Клітини мозку - це тип нейрону, або нервова клітина. Існують також різні типи клітин мозку. Але всі нейрони є клітині всі клітини організмів, що мають нервову систему, мають ряд характеристик. Насправді, всі клітини, незалежно від того, є вони одноклітинними бактеріями чи людьми, мають кілька спільних рис.
Однією з істотних характеристик усіх клітин є те, що вони мають подвійна плазматична мембрана, зателефонував клітинна мембрана, що оточує всю камеру. Іншим є те, що вони мають цитоплазма на внутрішній стороні мембрани, утворюючи основну масу клітинної маси. Третя - це те, що вони мають рибосоми, білкоподібні структури, які синтезують усі білки, що виробляються клітиною. Четверте - це те, що вони включають генетичний матеріал у формі ДНК.
Клітинні мембрани, як зазначалося, складаються з подвійної плазматичної мембрани. "Подвійне" походить від того, що клітинна мембрана також складається з фосфоліпідний бішар, причому "bi-" є префіксом, що означає "два". Ця біліпідна мембрана, як її ще іноді називають, виконує ряд ключових функцій, крім захисту клітини в цілому.
Основи клітин
Всі організми складаються з клітин. Як зазначалося, кількість клітин, що існують в організмі, сильно варіюється від виду до виду, і деякі мікроби включають лише одну клітину. У будь-якому випадку, клітини є будівельними елементами життя в тому сенсі, що вони є найменшими окремими одиницями в живі істоти, які мають усі властивості, пов’язані з життям, наприклад, обмін речовин, розмноження тощо.
Всі організми можна розділити на прокаріоти і еукаріоти. Пр* окаріоти* майже всі одноклітинні і включають безліч різновидів бактерій, що населяють планету. Еукаріоти майже всі багатоклітинні і мають клітини з низкою спеціалізованих ознак, яких не вистачає прокаріотичним клітинам.
Усі клітини, як уже згадувалося, мають рибосоми, клітинну мембрану, ДНК (дезоксирибонуклеїнову кислоту) і цитоплазму, гелеподібне середовище всередині клітин, в якому можуть відбуватися реакції і частинки можуть рухатися.
Клітини еукаріотів мають ДНК, укладену в ядро, яке оточене власним фосфоліпідним бішаром, який називається ядерна оболонка.
Вони також містять органели, які є структурами, зв’язаними подвійною плазматичною мембраною, як сама клітинна мембрана і на які покладено спеціальні функції. Наприклад, мітохондрії відповідають за проведення аеробного дихання всередині клітин у присутності кисню.
Клітинна мембрана
Найпростіше зрозуміти будову клітинної мембрани, якщо ви уявляєте її перегляд на поперечному перерізі. Ця перспектива дозволяє "побачити" обидві протилежні плазматичні мембрани бішару, простір між ними їх, а також матеріали, яким дехто неминуче повинен проникати в клітину або з неї через мембрану засоби.
Окремі молекули, що складають більшу частину клітинної мембрани, називаються глікофосфоліпіди, або, частіше, просто фосфоліпіди. Вони зроблені з компактних фосфатних "голів", які є гідрофільний ("пошук води") і вказують на зовнішню сторону мембрани з кожного боку, і пару довгих жирних кислот, які гідрофобний ("бояться води") і стикаються один з одним. Таке розташування означає, що ці головки виходять назовні клітини з одного боку, а цитоплазма - з іншого.
Фосфат і жирні кислоти в кожній молекулі поєднуються гліцериновою областю, подібно до того, як тригліцерид (харчовий жир) складається з жирних кислот, приєднаних до гліцерину. Частинки фосфатів часто мають додаткові компоненти на поверхні, а інші клітини білків і вуглеводів також розміщують клітинну мембрану; вони будуть описані найближчим часом.
