Фагоцитоз

Наиболее важной функцией нейтрофилов и макрофагов является фагоцитоз — поглощение клеткой вредоносного агента. Фагоциты избирательны в отношении материала, который они фагоцитируют; иначе они могли бы фагоцитировать нормальные клетки и структуры организма. Осуществление фагоцитоза зависит главным образом от трех специфических условий.

Во-первых, большинство естественных структур имеют гладкую поверхность, которая препятствует фагоцитозу. Но если поверхность неровная, возможность фагоцитирования возрастает.


Во-вторых, большинство естественных поверхностей имеют защитные белковые оболочки, отталкивающие фагоциты. С другой стороны, большинство погибших тканей и инородных частиц лишены защитных оболочек, что делает их объектом фагоцитоза.

В-третьих, иммунная система организма образует антитела против инфекционных агентов, например бактерий. Антитела прикрепляются к мембранам бактерий, и бактерии становятся особенно чувствительными к фагоцитозу. Для осуществления этой функции молекула антитела также соединяется с продуктом СЗ каскада комплемента — дополнительной частью иммунной системы, обсуждаемой в следующей главе. Молекулы СЗ, в свою очередь, прикрепляются к рецепторам на мембране фагоцитов, инициируя фагоцитоз. Этот процесс выбора и фагоцитоза называют опсонизацией.

Строение пиноцитоза


Фагоцитоз, осуществляемый нейтрофилами. Нейтрофилы, входящие в ткани, являются уже зрелыми клетками, способными к немедленному фагоцитозу. При встрече с частицей, которая должна быть фагоцитирована, нейтрофил сначала прикрепляется к ней, а затем выпускает псевдоподии во всех направлениях вокруг частицы. На противоположной стороне частицы псевдоподии встречаются и сливаются друг с другом. При этом образуется замкнутая камера, содержащая фагоцитируемую частицу. Затем камера погружается в цитоплазматическую полость и отрывается от наружной стороны клеточной мембраны, формируя свободно плавающий фагоцитарный пузырек(также называемый фагосомои)внутрицитоплазмы. Один нейтрофил обычно может фагоцитировать от 3 до 20 бактерий, прежде чем он сам инактивируется или погибает.

Фагоцитоз, осуществляемый макрофагами. Макрофаги представляют собой конечную стадию развития моноцитов, входящих в ткани из крови. При активации иммунной системой они становятся гораздо более мощными фагоцитами, чем нейтрофилы, и часто могут фагоцитировать до 100 бактерий. Макрофаги также способны поглощать гораздо более крупные частицы, даже целые эритроциты и иногда малярийных паразитов, тогда как нейтрофилы не могут фагоцитировать частички, размер которых значительно превышает размер бактерии. Кроме того, макрофаги могут выталкивать конечные продукты и часто живут и функционируют в течение многих месяцев.


Сразу после фагоцитирования большинство частиц перевариваются внутриклеточными ферментами. После фагоцитирования инородной частицы лизосомы и другие цитоплазматические гранулы нейтрофила или макрофага немедленно вступают в контакт с фагоцитарным пузырьком, их мембраны сливаются, в результате в пузырек вбрасываются многие переваривающие ферменты и бактерицидные вещества. Таким образом, фагоцитарный пузырек теперь становится переваривающим пузырьком, и сразу начинается расщепление фагоцитированной частицы.

И нейтрофилы, и макрофаги содержат громадное количество лизосом, наполненных протеолитическими ферментами, особенно приспособленными для переваривания бактерий и других чужеродных белковых веществ. Лизосомы макрофагов (но не нейтрофилов) содержат также большое количество липаз, которые разрушают толстые липидные мембраны, покрывающие некоторые бактерии, например туберкулезную палочку.

