Д) Значение гликокаликса

Образование гликокаликса, создание термоизоляционных покровов организма

Д) Значение гликокаликса

Определение 1

Гликокаликс — это внедренные в плазмалемму молекулы олигосахаридов, гликолипидов и гликопротеинов, выполняющее рецепторную и маркерную функции.

Кроме того, гликокаликс участвует в реализации избирательного транспорта веществ через мембрану и направляет процесс пристеночного пищеварения. Гликокаликс характерен для животных клеток.

К основным характеристикам гликокаликса также можно отнести:

  • развитие гликокаликса на апикальной мембране каемчатых эритроцитов и создание своеобразного молекулярного сита, которое может пропускать или не пропускать молекулы в зависимости от их заряда и величины, а также других параметров;
  • внутри гликокаликса также располагаются пищеварительные ферменты, которые поступают в него из кишечной полости и синтезируются энтерпоцитами;
  • толщина гликокаликса колеблется от 15 -ти до 40 нм на боковых поверхностях клеток и 50- 100 нм на апикальной;
  • гликокаликс, микроворсинки и мембрана апекса входят в состав исчерченной каемки.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Образование гликокаликса происходит в процессе жизнедеятельности самих клеток. В нем также реализуется внеклеточное пищеварение и происходит клеточная адгезия.

Гликокаликс является прогрессивной эволюционной клеточной структурой, которая отражает возможность специфических клеточных приспособлений к определенному температурному, химическому, и др. изменениям окружающей среды.

Создание теплоизоляционных покровов организма

Также гликокаликс участвует в формировании термоизоляционных покровов организма. Согласно их наличию, все высшие позвоночные животные делается на пойкилотермных и гомойотермных. К последней группе относят два класса высших позвоночных животных – птиц и млекопитающих.

Их принципиальное отличие в строении покровов заключается в функционировании активных регуляторных механизмов формирования и поддержания гомеостаза.

Такой температурный режим обуславливает тот факт, что биохимические и физиологические процессы протекают в стабильных температурных условиях.

Термоизоляционные покровы гомойотермных животных формируются на основе собственной теплопродукции или эндотермии.

Определение 2

Эндотермия — это важное свойство живых организмов, которое существенно снижает их зависимость от температуры окружающей среды.

У всех гомойотермных животных присутствуют следующие элементы теплоизоляционных покровов:

  • покровы;
  • часть мускулатуры и пр.

Такая теплоизоляционная оболочка меняет собственную температуру в достаточно широких пределах. Таким образом, устойчивая температура характеризует лишь область локализации важных внутренних органов и процессов.

Теплоизоляционные покровы формируются в зависимости от следующих механизмов терморегуляции: процесса рефлекторного усиления и уменьшения теплопродукции при снижении или повышении температуры окружающей среды.

Теплоизоляционные покровы вырабатывают тепло в ходе окислительно-восстановительных реакций. При этом часть тепла рассеивается во внешней среде. Поэтому поддержание устойчивой температуры тела при снижении температуры окружающей среды провоцирует интенсификацию метаболизма за счет увеличения плотности теплоизоляционных покровов.

Специфическое терморегуляторное теплообразование сосредотачивается в скелетной мускулатуре, как части терморегуляционных покровов. Тонус терморегуляции выражается в микросокращениях фибрилл, что устанавливается в виде повышения электрической активности при охлаждении мышц. Видимые сокращения выражаются в форме холодовой дрожи.

Интенсивность газообмена через покровы при этом возрастает до 300- 400 процентов.

Для покровов млекопитающих характерен недрожжевой термогенез, а именно связанный с окислением бурой жировой ткани вид работы теплоизоляционных покровов. Бурый жир содержит большое количество митохондрий и пронизан многочисленными кровеносными сосудами. Под действием холода возрастает количество тепла, которое вырабатывается в буром жире.

Физическая теплоизоляция заключается в том, чтобы теплоизоляционные покровы удерживают вокруг тела слой воздуха, играющего роль механизма, удерживающего тепло. В рамках механизма теплоизоляции выделяют следующие процессы:

  • пиломоторная реакция или рефлекторное управление параметрами покровов;
  • изменение объема и плотности покровов, как способ обеспечения быстрого и эффективного ответа организма на нарушение теплового баланса организма.

