Меню

Раздражение клетки что это такое

РАЗДРАЖЕНИЕ

РАЗДРАЖЕНИЕ — действие на живую ткань (клетку) внешних факторов (раздражителей), приводящее к активному изменению характера ее жизнедеятельности. Способность живой ткани отвечать на Р. изменением характера своей жизнедеятельности называется раздражимостью (см.). Наиболее сложным из таких ответов является возбуждение (см.) — активная реакция, одной из задач к-рой является передача информации о свойствах действующих на клетку раздражителей (см.). Реакция возбуждения характерна для нервных, мышечных и секреторных клеток.

В основе Р. лежит специфическая молекулярная организация поверхностной мембраны клетки (см. Мембраны биологические). В поверхностной мембране имеются макромолекулы белковой природы, обладающие рецепторными свойствами — способностью реагировать на действие раздражителя изменением своей структуры. Эти структурные изменения приводят к появлению специфического сигнала, передающегося через поверхностную мембрану внутрь клетки и, в свою очередь, «запускающего» цепь физ.-хим. и биохим, процессов, формирующих ответную реакцию клетки. Наиболее универсальным типом такого сигнала является генерация трансмембранного тока неорганических ионов (ионов натрия, калия, кальция, хлора), распределение которых между цитоплазмой клетки и внеклеточной средой неравномерно в связи с деятельностью локализованных в поверхностной мембране транспортных ферментных систем (ионных насосов). В состоянии покоя поверхностная мембрана плохо пропускает эти ионы (см. Проницаемость). Однако встроенные в мембрану белковые макромолекулы под действием Р. приобретают ионную проводимость (через так наз. ионные каналы). Наряду с ионным типом трансмембранной передачи сигнала возможны и более сложные механизмы (см. Транспорт ионов).

Наиболее детально изучены два типа раздражающего действия на клеточную мембрану — химический и электрический. В первом случае внешний раздражитель вступает в хим. реакцию с особыми рецепторными группировками мембранных макромолекул; эта реакция затем вызывает структурные перестройки, сопровождающиеся изменениями ионной проводимости мембраны. Хим. структура рецепторных группировок широко варьирует, что и определяет специфическую чувствительность различных клеток к тем или иным хим. раздражителям. В организме хим. Р. используется не только для взаимодействия с окружающей средой, но и для передачи сигналов от клетки к клетке (см. Синапс). Во втором случае встроенные в поверхностную мембрану макромолекулы обладают способностью реагировать на изменение внешнего электрического поля благодаря наличию в их составе смещаемых электрически заряженных группировок; смещение этих группировок приводит к изменению ионной проводимости мембраны. Хотя внешнее электрическое Р. в природных условиях встречается крайне редко (электрорецепция у некоторых рыб), такое Р. играет первостепенную роль в деятельности возбудимых тканей, являясь основой самораспространения возбуждения по клетке. Поэтому для возбуждения тканей электрический ток является наиболее универсальным искусственным раздражителем, особенно удобным в связи с легкостью его точного измерения и дозирования. В практических целях для Р. тканей используют в основном электронные стимуляторы (см. Электростимуляция).

Природа раздражающего действия раздражителей других типов (механических, температурных, световых) еще не ясна. Возможно, что в его основе лежит образование активных хим. веществ, взаимодействующих затем с соответствующими хим. рецепторными группировками мембранных рецепторов.

Библиография: ГинецинскийА. Г. Химическая передача нервного импульса и эволюция мышечной функции, Л., 1970; Катц Б. Нерв, мышца и синапс, пер. с англ., М., 1968; Общая физиология нервной системы, под ред. П. Г. Костю-ка и А. И. Ройтбака, с. 85, Л., 1979; Ходжкин А. Нервный импульс, пер. с англ., М., 1965.

Читайте также:  Раздражение кожи под губой

Источник

Раздражение клетки что это такое

Обмен веществ — поступление в клетку веществ, их усвоение и выведение продуктов жизнедеятельности. Вещества из внешней среды поступают через цитоплазматическую мембрану н по каналам эндоплазматическои сети или непосредственно по гиалоплазме транспортируются к клеточным органоидам и ядру. Их дальнейшие превращения происходят под воздействием многочисленных ферментов, которые синтезируются в клетке на рибосомах эндоплазматическои сети.

Энергия, необходимая для процессов обмена, вырабатывается, накапливается и распределяется митохондриями. Продукты жизнедеятельности клетки по каналам эндоплазматическои сети поступают к цитоплазматической мембране, через которую и выводятся, либо образуют в цитоплазме клеточные включения. Белковые секреты обычно транспортируются к пластинчатому комплексу, в котором накапливаются и обособляются в виде секреторных гранул.

