присуству кисеоника.
Ћелијска мембрана
Најлакше је разумети структуру ћелијске мембране ако замислите да је гледате на пресеку. Ова перспектива вам омогућава да "видите" обе супротстављене плазмене мембране двослоја, простор између њих, и материјала који неки неизбежно морају проћи у ћелију или из ње кроз мембрану значи.
Позвани су појединачни молекули који чине већи део ћелијске мембране гликофосфолипиди, или, чешће, само фосфолипиди. Направљене су од компактних, фосфатних „глава“ које су хидрофилни („тражење воде“) и усмерите према спољашности мембране са сваке стране, и пар дугих масних киселина које су хидрофобни („плаше се воде“) и суочите се. Овакав распоред значи да су ове главе окренуте ка спољашности ћелије на једној страни и цитоплазми на другој.
Фосфатима и масним киселинама у сваком молекулу придружује се глицерол, баш као што се триглицериди (дијететска масноћа) састоје од масних киселина спојених са глицеролом. Делови фосфата често имају додатне компоненте на површини, а остали протеини и угљени хидрати такође тачкају ћелијску мембрану; ови ће ускоро бити описани.
- Липидни слој у унутрашњости је једини истински двоструки слој у мешавини ћелијских мембрана, јер овде постоје два узастопна мембранска дела која се састоје готово искључиво од липидних репова. Један сет репова од фосфолипида на једној половини двослоја, а један сет репова од фосфолипида на другој половини двослоја.
Двослојне функције липида
Једна двослојна функција липида, готово по дефиницији, је заштита ћелије од спољних претњи. Мембрана је полупропусна, што значи да неке супстанце могу проћи док је другима забрањен улазак или излаз изравно.
Мали молекули, као што су вода и кисеоник, могу лако да дифундирају кроз мембрану. Остали молекули, посебно они који носе електрични набој (тј. Јони), нуклеинске киселине (ДНК или њен сродник, рибонуклеинска киселина или РНК) и шећери такође могу да прођу, али да би се то десило потребна је помоћ протеина мембранског транспорта.
Ови транспортни протеини су специјализовани, што значи да су дизајнирани да пребацују само одређену врсту молекула кроз баријеру. Ово често захтева унос енергије у облику АТП (аденозин трифосфат). Када се молекули морају померати према јачем градијенту концентрације, потребно је још више АТП него обично.
Додатне компоненте двослоја
Већина нефосфолипидних молекула у ћелијској мембрани су трансмембрански протеини. Ове структуре обухватају оба слоја двослоја (отуда „трансмембрански“). Многи од њих су транспортни протеини, који у неким случајевима чине канал довољно велик да одређени молекул који прође кроз њега прође.
Остали трансмембрански протеини укључују рецептори, који шаљу сигнале у унутрашњост ћелије као одговор на активацију молекулима на спољној страни ћелије; ензими, који учествују у хемијским реакцијама; и сидра, који физички повезују компоненте ван ћелије са онима у цитоплазми.
Транспорт ћелијске мембране
Без начина за премештање супстанци у ћелију и из ње, ћелија би брзо остала без енергије и такође не би могла да избаци метаболичке отпадне производе. Оба сценарија су, наравно, некомпатибилна са животом.
Ефикасност транспорта мембране зависи од три главна фактора: пропустљивост мембране, разлика у концентрацији датог молекула између унутрашњости и спољашњости и величина и наелектрисање (ако постоји) молекула који се разматра.
Пасиван транспорт (једноставна дифузија) зависи само од последња два фактора, јер молекули који на тај начин улазе или излазе из ћелија могу лако да се провуку кроз празнине између фосфолипиди. Будући да не носе наелектрисање, имаће тенденцију да теку према унутра или напоље док концентрација не буде иста на обе стране двослоја.
У Олакшана дифузија, примењују се исти принципи, али мембрански протеини су потребни да створе довољно простора да ненаелектрисани молекули пролазе кроз мембрану низ њихов градијент концентрације. Ови протеини се могу активирати или пуким присуством молекула који „куца на врата“ или променом њиховог напона изазваним доласком новог молекула.
У активни превоз, енергија је увек потребна јер је кретање молекула у супротности са његовом концентрацијом или електрохемијским градијентом. Иако је АТП најчешћи извор енергије за трансмембранске транспортне протеине, такође се могу користити светлост и електрохемијска енергија.
Крвно-мождана баријера
Мозак је посебан орган и као такав је посебно заштићен. То значи да поред описаних механизама, мождане ћелије имају и средство за чвршћу контролу уласка супстанци, што је неопходно за одржавање било које концентрације хормона, воде и хранљивих састојака у датом тренутку време. Ова шема се назива Крв мождана баријера.
То се углавном постиже захваљујући начину на који се граде мали крвни судови који улазе у мозак. Појединац крвни суд ћелије, назване ендотелне ћелије, спаковане су необично близу једна другој, формирајући оно што је познато уска раскрсница. Само под одређеним условима већини молекула се омогућава пролаз између ових ендотелних ћелија у мозгу.