Milyen jelentősége van a pinocitózisnak a sejt életében. A pinocitózis jellemzői, stádiumai és mechanizmusai. Fehérje reabszorpció a vesetubulusokban

Fagocitózis

A neutrofilek és makrofágok legfontosabb funkciója a fagocitózis – egy káros anyag sejt általi felszívódása. A fagociták szelektívek az általuk fagocitált anyag tekintetében; különben fagocitizálhatnák a normál sejteket és teststruktúrákat. A fagocitózis megvalósítása elsősorban három specifikus körülménytől függ.

Először, a legtöbb természetes szerkezet sima felülettel rendelkeznek, amely megakadályozza a fagocitózist. De ha a felület egyenetlen, megnő a fagocitózis lehetősége.

Másodszor, a legtöbb természetes felületre védő fehérjehéjaik vannak, amelyek taszítják a fagocitákat. Másrészt az elhalt szövetek és idegen részecskék többsége nem tartalmaz védőmembránt, ami fagocitózis tárgyává teszi őket.

Harmadszor, a szervezet immunrendszere antitesteket képez fertőző ágensek, például baktériumok ellen. Az antitestek a bakteriális membránokhoz kötődnek, és a baktériumok különösen érzékenyek a fagocitózisra. Ennek a funkciónak a végrehajtásához az antitest molekula a komplement kaszkád C3 termékéhez is kötődik - egy további rész immunrendszer a következő fejezetben tárgyaljuk. A C3 molekulák pedig a fagocita membrán receptoraihoz kapcsolódnak, és beindítják a fagocitózist. Ezt a szelekciós és fagocitózisos folyamatot opszonizációnak nevezik.

Fagocitózis neutrofilek által . A szövetekbe kerülő neutrofilek már érett sejtek, amelyek azonnali fagocitózisra képesek. Amikor egy fagocitizálandó részecskével találkozik, a neutrofil először hozzátapad, majd a részecske körül minden irányba pszeudopodiákat szabadít fel. Az ellenkező oldalon pszeudopodiális részecskék találkoznak és egyesülnek egymással. Ez egy zárt kamrát képez, amely a fagocitált részecskét tartalmazza. A kamra ezután belemerül a citoplazmatikus üregbe, és leválik a sejtmembrán külső oldaláról, szabadon lebegő fagocita vezikulát képezve. (más néven fagoszómák) intracitoplazma. Egyetlen neutrofil általában 3-20 baktériumot képes fagocitózni, mielőtt maga inaktiválódik vagy elpusztulna.

Rögtön utána fagocitózis a legtöbb részecskét intracelluláris enzimek emésztik meg. Egy idegen részecske fagocitózisa után a neutrofil vagy makrofág lizoszómái és más citoplazmatikus granulumai azonnal érintkezésbe kerülnek a fagocita vezikulumokkal, membránjaik összeolvadnak, ennek eredményeként sok emésztőenzim és baktericid anyag kerül a vezikulába. Így a fagocita vezikula most emésztő vezikulummá válik, és a fagocitált részecske hasítása azonnal megkezdődik.

És A neutrofilek és a makrofágok nagyszámú proteolitikus enzimekkel teli lizoszómát tartalmaznak, amelyek különösen alkalmasak a baktériumok és más idegen fehérjeanyagok emésztésére. A makrofágok lizoszómái (de nem a neutrofilek) szintén nagy mennyiségben tartalmaznak lipázokat, amelyek lebontják az egyes baktériumokat, például a tuberkulózisbacillust borító vastag lipidmembránokat.

Mind a neutrofilek, mind a makrofágok elpusztíthatják a baktériumokat. Kivéve a lenyelt baktériumok emésztése a fagoszómákban a neutrofilek és a makrofágok olyan baktericid anyagokat tartalmaznak, amelyek elpusztítják a legtöbb baktériumot, még akkor is, ha a lizoszómális enzimek nem tudják megemészteni őket. Ez különösen fontos, mert egyes baktériumok védőréteggel vagy más olyan tényezővel rendelkeznek, amelyek megakadályozzák, hogy elpusztuljanak. emésztőenzimek. Az "ölő" hatás fő része néhány erős oxidálószer hatásához kapcsolódik, amelyek a bennük képződött Nagy mennyiségű fagoszóma membrán enzimek, vagy egy specifikus organellum, az úgynevezett peroxiszóma. Ezek az oxidálószerek közé tartozik a szuperoxid (O2), a hidrogén-peroxid (H2O2) és a hidroxil-ionok (-OH), amelyek mindegyike, még kis mennyiségben is, halálos a legtöbb baktérium számára. Ezenkívül a lizoszómális enzimek egyike, a mieloperoxidáz katalizálja a H2O2 és a Cl-ionok közötti reakciót, és így hipokloritot képez, amely egy erős baktériumölő szer.

