Н а фонсова в а дубынин функциональная анатомия нервной системы

Дубынин Вячеслав Альбертович (1961) — профессор, доктор биологических наук.

Работает ведущим научным сотрудником кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова. С 1995 года является доцентом, а затем профессором Института молодежи — МГСА — МосГУ.

Ведет активную преподавательскую деятельность на биологическом, медицинском и психологическом факультетах МГУ им. М.В. Ломоносова, а также на психологических факультетах ряда высших учебных заведений Москвы (МНЭПУ, Институт современной экономики, Институт аналитической психологии и др.).

Дубынин А.В. подготовил и читает для студентов-психологов вечернего отделения МосГУ следующие дисциплины: анатомия центральной нервной системы; физиология центральной нервной системы; физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем.

Имеет более 100 опубликованных в российской и зарубежной печати научных работ, относящихся к различным областям физиологии мозга и нейрофармакологии.

Книги (5)

Лекция 1. Мозг: общие принципы; центры потребностей
(Обзор строения и функций мозга человека. Общая классификация биологических потребностей).
Лекция 2. Мозг и голод (почему нас радует еда).
Лекция 3. Мозг и новая информация (почему мы так любопытны).
Лекция 4. Мозг и страх.
Лекция 5. Мозг дети и родители.
Лекция 6. Мозг любовь, секс, привязанность.

Соавтор: Каменский А.А.

Монография состоит из введения, 10 глав, заключения и списка литературы. Первые две главы посвящены общей характеристике опиоидной системы мозга, а также истории открытия и начальному периоду изучения бета-казоморфинов — опиоидных пептидов пищевого (молочного) происхождения. Следующие разделы обобщают собственные исследования авторов, выполненные в 1994-2009 гг. при поддержке РФФИ. Главы 3-6 содержат информацию о способности бета-казоморфинов снижать болевую чувствительность, двигательную активность, проявления тревожности и депрессивности, а также воздействовать на обучение экспериментальных животных разного возраста.

В главах 7-10 проанализированы последствия хронического введения пептидов этой группы новорожденным и их влияние на материнско-детские взаимоотношения. Впервые показано, что бета-казоморфины могут оказывать отставленное (недели и месяцы) действие на поведение детенышей крыс и некоторые нейрохимические параметры их мозга.

Соавтор: Добрякова Ю.В., Танаева К.К.

В монографии рассматриваются собственные и литературные данные, характеризующие нейроанатомические и нейромедиаторные основы материнского поведения и материнской мотивации; особое внимание уделяется вкладу дофаминергической и опиоидной систем мозга. Авторы анализируют различные экспериментально вызванные нарушения материнского поведения, в том числе развитие состояния послеродовой депрессии.

Рассматриваются фармакологические постнатальные модели послеродовой депрессии, модель пренатального нейротоксического воздействия вальпроата, а также генетическая модель (крысы линии WAG/Rij). Обосновываются и обсуждаются возможности и конкретные пути направленной фармакологической коррекции состояния послеродовой депрессии.

Книга адресована, в первую очередь, специалистам-физиологам и фармакологам, а также всем биологам, медикам, психологам, интересующимся физиологическими основами и механизмами материнского поведения

Соавтор: Фонсова Н.А.

Настоящее пособие дает базовые сведения об устройстве организма человека, анатомии и физиологии нервной системы.

В пособии приводятся наиболее употребительные латинские понятия, дан краткий латинско-русский словарь, глоссарий с основными биологическими терминами. Для проверки полученных знаний в приложении помещены тесты.

5 книг об анатомии мозга | CMT: Научный подход

Что читать о функциях мозга человека, механизмах памяти и нервной системе, рекомендует физиолог Вячеслав Дубынин.

Мозг сложен и прекрасен на всех уровнях — от сплетений отростков отдельных нервных клеток до макроструктур, таких как стриатум, гиппокамп, таламус.

