Глава 2

ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТКИ

Клетка — структурно-функциональная еди­ница органов и тканей организма, имеющая оболочку (клеточную мембрану), которая об­разует замкнутое пространство, содержащее протоплазму (цитоплазму и ядро). Цитоплаз­ма состоит из основного вещества (цитозоль, гиалоплазма), включений и органелл. Гиало-плазма выглядит при электронной микроско­пии относительно гомогенным веществом, является внутренней средой клетки. Боль­шинство органелл, в том числе и ядро клет­ки, заключены в свои отсеки (компартмен-ты), образуемые собственными (внутрикле­точными) мембранами, обладающими изби­рательной проницаемостью к отдельным ионам и частицам, находящимся в гиало-плазме и органеллах. Это определяет отличия их состава друг от друга. Функции клеток весьма разнообразны, их взаимодействие между собой обеспечивает надежное функ­ционирование организма в целом.

2.1. Функции клетки

У каждой клетки имеются общие (основные) функции, подобные функциям других кле­ток, и специфические функции, свойствен­ные в основном данному виду клеток. А. Общие функции клеток

1. Выработка энергии в результате катабо­ лизма — совокупности процессов распада клеточных и тканевых структур и сложных соединений, содержащих энергию. Энергия необходима для обеспечения жизнедеятель­ ности каждой живой клетки и организма в целом.

2. Трансмембранный перенос веществ, обеспечивающий поступление в клетку необ-

ходимых веществ и выделение из клетки ме­таболитов и веществ, используемых другими клетками организма.

3. Синтез тканевых и клеточных струк­ тур, а также необходимых для жизнедеятель­ ности соединений (анаболизм). При этом энергия не только расходуется, но и накап­ ливается, поскольку клетка усваивает орга­ нические соединения, богатые энергией (белки, жиры и углеводы, поступающие в ор­ ганизм с пищей). В клетку питательные ве­ щества поступают, как правило, в виде про­ дуктов гидролиза белков, жиров, углеводов (мономеров) — это моносахара, аминокисло­ ты, жирные кислоты и моноглицериды. Про­ цесс синтеза обеспечивает восстановление структур, подвергающихся распаду.

4. Размножение клеток обеспечивает рост, развитие молодого организма, восстановле­ ние нарушенной части органа или ткани у зрелого организма (обычно полного восста­ новления не наблюдается). Наиболее актив­ но размножаются эпителиальные клетки, клетки соединительной ткани. Клетки пече­ ни, легких, почек размножаются менее ак­ тивно.

Б. Специфические функции клеток выпол­няются благодаря тому, что общие функции обеспечивают жизнедеятельность самой клетки. Большая группа клеток выполняет секреторные функции: клетки эндокринных желез вырабатывают гормоны; клетки секре­торного аппарата желудочно-кишечного тракта — ферменты. Биологически активные вещества синтезируются и другими клетками. Сократительная функция характерна для мы­шечных клеток. Поперечнополосатая (ске­летная) мускулатура обеспечивает деятель-

14

ность опорно-двигательного аппарата, сер­дечная мышца — движение крови по сосу­дам, гладкая мускулатура — деятельность внутренних органов, например желудочно-кишечного тракта. Главными функциями клеток нервной системы, центрального и пе­риферического ее отделов, являются воспри­ятие, передача сигнала другим клеткам, пере­работка и хранение информации с помощью процессов возбуждения и структурных изме­нений в нервных клетках и синапсах. При этом любой сигнал внешней и внутренней среды организма вначале преобразуется в процесс возбуждения, который является наи­более характерным признаком активности любой нервной клетки. Нервные импульсы обеспечивают связь между всеми клетками организма. У клеток соединительной ткани это скелет организма (костная ткань), связ­ки, сухожилия, фасции, строма многих внут­ренних органов, стенки сосудов — главной функцией является опорная. Клетки иммун­ной системы выполняют защитную функцию, эритроциты — газообменную функцию.

Жизнедеятельность самой клетки обеспе­чивается взаимодействием всех ее органелл и клеточной мембраны (совокупность струк­турных элементов, образующих оболочку клетки).