iv>

И нейтрофилы, и макрофаги могут уничтожать бактерии. Кроме переваривания поглощенных бактерий в фагосомах нейтрофилы и макрофаги содержат бактерицидные агенты, уничтожающие большинство бактерий, даже если лизосомальные ферменты не могут их переварить. Это особенно важно, поскольку некоторые бактерии имеют защитные оболочки или другие факторы, предупреждающие их разрушение пищеварительными ферментами. Основная часть «убивающего» эффекта связана с действием некоторых мощных окислителей, образуемых в больших количествах ферментами мембраны фагосомы, или специфической органеллой, называемой пероксисомой. К этим окислителям относятся супероксид (О2), пероксид водорода (Н2О2) и гидроксилъные ионы (-ОН), каждый из них даже в небольших количествах смертелен для большинства бактерий. Кроме того, один из лизосомальных ферментов — миелопероксидаза — катализирует реакцию между Н2О2 и ионами Сl с образованием гипохлорита — мощного бактерицидного агента.

Однако некоторые бактерии, особенно туберкулезная палочка, имеют оболочки, устойчивые к лизосомальному перевариванию, и к тому же секретируют вещества, отчасти препятствующие «убивающим» эффектам нейтрофилов и макрофагов. Такие бактерии ответственны за многие хронические болезни, например туберкулез.


Пиноцитоз

Строение пиноцитоза

>

Пиноцито́з (от др.-греч. πίνω — пью, впитываю и κύτος — вместилище, здесь — клетка) — 1) Захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами. 2) Процесс поглощения и внутриклеточного разрушения макромолекул.

Один из основных механизмов проникновения в клетку высокомолекулярных соединений, в частности белков и углеводно-белковых комплексов.

Открытие пиноцитоза Явление пиноцитоза открыто американским учёным У.Льюисом в 1931.

Процесс пиноцитоза При пиноцитозе на плазматической мембране клетки появляются короткие тонкие выросты, окружающие капельку жидкости. Этот участок плазматической мембраны впячивается, а затем отшнуровывается внутрь клетки в виде пузырька. Методами фазово-контрастной микроскопии и микрокиносъёмки прослежено формирование пиноцитозных пузырьков диаметром до 2 мкм.


электронном микроскопе различают пузырьки диаметром 0,07—0,1 мкм (микропиноцитоз). Пиноцитозные пузырьки способны перемещаться внутри клетки, сливаться друг с другом и с внутриклеточными мембранными структурами. Наиболее активный пиноцитоз наблюдается у амёб, в эпителиальных клетках кишечника и почечных канальцев, в эндотелии сосудов и растущих ооцитах. Пиноцитозная активность зависит от физиологического состояния клетки и состава окружающей среды. Активные индукторы пиноцитоза — γ-глобулин, желатина, некоторые соли.

Источник: biology623.blogspot.com

Общая характеристика процесса

Пиноцитоз — это универсальный способ питания, который характерен для растительных и Его суть заключается в попадании в клетку питательных веществ в растворенном виде. Фагоцитоз — аналогичный процесс, но при нем поглощаются твердые частички.

Известно, что пиноцитоз является важным стимулом для формирования лизосом, а фагоцитоз имеет значение при инфицировании клеток вирусами. Эти два процесса имеют много общего, поэтому их часто объединяют под общим названием — цитоз, или эндоцитоз, хотя пиноцитоз является более распространенным. Если вещества, наоборот, выводятся из клетки, то говорят об экзоцитозе.

Если обобщить, то можно сказать, что пиноцитоз — это процесс поглощения клеткой капелек жидкости.

Особенности процесса


Сразу нужно сказать, что цитоз зависит от температуры и не может проходить при 2 °С, а также при действии ингибиторов метаболизма, например,

При пиноцитозе образуются выросты цитоплазмы — псевдоподии, которые сливаются между собой и обволакивают капельки жидкости. При этом формируются пузырьки, которые отделяются от и начинают мигрировать по цитоплазме, превращаясь в вакуоли под названием пиносомы.

Следует отметить, что пиноцитоз — это также результат контакта клетки с суспензией вирусов. В данном случае в образованных пузырьках содержатся вибрионы. Именно здесь они иногда подвергаются стадии «раздевания». При захвате крупных молекул отдельных лекарственных препаратов также проходит инвагинация и формирование пузырька — вакуоли, однако данный механизм транспорта лекарств не имеет решающего значения. Большее влияние на всасывание фармакологических средств имеет их форма, степень измельчения, а также наличие сопутствующих заболеваний — гастрита, колита или, например, язвенной болезни.

Реабсорбция белка в почечных канальцах

Строение пиноцитоза

Пиноцитоз — это активный механизм реабсорбции протеинов в проксимальных отделах почечных нефронов. В ходе него белок прикрепляется к щеточной каемке. В этом месте мембрана инвагинируется, при этом формируется пузырек, содержащий молекулу протеина. Когда белок оказывается внутри такого пузырька, он начинает разлагаться на аминокислоты, которые в дальнейшем через базолатеральную мембрану попадают в межклеточную жидкость. Поскольку такой транспорт требует затрат энергии, то его называют активным.


Стоит отметить, что существует понятие максимального транспорта для веществ, которые активно реабсорбируются. Этот процесс связан с максимальной нагрузкой транспортных систем. Она возникает в случаях, когда количество соединений, попавших в просвет почечных канальцев, превышает возможности ферментов и транспортных белков, принимающих участие в переносе.

В качестве примера также можно привести нарушение реабсорбции глюкозы, что наблюдается в проксимальном извилистом канальце. Если содержание данного вещества превышает функциональные возможности почек, то оно начинает выделяться с мочой (в норме глюкозу не обнаруживают).

Значение пиноцитоза

Данный процесс протекает в почечных канальцах и эпителии кишечника. Он отвечает за всасывание и реабсорбцию многих соединений (в том числе белков и жиров), что необходимо для нормального функционирования организма.

Строение пиноцитоза

Кроме этого, пиноцитоз проходит при обмене веществ через капиллярную стенку. Так, крупные молекулы, которые не способны проникать через поры мелких кровеносных сосудов, переносятся пиноцитозным путем. При этом мембрана капиллярной клетки инвагинируется, вследствие чего формируется вакуоль, которая окружает молекулу. На противоположной стороне клетки начинает происходить противоположный процесс — эмиоцитоз.


Также следует упомянуть, что пиноцитоз — это важный компонент и ионного наноса. Именно он является основным механизмом проникновения во внутреннюю среду клеток высокомолекулярных веществ. Кроме того, это основной способ проникновения животных или растительных вирусов в клетки хозяина.

Пиноцитоз (от греч. píno — пью, впитываю и kýtos — вместилище, здесь — клетка)

захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами. Один из основных механизмов проникновения в клетку высокомолекулярных соединений, в частности белков и углеводно-белковых комплексов. Явление П. открыто американским учёным У. Льюисом в 1931. При П. на плазматической мембране клетки появляются короткие тонкие выросты, окружающие капельку жидкости. Этот участок плазматической мембраны впячивается, а затем отшнуровывается внутрь клетки в виде пузырька. Методами фазово-контрастной микроскопии и микрокиносъёмки прослежено формирование пиноцитозных пузырьков диаметром до 2 мкм. В электронном микроскопе различают пузырьки диаметром 0,07-0,1 мкм (микропиноцитоз). Пиноцитозные пузырьки способны перемещаться внутри клетки, сливаться друг с другом и с внутриклеточными мембранными структурами. Наиболее активный П. наблюдается у амёб, в эпителиальных клетках кишечника и почечных канальцев, в эндотелии сосудов и растущих ооцитах. Пиноцитозная активность зависит от физиологического состояния клетки и состава окружающей среды. Активные индукторы П. — γ-глобулин, желатина, некоторые соли.

Т. Б. Айзенштадт.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое «Пиноцитоз» в других словарях:

    Пиноцитоз … Орфографический словарь-справочник

    ПИНОЦИТОЗ, захват и транспортировка жидкости живыми КЛЕТКАМИ. При пиноцитозе поглощаемая капля жидкости окружается плазматической мембраной, которая смыкается над образовавшимся пузырьком, погруженным в клетку. Пиноцитоз является основным… … Научно-технический энциклопедический словарь

    — (от греч. pino пью, впитываю и…цит), захват клеточной поверхностью и поглощение клеткой жидкости (см. ФАГОЦИТОЗ). При П. поглощаемая капля жидкости окружается плазматич. мембраной, к рая смыкается над образовавшимся пузырьком (диам. от 0,07 до … Биологический энциклопедический словарь

    1) поглощение жидких питательных веществ эукариотической клеткой; 2) основной путь внедрения животных и растительных вирусов в клетку–хозяина. При этом происходит впячивание клеточной оболочки и обволакивание вирусной частицы. (Источник:… … Словарь микробиологии

    — (от греч. pino пью впитываю и…цит), поглощение клеткой из окружающей среды жидкости с содержащимися в ней веществами. Один из основных механизмов проникновения в клетку высокомолекулярных соединений … Большой Энциклопедический словарь

    пиноцитоз — Поглощение клеткой капелек жидкости с образованием пиносом; П. наряду с фагоцитозом является формой эндоцитоза. [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь генетических терминов 1995 407с.] Тематики генетика EN pinocytosis … Справочник технического переводчика

    Пиноцитоз — * пінацытоз * pinocytosis процесс поглощения твердых и жидких материалов клеткой … Генетика. Энциклопедический словарь

    — (от греч. pínō пью, впитываю и…цит), поглощение клеткой из окружающей среды жидкости с содержащимися в ней веществами. Один из основных механизмов проникновения в клетку высокомолекулярных соединений. * * * ПИНОЦИТОЗ ПИНОЦИТОЗ (от греч. pino… … Энциклопедический словарь

    — (от др. греч. πίνω пью, впитываю и κύτος вместилище, здесь клетка) 1) Захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами. 2) Процесс поглощения и внутриклеточного разрушения макромолекул. Один из… … Википедия

    Pinocytosis пиноцитоз. Поглощение клеткой капелек жидкости с образованием пиносом ; П. наряду с фагоцитозом Является формой эндоцитоза. (

Фагоцитоз

Наиболее важной функцией нейтрофилов и макрофагов является фагоцитоз — поглощение клеткой вредоносного агента. Фагоциты избирательны в отношении материала, который они фагоцитируют; иначе они могли бы фагоцитировать нормальные клетки и структуры организма. Осуществление фагоцитоза зависит главным образом от трех специфических условий.

Во-первых, большинство естественных структур имеют гладкую поверхность, которая препятствует фагоцитозу. Но если поверхность неровная, возможность фагоцитирования возрастает.

Во-вторых, большинство естественных поверхностей имеют защитные белковые оболочки, отталкивающие фагоциты. С другой стороны, большинство погибших тканей и инородных частиц лишены защитных оболочек, что делает их объектом фагоцитоза.

В-третьих, иммунная система организма образует антитела против инфекционных агентов, например бактерий. Антитела прикрепляются к мембранам бактерий, и бактерии становятся особенно чувствительными к фагоцитозу. Для осуществления этой функции молекула антитела также соединяется с продуктом СЗ каскада комплемента — дополнительной частью иммунной системы, обсуждаемой в следующей главе. Молекулы СЗ, в свою очередь, прикрепляются к рецепторам на мембране фагоцитов, инициируя фагоцитоз. Этот процесс выбора и фагоцитоза называют опсонизацией.

Фагоцитоз, осуществляемый нейтрофилами . Нейтрофилы, входящие в ткани, являются уже зрелыми клетками, способными к немедленному фагоцитозу. При встрече с частицей, которая должна быть фагоцитирована, нейтрофил сначала прикрепляется к ней, а затем выпускает псевдоподии во всех направлениях вокруг частицы. На противоположной стороне частицы псевдоподии встречаются и сливаются друг с другом. При этом образуется замкнутая камера, содержащая фагоцитируемую частицу. Затем камера погружается в цитоплазматическую полость и отрывается от наружной стороны клеточной мембраны, формируя свободно плавающий фагоцитарный пузырек (также называемый фагосомои) внутрицитоплазмы. Один нейтрофил обычно может фагоцитировать от 3 до 20 бактерий, прежде чем он сам инактивируется или погибает.

Сразу после фагоцитирования большинство частиц перевариваются внутриклеточными ферментами. После фагоцитирования инородной частицы лизосомы и другие цитоплазматические гранулы нейтрофила или макрофага немедленно вступают в контакт с фагоцитарным пузырьком, их мембраны сливаются, в результате в пузырек вбрасываются многие переваривающие ферменты и бактерицидные вещества. Таким образом, фагоцитарный пузырек теперь становится переваривающим пузырьком, и сразу начинается расщепление фагоцитированной частицы.

И нейтрофилы , и макрофаги содержат громадное количество лизосом, наполненных протеолитическими ферментами, особенно приспособленными для переваривания бактерий и других чужеродных белковых веществ. Лизосомы макрофагов (но не нейтрофилов) содержат также большое количество липаз, которые разрушают толстые липидные мембраны, покрывающие некоторые бактерии, например туберкулезную палочку.

И нейтрофилы, и макрофаги могут уничтожать бактерии. Кроме переваривания поглощенных бактерий в фагосомах нейтрофилы и макрофаги содержат бактерицидные агенты, уничтожающие большинство бактерий, даже если лизосомальные ферменты не могут их переварить. Это особенно важно, поскольку некоторые бактерии имеют защитные оболочки или другие факторы, предупреждающие их разрушение пищеварительными ферментами. Основная часть «убивающего» эффекта связана с действием некоторых мощных окислителей, образуемых в больших количествах ферментами мембраны фагосомы, или специфической органеллой, называемой пероксисомой. К этим окислителям относятся супероксид (О2), пероксид водорода (Н2О2) и гидроксилъные ионы (-ОН), каждый из них даже в небольших количествах смертелен для большинства бактерий. Кроме того, один из лизосомальных ферментов — миелопероксидаза — катализирует реакцию между Н2О2 и ионами Сl с образованием гипохлорита — мощного бактерицидного агента.

Однако некоторые бактерии , особенно туберкулезная палочка, имеют оболочки, устойчивые к лизосомальному перевариванию, и к тому же секретируют вещества, отчасти препятствующие «убивающим» эффектам нейтрофилов и макрофагов. Такие бактерии ответственны за многие хронические болезни, например туберкулез.

Пиноцитоз

Строение пиноцитоза

Пиноцито́з (от др.-греч. πίνω — пью, впитываю и κύτος — вместилище, здесь — клетка) — 1) Захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней веществами. 2) Процесс поглощения и внутриклеточного разрушения макромолекул.

Один из основных механизмов проникновения в клетку высокомолекулярных соединений, в частности белков и углеводно-белковых комплексов.

Открытие пиноцитоза Явление пиноцитоза открыто американским учёным У.Льюисом в 1931.

Процесс пиноцитоза При пиноцитозе на плазматической мембране клетки появляются короткие тонкие выросты, окружающие капельку жидкости. Этот участок плазматической мембраны впячивается, а затем отшнуровывается внутрь клетки в виде пузырька. Методами фазово-контрастной микроскопии и микрокиносъёмки прослежено формирование пиноцитозных пузырьков диаметром до 2 мкм. В электронном микроскопе различают пузырьки диаметром 0,07—0,1 мкм (микропиноцитоз). Пиноцитозные пузырьки способны перемещаться внутри клетки, сливаться друг с другом и с внутриклеточными мембранными структурами. Наиболее активный пиноцитоз наблюдается у амёб, в эпителиальных клетках кишечника и почечных канальцев, в эндотелии сосудов и растущих ооцитах. Пиноцитозная активность зависит от физиологического состояния клетки и состава окружающей среды. Активные индукторы пиноцитоза — γ-глобулин, желатина, некоторые соли.

Это совокупное название различных структур цитоплазмы и ядра: плазмолеммы, ряда органелл, включений, транспортных пузырьков, ядерпой оболочки (кариолеммы), в состав которых входят клеточные мембраны. Эти мембраны в различных клетках организованы сходным образом, но существенно различаются составом мембранных белков, которые определяют специфику их функций.

Гиалоплазма или клеточный матрикс, клеточный сок, цитозоль — внутренняя среда клетки, на которую приходится до 55 % ее общего объема. Ома представляет собой сложную прозрачную коллоидную систему, в которой взвешены органеллы и включения, и содержит различные биополимеры: белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и ионы. Она претерпевает превращения по типу гель-золь.

Плазмолемма — внешняя клеточная мембрана, цитолемма, плазматическая мембрана — занимает в клетке пограничное положение и играет роль полупроницаемого селективного барьера, который, с одной стороны, отделяет цитоплазму от окружающей клетку среды, а с другой стороны, обеспечивает ее связь с этой средой.

Функции плазмолеммы определяются ее положением и включают:

Распознавание данной клеткой других клеток и прикрепление к ним;

Рис. 1.2.

ЛБ — липидный бислой; X — хвосты липидных молекул; Г — головки липидных молекул; МО — молекулы олигосахаридов, связанные с белками и липидами; ИБ — интегральные белки; АМФ — актиновые микрофиламенты, связанные с белками плазмолеммы; ПИБ — полуинтегральные белки; ПБ — периферические белки. Слева показаны поверхности мембраны, выявляемые в результате ее расщепления при замораживании-скалывании

  • — распознавание клеткой межклеточного вещества и прикрепление к его элементам (волокнам, базальной мембране);
  • — транспорт веществ и частиц в цитоплазму и из нее посредством определенных механизмов;
  • — взаимодействие с сигнальными молекулами (гормонами, медиаторами, цитокинами и пр.);
  • — движение клетки благодаря связи плазмолеммы с сократительными элементами цитоскелета.

Структура плазмолеммы (рис. 1.2). Плазмолемма является самой толстой из клеточных мембран и составляет порядка 7,5- 11 нм. Под электронным микроскопом она имеет вид трехслойной структуры, представленной двумя электронно-плотными слоями, которые разделяются светлым слоем. Ее молекулярное строение описывается жидкостно-мозаичной моделью. Плазмолемма состоит из липидного бислоя , в который погружены и связаны молекулы белков.

Липидный бислой состоит преимущественно из молекул лецитина (фосфатидилхолипа) и цефалипа (фосфатидилэтаноламина), которые состоят из гидрофильной (полярной) головки и гидрофобного (неполярного) хвоста. В мембране гидрофобные цепи обращены внутрь бислоя, а гидрофильные головки — к наружи (рис. 1.3). Состав липидов каждой из половин бислоя неодинаков. Липиды обеспечивают основные физико-химические свойства мембран, в

Строение пиноцитоза

Рис. 1.3.

а — пиноцитоз; 6 — фагоцитоз; ПС — гшносомы; ОФ — объект фагоцитоза; ПП — псевдоподии; ФС — фагосома

частности их текучесть при температуре тела. Некоторые липиды (гликолипиды) связаны с олигосахаридными цепями, которые выступают за пределы наружной поверхности плазмолеммы, придавая ей асимметричность. Электронно-плотные слои соответствуют расположению гидрофильных участков липидных молекул.

Мембранные белки составляют более 50 % массы мембраны и удерживаются в липидном слое за счет гидрофобных взаимодействий с молекулами липидов. Они обеспечивают специфические свойства мембраны и играют различную биологическую роль, например переносчиков ферментов, рецепторов и структурных молекул. Функции мембраны зависят от типа белка и его содержания в мембране. В зависимости от расположения относительно липидного бислоя мембранные белки разделяются на интегральные и периферические.

Периферические белки непрочно связаны с поверхностью мембраны и обычно находятся вне липидного бислоя.

Интегральные белки полностью погружены в липидный бислой. Если белки частично находятся в липидном бислое, то они называются полуинтегральными белками.

Интегральные белки плазмолеммы хорошо выявляются при использовании метода замораживания-скалывания, когда плоскость скола проходит через гидрофобную середину бислоя, разделяя его на два листка: наружный и внутренний (см. рис. 1.3). Интегральные белки имеют вид округлых внутримембрапных частиц, большая часть которых связана с Р-поверхностыо (протоплазматической), которая является ближайшей к цитоплазме. Меньшая их часть связана с Е-поверхностыо, наружной или более близкой к внешней среде поверхности скола.

Часть белков связывается с молекулами олигосахаридов (гликопротеины), которые выступают за пределы наружной поверхности плазмолеммы, другая имеет липидные боковые цепи (липопротеины). Молекулы олигосахаридов связаны также с липидами в составе гликолипидов. Углеводные участки гликолипидов и гликопротеинов придают поверхности клетки отрицательный заряд и образуют основу гликокаликса, который выявляется под электронным микроскопом как рыхлый слой умеренной электронной плотности, покрывающий наружную поверхность плазмолеммы. Эти углеводные участки играют роль рецепторов, обеспечивающих распознавание клеткой соседних клеток и межклеточного вещества за счет адгезионного взаимодействия с ними.

В гликокаликсе находятся рецепторы гистосовместимости, некоторые ферменты и рецепторы гормонов. При этом часть ферментов может производиться не самой клеткой, а адсорбироваться на ее поверхности.

Белки мозаично и нежестко распределяются в липидном бислое и могут перемещаться в его плоскости. При некоторых условиях определенные белки могут накапливаться в отдельных участках мембраны, образуя агрегаты. Перемещение белковых молекул, скорее всего, не является произвольным, а контролируется внутриклеточными механизмами.

Мембранный транспорт веществ может включать однонаправленный перенос молекулы какого-либо вещества или совместный транспорт двух различных молекул в одном или противоположных направлениях. Различают пассивный, активный и облегченный транспорт, а также эндоцитоз.

Пассивный транспорт включает простую и облегченную диффузию и определятся процессами, которые не требуют затраты энергии. Механизмом простой диффузии осуществляется перенос мелких молекул (0 2 , Н 7 0, СО-,), который протекает со скоростью, пропорциональной градиенту концентрации транспортируемых молекул по обеим сторонам мембраны. Облегченная диффузия осуществляется через каналы или с помощью белков-переносчиков, которые обладают специфичностью в отношении транспортируемых молекул. В качестве ионных каналов выступают трансмембранные белки, образующие мелкие водные поры, через которые по электрохимическому градиенту транспортируются мелкие водорастворимые молекулы и ионы. Белки-переносчики также являются трансмембранными белками, которые претерпевают обратимые изменения конформации, обеспечивающие транспорт специфических молекул через плазмо- лемму. Они функционируют в механизмах как пассивного, так и активного транспорта.

Активный транспорт является энергоемким процессом, а перенос молекул осуществляется с помощью белков-переносчиков против электрохимического градиента. Например, механизмом, который обеспечивает противоположно направленный активный транспорт ионов, является натриево-калиевый насос. В нем участвует белок-

переносчик 1Ча»-К (АТФаза). При этом ионы N8 выводятся из

цитоплазмы, а ионы К одновременно переносятся в нее. Этот механизм обеспечивает поддержание постоянства объема клетки путем регуляции осмотического давления и мембранного потенциала. Активный транспорт глюкозы в клетку осуществляется белком-пере-

носчиком и сочетается с однонаправленным переносом иона N8 .

Облегченный транспорт ионов осуществляется особыми трансмембранными белками — ионными каналами, которые обеспечивают избирательный перенос определенных ионов. Эти каналы состоят из собственно транспортной системы и воротного механизма, который открывает канал на определенное время в ответ па:

1) изменение мембранного потенциала; 2) механическое воздействие (в волосковых клетках внутреннего уха); 3) связывание лиганда (сигнальной молекулы или иона).

Эндоцитоз. Транспорт макромолекул в клетку осуществляется с помощью механизма эндоцитоза, когда материал, находящийся во внеклеточном пространстве, захватывается в области впячивания (инвагинации) плазмолеммы. Края смыкаются с формированием эндоцитозного пузырька или эндосомы — мелкого сферического образования, герметически окруженного мембраной. Затем содержимое пузырька подвергается внутриклеточной переработке (процессингу). В эндосоме в условиях закисления среды происходит отделение леганда от рецептора. Разновидностями эндоцитоза служат пино- цитоз и фагоцитоз.

Пиноцитоз — процесс захвата и поглощения клеткой жидкости или растворимых веществ. При диаметре эндосом 0,2-0,3 мкм наблюдается макропииоцитоз, при диаметре эндосом порядка 70- 100 нм — микропипоцитоз.

Фагоцитоз — процесс захвата и поглощения клеткой плотных, обычно крупных, более 1 мкм, частиц (см. рис. 1.3), который сопровождается образованием выпячиваний цитоплазмы — псевдоподобий, которые охватывают объект и смыкаются над ним.

Источник: papeleta.ru

Вопрос: Какие процессы изображены на рисунках А и Б? Назовите структуру клетки, участвующую в этих процессах. Какие преобразования далее произойдут с бактерией на рисунке А?

Ответ: Процесс на рисунке А называется фагоцитозом, на рисунке Б — пиноцитозом. В этих процессах участвует клеточная мембрана. На рисунке А далее фагоцитарный пузырек сольется с лизосомой, которая содержит расщепляющие органические вещества ферменты. Бактерия подвергнется лизису, а образовавшиеся питательные вещества (обычно в виде мономеров) поступят в цитоплазму. Непереваренные остатки будут выброшены за пределы клетки путем обратного эндоцитозу (фагоцитозу и питоцитозу) процесса — экзоцитоза.

Объяснение

На рисунках мы видим, как клеточная мембрана эукариотической клетки захватывает бактерию и капли жидкости. Оба процесса вместе называются эндоцитозом, при котором клетка захватывает внешние частицы путем впячивания своей мембраны, в результате чего образуются мембранные везикулы (мелкие клеточные органоиды для транспорта, запаса, изоляции веществ).

Если захватываются твердые частицы, то это фагоцитоз («фаго» — пожирание). Если жидкие — пиноцитоз («пино» — питье). Данные способности есть далеко не у всех клеток многоклеточных животных. Ими, например, обладают фагоциты крови, которые так обезвреживают болезнетворные бактерии и вредные вещества. У растений в связи с наличием жесткой клеточной стенки эндоцитоз в принципе не возможен. Однако многие простейшие (одноклеточные эукариоты) способны как к фаго- так и пиноцитозу, так как это способ их питания.

В клетке образовавшаяся путем эндоцитоза везикула с питательными веществами далее сливается с лизосомой. Эта клеточная органелла содержит ферменты лизиса, т. е. расщепления. Благодаря им чужеродные для клетки органические вещества расщепляются до простых мономеров, которые затем попадают в цитоплазму и используются клеткой на собственные нужды.

Конечно, не все вещества в везикуле нужны клетке. Ненужные остатки должны быть удалены из нее. Для этого существует обратный эндоцитозу процесс – экзоцитоз. При этом мембрана везикулы сливается с цитоплазматической (клеточной) мембраной, а содержащиеся в везикуле вещества оказываются за пределами клетки.

Источник: zen.yandex.ru