Néhány baktérium azonban , különösen a tubercle bacillus, héja ellenáll a lizoszómális emésztésnek, és olyan anyagokat is választ ki, amelyek részben megakadályozzák a neutrofilek és makrofágok „ölő” hatását. Ezek a baktériumok sokért felelősek krónikus betegségek mint például a tuberkulózis.

pinocitózis

Pinocitózis (más görög πίνω szóból - iszom, felszívom és κύτος - tartály, itt - sejt) - 1) A folyadék felfogása a benne lévő anyagokkal a sejtfelszín által. 2) A makromolekulák felszívódásának és intracelluláris pusztulásának folyamata.

A makromolekuláris vegyületek sejtbe való behatolásának egyik fő mechanizmusa, különösen a fehérjék és a szénhidrát-fehérje komplexek.

A pinocitózis felfedezése A pinocitózis jelenségét W. Lewis amerikai tudós fedezte fel 1931-ben.

A pinocitózis folyamata Pinocitózis során a sejt plazmamembránján rövid, vékony kinövések jelennek meg, amelyek egy csepp folyadékot vesznek körül. A plazmamembránnak ez a része behatol, majd buborék formájában befűződik a sejt belsejébe. Fáziskontraszt mikroszkóppal és mikrofilmezéssel követtük nyomon a 2 µm átmérőjű pinocita vezikulák kialakulását. NÁL NÉL elektron mikroszkóp megkülönböztetni a 0,07-0,1 mikron átmérőjű hólyagokat (mikropinocitózis). A pinocita vezikulák képesek mozogni a sejten belül, egyesülni egymással és intracellulárisan membrán szerkezetek. A legaktívabb pinocytosis az amőbákban, a bél és a vesetubulusok hámsejtjeiben, az ér endotéliumában és a növekvő petesejtekben figyelhető meg. A pinocitotikus aktivitás a sejt fiziológiai állapotától és összetételétől függ környezet. A pinocitózis aktív indukálói a γ-globulin, zselatin, egyes sók.

Az immunrendszer számos sejtje rendelkezik fagocitózis tulajdonsággal. A fagocitózis olyan jelenség, amelyben az egyik sejt „felfalja” a másikat.

Egyes reszelékek azon képességét, hogy másokat fagocitizáljanak, II. Mechnikov fedezte fel, aki a gomba spóráit a daphnia rákfélék testébe helyezte, és megfigyelte, hogyan támadják meg a spórákat a rákfélék sejtjei, szívják fel és emésztik fel őket.

A fagocitózis 8 szakaszból áll:

A fagocita közeledése a mikrobiális sejthez, ami a kemotaxis miatt lehetséges - a kémiai nyomvonal mentén történő mozgás.

A fagocita tapadása az abszorpció tárgyához. Talán ez annak köszönhető, hogy a fagocita felületén egy adott tárgyhoz specifikus receptorok vannak, vagyis sajátos kémiai zárak, amelyek segítségével a mikroorganizmus vagy annak része "rögzül" a fagocitához.

A tárgy megtapadása után a fagocita membránnak fel kell készülnie a felszívódására, ez a C-protein kináz enzim hatására történik.

Miután a fagocita membrán készen áll, a tárgyat a citoplazmába merítik.

Merítéskor a fagocita membránnak a tárggyal érintkező része behajlik a sejt belsejébe, fokozatosan beburkolja a tárgyat, aminek következtében a tárgy körül a fagocita membrán héja képződik. A héjjal körülvett tárgyat fagoszómának nevezzük.

A keletkező fagoszóma egyesül a lizoszómákkal, amelyek mikroszkopikus méretű vezikulák, amelyek számos enzimet tartalmaznak, amelyek lebontják a fehérjéket, zsírokat és szénhidrátokat. Az összevonás eredményeként

Tárgy felosztása.

A fagocitózis a tárgy megemésztett maradványainak felszabadulásával ér véget, ami többé nem okoz kárt a szervezetben.

A fagocitózis tárgya lehetnek baktériumok, vírusok, gombák és egyéb olyan részecskék, amelyek genetikailag nem kapcsolódnak a szervezethez.

Ha az objektum felhasad, akkor a fagocitózist teljesnek, ha az objektum túlélte, akkor hiányosnak nevezzük.

pinocitózis (a görögből. Hab - iszom, felszívom) - a folyadék sejt általi elfogása és felszívódása a bennük oldott vegyületekkel együtt. A pinocitózis folyamata hasonló a fagocitózishoz, de elsősorban a membrán behatolása miatt következik be. Pinocitózis figyelhető meg különböző organizmusok sejtjeiben.

