- •В. В. Ревин г. В. Максимов о. Р. Кольс биофизика
- •Введение
- •Глава 1
- •Основные структуры и органеллы клетки
- •Основные типы клеток
- •Клетки животных
- •Клетки растений
- •Метод флуоресцентных зондов
- •1.3. Методы исследования клеток
- •Метод электронной микроскопии
- •Метод восстановленной флуоресценции после фотоотбеливания
- •Метод конфокальной лазерной сканирующей микроскопии
- •Метод спектроскопии комбинационного рассеяния
- •Микроспектроскопия комбинационного рассеяния
- •Метод динамической фазовой микроскопии
- •Глава 2 биологические мембраны
- •Методы исследования биологических мембран
- •Выделение и характеристика мембранных фракций
- •Исследование структурной организации мембран
- •2.2. Состав и структура биологической мембраны
- •Мембранные липиды
- •Фазовые переходы в липидном бислое
- •Мембранные белки
- •2.3. Плазматическая мембрана
- •Глава 3 основные функции клетки
- •Проницаемость и транспорт веществ в биологических мембранах
- •Методы изучения проницаемости
- •Пассивный и активный транспорт веществ через мембрану
- •Пассивный транспорт
- •Диффузия
- •Осмос и фильтрация
- •2. Активный транспорт
- •Хемиосмотическая теория Митчелла
- •Биоэлектрические явления
- •3.2.1. Физико-химические основы возникновения биопотенциалов
- •1.1. Физико-химические процессы формирования мембранного потенциала
- •1.2. Потенциал покоя
- •3.2.1.3. Потенциал действия
- •Полный цикл потенциала действия
- •Характеристика потенциала действии в нераах холоднокровных и теплокронных животных, мс
- •3.2.2. Распространение возбуждения
- •Проведение потенциалов действия (теория местных токов)
- •Ионный канал
- •Физические принципы при моделировании транспорта иона через канал
- •Поверхностный потенциал клеточной мембраны
- •Воротные механизмы в ионных каналах
- •Потенциалзависимые каналы
- •Потенциалзависимый натриевый канал
- •Сенсор Жидкая липидная мембрана
- •Потенциалзависимый калиевый канал
- •Потенциалзависимый кальциевый канал
- •Синтез ионных каналов
- •Энергообеспечение проведения возбуждения
- •Клеточная рецепция
- •Клеточная гормональная рецепция
- •Клеточная фоторецепция
- •Фотосинтез
- •Клеточная подвижность
- •Мышечное сокращение
- •Модель скользящих нитей
- •Элементарный акт мышечного сокращения
- •3.4.1.3. Рабочий цикл актомиозинового комплекса
- •Клеточные механизмы иммунитета
- •Сверхслабое свечение клеток
- •Глава 4 клеточная и мембранная патология
- •Перекисное окисление липидов
- •Гипертония
- •Сахарный диабет
- •Демиелинизация
- •Апоптоз
- •Справочный материал
Демиелинизация
Ряд патологических процессов нервной системы связан с нарушением миелиновой оболочки, т. е. демиелинизацией аксонов, приводящей к снижению скорости проведения потенциала действия и нарушению синхронности в проведении ритмического возбуждения, известному как синдром Landry—Gullain— Вагге в ПНС или как множественный склероз (multiple sclerosis) в ЦНС. На электрофизиологическом уровне при демиелинизации наблюдаются изменения скорости проведения и амплитуды ПД, а также трансформация частоты раздражения. На клеточном уровне проявлением демиелинизации нервного волокна является уменьшение содержания миелина в интернодальной области, появление в «оголенных» участках волокна дополнительных К-каналов, а также изменение активности электрогенного Na-nacoca. Известно, что накопление лизоформ ряда фосфолипидов и нарушение Са2+-гомеоста- за внутренних отделов миелина (насечки Шмидта—Лантермана, мезак- сон и т. д.) влияют на активность взаимодействий аксона и шваннов- ской клетки. Очевидно, что характер этих взаимодействий в миелино- вом нервном волокне зависит от динамики быстрых и регулярных изменений миелина.
Методом динамической фазовой микроскопии были выявлены изменения состояния миелина паранодальной области нервного волокна в процессе демиелинизации. В норме для миелина характерны регулярные изменения оптической разности хода светового луча с частотами 4,2 и 6,7 Гц. Демиелинизация нервного волокна наряду со снижением амплитуды и скорости проведения потенциалов действия приводила к сдвигу характерных частот изменения оптической разности хода миелина (2,8, 3,2 и 11 Гц). Предполагается, что подобный сдвиг обусловлен нарушениями состояния заряженных фосфолипидов и снижением уровня связанного Са2+ при демиелинизации нервного волокна.
СТРЕСС
В настоящее время доказано, что возникновение и развитие в организме стресса обусловлено наличием сложной стресс-системы, которая состоит из центрального звена и двух периферических ветвей, осуществляющих связь центрального звена со всем организмом. Центральное звено находится в головном мозге — гипоталамусе, который выполняет функции «дозорного» ЦНС, получает информацию о появлении стрессора и запускает механизм стресс-системы. Центральное звено стресс-системы объединяет три основные группы нейронов, вырабатывающие кортикотропный гормон, гормон аргинин-вазопрессин и катехоламины. Периферические ветви стресс-системы представлены ги- поталамо-гипофизарно-адреналовой системой и симпатоадреналовой системой надпочечников. Таким образом, основным результатом активации стресс-системы является повышенный выброс в кровь глюкокор- тикоидов и катехоламинов — главных стресс-гормонов, которые способствуют мобилизации функции органов и тканей, ответственных за адаптацию. Это ключевое состояние стресс-системы реализуется путем взаимодействия гормонов с рецепторами (рис. 4.1).
Рецепторы избирательно реагируют на определенные гормоны, что приводит к активации связанных с рецепторами ферментов, и образуются так называемые вторичные мессенджеры (цАМФ, инозитолтри- фосфат, диацилглицерол и др.). Они служат для передачи внешнего гормонального сигнала внутрь клетки. Мессенджеры запускают внутриклеточные процессы, регулирующие активность протеинкиназ и повышающие внутриклеточную концентрацию ионов Са, которые контролируют функцию нервной клетки, ее энергообеспечение и состояние генетического аппарата. Последнее важно при формировании устойчивой адаптации при повторных действиях стрессора.
Отметим, что помимо прямых продуктов стресс-системы в процесс вовлечены вещества, вызывающие пролонгированные реакции органи- зама, — ангиотензин, цитокины (интерлейкин).
