3.2. Мембрана нервной клетки (цитоплазматическая, плазматическая)

Специфика нервной клетки определяется функциями плазматической мембраны, которая играет решающую роль в процессе нервно-физиологического функционирования нервной клетки (см. рис. 1). Плазматическая мембрана – это внешняя оболочка нервной клетки, динамичное образование, покрывающее всю клетку. Толщина мембраны составляет примерно 10 нм.

Рис. 1. Схематическое изображение плазматической мембраны. Белки погружены в липидный бислой: на внутренней поверхности, на внешней поверхности или пронизывают его.

Мембрана в основном состоит из липидов и белков. Липиды – это химические компоненты (главным образом фосфолипиды – фосфатидилхолин) двух групп: гидрофильной (растворимых в воде) и гидрофобной (не растворимых в воде). Липиды формируют двухслойную пленку (бислой) клетки толщиной 4-5 нм или около 0,005 мкм. Своеобразный сандвич. Причем, их полярные гидрофильные концы (растворимые) обращены к внутренней и внешней водной среде, неполярные гидрофобные (не растворимые) концы находятся в глубине мембраны. Распределение различных липидов во внутреннем и наружном слоях мембраны неодинаково.

Мембранная система имеет место и во внутриклеточных образованиях (например, ретикулум, митохондрии). Она устроена по такому же плану как и клеточная и выполняет следующие функции: разделяет всю цитоплазму клетки на отсеки, для того чтобы изолировать различные химические реакции и их продукты; служит местом для закрепления ферментов, поскольку часть ферментов активна только в прикрепленном к мембранам состоянии. Общая поверхность мембран внутриклеточных образований примерно в 10 раз превышает поверхность клеточной мембраны.

Основные функции плазматической мембраны:

1) барьерная – отделяет содержимое клетки от внешней среды;

2) транспортная – обладает избирательной проницаемостью, т.е. одни вещества проходят сквозь нее легко, другие трудно, третьи вообще не проходят – тем самым поддерживается внутренний баланс состава клетки;

3) рецепторная – определяет чувствительность нейрона к определенным медиаторам и веществам.

3.3. Мембранные белки

Кроме липидов, главным функциональным элементом мембраны являются белки. Белок по массе составляет 25-75% мембраны. Одна молекула белка приходится на 50 молекул липидов. Белки по-разному располагаются в структуре мембраны. Одни белки пронизывают мембрану от ее наружной до внутренней поверхности, другие же закреплены в каком-то одном слое, или внутреннем или наружном.

Белковые молекулы обычно ориентированы так, что их гидрофобные группы погружены в липидную мембрану, а гидрофильные группы находятся на поверхности мембраны и погружены в водную среду.

Молекулы белка – это ключ к пониманию работы мембраны клетки и к теории нервного импульса. Поскольку в липидном бислое нет каналов или пор для проникновения веществ внутрь клетки, то эту функцию берут на себя белки. Молекулы белка бывают:

- белки-каналы или транспортные белки;

- белки-насосы;

- структурные белки;

- ферменты и рецепторы.

Таким образом, белки являются очень динамичными и изменчивыми структурами. Каналы, которые пронизывают молекулу белка не просто жесткая наполненная водой трубка, а своеобразный лабиринт быстро двигающихся молекулярных групп и зарядов.