Мембраны миелиновые

Распространение потенциала действия (импульса) вдоль нервного волокна определяется кабельными свойствами этого волокна. При локальной деполяризации мембраны и возникновении потенциала действия ток, проходящий через открытые натриевые каналы, пассивно распространяется и деполяризует соседние участки мембраны, где в свою очередь возникает потенциал действия Во многих аксонах позвоночных высокая скорость и эффективность проведения импульсов достигается благодаря изоляции поверхности аксона миелиновой оболочкой, изменяющей кабельные свойства аксона и оставляющей открытыми лишь небольшие участки возбудимой мембраны. [c.304]

Отличительным свойством нервных волокон, обладающих способностью очень быстро проводить импульсы, является наличие миелиновой оболочки. Мие-линовые мембраны надежно изолируют аксон от окружающей среды на всем протяжении, кроме специальных участков, перехватов Ранвье, которые располагаются по ходу аксона на расстоянии 1—2 мм друг от друга За счет этого нервный импульс обретает способность как бы перескакивать с одного участка на другой. Такое сальтаторное (ска-ч>ками) проведение происходит со значительно большей скоростью (до 100 м/с) по сравнению со скоростью проведения в не-миелинизированных аксонах. [c.371]

Одно из самых значительных достижений рентгеноструктурного анализа белков последних лет, которое не может не повлиять на дальнейшее развитие биологии и становление ее новой области -молекулярной биологии клетки, состоит в начавшейся расшифровке трехмерных структур первых мембранных белков. Перед обсуждением полученных здесь результатов целесообразно кратко сообщить о том, что было известно об этих белках до исследования их с помощью рентгеновской дифракции. Если основные структурные особенности биологических мембран определяются молекулами липидного бислоя, то специфические функции мембран выполняются главным образом белками. Они ответственны за процессы превращения энергии, выступают в качестве рецепторов и ферментов, образуют каналы активного и пассивного транспорта молекул и ионов различных веществ через мембраны, охраняют организм от проникновения чужеродных антигенов и стимулируют иммунный ответ клеточного типа. В обычной плазматической мембране белок составляет около 50% ее массы. Однако в некоторых мембранах, например во внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов, его содержание поднимается до 75%, а в других, например миелиновой мембране, снижается до 25%. Многие мембранные белки пронизывают липидный бислой насквозь и контактируют с водной средой по обеим сторонам мембраны. Молекулы этих белков, называемых трансмембранными, как и окружающие их молекулы липидов, обладают амфипатическими свойствами, поскольку содержат гидрофобные участки, взаимодействующие внутри бислоя с гидрофобными хвостами липидов, и гидрофильные участки, обращенные к воде с обеих сторон мембраны. Другая группа мембранных белков соприкасается с водой только с одной стороны бислоя [234, 235]. Одни из них погружены только во внешний или во внутренний слой мембраны, другие ассоциированы за счет невалентных взаимодействий с трансмембранными белками, третьи прикреплены к мембране с помощью ковалентно связанных с ними цепей жирных кислот, внедренных в липидный слой. [c.56]

Гомогенат Митохондрии Тяжелые синаптосомы Легкие синаптосомы Синаптические мембраны Миелиновые фрагменты Тяжелые микросомы Цитоплазма Ядра Рибосомы 0.67+0.02 0.57 + 0.024 0.50+0.066 0.42+0.012 0.33+0.026 0.88+0.105 (131) 0.85+0.06 (149 ) 0.62+0.012 (124) 0.51+0.019 (121 ) 0.38+0.014 (115) 0.68+0.04 0.206+0.004 0.083+0.0075 0.094+0.018 0.24+0.026 0.90+0.08 (132 ) 0.25+0.02 (121 ) 0.13+0.011 (157 ) 0.20+0.015 (213 ) 0.31+0.031 (129) [c.46]

Легкие синаптосомы Синаптические мембраны Миелиновые фрагменты [c.47]

Состав и строение биологических мембран. Биологические мембраны состоят из белков и липидов. Углеводы присутствуют лишь в качестве составных частей сложных белков (гликопротеинов) и сложных липидов (гликолипидов). Нуклеиновые кислоты в небольшом количестве бывают ассоциированы с мембранами, но в состав мембранных структур не включаются. Вода составляет 20% от мембранного материала, а отношение белок/липид в зависимости от вида мембран колеблется от 0,25 (клетки миелиновой оболочки) до 3,0 (митохондриальные мембраны). [c.298]

Миелиновая оболочка аксона образована многократным спиральным закручиванием мембраны шванновской клетки вокруг [c.359]

