(голосов: 1)
Для того чтобы лучше понять, что такое эндоцитоз, нам придется вернуться в прошлый век. Место действия — сицйский город Мессина, где русский зоолог Илья Мечников, живший там в добровольной ссылке, наблюдал в микроскоп за прозрачной личинкой морской звезды. Как вспоминал ученый в своих мемуарах, «семья ушла в цирк полюбоваться выступлениями необыкновенных обезьян». В тот момент, когда Мечников следил за странствующей клеткой, передвигающейся наподобие амебы по тканям личинки, ему вдруг пришла в голову неожиданная мысль: что, если в каждом организме имеется группа подвижных клеток, назначение которых обнаруживать, преследовать, поглощать и уничтожать непрошеных пришельцев, например вирусы или микробы? Этот интуитивный вывод сделал Мечникова одним из основоположников иммунологии. С помощью друга-эллиниста он придумал термин для «пожирающей клетки», назвав ее фагоцитом . Сам же процесс поглощения твердой частицы, например бактерии, стал называться фагоцитозом, что буквально означает «клеточный процесс поедания».
В начале 30-х гг. нашего столетия американский биолог Уоррен Льюис обнаружил, что клетки в состоянии поглощать также капельки жидкости; он назвал это явление пиноцитозом . Со временем оказалось, что фагоцитоз и пиноцитоз — проявления более общего механизма захвата, которому дали название эндоцитоз.
Эндоцитоз может осуществляться по- разному, но неизменно зависит от плазматической мембраны, служащей «перевозочным средством» для проникновения внутрь клетки. Каким бы ни был захваченный клеткой объект, он всегда входит в нее, окутанный мембранозным мешком, образованным из инвагинации (впячивания) плазматической мембраны. Как мы уже знаем, биомембраны характеризуются текучестью и свойством самозамыкания. Это поможет нам лучше понять физические аспекты рассматриваемого явления. Представим себе такую картину: небольшой участок оболочки мыльного пузыря втягивается внутрь, после чего, отделившись от этого мыльного пузыря, образует маленький пузырь, заключенный внутри большого. Вопрос о том, каким образом происходит втягивание участка оболочки и каков его механизм, весьма сложен. Мы ответим на него, когда окажемся внутри клетки и увидим процесс изнутри.
Сейчас же, находясь вне клетки, мы можем увидеть немало интересных явлений, связанных с эндоцитозом. Наиболее удивительной представляется роль, которую при эндоцитозе играют поверхностные рецепторы. Как мы отмечали в предыдущей главе, часто за соединением рецептора с лигандом следует их втягивание в клетку. По сути дела основная функция многих рецепторов в том и состоит, что они отбирают из внеклеточной среды материал для последующего внутриклеточного поглощения. Этот процесс носит название эндоцитоза, опосредованного рецепторами. Он лучше всего виден, когда в околоклеточную среду вводятся молекулы лиганда, который специфически связывается с определенным типом рецептора. При захвате молекул-лигандов соответствующие занятые рецепторы быстро сходятся со своей «добычей» к образовавшимся в мембране углублениям, а затем постепенно исчезают по мере того, как ямки углубляются и их края сужаются. В конце концов остается только отверстие не больше булавочной головки, но и оно вскоре полностью исчезает, тогда как мембрана снова становится гладкой. По существу в ходе этого процесса мембрана лишилась целого участка — «пэтча», который, превратившись в закрытую везикулу, содержащую поглощенные вещества, свободно передвигается внутри клетки. Для обозначения везикул приняты следующие термины: „фагосома", „пиносома", „эндосома", „фагоцитарная", „пиноцитарная" или ,,эндоцитарная вакуоль". Термин „эндосома" приобрел специальное значение; им стали обозначать «кислотную сортировочную станцию», в которой захваченные материалы подвергаются первичной внутриклеточной переработке .
