1. Вода
2. Ионы
3. Белки
4. Структурные белки
5. Глобулярные белки
6. Липиды
7. Углеводы
8. Список использованной литературы

Сколько клеток в организме человека? Примерно 25 трлн (25 х 10¹²) красных кровяных клеток (эритроцитов) транспортируют кислород воздуха из легких в ткани. Еще 75 трлн клеток выполняют другие функции; в совокупности насчитывается около 100 трлн клеток.

Хотя разные клетки существенно отличаются друг от друга, у них есть нечто общее: все они нуждаются в кислороде. Любая пища (будь то пицца, колбаса, шоколад и т. д.) преобразуется в энергию, а продукты распада выделяются в окружающую тканевую жидкость. Клетки живут до тех пор, пока имеют достаточно энергетических субстратов, воды, разнообразных ионов и строительных веществ.

Внутриклеточная жидкость существенно отличается от внеклеточной. Жидкость, окружающая клетки, обеспечивает контакт с внешним миром, тогда как от внутренней среды зависят функции клетки. Таким образом, у всех клеток принципиально единая организация. Однако при этом клетка определенного типа обладает особыми свойствами, обеспечивающими ее специфическую функцию. Мышечная клетка сокращается, нервная клетка передает информацию, а почечная клетка транспортирует вещества.

P.S. Вода, электролиты, белки, липиды и углеводы — химические компоненты клетки.

а) Вода. До 70-85% содержимого клетки составляет вода. В ней химически растворены многие вещества клетки. Некоторые из них находятся во взвешенном состоянии в виде крупных частиц. Химические реакции между растворенными веществами происходят или в свободной воде, или в поверхностных клеточных структурах, например в мембранах.

б) Ионы. Ионы образуются из солей, кристаллическую структуру которых разрушает вода. Диполярные молекулы воды окружают ионы, обеспечивая их растворимость. Благодаря электрическим зарядам ионы (греч. ion — странник) перемещаются в электрическом поле. Будучи маленькими подвижными клеточными элементами (размеры иона вместе с водной оболочкой около 100 пм в зависимости от природы иона), ионы создают предпосылки для химических взаимодействий между крупными органическими молекулами (их размеры достигают 1-10 нм в зависимости от молекулы).

в) Белки. Эти компоненты составляют 10-20% клеточной массы. Различают две категории белков: структурные и глобулярные.

г) Структурные белки обычно представляют собой филаменты (нити, длина которых измеряется в микрометрах, а толщина — в нанометрах), состоящие из многих отдельных молекул (100-10 000 мономеров) одного и того же типа. Все клетки принципиально сходны по строению и химическому составу, но в зависимости от выполняемых функций имеют дополнительные особенности.

Структурные белки определяют чрезвычайное разнообразие формы клеток (рис. 1). Приведем примеры: для переносящих кислород дисковидных эритроцитов характерна двояковогнутая форма; транспортирующие соли эпителиальные клетки имеют выступающие реснички и щеточные каемки; у передающих информацию нервных клеток длина аксонов может составлять более метра. Конечно, форма и функции здесь неразделимы. Например, актиновые и миозиновые филаменты придают мышечным клеткам удлиненную форму и обеспечивают сократительную функцию.

д) Глобулярные белки — совершенно иной тип белков. Они имеют округлую форму (диаметр около 1-10 нм), встречаются в основном по одному или небольшими группами. Часто выполняют функции ферментов, участвуя в химических внутриклеточных процессах. Глобулярные белки закреплены в мембранах или свободно перемещаются в жидкой внутриклеточной среде. В пространственной организации клетки они, образно говоря, служат усердными компетентными работниками, без которых жизнь была бы невозможна.

е) Липиды. Это несколько типов соединений, объединенных общим свойством: они растворяются не в воде, а в жирах. К таким важным представителям липидов, как фосфолипиды и холестерин, принадлежит примерно 2% общей клеточной массы. Вследствие своей нерастворимости в воде они объединяются в крупные структуры, создающие эффективные барьеры. Именно они образуют липидоподобную плазматическую мембрану, отделяющую клетку от внешней среды, а также разграничивают внутреннее пространство клетки на компартменты.

Лишь благодаря таким полым функциональным образованиям, как эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и клеточное ядро, возможно упорядоченное осуществление метаболических процессов.

В числе других липидов следует назвать нейтральные жиры — триглицериды. В адипоцитах (жировых клетках) им принадлежит до 90% клеточной массы. Вода здесь почти полностью вытеснена. Это важные энергозапасающие вещества, используемые по необходимости.

ж) Углеводы. Во всех клетках есть легкодоступные энергозапасающие соединения в виде углеводов (около 1% общей клеточной массы). В мышцах они составляют 3%, в печени — даже 6%. Гликоген, полимер в виде цепочки из молекул глюкозы, служит энергетическим резервом; в случае потребности он сразу расщепляется на отдельные молекулы глюкозы.

Углеводы сами по себе не образуют более сложных структурных элементов клетки, но функционируют в сочетании с белками. Они входят в состав молекул гликопротеинов в виде более или менее длинных боковых углеводных цепей, определяющих функции этих белков. Вновь синтезированные глобулярные белки находят свое место, например в составе клеточной мембраны, лишь с помощью этих боковых углеводных цепей, подобных антеннам.

- Рекомендуем ознакомиться далее "Биомембраны клетки - с точки зрения физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 20.6.2024