Разнообразные ферменты, способные расщеплять (гидролизировать) макромолекулярные комплексы клетки, содержатся в лизосомах. При разрыве лизосомноп мембраны (например, в результате повреждения клетки) ферменты высвобождаются и происходит переваривание ими клеточного содержимого. Этим можно объяснить лизис мертвых или умирающих клеток.

Раздражимость — свойство клеток отвечать на воздействие окружающей среды. Формы раздражимости различны: возбудимость нервных и мышечных клеток, секретообразованпе, выделение секрета и др. Более простой реакцией на внешние воздействия является внутреннее перемещение частей клетки, в результате чего осуществляется и функция движения клетки вцелом. Движение клетки может быть также результатом сокращения миофибрилл, биения ресничек или жгутиков в ответ на раздражители.

Жизненный цикл клетки начинается с момента ее образования (в результате деления материнской клетки), включает процессы роста и дифференциации и заканчивается у одних клеток делением, у других старением и смертью. В быстро делящихся клетках период между двумя делениями (интерфаза) короткий. У клеток, утративших способность к делению, интерфаза является основным периодом жизненного цикла, длительность ее может совпадать со сроком жизни организма (например, у невроцитов).

Различают непрямое деление клеток — митоз или кариокинез и прямое деление — амитоз. Специализированной формой митоза является эндомитоз. У половых клеток имеет место особый вид деления — мейоз.

Митоз — наиболее распространенный способ деления, в результате которого каждая из двух дочерних клеток получает такой же набор хромосом, какой имела материнская клетка (2n). Во время этого процесса происходит полная перестройка ядра, протекающая в закономерной последовательности и состоящая из ряда постепенно сменяющихся стадий: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

В ранней профазе происходит заметное увеличение ядра и появление хромосом в виде спирализованных тонких нитей, сплетенных наподобие клубка, равномерно заполняющего ядро. По мере развития профазы хромосомы прогрессивно спирализуются, что обусловливает их укорочение и уплотнение; при этом связь между хроматидами ослабевает; к концу профазы они располагаются параллельно друг другу, оставаясь соединенными только в области центромеров (перетяжек). Окончание профазы связано с разрушением оболочки ядра, исчезновением ядрышка и появлением митотического веретена с двумя полюсами, формирующегося из центросомы.

В метафазе максимально укороченные хромосомы, направляемые своими центромерами, постепенно передвигаются к экватору веретена, где они располагаются в одной плоскости точно посередине между полюсами. Хромосомы связаны с нитями веретена при помощи иентромер. В этот период число, размеры и форму хромосом легко определить, рассматривая их со стороны полюсов.

Читайте также:  Как появляется раздражение после бритья

Переход из метафазы в анафазу выражен четко. Одновременно во всех хромосомах удваиваются центромеры. Они двигаются к противоположным полюсам, увлекая за собой разъединившиеся сестринские хроматиды, которые с этого момента называются сестринскими хромосомами.

Источник



Книга: Естествознание и основы экологии

Навигация: Начало Оглавление Другие книги

§ 47. Раздражимость и движение организмов

Понятие о раздражимости. Микроорганизмы, растения и животные реагируют на самые разнообразные воздействия окружающей среды: на механические воздействия (укол, давление, удар и т. д.), на изменение температуры, интенсивность и направление световых лучей, на звук, электрические раздражения, изменения в химическом составе воздуха, воды или почвы и т. д. Это приводит к определенным колебаниям организма между стабильным и нестабильным состоянием. Живые организмы способны в меру своего развития анализировать эти состояния и соответствующим образом реагировать на них. Подобные свойства всех организмов называются раздражимостью и возбудимостью.

Раздражимость – это способность организма реагировать на внешние или внутренние воздействия.

Раздражимость возникла у живых организмов как приспособление, обеспечивающее лучший обмен веществ и защиту от воздействий условий среды.

Возбудимость – это способность живых организмов воспринимать воздействия раздражителей и отвечать на них реакцией возбуждения.

Воздействие окружающей среды сказывается на состоянии клетки и ее органелл, тканей, органов и организма в целом. Организм отвечает на это соответствующими реакциями.

Простейшим проявлением раздражимости является движение. Оно характерно даже для самых простейших организмов. Это можно пронаблюдать в опыте над амебой под микроскопом. Если рядом с амебой поместить небольшие комочки пищи или кристаллики сахара, то она начинает активное движение в сторону питательного вещества. С помощью ложноножек амеба обволакивает комочек, вовлекая его внутрь клетки. Там сразу же образуется пищеварительная вакуоль, в которой пища переваривается.