Для покровов гомойотермных животных также характерно наличие охлаждающих механизмов. Например, это регулируемое испарение воды (пота с теплоизоляционных покровов). Кроме того, к таким механизмам относят: различные сосудистые реакции.

Достаточно часто в теплоизоляционных покровах имеется специфическое приспособление «чудесная сеть». Оно представляет собой сплетение сосудов, в котором вены и артерии прижаты друг к другу.

Текущая по артериям кровь отдает тепло венам, оно возвращается к телу, а артериальная поступает в конечности охлажденной.

Строение термоизоляционных покровов дополняется специфическими поведенческими адаптациями, которые направлены на экономичное расходование энергии и поддержание терморегуляции. Также человек и животные стараются использовать и поддерживать микроклимат.

Также у гомойотермных животных присутствует такое явление как обратимая гипотермия. Она представляет собой способность живых организмов впадать в оцепенение и снижать интенсивность метаболизма и температуры тела. У таких видов развиты эндогенные биологические часы, а также термофотопериодические реакции.

Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что теплоизоляционные покровы организма становятся дополнительным механизмом, направленным на поддержание температуры тела у разнообразных представителей окружающего органического мира. Специфика теплоизоляционных покровов проявляется на уровне клеточного строения и формируется в целостном многоклеточном организме.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/obrazovanie_glikokaliksa_sozdanie_termoizolyacionnyh_pokrovov_organizma/

Функции биологических мембран

Д) Значение гликокаликса

1. Разграничительная — отделяют клетку от внеклеточной среды, ядро от цитоплазмы, содержимое органелл от их микросреды и т.д.

2. Барьерно-защитная: защищают внутреннюю среду клетки от дей­ствия вредных внешних факторов.

3. Рецепторная (см. рис. 3.2).

4. Транспортная: транспорт веществ в клетку — эндоцитоз,и из клет­ки — экзоцитоз.

5. Участие в межклеточных взаимодействиях: формирование межкле­точных контактов, дистантные взаимодействия между клетками.

Второй частью клеточной оболочки является гликокаликс(Рис. 3.2). Он представлен углеводными концами сложных белков (гликопротеинов) и сложных липидов (липопротеинов), входящих в состав цитомембраны.

В гликокаликсе располагаются также поверхностные белки мембран, полу­интегральные белки. Их функциональные участки находятся в гликока­ликсе. Эти белки могут играть роль ферментов.

В гликокаликсе находятся рецепторы гистосовместимости, иммуноглобулины, могут адсорбироваться ферменты, рецепторы гормонов.

Функции гликокаликса:1. Рецепторная (распознавание молекул сосед­них клеток и межклеточного вещества); 2. Межклеточные (адгезивные) контакты и взаимодействия; 3. Ориентация белков в мембране; 4. Участие в транспорте веществ.

Третий компонент клеточной оболочки — подмембранный слой опорно-сократительных структур.В его состав входят сократительные структуры — актиновые филаменты,а также опорный аппарат — кера-тиновые филаменты, микротрубочки. Подмембранный слой тесно связан с цитоскелетом с одной стороны, и рецепторами гликокаликса — с другой.

Функции подмембранного слоя: поддержание формы клетки, созда­ние ее упругости, изменения клеточной поверхности, за счет чего клетка участвует в эндо- и экзоцитозе, фагоцитозе, движении, секреции. С другой стороны, подмембранный слой связывает клеточную поверхность с компо­нентами цитоплазмы, поддерживает их упорядоченное расположение.

ПОНЯТИЕ О ЦИТОРЕЦЕПТОРАХ

Рецепторы представляют собой белковые молекулы на поверхности клетки, в ее цитоплазме или ядре, которые специфически реагируют с лигандами (гормонами, нейромедиаторами, факторами роста, цитокинами) или другими клетками. В соответствии со своей локализацией рецепторы делятся на поверхностные и внутриклеточные, а внутриклеточные подраз­деляются на цитоплазматические и ядерные.

Поверхностные рецепторы образованы поверхностными белками цито-мембран, а также гликокаликсом. Они предназначаются для полярных лиганд, т.е.

веществ, которые не могут проникнуть через клеточную мембра­ну внутрь клетки и оказывают свое действие на нее через систему вне­шних рецепторов и вторичных посредников.