Перехват Ранвье. Нервное волокно не полностью покрыто миелиновой оболочкой, она прерывается короткими и регулярно расположенными оголенными участками мембраны — перехватами Ранвье (рис. 1.16). Миелинизированные участки мембраны между двумя перехватами называются сегментами нервного [c.26]

Миелин, специализированная мембрана нервного волокна рассматривается в гл. 4. Большинство нервных волокон, особен но у высших организмов, заключены в многослойные оболочк с тем, чтобы изолировать большую часть их поверхности и уско рить прохождение нервного импульса (рис. 1.15). Возможно из-за узкой специализации эта мембрана имеет особенно про стую структуру, она исследована тщательно и всесторонне Некоторые заболевания, такие, как множественный склероз обусловлены дефектами миелиновой оболочки. [c.26]

Главный элемент всех нервных систем — нейрон. Проводником нервного импульса является нейрональная мембрана. Прохождение нервного импульса ускоряется специальной мембранной системой — миелиновой оболочкой. Другие структурные элементы нейрона —это афферентные дендриты, эфферентный аксон, сома, которая интегрирует и регулирует метаболизм клетки с помощью своего клеточного ядра, и синапс, осуществляющий коммуникационную связь как между самими нервными клетками, так и между нейронами и их клетками-мишенями иной природы. [c.34]

Таблица 4.3. Ферментативная активность миелиновой мембраны

Миелиновые мембраны мозга 25 75 [c.302]

Биологические мембраны могут образовывать многослойные-системы либо плотно упакованные (например, в миелиновых оболочках аксонов, построенных концентрически расположенными замкнутыми мембранами, в палочках и колбочках зрительных кле- [c.283]

Миелиновая оболочка — это мультиламеллярная структура, созданная мембранами олигодендроглий (ЦНС) или шваннов-ских клеток (ПНС). Ее основные функции заключаются в изоляции аксона, ускорении проведения нервного импульса (скачкообразная проводимость) и сохранении ионных потоков путем сокращения емкости мембраны. В результате экономится энергия, поскольку меньшее число ионов необходимо откачать из аксона после деполяризации мембраны. Миелин экономит также пространство, так как при одинаковой проводимости миелинизированные волокна тоньше, чем немиелинизированные. Миелин появляется на поздних стадиях филогенеза и онтогенеза. [c.107]

Изолирующий слой, образуемый миелиновой оболочкой, резко уменьшает емкость мембраны аксона и одновременно почти полностью предотвращает утечку тока через нее. Между двумя соседними сегментами миелина остается узкий незащищенный участок мембраны (рис. 19-14). Эти так называемые перехваты Ранвье шириной всего лишь около 0,5 мкм являются центрами электрической активности. Почти все натриевые каналы аксона сосредоточены в перехватах, где плотность этих каналов достигает нескольких тысяч на 1 мкм, тогда как в участках, прикрытых миелиновой оболочкой, их почти вовсе нет. Поэтому изолированные участки мембраны не способны возбуждаться, но обладают превосходными кабельными свойствами - низкой емкостью и высоким сопротивлением для утечки тока. Поэтом> токи, связанные с потенциалом действия в области перехвата, эффективно направляются путем пассивного проведения к следующем) перехвату, быстро деполяризуют мембрану и возбуждают очередной потенциал действия. Такое проведение называют сальтаторным - сигнал распространяется вдоль аксона, перескакивая с одного перехвата на другой. Миелинизация дает два главных преимущества быстрее распространяется потенциал действия и сберегается метаболическая энергия, так как активное возбуждение происходит лишь на небольших участках в перехватах Ранвье. [c.303]

У эукариот вьщеляют следующие основные группы мембран плазматическую, ядерную, эндоплазматического ретикулума, митохондрий, хлоропластов, возбудимые мембраны, миелиновые оболочки аксонов, нейронов и др. Несмотря на то что каждый тип мембран отличается по химическому составу и строению, выполняет специфичекие функции, мембраны имеют общие структурные особенности и построены по единому типу [c.302]

Контакты с другими клетками образуются не только в синапсах. Большая часть поверхности нейрона покрыта прилегающими к нему глиальными, или шеанновскими, клетками. Их роль пока не ясна. Из мембран шванновских клеток образуется миелиновая оболочка миелинизированных аксонов, показанная на риС. 11.1 схематически. Эта оболочка прерывается через каждые 1—2 мм длины аксона перехватами Ранвье, имеющими протяженность около 1 мкм. В области перехватов мембрана аксона контактирует с окружающей средой. Существуют и немиелини-зированные аксоны. [c.359]