И за всем этим — огромное многообразие функций, реализуемых нервной системой ежесекундно в течение всей нашей жизни. Для понимания этих функций очень полезно знание архитектуры мозга.

Если вы знакомы с основами анатомии и физиологии хотя бы на школьном уровне, следующий шаг — учебники по анатомии для медиков.

Оба издания отличаются тем, что на удивление богато снабжены изображениями всех основных отделов ЦНС (порой в весьма неожиданных ракурсах).

Причем разговор о памяти, движениях, работе сенсорных центров, мышлении ведется в них с обязательной опорой на конкретное строение головного и спинного мозга.

И конечно, ваши представления об анатомии нервной системы человека не будут полными, если не прикоснуться еще к двум областям: филогенезу (эволюции) мозга, а также к разделу, исследующему его повреждения, заболевания, патологии.

Баркер с соавторами).

Выбор этих двух книг определяется, конечно, моими личными пристрастиями, поскольку в обеих областях существуют огромные пласты литературы — как научно-популярной, так и специализированной медицинской.

И если вы проникнитесь красотой мозга и его напряженным совершенством, самое время обратиться к прекрасным рисункам великого Сантьяго Рамон-и-Кахаля, многим из которых более ста лет.

Учебник служит надежным введением в область современных представлений о строении и функциях мозга человека. Его текст основан на лекционных курсах, которые в течение многих лет читаются авторами студентам факультетов МГУ имени М. В.

Ломоносова (биологического, психологии, фундаментальной медицины). Мы старались написать его доступным языком, снабдили большим количеством рисунков и обобщающих схем, методическим аппаратом.

Особые главы учебника посвящены сенсорным системам организма человека, строению нервной ткани, методам изучения анатомии мозга.

В книге изложены наиболее существенные с точки зрения нейрофизиологии 1980-х годов представления о работе мозга, многие из которых сохранили актуальность в наше время, а некоторые получили дальнейшее существенное развитие.

В первой части издания подробно рассмотрены вопросы строения и общих принципов функционирования нервной системы.

В ходе дальнейшего повествования авторы с использованием этой информации обсуждают проблему гомеостаза, механизмы эмоций и памяти, специализацию полушарий, биологические основы психических заболеваний и многие другие вопросы.

Книга представляет собой яркий пример того, каких успехов может достичь профессиональный научный журналист, выступающий в одной команде с квалифицированным консультантом-нейрофизиологом.

Филогенетический подход к анатомическим данным важен тем, что позволяет осознать различные части нашего организма как изменяющиеся во времени системы.

Мозг — яркий тому пример, и его прогресс при переходе от рыб к четвероногим или становлении теплокровности (птицы и млекопитающие) чрезвычайно интересен и показателен.

При этом структуры ЦНС, уже знакомые по нервной системе человека, предстанут перед читателем как комплексы нейронных сетей, адаптирующиеся к выполнению все более сложных задач, а детали их строения и взаимные связи окажутся наполненными глубоким эволюционным смыслом.

Сложные обобщающие схемы, составляющие основное содержание этого пособия, позволят читателю еще глубже осознать включенность различных анатомических структур мозга в реализацию самых разных его функций.

При этом затрагиваются различные уровни деятельности нервной системы — от молекулярного до системного: сенсорные процессы, управление движениями, эмоции, память и так далее.

Особое внимание уделяется вопросам нарушений и патологий: нейродегенерациям, эпилепсии, аффективным расстройствам, аутоиммунным и наследственным неврологическим заболеваниям.

6 книг об анатомии мозга – книги на ПостНауке

Оформите подписку на удобную вам сумму, чтобы мы продолжали радовать вас новыми материалами Помочь ПостНауке КНИГИ Мозг сложен и прекрасен на всех уровнях — от сплетений отростков отдельных нервных клеток до макроструктур, таких как стриатум, гиппокамп, таламус.

Для понимания этих функций очень полезно знание архитектуры мозга.

