Роль біологічних мембран в процесах збудження

Біологічні мембрани мають складну гетерогенну структуру. Нині загальноприйнятою вважають рідинно-мозаїчну модель будови біологічних мембран. У молекул ліпідів, розташованих у вигляді подвійного шару, полярні гідрофільні «головки» обернені до зовнішнього та внутрішнього боку мембран, а гідрофобні неполярні «хвости» - всередину. Тому, якщо поглянути зверху на мембрану, вона нагадуватиме мозаїку, створену полярними «головками» ліпідів і молекулами білків, розташованими поверхнево або перетинаючи мембрану.

Як відомо біологічні мембрани асиметричні. Явище асиметрії сприяє:

підтриманню вихідної форми клітини;

фіксації білкової орієнтації, що сприяє максимальному прояву їх активності (фермент, канал);

розпізнаванню антигенів;

регуляції в’язкості мембрани;

забезпеченню процесу виведення старих клітин.

Біологічні мембрани виконують різноманітні функції:

бар’єрна;

матрична;

механічна функція;

енергетична;

генерація та проведення біопотенціалів;

рецепторна функція;

адгезивна;

рухлива;

секреторна.

Сполуки, потрібні для життєдіяльності клітин, а також продукти обміну речовин перетинають мембрану за допомогою дифузії, пасивного чи активного транспорту.

Існує ще два механізми транспорту речовин через мембрани, які називаються ендоцитозом та екзоцитозом.

Біологічні мембрани беруть участь у процесах збудження. Їх участь у процесах збудження пояснює мембранна теорія збудження - мембрани всіх живих клітин у спокої поляризовані, тобто мають різний електричний потенціал зовнішньої і внутрішньої поверхонь. Ця різниця потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхнями мембрани називається мембранним потенціалом спокою. При дії подразника на мембрану, вона де поляризується і виникає потенціал дії, тобто збудження.

Роль біологічних мембран у процесах збудження полягає у тому, що мембрани всіх живих клітин у спокої поляризовані, тобто мають різний електричний потенціал зовнішньої і внутрішньої поверхонь.

В нормально функціонуючій клітині, яка перебуває в стані спокою, завжди існує різниця потенціалів між цитоплазмою і оточуючим середовищем, яке називається потенціалом спокою. Виникнення потенціалу спокою пов'язано з нерівністю концентрації іонів всередині клітини і оточуючим середовищем та неоднаковою проникністю мембран для різних іонів.

Наявність іонної асиметрії і постійної електричної поляризації мембрани є основною передумовою, що забезпечує збудливість клітин, їх здатність миттєво переходити в активний стан під впливом подразників. Мембранний потенціал є тим запасом потенціальної електричної енергії, яка використовується для генерації електричних імпульсів, що забезпечують зв'язок, регуляцію і управління в організмі і служать елементом кодування інформації.

При дії на клітину подразника в ній відбуваються складні зміни в мікроструктурі, обміні речовин, концентрації іонів і виникає специфічна реакція, зумовлена електричним потенціалом, що називають потенціалом дії.

Поява в якій-небудь ділянці збудливої клітини потенціалу дії приводить до появи на мембрані «подовжньої» різниці потенціалів і появі електричних струмів між не збудженими і збудженими ділянками - струмів дії. Ці струми, у свою чергу, викликають в не збуджених ділянках аналогічні зміни проникності; ділянка збудження починає переміщатися по поверхні клітини. По мірі наростання подразнення, збудження починає поширюватися по всіх клітинах.

Подібні статті

Особливості біології та екології павука-хрестовика (Araneus diadematus)
Актуальність: павуки в наш час є однією з найбільш процвітаючих груп тварин. Вони освоїли всі природні зони Землі – від пустель і тропічних лісів до помірних областей Найбільш значущою ознакою павуків, яка відрізняє їх від інших є павути ...

Роль та вміст води в організмі
Ще в 60-го роки Нобелівський лауреат, найбільший авторитет в області біоенергетики Альберт Сцент-Дьерді вигукнув: «Біологія забула роль води або взагалі не думала про неї». Основну субстанцію організму – воду прийнято розглядати як майже н ...