СКОРОСТЬ ПРОВВДЕНИЯ. У позвоночных подавляющая часть нервньгх волокон, особенно в спинномозговых и черепных нервах, окружены миелиновой оболочкой, образованной шван-новскими клетками (рис. 6.30 и разд. 6.6.1). Миелин — это материал белково-липидной природы, обладающий высоким электрическим сопротивлением и действующий как изолятор, подобно резиновому или пластиковому покрытию электрического провода. Суммарное сопротивление мембраны аксона и миелиновой оболочки очень велико, но там, где в миелиновой оболочке имеются разрывы, называемые перехватами Ранвье, сопротивление току между аксоплазмой и внеклеточной жидкостью меньще. Только в этих участках замыкаются местные цепи, и именно здесь через мембрану аксона проходит ток, генерирующий следующий потенциал действия. В результате импульс перескакивает от одного перехвата Ранвье к другому и пробегает по миелинизированному аксону быстрее, чем серия меньших по величине местных токов в немиелинизированном нервном волокне. Такой способ распространения потенциала действия, называемый сальтаторным (от лат. saltare — прыгать), может обеспечивать проведение импульса со скоростью 120 м/с (рис. 17.7). [c.285]

Мембранные белки, за немногим исключением, связываются с окружающими их липидами нековалентно. Методами ЭПР с помощью спинмеченных липидов доказано, что такие белки собирают вокруг себя специфические липиды в форме воротника , или ореола. Кроме того, модельные исследования на искусственных липосомах, сформированных из фосфатидилсерина и фосфатидилхолина, показали, что основный белок человеческого миелина (гл. 4) связывается с кислыми и нейтральными липидными молекулами, вызывая тем самым разделение фаз [18]. Аналогичный эффект в модельных экспериментах с искусственными липосомами проявлял и липопротеин миелиновой мембраны [19]. Напротив, никотиновый ацетилхолиновый рецептор из электрического органа Torpedo преимущественно [c.79]

Б 1954 г. Герен исследовала образование миелина вокруг седалищного нерва эмбриона цыпленка [1]. Было установлено, что чпсло слоев зависит от возраста эмбриона и что на ранних стадиях прослеживается спиральная структура. На рис. 4.4 приведены результаты, полученные Герен на периферическом нерве, Вероятно, подобная ситуация происходит при миелиниза-цпи волокон центральной нервной системы аксон вызывает депрессию на поверхности шванновской клетки, которая начинает расти и образует спираль миелина вокруг него. Как было показано, на культуре ткани один виток завершается за 44 ч.. Увеличение числа витков спирали приводит к сжатию цитоплазмы, в результате чего плазматическая мембрана шванновской клетки становится значительно более плотноупакованной. Поэтому зрелая миелиновая оболочка представляет собой не- [c.94]

ЛИПИДЫ могут также распределяться асимметрично. Данная асимметрия миелиновой мембраны была позже подтверждена биохимическими экспериментами, на основании которых было показано, что в мозге морской свинки фосфатидилхолин сконцентрирован на внешней стороне мембраны [6]. Такое неравномерное распределение липидов между двумя слоями миели-нового бислоя, возможно, возникает как следствие их различного сродства к мембранным белкам [7, 8], которые также расположены асимметрично (гл. 3). [c.97]

Для большей ясности на рисунке слои миелина прилегают друг к другу ие та плотно, как в действительности (см. Д). Б. Схематическое изображение шванновс-10Й клетки на начальной стадии образования спирали миелина вокруг аксона во время его развития. Обратите внимание на то, что наматывание мембраны шванновской клетки на аксон осуществляется за счет роста внутреннего края (помеченного стрелкой). В. Схематическое изображение олигодендроцита, который формирует миелиновые оболочки в центральной нервной системе. Один олигодендроцит миелинизи-рует несколько разных аксонов. [c.91]

Все, что способствует быстроте и эффективности пассивного распространения деполяризации, будет повышать скорость и эффективность распространения потенциалов дейстиия. Одним из таких факторов может быть большой диаметр аксона. У некоторых беспозвоночных, например у кальмара, для быстрой передачи сигналов в ходе эволюции выработались гигантские аксоны толщиной до 1 мм. Однако позвоночные обладают еще лучшим приспособлением столь же высокая скорость проведения сигналов достигается у них гораздо более экономным способом-путем изоляции большей части поверхности аксона миелиновой оболочкой. Эту оболочку образуют специализированные глиальные клетки-шванновские клетки в периферической н олигодендроциты в центральной нервной системе. Плазматическая мембрана этих клеток слон за слоем плотно наматывается на аксон (рис. 18-22). Каждая шваниовская клетка миелинизирует одни аксон, образуя сегмент оболочки длиной около миллиметра, а олигодендроциты формируют подобные сегменты оболочки одновременно у нескольких аксонов. [c.91]

