Биохимия мембран. Эдоцитоз и экзоцитоз. Том 2 - Болдырева А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Действие цитостатиков на эндоцитоз не всегда приводит к однозначному
результату. Так, цитохалазин В, вызывающий разборку актиновых
микрофиламентов, желатинизацию актина, тормозит жидкофазный пиноцитоз
сахарозы гепатоцитами, пе-роксидазы - макрофагами, но не влияет на
адсорбционный пиноцитоз ферритина или коллоидного золота макрофагами.
Регуляторами контрактильной системы являются АТФ и Са2+. В связи с этим
интересно проследить корреляцию между их действием на эндоцитоз и
модельные сократительные системы. Большая серия опытов выполнена на
амебах. Обнаружено, что индукторы пиноцитоза вызывают резкое снижение
сопротивления поверхностного натяжения мембраны, снижение
трансмембранного потенциала, набухание мембран. В период индукции
пиноцитоза прекращается амебоидное движение цитоплазмы, обусловленное
функционированием сократительных белков. Аналогичный эффект
обнаруживается при добавлении АТФ и ЭДТА. Отсюда становится ясно, что
возможной причиной остановки движения может быть высвобождение ионов Са
под влиянием индукторов из плазмалеммы, так как кальций при участии
24
АТФ способствует переходу контрактильной системы в цитоплазме из
состояния золя в состояние геля. В условиях повышенного давления
пиноцитоз подавляется, очевидно, вследствие превращения золь->-гель в
примембранной области.
Ионы Са при увеличении концентрации от 0,01 до 1,0 мМ усиливают пиноцитоз
у амеб, а начиная с концентрации выше 1 мМ ингибируют этот процесс. Ионы
Mg с повышением концентрации выше 1 мМ прогрессивно индуцируют пиноцитоз.
Замечено, что индукторы пиноцитоза вытесняют Са2+ из плазмалеммы и,
возможно, дают сигнал к входу Са2+ из внеклеточной среды в клетку и (или)
высвобождению Са2+ из внутриклеточного депо хранения. Облегчают индукцию
пиноцитоза ионы К, Ru, UO2, декаметоний, рутениевый красный,
тетраметиламмоний.
Таким образом, схема событий при пиноцитозе у амеб такова. Индуктор
взаимодействует с отрицательно фиксированными группами гликокаликса или
плазмалеммы. В результате снижается поверхностный потенциал, содержание
Са2+, связанного с гликокаликсом, усиливается пассивный вход Са2+ в
клетку. Возможно, что конкурентное вытеснение мембранно-связанного Са2+
индукторами пиноцитоза приводит к дестабилизации мембраны, изменению ее
конформации, открытию Са-каналов, т. е. к каскадному усилению процессов,
ведущих к инвагинации и ве-зикуляризации. Накопление Са2+ в цитоплазме
запускает сократительную систему, регулирующую образование инвагинаций и
везикуляризации.
Клеточная мембрана может спонтанно осциллировать, т. е. постоянно,
хаотично изменять профиль своей поверхности, унду-лировать, изгибаться,
образовывать разнообразные инвагинации. Центр осцилляции (он может быть
"блуждающим") создается там, где на определенном участке внутренней
поверхности плазмалеммы больше всего элементов цитоскелета, где в
определенный момент времени больше всего локальная концентрация АТФ (1-5
мМ) и Са2+ (1-5 мкМ)-регуляторов сократительной системы белков. Волна
осцилляции может распространяться (за счет генерализованного структурного
сдвига в мембране) и самоусиливаться или ослабляться. При спонтанной
осцилляции мембран может происходить случайный захват внеклеточного
материала. При индуцированном эндоцитозе создается новый, мощный центр
осцилляции мембран со всеми вытекающими последствиями.
В процессе везикуляризации большую роль играет слияние контактирующих
гомологичных мембран. Предполагают, что на этой стадии активируется Са-
зависимая фосфолипаза Аг плазмалеммы. Лизоформы фосфолипидов, возникшие
при активации фермента, образуют мелкие сферические мицеллы,
дестабилизирующие липидный бислой. В этих участках мембрана становится
более подвижной и лабильной, доступной для слияния (см. гл. 4). Для
образования замкнутой эндосомы вновь необходима стабильность бислоя и
активация ацилтрансфераз фосфолипидов.
25
Поскольку холестерин также является модификатором мембранного бислоя,
изменение его содержания в мембране сильно влияет на скорость протекания
эндоцитоза.
Из некоторых клеток (макрофаги, фибробласты, лейкоциты, простейшие и др.)
можно выделить фракции пиносом или фаго-сом. Эти фракции содержат
различные вакуоли и везикулы как структурные элементы трансформации
захваченных веществ. Показано, что белковый и липидный состав эндосом и
плазмалеммы имеет много общего; интегральные белки плазмалеммы не
участвуют в формировании инвагинаций и образовании эндосом.
Микропиноцитоз обнаружен для многих тканевых клеток. Нижний предел
диаметра пиносом (60-130 нм) в данном случае обусловлен минимально
возможной кривизной плазмалеммы при ее инвагинации. Особенно характерен
микропиноцитоз для клеток эпителия и эндотелия. Многие клетки могут
поглощать вещества с помощью как макро-, так и микропиноцитоза. На долю
микропиноцитоза у макрофагов приходится около 80% общей величины
эндоцитоза. Микропиноцитоз различных веществ и частиц неспецифичен и