Тенденция связанных лигандами рецепторов группироваться в эндоцитарных углублениях служит прекрасной иллюстрацией способности мембранных белков свободно передвигаться в плоскости липидного бислоя благодаря латеральной диффузии. Что заставляет их собираться вместе, пока не ясно. Возможно, в некоторых случаях это вызвано поперечным связыванием двухвалентными или мультивалентными лигандами. В других случаях создается впечатление, что рецепторы вообще находятся в постоянном движении. Независимо от того, загружены они лигандами или нет, рецепторы то исчезают в эндоцитарных ямках, то непрерывным потоком появляются на поверхности клетки, напоминая в какой-то степени работу эскалатора или транспортера. Как в транспортере и эскалаторе, здесь механизм скрыт от глаз. Мы увидим его, когда посетим цитозоль. Снаружи нам только видна неясная структура, напоминающая «клетку», которая находится на дне эндоцитарной ямки; она словно втягивает участок («пэтч») мембраны внутрь и превращает его в вакуоль. Сделанная из
клатрина , эта структура на поперечном срезе выглядит как щетинистая оболочка. Поэтому о ямках и везикулах, ограниченных ею, говорят, что они «окаймлены» или покрыты щетинистой оболочкой.
Другой тип эндоцитоза, который в значительной степени зависит от межрецепторных связей, наблюдается, когда молекулы лиганда прикреплены к поверхности крупного объекта, например бактерии^ Как только установлен контакт между объектом и мембраной (путем соединения нескольких рецепторов и лиганда), с соседних участков поверхности клетки подключаются дополнительные рецепторы. Их связывание вызывает прогрессивное обволакивание покрытого лигандами объекта участком плазматической мембраны, содержащим рецепторы. Таким образом, эффект молекулярного «застегивания молнии» индуцирует процесс поглощения. Название «фагоцитоз» обычно употребляется только для этого типа захвата.
Механизм, с помощью которого антитела «клеймят» мишени для разрушения лейкоцитами, зависит от этого процесса (гл. 3). Антитела представляют собой У-образные белковые молекулы, прикрепляющиеся к соответствующим антигенам своим раздвоенным концом (его называют Рс-фрагментом). Эта часть антитела несет иммунологическую специфичность молекулы, поэтому она различна для каждого вида антител. «Ножка», или нижняя часть У-молекулы, называемая Рс-фрагментом, одинакова для всех антител. А теперь представьте себе, что микроб проник в иммунизированный организм, где он встретился с антителами, направленными против некоторых компонентов его стенки. Микроб покрывается молекулами антител, которые присоединились к нему своими ЕаЬ-фрагментами, а их прямые Рс-фрагменты торчат наружу. Оболочка из Рс-фрагментов вызывает поглощение микроба лейкоцитом, имеющим на своей мембране специфические Рс-рецепторы и пустившим в ход механизм поглощения типа застежки-молнии. Первые иммунологи назвали антитела, вызывающие фагоцитоз, опсонинами . Опсонины и в самом деле можно приравнять к приправе, которая придает приятный вкус пище, приготовленной для клеток- пожирателей.
Мы сможем лучше понять роль рецепторов эндоцитоза, когда узнаем, что происходит с объектами, поглощенными клеткой с их помощью. А пока необходимо помнить, что природа и плотность расположения рецепторов на поверхности клетки варьируют от одного типа клеток к другому и даже у одной и той же клетки они различны в зависимости от ее функционального состояния. Иными словами, посредством поверхностных рецепторов каждая клетка выбирает в окружающей среде свое специфическое меню.
Захват при эндоцитозе не ограничивается молекулами или объектами, отобранными рецепторами. Возможно также случайное попадание внеклеточных компонентов, как, например, растворенных веществ в поглощенных каплях жидкости. Такой процесс представляет собой пиноцитоз в первичном значении этого термина. Названный жидкофазным эндоцитозом, он способствует захвату больших количеств различных продуктов, поскольку клетка еже дневно легко «выпивает» количество жидкости, равное ее объему. Только представьте себе человека, выпивающего в день по 68—90 литров жидкости!
Еще больше поражает количество мембран, перемещающихся в процессе эндоцитоза, В течение часа клетка в состоянии поглощать при эндоцитозе мембрану, площадью вдвое превышающей площадь поверхности плазматической мембраны клетки, включая складки и пальцевидные выступы. Вряд ли клетки способны создать новую мембрану с такой скоростью. Поэтому они постоянно возвращают (рецнклируют) в поверхностную мембрану те ее участки, которые они использовали при эндоцитозе.








Добро пожаловать в интересный мир молекул и клеток



Разделы сайта
 Рейтинг@Mail.ru
Календарь обновлений
«    Май 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
Архив новостей
Облако тегов
Популярные новости
Наш опрос