С усложнением строения организма усложняются как обмен веществ, так и проявления раздражимости. У одноклеточных организмов и растений нет специальных органов, обеспечивающих восприятие и передачу раздражений, поступающих из окружающей среды. У многоклеточных животных имеются органы чувств и нервная система, благодаря которым они воспринимают раздражения, а ответы на них достигают большой точности и целесообразности.

Раздражимость у одноклеточных организмов. Таксисы.

Наиболее простые формы раздражимости наблюдаются у микроорганизмов (бактерий, одноклеточных грибов, водорослей, простейших).

В примере с амебой мы наблюдали движение амебы в сторону раздражителя (пища). Такая двигательная реакция одноклеточных организмов в ответ на раздражение из внешней среды называется таксисом. Таксис вызван химическим раздражением, поэтому его называют еще хемотаксисом (рис. 51).

Рис. 51. Хемотаксис у инфузорий

Таксисы могут быть положительными и отрицательными. Поместим пробирку с культурой инфузорий-туфелек в закрытую картонную коробочку с единственным отверстием, расположенным против средней части пробирки, и выставим ее на свет.

Через несколько часов все инфузории сконцентрируются в освещенной части пробирки. Это положительный фототаксис.

Таксисы свойственны многоклеточным животным. Например, лейкоциты крови проявляют положительный хемотаксис по отношению к веществам, выделяемым бактериями, концентрируются в местах скопления этих бактерий, захватывают и переваривают их.

Читайте также:  Раздражение это в биологии кратко

Раздражимость у многоклеточных растений. Тропизмы. Хотя у многоклеточных растений нет органов чувств и нервной системы, тем не менее у них отчетливо проявляются различные формы раздражимости. Они заключаются в изменении направления роста растения или его органов (корня, стебля, листьев). Такие проявления раздражимости у многоклеточных растений называются тропизмами.

Стебель с листьями проявляют положительный фототропизм и растут по направлению к свету, а корень – отрицательный фототропизм (рис. 52). Растения реагируют на гравитационное поле Земли. Обратите внимание на деревья, растущие по склону горы. Хотя поверхность почвы имеет наклон, деревья растут вертикально. Реакция растений на земное притяжение называется геотропизмом (рис. 53). Корешок, который появляется из прорастающего семени, всегда направлен вниз к земле – положительный геотропизм. Побег с листьями, развивающийся из семени, всегда направлен вверх от земли – отрицательный геотропизм.

Тропизмы очень разнообразны и играют большую роль в жизни растений. Они ярко выражены в направлении роста у различных вьющихся и лазающих растений, например винограда, хмеля.

Рис. 52. Фототропизм

Рис. 53. Геотропизм: 1 – цветочный горшок с пря-морастущими проростками редиса; 2 – цветочный горшок, положенный набок и содержащийся в темноте для устранения фототропизма; 3 – проростки в цветочном горшке изогнулись в сторону, противоположную действию силы тяжести (стебли обладают отрицательным геотропизмом)

Помимо тропизмов, у растений наблюдаются движения иного типа – настии. Они отличаются от тропизмов отсутствием определенной ориентировки к вызвавшему их раздражителю. Например, если прикоснуться к листьям стыдливой мимозы, они быстро складываются в продольном направлении и опускаются книзу. Через некоторое время листья снова принимают прежнее положение (рис. 54).

Рис. 54. Настии у стыдливой мимозы: 1 – в нормальном состоянии; 2 – при раздражении

Цветки многих растений реагируют на свет и влажность. Например, у тюльпана на свету цветки раскрываются, а в темноте закрываются. У одуванчика соцветие закрывается в пасмурную погоду и открывается в ясную.

Раздражимость у многоклеточных животных. Рефлексы. В связи с развитием у многоклеточных животных нервной системы, органов чувств и органов движения формы раздражимости усложняются и зависят от тесного взаимодействия этих органов.

В простейшем виде такое раздражение возникает уже у кишечнополостных. Если уколоть иглой пресноводную гидру, то она сожмется в комочек. Внешнее раздражение воспринимает чувствительная клетка. Возникшее в ней возбуждение передается нервной клетке. Нервная клетка передает возбуждение кожно-мышечной клетке, которая реагирует на раздражение сокращением. Этот процесс называется рефлексом (отражением).

Рефлекс – это ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая нервной системой.

Представление о рефлексе было высказано еще Декартом. Позднее оно было развито в трудах И. М. Сеченова, И. п. Павлова.

Путь, проходимый нервным возбуждением от воспринимающего раздражение органа до органа, выполняющего ответную реакцию, называется рефлекторной дугой.

У организмов с нервной системой существует два типа рефлексов: безусловные (врожденные) и условные (приобретенные). Условные рефлексы формируются на базе безусловных.

Любое раздражение вызывает изменение обмена веществ в клетках, что приводит к возникновению возбуждения и возникает ответная реакция.

Источник