10)Exocitózis(görögül Έξω - külső és κύτος - cella) - at eukarióta sejtes folyamat, amelyben az intracelluláris vezikulák (membránvezikulák) egyesülnek a külső sejtmembránnal. Az exocitózis során a szekréciós vezikulák (exocita vezikulák) tartalma szabadul fel, membránjuk összeolvad a sejtmembránnal. Szinte minden makromolekuláris vegyület (fehérjék, peptid hormonok stb.) ilyen módon szabadul fel a sejtből.

Az exocitózis három fő feladatot lát el:

a sejtnövekedéshez szükséges lipidek bejuttatása a sejtmembránba;

különböző vegyületek felszabadulása a sejtből, például mérgező termékek anyagcsere vagy jelmolekulák ( hormonok vagy neurotranszmitterek);

bejuttatása a funkcionális sejtmembránba membránfehérjék, úgymint receptorok vagy transzporter fehérjék. Ebben az esetben kiderül, hogy a fehérje azon része, amely a szekréciós vezikulába irányult, a sejt külső felületén kilóg.

4.7. Endocitózis (fagocitózis és pinocitózis)

A többsejtű szervezetek szekréciós sejtjeiben a szekréciós termékek a sejtmembránon keresztül kiválasztódnak az extracelluláris térbe. Azt a helyet és körülményeket, amelyek között a váladéktermékek funkcióikat ellátják (például a bél lumenében, szinaptikus hasadékában vagy vérszérumban), az anatómiailag izolált tér tulajdonságai határozzák meg, ahová ezek a termékek bejutnak. Az olyan primitív, szabadon élő szervezeteknél azonban, mint az amőba, a külső környezet erőforrásainak ilyen korlátlan elpazarlása rendkívül gazdaságtalan lenne. A többsejtű élőlények védekező és tisztító funkcióját ellátó sejtjei bizonyos helyzetekben (pl. a pusztulás) is hátrányosak lennének. patogén baktériumok vagy idegen fehérjék) permetezzük a tartalmát ahelyett, hogy koncentrált formában idegen anyag ellen irányítanák.

A fagocitózis (88. ábra) és a pinocitózis, összefoglaló néven endocitózis olyan folyamatok, amelyek során szilárd és folyékony anyagokat szállítanak az extracelluláris térből a sejtbe. Itt a csapdába esett részecskék elkülönülnek a sejt tartalmától, akár nagy vakuólumokban, akár kis vezikulákban. Ezen szerkezeti képződmények membránjainak fúziója az intracelluláris organellumok membránjaival (például lizoszómákkal vagy bármely más, enzimekkel teli granulátummal) a két kölcsönhatásban lévő rendszer tartalmának keveredéséhez vezet, és ennek eredményeként a abszorbeált anyagot a citoplazmától elválasztott zárt térben.

A primitív élőlényekben a leírt folyamatok közvetlenül kapcsolódnak táplálkozásukhoz, az endocitikus vakuolák és lizoszómák fúziója eredményeként kialakuló intracelluláris vakuolák tekinthetők az elsődleges emésztőrendszernek: a kis molekulatömegű termékek bejutnak a citoplazmába, és az emésztetlen anyag. kilökődött a cellából.

Az emlősök vérének és szöveteinek polimorfonukleáris leukocitáiban rejlő fagocitózis funkciója a szervezetbe behatoló kórokozók elkülönítésére és elpusztítására irányul. Ebben a helyzetben a sejtek legalább négy módon tudják elpusztítani a beléjük hatolt baktériumokat: 1) peroxiddal történő intenzív oxidációval, amelyet helyben képesek szintetizálni; 2) antibakteriális hatású bázikus fehérjék segítségével; 3) lizoszómális enzimek és végül 4) lizozim segítségével. A sejt által befogott mikroorganizmus elpusztítása nagyon gyorsan megy végbe, de emésztése viszonylag lassan megy végbe. A sejtekben képződő baktériumölő szerek két különböző típusú granulátumban tárolódnak, amelyek a sejtdifferenciálódás során a Golgi-komplexből fejlődnek ki. csontvelő. A fagocitózis során mindkét típusú granulátum tartalma az emésztett részecskéket tartalmazó vakuolákba áramlik.

Egy amőbában a szemcsék és lizoszómák tartalmának fagocita vakuólumokba történő kiválasztódása hasonlóan megy végbe, mint a többsejtű élőlények sejtjei által a makromolekulák szekréciója, azzal a különbséggel, hogy a fagocitózis során a sejtmembránnak a vakuólumot alkotó szakasza az intracelluláris térben található.