В первом жанре классическими являются пособия, подготовленные академиком Михаилом Романовичем Сапиным, во втором — атласы, созданные на основе работ Рафаила Давыдовича Синельникова. В наше время произошел существенный апгрейд этих источников, особенно в сфере визуального представления.

Но изучение чистой анатомии — специфическое и для многих скучноватое занятие. Чтобы оживить ситуацию, нужно параллельно с упомянутыми учебниками читать и более научно-популярные издания.

Оба издания отличаются тем, что на удивление богато снабжены изображениями всех основных отделов ЦНС (порой в весьма неожиданных ракурсах). Причем разговор о памяти, движениях, работе сенсорных центров, мышлении ведется в них с обязательной опорой на конкретное строение головного и спинного мозга.

Савельев С. В., Негашева М. А. Практикум по анатомии мозга человека. 2-е издание. М.: ВЕДИ, 2005

Краткий, но емкий сборник материалов для изучения строения мозга человека. В книге изложены основные темы, рассматриваемые студентами — медиками, биологами, психологами — на занятиях по анатомии центральной нервной системы.

Пособие иллюстрировано оригинальными фотографиями, рисунками и схемами, которые существенно облегчают понимание как общего плана организации различных отделов головного и спинного мозга, так и конкретной локализации нервов, желудочков, ядерных структур, трактов белого вещества.

Фонсова Н. А., Сергеев И. Ю., Дубынин В. А. Анатомия центральной нервной системы. М.: ЮРАЙТ, 2016

Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л. Мозг, разум и поведение. М.: Мир, 1988

Картер Р. Как работает мозг. М.: АСТ — Corpus, 2014

Андреева Н. Г., Обухов Д. К. Эволюционная морфология нервной системы позвоночных. Спб.: Лань, 1999

Баркер Р., Барази С., Нил М. Наглядная неврология. М.: ГЭОТАР — Медиа, 2009

Фонсова Н.А., Дубынин В.А.

Настоящее пособие дает базовые сведения об устройстве организма человека, анатомии и физиологии нервной системы. В пособии приводятся наиболее употребительные латинские понятия, дан краткий латинско-русский словарь, глоссарий с основными биологическими терминами.

Для проверки полученных знаний в Приложении помещены тесты.

Для студентов-психологов, педагогов, медиков, биологов.

УДК 611(075.8) ББК 28.706

Список сокращений 8

1. Строение организма 9

Клеточные органоиды 12
Обмен веществ в клетке 15

Ткани животных 17
Физиологические системы органов 19

1.3.1. Регуляция функций организма 23

2. Нервная ткань 30

Общие положения 30
Микроскопическое строение нейрона 33
Отростки нейрона 38
Классификация нейронов 42
Нейроглия 45

Онтогенез нервной системы 51
Вспомогательные аппараты нервной системы 57

Оболочки ЦНС 57
Полости центральной нервной системы 58
Кровоснабжение мозга 60

5. Общие представления об устройстве

и работе нервной системы 64

Части нервной системы 64
Серое и белое вещество нервной системы 66
Рефлекторный принцип работы

нервной системы 68
6. Спинной мозг 73

Общее строение спинного мозга 73
Рефлекторные дуги спинного мозга 77
Серое вещество спинного мозга 81
Белее вещество спинного мозга 83

