Биохимия мембран. Эдоцитоз и экзоцитоз. Том 2 - Болдырева А.А.
Скачать (прямая ссылка):
нейронов увеличивается количество микрофиламентов, связанных с
синаптическими мембранами, а также то, что эктоплазма - это динамическая
и пластичная структура, меняющаяся при смене состояний покой -
возбуждение. Состыковочный центр при деполяризации мембран может
кластеризоваться (при участии Са2+, спекгрина и сократительных структур),
образуя ансамбли, которые обусловливают периодичность вызванной секреции,
синхронность выброса больших количеств медиаторов из множества
синаптических пузырьков.
Как уже упоминалось, при возбуждении нейронов и железистых клеток часть
цитоскелетных структур (микротрубочки и промежуточные филаменты)
разбирается, т. е. в покое секреторные гранулы не подходят к плазмалемме,
поскольку она окружена сетью цитоскелета. Разборка указанных
цитоскелетных нитей необходима для транспорта гранул к району экзоцитоза.
Например, при экзоцитозе в клетках корневых апексов ячменя состыковочный
центр устроен так, что в плазмалемме и мембране секреторных везикул
имеются "свои" Са-связывающие белки. После образования кальциевого
мостика между мембранами указанные белки вытесняются на периферию
контакта, далее индуцируется слияние мембран.
Четвертая стадия экзоцитоза включает в себя Са-зависимое слипание и
возможное последующее слияние секреторных гранул с плазмалеммой (рис.
12).
Синаптспорз.
Рис. 12. Последовательность процессов (/-III) при контакте синаптических
пузырьков (СП) с пресинаптической мембраной (пре-СМ):
I - актиновые микрофиламеиты. 2 - тетрамер спектрина, 3 - гликопротеин
(или* гликолипид); стрелка указывает направление движения СП (при участии
системь*. актин - миозин) к комплементарному участку пре-СМ; актин и
тубулин находятся в синаптических мембранах в форме комплексов с
гликопротеинами или гликолипидами, что указывает на "глубокое* погружение
в липидный бислой микрофиламентов и микротрубочек
Г
ж
ш
80
На микрофотографиях часто удается зафиксировать секреторные гранулы в тот
момент, когда их мембрана слипается с плазмалеммой, при этом образуются
поры (так называемые омега-подобные структуры, напоминающие по своей
форме греческую букву), через которые содержимое гранул секретируется во
внешнюю среду.
Техникой замораживания - скалывания экзоцитоза гистамина при стимуляции
молочной железы хемотаксическим пептидом показано, что слипание
начинается с образования точечных контактов между плазмалеммой и
мембраной секреторных гранул, далее формируются многочисленные точечные
контакты диаметром 0,05-0,08 мкм. Затем в области контакта при
возрастании экзоцитозного "кармана" (поры) отмечено изменение формы
слипшихся гранул. Гетерологичное межмембранное слипание, чаще всего,
приводит к образованию поры (фаза открытия, образования экзоцитозного
кармана). Предполагают, что на внешней стороне плазмалеммы будущей поры
находятся гликопротеины (рис. 12). По цитохимическим данным, район, где в
ходе экзоцитоза наблюдается увеличение площади плазмалеммы, отличается
усилением включения лектинов. Фаза открытия пор происходит между большими
белковыми ВМЧ, конусы этих частиц, обращенные в цитоплазму, могут быть
центром связывания элементов цитоскелета. Для некоторых клеток при
экзоцитозе нет фазы открытия поры, а наблюдается лишь просвет между
внутримембранными частицами.
Существует два альтернативных варианта экзоцитоза. В первом случае
секреторная гранула после слипания (контакта) и последующей секреции
полностью не сливается с плазмалеммой, а каким-то образом отделяется от
мембран и используется повторно в ходе последующего возбуждения нейронов
или железистых клеток. Отделение гранул от мембран можно представить по
аналогии с диссоциацией актомиозинового комплекса после снижения
концентрации свободных ионов Са в цитоплазме клетки, при этом элементы
системы актин - миозин связаны соответственно с гранулами и плазмалеммой.
Во втором случае (более общепринятом) происходит полное слияние мембран
гранул с плазмалеммой, при этом контакт гранул с плазмалеммой
заканчивается "гибелью" гранул. И в первом, и во втором случаях на
последних стадиях экзоцитоза выдавливание содержимого во внеклеточную
среду через экзоцитозный "карман" может происходить как хемиосмотиче-ски,
так и за счет двигательных реакций системы актин - мио-зин.
Гиперосмотичность "цитоплазмы" секреторных гранул при образовании
экзоцитозного просвета способствует дальнейшему выдавливанию содержимого
в окружающую среду.
Анализ данных электронной микроскопии при замораживании сколов препаратов
нервно-мышечных синапсов показал, что слияние является временным и
встроившийся в плазмалемму "новый" мембранный материал удаляется при
помощи латеральной
81
диффузии из района экзоцитоза, а затем происходят усиление эндоцитоза
после экзоцитоза и рециклизация секреторных гранул (см. разд. 2.6).
Стадии слияния предшествует стадия меж-мембранного узнавания (состыковка
и слипание). Для некоторых секреторных клеток (мотонейроны, околоушная