Миелиновая оболочка настолько толста и плотна (в некоторых случаях оиа состоит из сотни концентрнческих слоев), что почти полностью предотвращает утечку тока через прикрытые ею участки мембраны. Между двумя [c.91]

Передача электрических сигналов нервной клеткой основана на изменении мембранного потенциала в результате прохождения относительно небольшого числа ионов через мембранные каналы. Эти ионы перемещаются за счет энергии, большой запас которой создаежя благодаря работе Ыа К -АТРазного насоса, поддерживающего более низкую концентрацию N0 и более высокую концентрацию К внутри клетки по сравнению с наружной средой. В покоящемся нейроне каналы избирательной утечки К делают мембрану более проницаемой для калия, чем для других ионов, и поэтому мембранный потенциал покоя близок к равновесному потенциалу К, составляющему примерно - 70 мВ. Внезапная деполяризация мембраны изменяет ее проницаемость, так как при этом открываются потенциал-зависимые натриевые каналы. Но, если деполяризованное состояние поддерживается, эти каналы вскоре инактивируются. Под влиянием мембранного электрического поля отдельные каналы совершают резкий переход от одной из возможных конформаций к другой. Потенциал действия инициируется тогда, когда под влиянием короткого деполяризующего стимула открывается часть потенциал-зависимых натриевых каналов, что делает мембрану более проницаемой для Ыа и еще дальше смещает мембранный потенциал по направлению к равновесному натриевому потенциалу. В результате такой положительной обратной связи открывается еще больше натриевых каналов, и так продолжается до тех пор, пока не возникнет потенциал действия, подчиняющийся закону всё или ничего . Потенциал действия быстро исчезает вследствие инактивации натриевых каналов, а во многих нейронах также и открытия потенциал-зависимых калиевых каналов. Распространение потенциала действия (импульса) по нервному волокну зависит от кабельных свойств этого волокна. Когда при импульсе мембрана на некотором участке деполяризуется, ток, проходящий здесь через натриевые каналы, деполяризует соседние участки мембраны, где в свою очередь возникают потенциалы действия. Во многих аксонах позвоночных высокая скорость и эффективность проведения импульсов достигается благодаря изоляции поверхности аксона миелиновой оболочкой, оставляющей открытыми лишь небольшие участки возбудимой мембраны. [c.92]

Рнс. 18-23. Продольный срез аксона из пери( рнчесЕ0Г0 иерва (электронная микрофотография). Виден перехват Ранвье, где остается открытым небольшой участок плазматической мембраны аксона между двумя соседними сегментами миелиновой оболочки. (С любезного разрешения А. К. Ь1еЬегтап.) [c.93]

На рис. 8.3 представлена в качестве примера тройная фазовая диаграмма лецитин — холестерин — вода. Эта система представляет интерес прежде всего потому, что холестерин /присутствует в подавляющем боль-Ш инстве биологических мембран, в том числе в таких важных, как миелиновая оболочка нервов и мембраны эритроцитов. Холестерин не растворим В воде. Область АВ по оси вода — лецитин соответствует ла меллярной жидкокристалличеокой фазе. При содержании воды менее 12% она связана с полярными группами лецитина. Е сли же Содержание воды в двухкомпонентной оистеме превышает 45%, то ламеллы оказываются диспергированными в избытке оды, Пр И соотношении лецитина [c.251]

Новые мембраны всегда возникают из предшествующих, по выражению Д. Робертсона, мембраны порождают мембраны [1]. Этот процесс лежит в основе развития клетки. Отсюда следует, что липиды не менее важны для клетки, чем белки. За последние годы получены данные по физико-химии мембранных структур. Предположение об образовании мембран только из белков и липидов следует дополнить, так как результаты изучения миелиновой оболочки с помощью различных окрашивающих средств (0504, перманганат) показали, что внешняя сторона мембраны содержит также углеводы. Общее состояние мембран зависит от концентрации ионов в среде. По данным Г. А. Деборина, [c.179]

Натрий и калий имеют особенно важное значение для функционирования нервной системы [30]. Перенос информации в нервах основан на передаче по нервному волокну одинаковых сигналов, называемых потенциалами действия. Нервная клетка представляет собой звездообразное тело, внутри которого находится ядро от тела отходит длинный отросток, называемый аксоном (рис. 100). На некоторых участках аксон окружен многослойной миелиновой оболочкой. В результате его мембрана контактирует с межклеточной жидкостью только в так называемых перехватах Ранвье. В синапсах осуществляется передача нервного импульса от одного нервного волокна к другому. Удобной экспериментальной моделью оказались довольно толстые (диаметр 1 мм) и не покрытые миелиновой оболочкой аксоны некоторых головоногих, например аксоны кальмара или другого морского моллюска Ар1уз1а. [c.232]

