Биохимия мембран. Эдоцитоз и экзоцитоз. Том 2 - Болдырева А.А.
Скачать (прямая ссылка):
18
тают, что большая ее часть разрушается в лизосомах, а некоторая, малая,
может вызывать трансформацию в клетке, включаясь в ее геном.
Из рис. 4 следует, что при эндоцитозе эндосомы вовлекаются в лизосомную
трансформацию, в то время как при феномене усиленного пиноцитоза после
экзоцитоза (см. разд. 2.6) мелкие и крупные эндосомы способны помимо
лизосом также слипаться с цистернами аппарата Гольджи. В некоторых
клетках (например, в эпителии) описан трансклеточный транспорт веществ,
при этом крупные эндосомы переносят вещества от одной части клетки к
другой (противоположной), минуя систему ГЭРЛ (см. разд. 1.6).
Таким образом, при эндоцитозе наблюдаются разнообразные процессы слияния
мембран в системе эндосома - эндосома, эндосома- лизосома, эндосома -
аппарат Гольджи, эндосома (а также лизосома)-плазмалемма. При
нейтрализации полиморфноядерными лейкоцитами бактерий молекулярное
содержимое последних переваривается в течение нескольких часов. Ли-зосомы
этих лейкоцитов гетерогенны по составу и форме, клетки содержат также
специфические гранулы, в которых локализованы щелочная фосфатаза,
лизоцим, лактоферрин. При этом фагосомы и вакуоли сливаются сначала со
специфическими гранулами и только затем с лизосомами. Все это происходит
в течение нескольких минут, в этот период в клетках отмечено значительное
усиление окислительных процессов.
Показано, что в макрофагах кинетика слияния фагосом с лизосомами не
зависит от числа этих органелл в клетке и не изменяется при обработке
клеток колхицином или цитохалазином В. Введение в состав мембран
экзогенных жирных кислот (19:0 и 18:1) значительно снижает скорость
эндоцитоза в макрофагах, но мало влияет на процесс слияния мембран.
Слияние мембран эндосом и лизосом усиливает форболмиристатацетат, а также
активация макрофагов иммунолигандами, тормозят - полианионы, снижение
температуры, обработка веществами, устраняющими ДрН в кислых
компартментах, моненсином. Процесс слияния протекает очень быстро,
наступает спустя 5 мин после начала эндоцитоза. Для большинства клеток
стадия переваривания веществ в лизосомах протекает спустя 30-60 мин после
инициации эндоцитоза.
Эндоцитозные вакуоли у простейших можно назвать прели-зосомами, поскольку
они содержат некоторые лизосомные ферменты и имеют низкое значение pH.
Эндосомы и вакуоли клеток животных (например, фибробласты), как правило,
также имеют рН6 в матриксе везикул. Обработка клеток NH4C1 блокирует
указанные стадии пиноцитоза, в том числе пиноцитоз некоторых вирусов.
Однако если клетки обрабатывать NH4C1, то спустя 3-4 мин после начала
пиноцитоза вирусная инфекция не тормозится, поскольку после слияния
эндосом и вакуолей с лизосомами происходит секреция нуклеокапсид в
цитоплазму клеток.
19
Известно, что спектр флуоресценции гистонов резко изменяется в кислой
среде. Если митотические клетки обрабатывать раствором гистонов при 37°С,
то спустя 5-10 мин наблюдается изменение спектра флуоресценции, что
указывает на слияние эндосом и (или) вакуолей с лизосомами. Тот факт, что
содержимое эндосом и вакуолей имеет кислую реакцию, приводит к важному
предположению: при интернализации из плазмалеммы в состав указанных
органелл "отделяется" микродомен, содержащий либо Н-насос, либо Na/H-
ионообменник.
Эндосомы и вакуоли трудно дифференцировать по морфологическим критериям.
Они практически не содержат гидролитических лизосомных ферментов и имеют
короткий период жизни (минуты - часы), в то время как лизосомы живут
более длительный период (30-60 сут). Эндосомы и вакуоли обладают более
низкой плавучей плотностью (1,0-1,12 г/см3), чем лизосомы (~1,20 г/см3);
значение pH внутри эндосом более высокое, чем в лизосомах (pH 4,5-5,0);
первые менее чувствительны к •ацидотропным веществам. При 16-20°С
трансформация эндосом в лизосомы не происходит, поэтому клетки
обогащаются эн-досомами. Показано, что в одном перитонеальном макрофаге
содержится 240 эндосом и 1000 вторичных лизосом. При этом площадь мембран
эндосом составляет 10-15% площади плазмалеммы.
Ацидотропные (лизосомотропные) вещества - это, как правило, слабые
основания (NH4C1, хлорохин, метиламин и др.). Они в недиссоциированной
форме проникают через мембраны, внутри везикул в кислой среде
протонируются, чем устраняют градиент pH и диссипируют Н-насос в
эндосомах, вакуолях, лизосомах, одетых везикулах, секреторных гранулах.
Ацидотропные агенты имеют рК ~8,0 (если рК>8,0, то они плохо проникают в
кислые компартменты клетки). Эти вещества вызывают снижение активности
лизосомных ферментов, что необходимо учитывать при использовании
катионных амфифильных лекарств (имипрамин, трифтазин, хлорохин и др.) при
лечении так называемых лизосомных болезней накопления.
Слияние эндосом и вакуолей с лизосомами играет решающую роль в
осуществлении защитной функции эндоцитоза. Ряд возбудителей тяжелых
заболеваний (туберкулез и др.). проникая путем фагоцитоза в эндосомы,
меняет свойства их мембраны, которые утрачивают способность сливаться с