Подразделяются на каталити­ческие рецепторы, рецепторы, связанные с ионными каналами, рецепторы, связанные с G-белками, и рецепторы, связывающие молекулы внеклеточ­ного матрикса с цитоскелетом.

Гликокаликс образует своеобразные «антенны», которые состоят из не­скольких моно(олиго)сахаридных участков. Эти участки имеют разную конфигурацию, благодаря чему могут связываться с самыми различными химическими веществами.

«Антенны» распознают различные внешние сиг­налы: молекулы гормонов, нейромедиаторов, факторов роста, цитокинов, генетически чуждые вещества и др. Рецепторные белки и углеводные учас­тки часто связаны с ферментами (каталитические рецепторы).

Такие ре­цепторные белки являются трансмембранными и состоят из рецепторного и каталитического участков.

В качестве примера можно привести протеинкиназы (например, тирозин-киназа). Эти ферменты активируют внутриклеточные белки, что ведет к об­разованию второго посредника (мессенджера), передающего внешние сигна­лы в клетку, изменяя ее метаболизм, усиливая или ослабляя обмен веществ, синтез секрета. Так построены рецепторы инсулина, факторов роста и др.

Мембранные рецепторы могут изменять проницаемость мембран для ионов, что ведет к формированию электрического импульса (рецепторы к нейромедиаторам). Это так называемые рецепторы, связанные с ионны­ми каналами.

Рецепторы также контролируют поступление в клетку различных моле­кул, связывают молекулы внеклеточного матрикса с компонентами цитоске-лета (рецепторы, связывающие молекулы внеклеточного матрикса с цитоскелетом).К таким рецепторам относят, например, интегрины.Они относятся к молекулам адгезии клеток (МАК).

Интегрины — трансмембранные белки, воспринимающие молекулы внеклеточного матрик­са, в частности, фибронектинаи ламинина.В свою очередь, фибронек-тин связывается с другими молекулами внеклеточного матрикса (фибрином, коллагеном, гепарином и др.), а интегрин при помощи ряда других белков — с цитоскелетом.

Таким образом, влияние молекул внеклеточного матрикса может передаваться на компоненты цитоскелета. Под влиянием раздраже­ния этого вида рецепторов может изменяться состояние подмембранного слоя, и клетка может начать движение, а также экзоцитоз, эндоцитоз и другие виды деятельности. Особый вид поверхностных рецепторов — рецепторы, связанные с G-белками.

Это трансмембранные белки, которые могут быть связаны либо с ионным каналом, либо с ферментом. Состоят из двух частей: рецепторной, взаимодействующей с сигнальными молекулами, и субъединиц G-белка ос, Р, у. G-белки — белки, связывающие гуанозинтрифосфат (ГТФ).

После связывания с сигнальной молекулой комплекс G-белков передает сигнал на ассоциированный с цитолеммой фермент аденилатциклазу,которая синтезирует вторичный посредник циклический аденозинмонофосфат (цАМФ).В качестве вторичного посредника могут выступать и молекулы кальция. Через рецепторы, связанные G-белками, опосредуется действие на клетку подавляющего большинства гормонов и нейромедиаторов.

Внутриклеточные рецепторы находятся внутри клетки — в гиалоплазме, на мембранах органелл (цитоплазматические рецепторы), в ядре (ядерные рецепторы).

Они предназначены для гормонов и других биологически ак­тивных веществ, которые в силу неполярности своих молекул могут легко проникать внутрь клетки (стероидные и тиреоидные гормоны и др.). Осо­бый интерес представляют ядерные рецепторы.

С этими рецепторами связы­ваются такие гормоны, как стероидные, тиреоидные, витамин D,.

Молеку­лы таких рецепторов состоят из 2 участков: участок для связывания с гормо­ном и участок, взаимодействующий со специфическими участками ДНК в ядре. Ядерные рецепторы являются факторами транскрипции.

Некоторые из них относятся к протоонкогенам — генам нормального генома, регулирую­щим пролиферацию клеток органов-мишеией, их дифференцировку и меж­клеточные взаимодействия.

В результате соматических мутаций в протоонкогенах может происходить злокачественное перерождение клеток.

Внутриклеточные рецепторы могут находиться также на мембранах орга­нелл, например, на митохондриях содержатся рецепторы к тиреоидным гор­монам и т.д.

Источник: https://megaobuchalka.ru/4/39086.html

Uchebnik-free
Добавить комментарий