7. Головной мозг 90

Общий обзор головного мозга 90
Ствол мозга 93

7.2.1. Черепные нервы и их ядра 93

7.2.2. Продолговатый мозг 99

7.2.3. Варолиев мост 104

Четвертый мозговой желудочек 106
Средний мозг 107
Ретикулярная формация 112

7.3. Мозжечок 115

Общее строение 115
Кора мозжечка 120
Белое вещество мозжечка 123

7.4. Передний мозг 124

Промежуточный мозг 124
Конечный мозг 136

Вегетативная (автономная) нервная система 155
Лимбическая система 163

Приложение 165

Ответы на тесты 174

Список основных терминов, относящихся к анатомии

нервной системы (с латинским переводом) 176

Краткий список латинских терминов, относящихся

к анатомии нервной системы 184

Рекомендуемая литература 189

Изучением человека во всем его многообразии занимаются как гуманитарные, так и естественные (в первую очередь, биологические) науки. Соответственно, в случае целого ряда специальностей полноценное образование студентов-гуманитариев требует серьезного знакомства с такими разделами биологии, как анатомия, физиология, генетика. Эта книга - первая в серии учебных пособий по биологическим дисциплинам для небиологических факультетов. Такие дисциплины преподаются, как правило, на 1 - 2 курсах и формируют естественнонаучную базу, на которую в дальнейшем опирается образование будущего психолога, педагога и т.п.

То, как устроен наш организм, эволюционно определено выполняемыми им функциями. В связи с этим анатомия — наука, которая изучает строение тканей, органов, систем органов, тесно взаимодействует с физиологией — наукой о жизнедеятельности целостного организма и отдельных его составляющих (клеток, органов, функциональных систем). Знание функций тех или иных структурных образований позволяет сделать изучение анатомии (в том числе - анатомии нервной системы) более эффективным, использовать полученные знания на практике. Поэтому в представленное пособие включены не только анатомические, но и физиологические сведения, что отражено в названии книги.

Анатомия и физиология нервной системы являются основополагающими предметами прежде всего для будущих специалистов-психологов. Действительно, с функционированием нервной системы связано большинство психических процессов, и мозг является их материальным субстратом. С другой стороны, разнообразные нарушения психики обычно обусловлены патологией именно нервной системы.

Существующие в настоящее время учебники по анатомии нервной системы рассчитаны главным образом на тех, кто имеет глубокие базовые знания по биологии. Однако в последнее время нам приходится иметь дело с большим количеством студентов-гуманитариев (особенно в случае вечерней и заочной форм обучения), которые относительно давно окончили среднюю школу и утратили далее те биологические знания, которые были в ней получены. В связи с этим восприятие информации, изложенной в классических учебниках по анатомии человека, оказывается затруднено. Наше учебное пособие учитывает проблемы таких студентов. Так, для облегчения понимания представленного материала в первой главе приведены базовые сведения об устройстве организма человека. Составляющая содержание этой главы сводка данных о строении клеток, тканей, систем органов не может являться предметом отдельного глубокого изучения; она представлена лишь в там объеме, который необходим для понимания основного материала учебного пособия. Кроме того, первая глава не снабжена всеми необходимыми рисунками, и студентам предлагается обращаться к иллюстрациям в стандартных школьных учебниках и справочниках по биологии для поступающих в вузы.

BHC — вегетативная нервная система

ГМ — головной мозг

ЛС — лимбическая система

НС — нервная система

РФ — ретикулярная формация

СМ — спинной мозг

ЦНС — центральная нервная система

1. Строение организма

Любой живой организм состоит из биологических макромолекул— нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и др. Отдельные молекулы организуются в клетки — элементарные единицы живого. В многоклеточных организмах группы сходных клеток образуют ткани, из тканей формируются органы, а из них системы органов. Последние в своей совокупности создают целостный организм.

Принципы строения и функционирования на всех этих уровнях организации (молекулярном, клеточном, тканевом, системном, организменном) у живых существ разной степени сложности во многом схожи. В этой главе мы рассмотрим общие закономерности устройства клеток, тканей и систем органов.

Клетка

Клетка — элементарная структурно-функциональная единица живого, обладающая всеми признаками организма: ростом, размножением, обменом веществ, раздражимостью. Изучением строения клетки и принципов ее жизнедеятельности занимается наука цитология. Большинство клеток можно увидеть только при помощи микроскопа (средние по размеру клетки имеют диаметр от 20 до 100 мкм).

