Биохимия мембран. Эдоцитоз и экзоцитоз. Том 2 - Болдырева А.А.
Скачать (прямая ссылка):
эпителиальными клетками. После слияния эндосом с первичными лизосомами с
помощью ограниченного протеолиза образуется низкомолекулярный гормон
тироксин, который диффундирует из вторичной ли-лосомы и далее путем
диффузии проникает в ближайший кровеносный капилляр.
Экзоцитоз важен в процессе оплодотворения клеток. Сперматозоиды содержат
особые секреторные гранулы - акросомы. Они располагаются над ядром в
переднем конце сперматозоида .в ожидании контакта с оболочками яйца. В
момент оплодотворения акросома сливается с плазмалеммой сперматозоида,
при этом секретируются пищеварительные ферменты, которые разрушают
оболочки яйцеклетки, помогая сперматозоиду добрать--ся до плазмалеммы
яйцеклетки.
Экзоцитоз необходим для внеклеточного пищеварения. Так, гетеротрофные
бактерии и грибы секретируют пищеварительные ферменты в окружающую
примембранную среду и затем усваивают продукты распада. Это свойство
дрожжей используется в биотехнологии. Клетки "научили" синтезировать
гормон роста человека. В одной серии опытов использовали лидерную
последовательность самого человеческого гормона, в другой - "мест-
•72
ную" лидерную последовательность аминокислот, присущую одг ному из
секретируемых белков дрожжевой клетки. Оказалось, что "местный" лидер
лучше секретирует человеческий гормон в клетках дрожжей.
3.5. Механизмы экзоцитоза
Экзоцитоз медиаторов нервными окончаниями и гормонов- железистыми
клетками наиболее изучен. Процесс этот многостадиен. Первый этап-
сопряжение деполяризации и секреции. Со-^ прягаклцим фактором является
накопление свободных яимэи Са с 10-7-10-8 до ^10_6 М при возбуждении
клеток. Дополнительными факторами сопряжения могут быть обратимая
инактивация электрогенного Na, К-насоса плазмалеммы и активация системы
цАМФ, точнее, цАМФ-зависимого фосфорилирования субстратов, участвующих в
реализации на определенных стадиях процесса секреции.
Многочисленные морфологические исследования обнаружили существенные
изменения ультраструктуры синапсов при интенсивной пресинаптической
стимуляции наряду с Са-зависимой секрецией медиаторов. Обнаружено
просветление гранулярных синаптических пузырьков; скопление их близ
пресинаптической мембраны; частичная агрегация и увеличение ассоциации
синаптических пузырьков вблизи активной зоны синапсов; снижение
количества синаптических пузырьков и уменьшение их диаметра
(сморщивание); увеличение размеров терминалей (набухание нервных
окончаний); увеличение размеров активной зоны п-ре-синаптической мембраны
(увеличение площади контакта); увеличение количества асимметричных
синапсов, т. е. увеличение' утолщений постсинаптических мембран; нередкий
контакт с пресинаптической мембраной сдвоенных синаптических пузырьков:
когда первая слипшаяся везикула является триггером для последующего
слипания с ней другой везикулы и именно после этого инициируется слипание
"двойной" везикулы ("восьмерки") с плазмалеммой; увеличение числа
экзоцитозных синаптических пузырьков, т. е. структур типа "омега";
появление округлых вдавливаний в пресинаптической мембране (пунктов
слияния); перемещение митохондрий к району секреции; образование глубоких
складок в участках аксолеммы между активными зонами синапсов;
формирование зоны состыковки, т. е. увеличение конических выступов с
кратероподобными отверстиями на, вершине. Все вышеописанные изменения
обратимы.
При деполяризации мембран нейронов или железистых клеток открываются в
течение миллисекунд ионные канаты. Сначала открываются Na-каналы, по
которым в клетки, в основном в нервные окончания, может входить некоторое
количество ионов Са. Последние не инициируют в цитоплазме секреторный
процесс, но могут индуцировать изнутри дополнительное открытие
собственных Са-каналов. Затем открываются Са-каналы, по ко-
73,
торым в цитоплазму поступает основное количество ионов Са, их накопление
до определенного предела индуцирует, запускает секреторный процесс. В
последнюю очередь открываются потенциалзависимые К-каналы, выход ионов К
по которым само-(c)станавливает процесс деполяризации, способствует
реполяризации мембран. При возбуждении клеток промежуточной доли гипофиза
Са2+ поступает внутрь в основном через Na-канал, а при возбуждении клеток
передней доли гипофиза, опухолевых клеток ионы Са поступают внутрь
исключительно через Са-ка-нал.
Известен ряд веществ, которые специфически блокируют или открывают ионные
каналы и тем самым влияют на процесс экзоцитоза (табл. 7).
Таблица 7. Ингибиторы и активаторы ионных каналов
Тип канала
Ингибиторы
Активаторы
Потенциалзависимый N а-канал
Потенциалзависимый
Са-канал
" Потенциалзависимый К-канал (быстро инактивирующийся)
Потенциалзависимый К-канал (медленно инактивирующийся)
Потенциалнезависимый вход Na+ (может быть, Na/H-обмен)
Са-нндуцируемый К--канал
Извне: тетродотоксин (10"8-Ю-7 М), сакси-токсин, анестетики
Извне: ионы Mg (15- 20 мМ), Cd (0,1- 1,0 мМ), верапамил, ни-федипин,
фелодипин, риоцидил, дилтиазем, анестетики. В бескаль-циевой среде