- Ліпідний шар у внутрішній частині є єдиним справжнім подвійним шаром у суміші клітинних мембран, оскільки тут є дві послідовні мембранні ділянки, що складаються майже виключно з ліпідних хвостів. Один набір хвостів з фосфоліпідів на одній половині бішару, і один набір хвостів з фосфоліпідів на другій половині бішару.
Ліпідні двошарові функції
Однією з функцій ліпідного двошару, майже за визначенням, є захист клітини від зовнішніх загроз. Мембрана є напівпроникний, що означає, що деякі речовини можуть проходити, тоді як іншим заборонено в'їжджати або виходити прямо.
Невеликі молекули, такі як вода та кисень, можуть легко дифундувати через мембрану. Інші молекули, особливо ті, що несуть електричний заряд (тобто іони), нуклеїнові кислоти (ДНК або її родич, рибонуклеїнова кислота або РНК) і цукри також можуть проходити, але для цього потрібна допомога білків мембранного транспорту.
Ці транспортні білки є спеціалізованими, тобто вони призначені для проникнення лише певного типу молекули через бар’єр. Це часто вимагає введення енергії у вигляді АТФ (аденозинтрифосфат). Коли молекули потрібно переміщати проти сильнішого градієнта концентрації, потрібно навіть більше АТФ, ніж зазвичай.
Додаткові складові двошару
Більшість нефосфоліпідних молекул у клітинній мембрані є трансмембранні білки. Ці структури охоплюють обидва шари бішару (отже, "трансмембранний"). Багато з них є транспортними білками, які в деяких випадках утворюють канал, достатньо великий для проходження певної молекули, з якою зіткнулися.
Інші трансмембранні білки включають рецептори, які посилають сигнали всередині клітини у відповідь на активацію молекулами на зовнішній стороні клітини; ферменти, які беруть участь у хімічних реакціях; і якорі, які фізично пов’язують компоненти поза клітиною з цитоплазмою.
Транспорт клітинної мембрани
Без способу переміщення речовин у клітину та з неї клітина швидко втрачала б енергію, а також не могла б викидати метаболічні відходи. Обидва сценарії, звичайно, несумісні з життям.
Ефективність мембранного транспорту залежить від три основні фактори: проникність мембрани, різниця концентрацій даної молекули між внутрішньою та зовнішньою частинами, а також розмір та заряд (якщо є) розглянутої молекули.
Пасивний транспорт (проста дифузія) залежить лише від останніх двох факторів, оскільки молекули, що потрапляють або виходять із клітини за допомогою цього засобу, можуть легко прослизнути через проміжки між фосфоліпіди. Оскільки вони не несуть заряду, вони будуть прагнути текти всередину або назовні, поки концентрація не буде однаковою з обох сторін бішару.
В полегшена дифузія, застосовуються ті самі принципи, але мембранні білки потрібні, щоб створити достатньо місця для незаряджених молекул, щоб текти через мембрану вниз за їх градієнтом концентрації. Ці білки можуть активуватися або простою присутністю молекули, яка «стукає у двері», або зміною їх напруги, спричиненою приходом нової молекули.
В активний транспорт, енергія завжди потрібна, оскільки рух молекули суперечить її концентрації або електрохімічному градієнту. Хоча АТФ є найпоширенішим джерелом енергії для трансмембранних транспортних білків, також можуть використовуватися енергія світла та електрохімічна енергія.
Кровомозковий бар’єр
Мозок - це особливий орган, і як такий він спеціально захищений. Це означає, що крім описаних механізмів клітини головного мозку мають засіб для більш жорсткого контролю над входом речовин, що є важливим для підтримання будь-якої концентрації гормонів, води та поживних речовин, необхідних в даний час час. Ця схема називається гематоенцефалічний бар’єр.
Це в основному досягається завдяки способу побудови дрібних кровоносних судин, що надходять у мозок. Особистість кровоносна судина клітини, звані ендотеліальними клітинами, упаковані надзвичайно близько один до одного, утворюючи так звані щільні стики. Лише за певних умов більшості молекул забезпечується проходження між цими ендотеліальними клітинами мозку.