Транспорт высокомолекулярных веществ

Высокомолекулярные вещества, макромолекулярные комплексы транспортируются в клетку или выводятся из нее путем эндоцитоза или экзоцитоза. Эндоцитоз — это поглощение веществ, а экзоцитоз — выделение веществ из клетки. Выделяют фагоцитоз и пиноцитоз. Фагоцитоз, обеспечивает захват макромолекулярных комплексов, частей клеток, бактерий и др. При фагоцитозе образуются крупные пузырьки, окруженные мембраной, — фагосомы.Пиноцитоз приводит к образованию более мелких пузырьков и обеспечивает поглощение биополимерных соединений, диспергированных в межклеточном веществе (белков, полипептидов, гликопротеинов).Поглощение высокомолекулярных веществ может быть опосредовано двумя способами. В первом случае эндоцитоз может осуществляться без связи с белками-рецепторами в специализированных областях клетки, в которых имеются специфические белки — белки слияния. Диспергированные в межклеточной жидкости вещества погружаются в клетку за счет приближения, а затем и конъюгации участков цитомембраны с формированием мелких пиноцитозных пузырьков (неокаймленных пузырьков).Во втором случае эндоцитоз происходит через рецепторы. Захватываемая частица взаимодействует с рецепторами мембраны клетки. Эндоцитоз нередко сопровождается параллельным экзоцитозом — эти процессы служат для регулируемого переноса в эпителии.При фагоцитозе бактерий, крупных частей клетки и др. фагоцитами (макрофагами, нейтрофилами и др.) происходит взаимодействие фагоцитируемой частицы с рецепторами на поверхности клетки и изменение внутриклеточного содержания кальция. Экзоцитоз — процесс выделения содержимого секреторных включений, остаточных телец и др. из клетки. В этом случае внутриклеточные продукты (белки, мукополисахариды, липопротеиды и др.), заключенные в вакуоли или пузырьки и отграниченные от гиалоплазмы мембраной, подходят к плазмолемме. В местах контактов плазмолемма и мембрана вакуоли сливаются, и содержимое вакуоли поступает в окружающую среду. Вывод клеткой продуктов жизнедеятельности за пределы цитоплазмы (экзоцитоз) делится на несколько разновидностей: секрецию, выведение, рекрецию, клазматоза. Секреция - это выделение клеткой продуктов ее синтетической деятельности, которые необходимы для нормального функционирования органов и систем организма. Экскреция - выделение токсичных или вредных продуктов метаболизма, которые подлежат выводу за пределы организма. Рекреция - это удаление из клеток веществ, которые не изменяют своей химической структуры в процессе внутриклеточного метаболизма (вода, минеральные соли). Клазматоза - удаление за пределы клетки отдельных ее структурных компонентов.Механизмыэкзоцитоза преимущественно имеют характер прямо противоположный фаго-и пиноцитоза. Например, продукты синтетической деятельности клетки накапливаются в виде окруженных биомембран скоплений (в составе мешочков и пузырьков комплекса Гольджи, или пластинчатого комплекса), постепенно смещаются от центральных участков цитоплазмы к периферии, после чего биомембран мешочка включается в плазмолемму, а содержимое мешочка переходит в межклеточное пространство или окружающую среду. Возможен также путь выведения веществ в составе пузырьков (без нарушения целостности их биомембраны), который имеет название секреции по мерокриновых типу. Когда много секреторных пузырьков скапливаются в области апикального полюса клетки и они выделяются на расстоянии его, таким образом секреторной деятельности называется апокринового. В случае голокринового способа секреции цитоплазма постепенно заполняется продуктами синтетической деятельности и клетка перерождается в окруженную плазмолемме капельку секрета. Нексус, обеспечивает непосредственный обмен молекулами между соседними клетками. В зонах этих контактов, которые имеют размеры от 0,5 до 5 мкм, гексагонально размещены частицы - конексоны диаметром 7-8 нм и каналом шириной около 1,5 нм в центре. Каждый конексон состоит из шести субъединиц белка конектина. Конексоны встроенные в мембрану так, пронизывающие ее насквозь. Каналы двух конексонов замыкаются "конец в конец", вследствие чего устанавливается непосредственный химическая связь между цитоплазмой соседних клеток: связанные щелевыми контактами клетки могут свободно обмениваться малыми молекулами (неорганическими ионами, сахарами, аминокислотами, нуклеотидами, витаминами), масса которых не превышает 1000-1500 дальтон. В таком случае достигается своеобразная метаболическая кооперация клеток. В участках образования щелевых контактов плазмолемы смежных клеток сближены на расстояние до 2-4 нм. Щелевыми контактами связаны, в частности, мышечные клетки миокарда, гладкие миоциты мышечной оболочки матки, овоциты и фолликулярные клетки яичника и т.д.. Синапс - специализированный контакт между нервными клетками или между нервными клетками и мышцей, в зоне которого происходит передача нервного импульса. Основные структурные компоненты синапса: пресинаптическая мембрана (участок плазмолемы отростка нервной клетки, из которой поступает сигнал), постсинаптическая мембрана (участок плазмолемы клетки, воспринимает сигнал), синаптическая щель шириной 20-30 нм (разграничивает пре-и постсинаптической мембраны), заполненные нейромедиаторомсинаптические пузырьки, функционирование синапсов обеспечивает одностороннюю передачу информации от клетки к клетке с помощью медиатора (химического посредника).Основываясь на характеристиках межклеточных контактов, последние можно условно разделить на три группы: адгезивные (связующие), изолирующие и коммуникационные. К первой группе относятся: простой адгезивный контакт, контакт типа замка и десмосомный контакт. Вторую группу составляют плотные запирающие контакты, третью - щелевой и синаптическихконтактов. Цитоплазма (cytoplasms). Структурными компонентами цитоплазмы является гиалоплазма, органеллы и включения. Гиалоплазма - редчайшая часть цитоплазмы, в которой содержатся органоиды и включения. В общем объеме цитоплазмы гиалоплазма составляет около 50%. Она включает цитозоль (воду с растворенными в ней неорганическими и органическими веществами) и цитоматрикс (трабекулярную сетку волокон белковой природы толщиной 2-3 нм).