Основные принципы построения всех клеток едины. Все многоклеточные организмы и большинство одноклеточных относятся к эукариотам — ядерным, т.е. имеющим клеточное ядро. В группу прокариот— безъядерных— входят главным образом бактерии.

Рассмотрим строение эукариотической клетки. Каждая такая клетка состоит из цитоплазматической мембраны, цитоплазмы и ядра (рис. 1).

Рис. 1. Строение животной клетки:

1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — гиалоплазма; 3 - лизосома;

4 — эндоцитоз; 5 — центриоль; 6 — экзоцитоз; 7 — секреторная гранула; 8 — рибосомы; 9 — митохондрия; 10 - аппарат Гольджи;

11— ядро; 12— ядрышко; 13— цитоскелет; 14— шероховатая эндоплазматическая сеть; 15 — гладкая эндоплазматическая сеть

Цитоплазматическая (плазматическая) мембрана толщиной 8-12 нм покрывает клетку и отделяет ее от окружающей среды. Эта мембрана построена из двух слоев липидов. Липиды — жироподобные вещества, основным свойством которых является гидрофобность (водонепроницаемость). Основная функция мембраны - барьерная: она не дает содержимому клетки растекаться и препятствует проникновению в клетку опасных для нее веществ. В липиды погружены многочисленные молекулы белков. Одни из них находятся на внешней стороне мембраны, другие на внутренней, а третьи пронизывают мембрану насквозь. Мембранные белки также

выполняют целый ряд важнейших функций. Некоторые белки являются рецепторами, с помощью которых клетка ощущает различные воздействия на свою поверхность. Другие белки образуют каналы, по которым осуществляется транспорт различных ионов в клетку и из нее. Третьи белки являются ферментами, обеспечивающими процессы жизнедеятельности в клетке. Пищевые частицы пройти через мембрану не могут; они проникают в клетку путем фагоцитоза (твердые частицы) или пиноцитоза (жидкие частицы). Общее название фаго- и пиноцитоза — эндоцитоз. Существует и обратный эндоцитозу процесс — экзоцитоз. В ходе экзоцитоза вещества, синтезированные в клетке (например, гормоны), упаковываются в мембранные пузырьки. Эти пузырьки затем подходят к клеточной мембране, встраиваются в нее и выбрасывают свое содержимое из клетки в межклеточную среду. Таким же образом клетка может избавляться от ненужных ей отходов обмена веществ.

Находящаяся под мембраной цитоплазма содержит гиалоплазму, органоиды и включения. Гиалоплазма (цитозоль) — это основное полужидкое вещество (матрикс) цитоплазмы, объединяющее все клеточные структуры и обеспечивающее их взаимодействие. Здесь протекает и ряд биохимических процессов (гликолиз, синтез некоторых белков и др.). Органоиды — постоянно присутствующие в клетке структуры, выполняющие определенные функции. Органоиды делятся на мембранные (они отграничены от гиалоплазмы мембранами, сходными по строению с цитоплазматической) и немембранные (не имеющие мембраны). К первым относятся ядро, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, митохондрии, ко вторым — рибосомы, клеточный центр, цитоскелет. Включения — непостоянные компоненты клетки, возникающие и исчезающие в зависимости от уровня обмена веществ, например гранулы полисахаридов или капельки жира.

1.1.1. Клеточные органоиды

Ядро — важнейшая структура в клетках эукариот. Оно осуществляет хранение, реализацию и передачу наследственной информации. Носителем этой информации является ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), большая часть которой сосредоточена в ядре. ДНК в ядре связана с белками, это соединение называется хроматином. Благодаря такому соединению ДНК принимает более компактную форму (в растянутом виде ее длина у человека может достигать 5 см).

В ДНК закодировано строение всех белков организма. Белки, в свою очередь, играют ведущую роль в обменных процессах. Участок ДНК, хранящий информацию о строении одного белка, имеет название ген. Когда в процессе обмена веществ возникает необходимость в каком-либо белке, соответствующий ген активируется и в клетке начинается синтез этого белка. Нарушения в строении ДНК (мутации) могут приводить к тяжелым, а иногда и летальным, последствиям.