A pinoditózisban lévő anyagok felszívódását nem szabad egyszerűen az extracelluláris folyadék nem specifikus bevitelének tekinteni. Ez a folyamat arra irányul, hogy a sejtek különböző molekulákat halmozzanak fel a környezetből. A pinocita vakuolák kis méretűek (általában a fénymikroszkóp felbontóképessége alattiak), de egy sejtben találhatók nagy számban. Ezek a vakuolák a plazmamembrán jellegzetes invaginációiból jönnek létre. Azokon a helyeken, ahol pinocita hólyagocskák képződnek, a plazmamembrán elveszti tiszta körvonalát, ami a membrán invaginációra szánt részének módosítására utal.

A pinocitózis a sejtekre jellemző különféle típusok azonban a legteljesebben az amőbában tanulmányozták, amelynek pinocita hólyagocskái viszonylag nagy méretek(89. ábra). Az amőbában a pszeudopodiák közepén csatornák (a plazmamembrán kiemelkedései) képződnek, és a membrán e hengeres kiemelkedéseinek tövéből pinocita hólyagok rügyeznek. A hólyagképződés különösen gyorsan megy végbe, ha az extracelluláris oldat nagy koncentrációban tartalmaz sókat vagy fehérjéket. A „jelölt” fehérjék, például a fluoreszceinnel vagy ferritinnel konjugált fehérjék pinocitózisának megfigyelései azt mutatták, hogy a fehérjemolekulák sejtekben történő felhalmozódása nagy sebességgel megy végbe. A pinocitózis első, a metabolikus energiától látszólag független stádiuma a fehérjék adszorpciója a sejtmembrán fejlett felületén, majd ezt követi a sejten belüli membránvezikulák energiafüggő folyamata.

Emlősökben a pinocytosis az endocitózis elterjedt formája, de a pinocitózis a legfontosabb a retikuloendoteliális rendszerben, ahol az idegen vagy denaturált fehérjék eltávolítása, valamint a kapillárisokat bélelő endothel sejtekben, ahol ez a folyamat elősegíti a nagy molekulák mozgását. A limfocitákban és esetleg más sejtekben is a molekulák adszorbeálódnak a sejtfelszínhez a membrán diszkrét régióiban, mielőtt pinocitás hólyagképződés megtörténne. A vesében a pinoditózis fontos szerepet játszik a fehérjék kivonásában a glomeruláris szűrletből.

A sejtek belsejében a pinocita hólyagok lizoszómákkal egyesülve másodlagos lizoszómákat képeznek. Bizonyos kapcsolatot találtak a pinocitózis és a sejtben a lizoszómák képződése között: heterológ szérum hozzáadása egy makrofág tenyészethez pinocitózist indukál, és hatékonyan serkenti az új lizoszómák képződését.

Ez a két folyamat, amely az energia elnyelésével megy végbe, biztosítja, hogy még nagyobb részecskék is bejussanak a sejtbe, mint azok, amelyek a negyedik típusú membránok pórusain át hatolnak.

A. Pinocytosis. Pinocytosisban a membrán (általában az első típusú membrán) invaginációkat képez, amelyek végül vezikulákká alakulnak.

Ily módon a molekulák, különösen a fehérjék behatolása a membránon keresztül valósul meg, amelyek mérete túl nagy ahhoz, hogy a szokásos módon diffundáljanak. A pinocitózis miatt a sejten kívül lévő anyagok a sejt belsejében vannak, és fordítva.

B. Fagocitózis. A fagocitózis miatt, amely bizonyos mértékben hasonlít a pinocitózishoz, még nagyobb részecskék is mozognak. Így elektronmikroszkóppal egyértelműen kimutatták, hogy emlősökben a szilárd részecskék áthaladnak a kapillárisok sejtmembránjain, és láthatóan a kapilláris teljes felülete felhasználható erre a célra. Az enzimek és hormonok gyakran lipidmembránba zárt buborékok formájában préselődnek ki a sejtekből. Ily módon a hasnyálmirigy öt hidrolitikus proenzimét együtt extrudálják úgynevezett "zimogén granulátumok" formájában. A hólyagok eredete, amelyben az ACh felszabadul, ugyanaz. idegvégződések, valamint granulátumok, amelyek formájában a noradrenalin felszabadul a mellékvese velőből.

További információ a pinocitózisról és a fagocitózisról:

1. SZEREZETT FAGOCITOZIS ZAVAROK ÉS KIFEJLESZTÉSÜK LEHETSÉGES OKAI

Szállítás, amelyben speciális enzimek vesznek részt. Ebben az esetben két folyamat fordul elő - pinocitózis és fagocitózis.

A folyamat általános jellemzői

A pinocitózis egy univerzális táplálkozási mód, amely a növényekre jellemző, és lényege, hogy a tápanyagok oldott formában jutnak be a sejtbe. A fagocitózis hasonló folyamat, de a szilárd részecskék felszívódnak.

Ismeretes, hogy a pinocitózis a lizoszómák képződésének fontos ingere, a fagocitózis pedig akkor, ha a sejteket vírusok fertőzik meg. Ebben a két folyamatban sok a közös, ezért gyakran a citózis vagy endocitózis általános elnevezéssel kombinálják, bár a pinocitózis gyakoribb. Ha az anyagokat eltávolítják a sejtből, akkor exocitózisról beszélnek.

Összefoglalva azt mondhatjuk, hogy a pinocitózis a folyadékcseppek sejt általi felszívódásának folyamata.

A folyamat jellemzői

Azonnal meg kell mondani, hogy a citózis a hőmérséklettől függ, és nem mehet végbe 2 ° C-on, valamint például metabolikus inhibitorok hatására.

A pinocitózis során a citoplazma kinövései képződnek - pszeudopodiák, amelyek egyesülnek egymással és beborítják a folyadékcseppeket. Ebben az esetben hólyagok képződnek, amelyek elválnak a citoplazmától, és elkezdenek vándorolni azon, és vakuolákká alakulnak, amelyeket pinoszómáknak neveznek.

Meg kell jegyezni, hogy a pinocitózis a sejt vírusszuszpenzióval való érintkezésének eredménye is. Ebben az esetben a kialakult vezikulák vibriókat tartalmaznak. Itt esnek át néha a "vetkőzés" szakaszon. Az egyedek nagy molekuláinak rögzítésekor gyógyszerek invagináción és hólyagos vakuólum képződésen is átesik, azonban ez a gyógyszerszállítási mechanizmus nem rendelkezik alapvető. Nagyobb hatás a felszívódásra farmakológiai szerek megvan a formája, az őrlés mértéke, valamint a jelenléte kísérő betegségek- gyomorhurut, vastagbélgyulladás vagy például peptikus fekély.

Fehérje reabszorpció a vesetubulusokban

A pinocytosis a proximális vese nefronokban a fehérje reabszorpció aktív mechanizmusa. Ez alatt a fehérje az ecsetszegélyhez kapcsolódik. Ezen a ponton a membrán behatol, és fehérjemolekulát tartalmazó vezikula képződik. Amikor a fehérje egy ilyen hólyag belsejében van, elkezd lebomlani aminosavakra, amelyek ezt követően a bazolaterális membránon keresztül belépnek az intercelluláris folyadékba. Mivel az ilyen szállítás energiát igényel, aktívnak nevezzük.

Meg kell jegyezni, hogy az aktívan visszaszívódó anyagok esetében létezik a maximális transzport koncepciója. Ez a folyamat a maximum töltés közlekedési rendszerek. Akkor fordul elő, ha a vesetubulusok lumenébe bejutott vegyületek mennyisége meghaladja az átvitelben részt vevő enzimek és transzportfehérjék képességeit.

Példaként említhetjük a glükóz reabszorpció megsértését is, amely a proximális, csavarodott tubulusban figyelhető meg. Ha ennek az anyagnak a tartalma meghaladja funkcionalitás vesékben, akkor elkezd ürülni a vizelettel (általában a glükózt nem észlelik).

A pinocytosis jelentősége

Ez a folyamat a vesetubulusokban és a bélhámban játszódik le. Felelős a szervezet normális működéséhez szükséges számos vegyület (beleértve a fehérjéket és zsírokat) felszívódásáért és visszaszívásáért.

Ezenkívül a pinocitózis a kapilláris falán keresztül történő metabolizmus során fordul elő. Tehát a nagy molekulák, amelyek nem képesek áthatolni a kis pórusokon véredény pinocitotikus úton hordozzák. Ebben az esetben a kapilláris sejt membránja invaginálódik, aminek következtében vakuólum képződik, amely körülveszi a molekulát. A sejt ellenkező oldalán elkezdődik az ellenkező folyamat - az emiocitózis.

Azt is meg kell említeni, hogy a pinocitózis az fontos összetevőjeés ionos lerakódás. Ő az, aki a behatolás fő mechanizmusa belső környezet makromolekuláris sejtek. Ezenkívül ez a fő módja annak, hogy az állati vagy növényi vírusok bejussanak a gazdasejtekbe.