При сопоставлении данных возрастных изменений жирнокислотного состава сфингомиелинов мозга обнаружена интересная закономерность. Перед миелинизацией в сфингомиелинах белого и серого веществ головного мозга преобладает стеариновая кислота. В ходе миелинизации ее доля уи1еньшается за счет увеличения количества кислот С22—С26, особенно нервоновой. При изучении структуры миелина с помощью рентгеноструктурного анализа было высказано предположение, что устойчивость миелиновой мембраны в значительной степени зависит от наличия в сфинголипидах насыщенных или мононенасыщенпых цепей максимальной длины. [c.340]

При возбуждении, вызванном тем или иным агентом (например, электрическим стимулом), избирательно увеличивается проницаемость мембраны нервной клетки (аксона) для ионов Na . Некоторое количество ионов Ыа" " устремляется внутрь клетки. В результате возникает овершут , т.е. величина потенциала может изменяться от минус 75 до плюс 30 мВ на внутренней поверхности мембраны. Этот положительный заряд препятствует дальнейшему входу Ма" ", проводимость для Ыа" " падает, а На" -насос восстанавливает исходное состояние. Эта последовательность процессов, которая завершается примерно в течение 1 мс, называется потенциалом действия. В мие-линизированном волокне многочисленные Ка -каналы сосредоточены в немиелинизированных перехватах Ранвье. Под миелиновой оболочкой относительно длинных межперехватных участков имеется очень мало натриевых каналов. Деполяризация одного из перехватов вызывает градиент потенциала между перехватами, благодаря которому через аксоплазму быстро протекает ток к соседнему перехвату, вызывая снижение потенциала до порогового уровня. В результате обнаруживается высокая скорость проведения импульса по миелинизированному волокну. [c.454]

Наконец, щванновские клетки специализированы для массового производства плазматической мембраны, которую они слой за слоем, как ленту, навивают на вырост нервной клетки так, что получается служащая изолятором миелиновая оболочка [c.50]

Хотя основные структурные особенности биологической мембраны определяются свойствами липидного бислоя, большинство их специфических функций осуществляется белками. Вот почему типы белков и их количества в мембране сильно варьируют в миелиновой мембране, которая служит преимуществеппо для изоляции аксонов. Белки составляют менее 25% массы мембраны, а в мембранах, связанных с процессами превращения энергии (например, во впутреппих мембранах митохондрий и хлоропластов) па их долю приходится около 75% массы мембраны. В обычной плазматической мембране количество белков равно приблизительно половине ее массы, г е. значение этого показателя средпее между указанными выше крайними величинами. Поскольку размер липидной молекулы весьма мал по сравнению с размерами молекулы белка, можно сделать вывод, что в мембране всегда содержится значительно больше молекул липидов, чем белков. Например, если белки составляют 50% массы мембраны, то на одну молекулу белка приходится приблизительно 50 липидных молекул. [c.360]

Скорость проведения импульса зависит от кабельных свойств аксона чем больше емкость мембраны, тем больший заряд нужен для деполяризации ее до порогового уровня, а чем больше внутреннее сопротивление цитоплазмы в аксопе, тем меньший ток может проходить через нее и тем больше времени требуется для накопления необходимого заряда Сопротивление и емкость единицы длины аксона определяются площадью поперечного сечения аксона, и простое вычисление показывает, что с увеличением диаметра (толщины) аксона скорость проведения импульсов возрастает У кальмара и многих других беспозвоночных для быстрой передачи сигналов в ходе эволюции выработались аксоны огромного диаметра. Однако у позвоночных столь же высокая скорость проведения сигналов достигается гораздо более экономным способом -путем изоляции поверхности многих аксонов миелиновой оболочкой, [c.300]

Миелиновую оболочку образуют специализированные глиальные клетки - шеанноеские клетки в периферической и олигодендроциты в центральной нервной системе. Плазматическая мембрана этих клеток слой за слоем но снирали плотно наматывается на аксон (рис. 19-13). Каждая шванновская клетка миелинизирует один аксон, образуя сегмент оболочки длиной около I мм, содержащий до 300 концентрических слоев олигодендроциты формируют подобные сегменты оболочки одновременно у нескольких аксонов. [c.303]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология