Внешняя среда и развивающийся организм - Баранов В.С.
Скачать (прямая ссылка):
Локальные взаимодействия клеток. Избирательное сродство клеток друг к другу, играющее важную роль в морфогенезе (Трипкаус, 1972), определяется в первую очередь клеточной адгезией. Природа клеточной адгезии на молекулярном уровне до конца непонятна. Известно, однако, что вещества разной природы, локализованные в мембране: углеводы (Lal-lier, 1072), белки (ITamphrcys. 1967) и стеролы (Oppenheimer et- al.,
1973) — принимают участие к образовании клеточных контактов и заро дышах, и в первую очередь в механическом шрикреплении клеток. Воздействия, блокирующие химические группы, которые образуют контакт, приводят к диссоциация зародышей и их частей на отдельные клетки. Так, копкаиавални А разобщал клетки поздней бластулы и ранней гаструлы морского ежа. связывая углеводные остатки на клеточной поверхности (Laiiier. 1972). Хорошо известно также, что для поддержания клеточных контактов необходимы двухвалентные катионы и в первую очередь Са”+. Еще в 1900 г. Гербст показал, что разделить дробящееся яйпо морского ежа на отдельные бластомеры можно, поместив его в морскую иоду, не содержащую Са1'4. Для более полного удаления двухвалентных катионов ил среды и с поверхности клеток затем стали использовать хелаторы (ЭДТА, ЭТТА, цитрат иатрия), с помощью которых разобщение клеток идет быстрее и эффективнее. Таким способом можно разделить на клетки на роды-шей амфибий (Shiokawa, Yarnana, 1967, Landsman, Gross, 19(58), рыб (Сонpe el al., 1974; Костомарова, 1974), морских ежей (Ciiidice, 1973). Долгое время самой распространенной была идея о неспецифидеском блокировании кальцием отрицательных зарядов поверхности (Curtis, 1957), приводящем к уменьшению электростатического отталкивания клеток п обеспечению их тесного сближения. В пользу такой гипотезы говорит
сильное сродство .мембраны зародышевых клеток к Са:|\ Так. исследова-иле электрофоретических свойств поверхности клеток диссоциированных куриных зародышей до и во время гаструляции показало, что при концентрациях Са+ ' н среде 3—5*10_а М происходит реверсия знака заряда поверхности (в среде с малым содержанием Са+* заряд отрицательный) (Harris. Zalic. 1974). Для сравнения определяли эффект СаСЬ па клетки, диссоциировав иые иа тканей 5-дпевного зародыша. Оказалось, что Са++ уменьшает электрофоретическую подвижность клеток па этих стадиях слабее, чем в раннем эмбриогенезе. Силы электростатического отталкивания могут быть уменьшены при увеличении концентрации П+ в среде и увеличены при увеличении концентрации ОТТ-. Помещение некоторых тканей ранних зародышей, например амфибий, иа стадии гаструляции (Holtfroter, 1944, цит. по Бершадскому, 1971) в среду с pH 10 приводит к рааделению их па клетки.
Понять, каким образом Са++> может участвовать в поддержании механической связи клеток, помогает исследование перфузата, полученного после промывания тканей бескалыгиевым раствором. При перфузии губок бескальпиевым раствором они теряли механическую связь, а в перфузате обнаруживались мукопротеиновые комплексы (Loewenstein, 1967). При понижении температуры среды до 4° С, когда пе происходит синтеза новых- белков, агрегация клеток губок была возможна только при добавлении этих комплексов, даже если в среде присутствовал Cav+. Сходные опыты были поставлены на печеночной ткани мышей (Маленков, Модянова, 1970), а затем и на зародышах морского ежа (Kondo, 1973; Tonegawa, 1973). Из описанных работ следует, что ответственными за адгезию клеток являются специальные молекулы, а соединяются ути молекулы в макромо-лекулярпые комплексы, по-видимому, с помощью ионов Са l"i\ Все эти опыты позволяют говорить о структурной роли Саг+ в адгезии. Иа электронных микрофотографиях обнаруживается несколько аон контакта (см. Overton. 1974). За механическую адгезию клеток- л тканях взрослых организмов ответственны в первую очередь лес носом ьг и зона слипания (Overtoil, 1974). которые, как правило, разрушаются при истощении Са++ в среде (ITays et al., 1965, цит. по Overton. 1974), а-также структуры тина плотного контакта. Па ранних стадиях развития фундулюса (Lentz, Trin-kaus, 1971) вначале обнаруживается только плотный контакт, но ire десмосомы. В зародыше цыпленка десмосомы появляются раньше (Overton,
1974). В целом дли клеток ранних зародышей с уверенностью нельзя пока говорить о какой-либо определенной структуре, сорбирующей Са'1* и участвующей в адгезии.
VI.7. ГИПОТЕЗЫ о возможной роли ИОНОВ В ПРОЦЕСС!? РАЗВИТИЯ
Представленный материал показывает, что в процессе эмбрионального развития зародышевые клетки претерпевают ряд существенных изменений как внутри клеточного ионного состава, так и электрохимических свойств поверхностной мембраны. Это направление исследовании началось сравнительно недавно, поэтому имеются в ряде случаев противоречивые данные, а по некоторым вопросам имеются лишь единичные наблюдения. Тем пе менее уже сейчас можно усмотреть общие те идеи-
ции п изменении внутриклеточного ионного состава и мембранных струк-тур при разпптии зародышевых, клеток, а также особую роль некоторых иопов и .протекании ряда эмбриологических процессов.