Передача наследственной информации происходит во время деления клетки. Перед этим ДНК удваивается, и в каждую дочернюю клетку переходит одинаковое количество идентичной по составу ДНК. Перед делением клетки ДНК спирализуется (плотно скручивается и укорачивается), образуя хромосомы.

Для каждого биологического вида характерен совершенно определенный набор хромосом.

Ядро отделено от цитоплазмы оболочкой, состоящей из двух мембран. Наружная мембрана в некоторых участках переходит в каналы эндоплазматической сети. В ядерной оболочке имеется множество пор, по которым из ядра в цитоплазму выходят молекулы РНК, а в ядро из цитоплазмы проникают ферменты, молекулы АТФ, неорганических ионов и т.д.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС), или эндоплазматический ретикулум (ЭПР), представляет собой систему трубочек и полостей, пронизывающих всю цитоплазму клетки. Различают гладкую (агранулярную) и шероховатую (гранулярную) ЭПС. На шероховатой ЭПС расположено множество рибосом. Здесь синтезируется большинство белков. На поверхности гладкой ЭПС идет синтез углеводов и липидов. Внутри ее полостей накапливаются ионы кальция — важные регуляторы всех функций клеток и целого организма. Вещества, синтезированные на мембранах ЭПС, переносятся внутрь трубочек ретикулума и по ним транспортируются к местам хранения или использования в биохимических реакциях.

Аппарат (комплекс) Гольджи — это система цистерн, в которых накапливаются вещества, синтезированные клеткой. Здесь же эти вещества претерпевают дальнейшие биохимические превращения, упаковываются в мембранные пузырьки и переносятся в те места цитоплазмы, где они необходимы, или же транспортируются к клеточной мембране и путем экзоцитоза выводятся за пределы клетки.

Лизосомы — это маленькие мембранные пузырьки, содержащие до 50 разных видов пищеварительных ферментов, способных расщеплять белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты. Формируются лизосомы в комплексе Гольджи, где модифицируются и накапливаются пищеварительные ферменты. Лизосомы и их ферменты используются клеткой также в тех случаях, когда необходимо заменить поврежденные участки клетки. При этом поврежденный участок окружается со всех сторон мембраной, а затем с этой мембраной сливается лизосома. Таким образом, ферменты проникают внутрь изолированного участка и разрушают его, чтобы на его месте мог быть построен новый. Этот процесс получил название аутофагии.

Митохондрии — это органоиды клетки, участвующие в процессе клеточного дыхания и запасающие для клетки энергию (см. далее). Количество митохондрий в клетке варьирует от единиц (сперматозоиды, некоторые водоросли и простейшие) до тысяч. Особенно много митохондрий в тех клетках, которые нуждаются в больших количествах энергии (клетки печени, мышечные клетки).

Митохондрии (и пластиды растений) в отличие от других органоидов клетки имеют собственную генетическую систему, обеспечивающую их самовоспроизводство. В митохондриях имеется собственная ДНК, РНК и особые рибосомы. Если клетке предстоит деление или она интенсивно расходует энергию, митохондрии начинают делиться и их число возрастает. Если же потребность в энергии снижена, то число митохондрий в клетках заметно уменьшается.

Рибосомы — очень мелкие органоиды, необходимые для синтеза белка. В клетке их насчитывается несколько миллионов. Рибосомы состоят из белка и рРНК, формируются в ядре в области ядрышка и через ядерные поры выходят в цитоплазму. Рибосомы могут находиться в цитоплазме во взвешенном состоянии, но чаще они располагаются группами на поверхности эндоплазматической сети.

У всех эукариот в цитоплазме имеется сложная опорная система — цитоскелет. Он состоит в основном из микротрубочек и микрофиламентов.

