Биохимия мембран. Эдоцитоз и экзоцитоз. Том 2 - Болдырева А.А.
Скачать (прямая ссылка):
экструзии) может происходить, хотя и с низкой эффективностью, диффузия
вновь синтезированных пептидов, не успевших "попасть" в
64
мнкровезикучы и гранулы. Лиганды, блокирующие экзоцитоз, как правило,
вызывают через систему клеточных рецепторов торможение синтеза белка в
клетке; справедлива и обратная зависимость: стимул-*-
->усиление экзоцитоза-"--^-активация синтеза пептидных гормонов. Из всех
стадий секреторного цикла лишь стадия экзоцитоза протекает периодически,
обусловленная как экзогенными стимулами, так и эндогенными ритмами
созревания секреторных гранул.
Секреторный цикл состоит из следующих стадий: синтез, сегрегация белка в
ЭПР, внутриклеточный везикулярный транспорт, концентрирование, созревание
секреторных гранул, экзоцитоз, рециклизация мембран и гранул. Экзоцитоз
протекает различно в клетках со спонтанной и постоянной секрецией и в
клетках с регулируемой внешними стимулами секреций {табл. 5). В некоторых
клетках оба пути секреции могут сосуществовать.
Секреторные гранулы происходят из цистерн аппарата Гольджи (см. рис. 3).
В случае нейронов образовавшиеся синаптические пузырьки далее
транспортируются с быстрым аксотоком из тела клетки по аксону в область
нервных окончаний, где происходит синтез медиаторов, везикулярный захват
медиаторов из синаптоплазмы и их упаковка в синаптические пузырьки. Все
секреторные гранулы имеют уникальный биохимический состав. Они содержат
медиаторы или гормоны в очень высокой концентрации (см. табл. 4). В
эндокринных клетках концентрация пептидных гормонов в гранулах в 200 раз
выше, чем в цистернах .аппарата Гольджи; в экзокринных клетках это
соотношение равно 9. Секреторные гранулы имеют необычно высокое
соотношение липид/белок, равное 5:1. На внутренней поверхности мембран
гранул нередко локализованы гликолипиды; мембраны богаты холестерином,
сфингомиелином. Во всех случаях показана идентичность содержимого гранул
и секретируемых из клетки веществ.
Г
>60 пин
60 пин 11
Ж
. Часы-сутки
{30-120 пин
5 ^ & it (c) (c) (3
20-40 пин | з
3~5 пин
1
ООО о о ои0 ^оооооо,
I • а • • ¦ •""
23 пин
10-20 пин
Рис. 11. Секреторный цикл в клетках поджелудочной железы:
/-гранулярный ЭПР (синтез белка и его накопление в цистернах ЭПР); 2 -
ыикропузырьки, образованные из ЭПР (энергозависимый и ци-
тоскелетзависимый процесс); 3-аппарат Гольджи (накопление и трансформация
белка, формирование секреторных гранул, СГ); 4 - несозревшие СГ; 5 -
созревание СГ, возможное слияние с лизосомами, образование конденсирующих
вакуолей; 6 - созревшие СГ; 7 -экзоцитоз;
I - временная последовательность обмена зимогенных гранул, содержащих
пищеварительные ферменты, ацинарных клеток; // - то же для обмена
инсулиновых СГ в Э-клетках; стрелками указана временная
последовательность процессов после введения меченых аминокислот в клетки
(сам акт секреции совершается за очень короткий период времени sgl мс)
65
Таблица б. Постоянная и стнмулрегулируемая секреция по типу экзоцитоза
Исследуемые
параметры
Постоянная секреция
Стнмулрегулируемая
секреция
Асимметричные, поляризованные клетки
Округлые, неполяр изо-ванные клетки
Секреторные гранулы
Время транспорта от системы ГЭРЛ до плаз-ыалеммы Чувствительность к Са2+
Чувствительность к ацидотропным веществам
Роль цитоскелета в транспорте гранул к району экзоцитоза Специализация
района экзоцитоза
Гепатоциты, миоциты
Фибробласты, хондро-циты, макрофаги, В-лим-фоциты, дрожжи Мало гранул;
они содержат мало секретиру-емых веществ; ts0" "10 мин Быстрое, несколько
минут
Нет доказательств Нет
Минимальная Нет (?)
Нейроны, эндокринные и экзокринные клетки, сперматоциты Нейтрофилы,
лаброци-ты, базофилы, тромбоциты, яйцеклетки Много гранул; они содержат
много секрети-руемых веществ; Tso> >10 ч Медленное
Да (стимуляция) Да (торможение)
Максимальная
Да
Важным обстоятельством является установление принципиального факта:
секреторные гранулы содержат целый набор секретируемых веществ, так
называемых спутников секреции (табл. 6). В связи с этим возможность
передачи информации от клетки к клетке резко возрастает. Нередко спутники
локализованы в особых популяциях секреторных гранул одного и того же
нервного окончания. Эти границы отличны от тех гранул, в которых
локализован лишь классический медиатор с ограниченным количеством
спутников; они, как правило, больше по размерам и расположены дальше от
района экзоцитоза, чем вышеописанные вторые. Это как бы запасные гранулы.
Например, в нервных окончаниях нисходящих путей спинного мозга серотонин
выявляется в синаптических пузырьках небольших размеров, а его спутники -
полипептид Р и тиролиберии - в больших везикулах. Предполагают, что в
обычных условиях мотонейроны секретируют главным образом серотонин, а при
избыточной пресинаптической стимуляции наряду с серотонином секретируются
спутники из больших синаптических пузырьков, которые модифицируют как
пре-, так и постсинаптические эффекты серотонина, в данном случае