Микротрубочки пронизывают всю цитоплазму и представляют собой полые трубки диаметром 20 - 30 нм. Их стенки образованы спирально закрученными нитями, построенными из белка тубулина. Микротрубочки прочны и образуют опорную основу цитоскелета. Кроме механической, микротрубочки выполняют транспортную функцию, участвуя в переносе по цитоплазме различных веществ. Микрофиламенты — белковые нити диаметром около 4 нм. Их основа — белок актин. Микрофиламенты располагаются вблизи от плазматической мембраны и способны менять ее форму, что очень важно для процессов фагоцитоза и пиноцитоза.

Клеточный центр (центросома) расположен в цитоплазме вблизи от ядра. Он образован двумя центриолями — цилиндрами, расположенными перпендикулярно друг к другу и состоящими из микротрубочек, и расходящимися от центриолей микротрубочками. Клеточный центр играет важную роль в делении клетки.

1.1.2. Обмен веществ в клетке

В любой живой клетке постоянно происходят сложнейшие химические и физические реакции. Они необходимы для того, чтобы обеспечить постоянство внутренней среды как в самой клетке, так и в многоклеточном организме, находящемся под воздействием меняющихся внешних факторов. Поддержание постоянства внутренней среды биологических систем получило название гомеостаза. Если гомеостаз не может быть достигнут, то клетки и организм в целом повреждаются или даже гибнут. Для поддержания гомеостаза клетка осуществляет сложные и многообразные реакции синтеза и расщепления веществ, а также реакции превращения энергии. Так, получаемые извне белки, жиры, углеводы, витамины и микроэлементы используются клетками для образования необходимых им химических соединений и клеточных структур. Вся совокупность реакций биосинтеза веществ и их последующей сборки в более крупные структуры называется ассимиляцией, или анаболизмом, или пластическим обменом. Примером такого рода процессов может служить образование белка.

Наряду с процессами биосинтеза в клетках (главным образом в процессе клеточного дыхания) постоянно происходят реакции распада запасенных или полученных извне органических соединений. При участии ферментов такие соединения расщепляются на более простые вещества. При этом выделяется энергия, часть которой запасается в химических связях молекулы АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Энергия в форме АТФ доступна для использования всеми структурами клетки. С целью синтеза АТФ чаще всего расщепляется глюкоза, которая хранится в животной клетке в виде полисахарида гликогена. Процесс расщепления идет в

1) гликолиз — анаэробное (бескислородное) дыхание; проходит в гиалоплазме и приносит клетке небольшое количество энергии. При этом глюкоза расщепляется до молочной или пировиноградной кислоты;

2) аэробное дыхание, в ходе которого запасается в 18 раз больше энергии, чем во время гликолиза; осуществляется в митохондриях. В результате образуется СО2 и Н2О.

Совокупность реакций распада веществ, сопровождающихся запасанием энергии, называется диссимиляцией, или катаболизмом, или энергетическим обменом.

Реакции ассимиляции и диссимиляции — это две стороны единого процесса обмена веществ и энергии в клетке, который называется метаболизмом. Ассимиляция и диссимиляция строго сбалансированы и скоординированы, и нарушение этого баланса приводит к развитию каких-либо заболеваний как отдельных клеток, так и целого организма.

Реакции метаболизма в живой клетке протекают очень быстро. Это обусловливается участием в них ферментов. Ферменты — это вещества белковой природы. Каждый фермент может избирательно регулировать ту или иную химическую реакцию, протекающую в клетке. Будучи биологическими катализаторами, ферменты могут увеличивать скорости реакций в миллионы раз, но сами в этих реакциях не изменяются. Активность ферментов очень высока, и для обеспечения нормальной скорости метаболических процессов требуется малое количество молекул ферментов. Но поскольку ферменты действуют избирательно, клетке необходимо очень много видов ферментов.

Читайте также: