Секреция, клеточные механизмы

В последние годы немало работ в области клеточной биологии было посвящено поискам причин рака и способов его лечения. Опухолевые клетки проявляют ряд свойств, опасных для организма-хозяина, таких как способность прорастать в другие ткани, а также стимулировать рост капилляров (что обеспечивает пролиферирующим опухолевым клеткам хорошее кровоснабжение). Но одно из определяющих свойств опухолевых клеток-это аномальная реакция на сигналы, контролирующие деление нормальных клеток. Опухолевые клетки делятся сравнительно бесконтрольно до тех пор, пока не убивают хозяина. Это фатальное отсутствие сдерживающего фактора явилось стимулом для интенсивного исследования регуляции клеточного деления. Одним из результатов было появление множества широко разрекламированных успехов в этой области, многие из которых, казалось, позволяли уже понять, каким образом контролируется деление клеток и что в нем нарушено при раке. В недалеком прошлом фундаментальное отличие раковых клеток от нормальных видели в изменениях содержания циклических нуклеотидов, текучести мембраны, секреции белков, цитоскелета, ионной проводимости и многого другого... Хотя истинные молекулярные механизмы трансформации пока неясны, очевидно, что деление опухолевых клеток как в культуре in vitro, так и в тканях гораздо менее подвержено регуляции по принципу обратной связи, чем деление нормальных клеток. Например, раковые клетки в культуре обычно продолжают делиться, когда нормальные уже не делятся из-за контактного торможения. В результате они наползают друг на друга, когда не имеют больше возможности распластываться по поверхности культуральной чашки (рис. 11-12). Кроме того, опухолевым клеткам для роста требуется меньше ростовых факторов, чем нормальным клеткам (иногда это, возможно, объясняется способностью опухолевых клеток вырабатывать собственные факторы роста). [c.149]

Клеточные механизмы секреции у позвоночных и беспозвоночных животных сходны. Во многих железистых клетках были выявлены сходные этапы в механизме сопряжения стимула с реакцией. Это могут быть следующие процессы активация специфических молекулярных рецепторов переход Са + в клетку деполяризация клеточной мембраны вследствие повышения ее проницаемости для Ка и других ионов экзоцитоз и выделение секреторных гранул. Так же как у беспозвоночных, имеет место электрическое сопряжение между железистыми клетками (см. рис. 19.2). [c.36]

Ввиду исключительной роли соляной кислоты в переваривании белков были предприняты попытки объяснить механизм ее секреции в желудке. В деталях этот механизм до сих пор не выяснен, однако имеющиеся данные свидетельствуют, что образующиеся при диссоциации хлорида натрия в крови ионы хлора диффундируют через клеточную мембрану и соединяются с ионами водорода, которые в свою очередь освобождаются при диссоциации угольной кислоты, образующейся в обкладочных клетках из конечных продуктов обмена —Н,0 и СО,. Образовавшаяся соляная кислота затем экскретируется обкладочными клетками в полость желудка. Равновесие ионов СГ между кровью и обкладочными клетками достигается поступлением отрицательно заряженных ионов НСО, из клеток в кровь взамен ионов СГ, поступающих из крови в клетки. Предполагается участие АТФ, поскольку синтез соляной кислоты требует энергии. [c.424]

Карбоангидраза играет важную роль и в других тканях — в почках, глазах, поджелудочной железе, желудке, где она косвенно участвует в транспорте ионов. Ее роль в этих процессах заключается в том, что она катализирует реакции с освобождением или поглощением ионов Н+ или ОН-. Эти ионы участвуют в различных клеточных транспортных процессах, которые могут заканчиваться секрецией бикарбоната (поджелудочная железа) или кислоты (желудок). Физиологические, фармакологические и химические аспекты карбоангидразы рассмотрены в обстоятельном и элегантном обзоре Марена [109]. Целью же этого раздела является суммирование физико-химических данных, непосредственно относящихся к механизму действия чистых препаратов фермента. [c.613]

В целом приведенные в настоящей главе сведения позволяют внести существенное дополнение в картину иммунного механизма, представленную во всех предшествующих главах. Иммунитет показан сложной динамичной системой клеток, взаимодействующих между собой путем прямого контакта или с помощью растворимых веществ-посредников. В иммунном кооперативе согласованно работает не менее десятка клеточных типов, различающихся свойствами и функциональной специализацией. Практически каждый вариант взаимодействующих клеток в ходе иммунной реакции претерпевает существенные перестройки. Они могут выражаться в активации секреции и синтеза определенных специфических продуктов, чаще всего белков. В ряде случаев для этого в клетке должны произойти перестройки на уровне генома. Наконец, многие клетки иммунитета в процессе реагирования размножаются. Все взаимодействия между клетками и преобразования самих клеток растянуты во времени и обычно протекают в течение 1—2 нед. Мало того, возможность кооперирования клеток иммунной системы критиче- [c.120]

Прослеживая этапы развития физиологии растений, можно видеть, что физиологические функции, которые столетие назад только описывались, в настоящее время детально изучены на биохимическом и молекулярном уровнях роль органоидов, энергетика, ассимиляция СО2, многие участки обмена веществ, механизмы регуляции и наследственности. Близки к разрешению такие процессы, как фотохимические реакции фотосинтеза, механизмы транспорта веществ. В то же время в современной физиологии наряду с молекулярно-биохимическим подходом все более возрастает интерес к растительному организму как целостной системе со всеми ее внутренними и внешними взаимосвязями. Поэтому в предлагаемый читателю учебник включена - глава Систе.мы регуляции и интеграции у растений , которая предшествует обсуждению механизмов, лежащих в основе различных сторон функциональной активности растений. Наряду с традиционными разделами (фотосинтез, дыхание, водный режим, минеральное питание и др.) в учебник введена глава по гетеротрофному способу питания растений, так как незеленые ткани и органы, а при отсутствии света клетки всех частей растения питаются гетеротрофно. В отдельные главы выделены описания таких физиологических функций, как секреция, дальний транспорт веществ, половое и вегетативное размножение, движение. Рост и развитие растений рассматриваются на клеточном уровне (гл. 10) и на уровне целого организма (гл. 11 и 12). В этих процессах ведущую роль играет взаимодействие клеток между собой. [c.8]

Процесс секреции у растений осуществляется специализированными клетками и тканями. Наряду с этим к секреции способна каждая растительная клетка, формирующая клеточную стенку. В мембранах всех клеток функционируют ионные насосы (Н -помпа и др.) и механизмы вторичного активного транспорта. [c.302]

Дегрануляция может быть внутриклеточной и внеклеточной. При внутриклеточной дегрануляции происходит слияние фагосомы с гранулами и с последующим образованием фаголизосомы (см. раздел 5.4). При внеклеточной дегрануляции происходит выброс биологически активных веществ вне клетки, что приводит к повреждению окружающей ткани. Любая дегрануляция сочетается с направленной мобилизацией гранул, которые перемещаются либо к фагосоме, либо к плазматической мембране. Как одна из форм клеточного движения (в данном случае движения органелл) дегрануляция связана общими механизмами с поглощением, хемотаксисом и хемокинезом. Все эти функции зависят от гликолиза, катионов Са +, свободных сульфгидрильных групп, поверхностной серин-эстеразы, но не нуждаются в окислительно-восстановитель-ных реакциях. Подобно хемотаксису для дегрануляции характерна поляризация внутриклеточных органелл (гранул), которая совер-щается при участии микротрубочек. Тот факт, что дегрануляция не зависит от микрофиламентов (цитохалазин В не только не снижает, но даже усиливает секрецию), отличает ее от других типов двигательных реакций. В связи с этим неудивительно, что врожденная патология мобилизации гранул может сочетаться с нормальным поглощением и образованием фагосом. [c.56]

На заключительном этапе внутриклеточного развития фага включаются часы лизиса , т. е. функции фага, ответственные за разрушение бактериальных покровов и освобожде1ше зрелого фага. У разных фагов механизмы часов лизиса функционируют по-разному, у фагов, освобождающихся из клетки секрецией , такого механизма нет вообще. Обычно фаги (Т-четпые, Я) контролируют образование двух разных литических фермет ов, один из них разрушает клеточную мембрану, а другой — ригидный мукополимерный слой клеточной оболочки. У фагов Я, i 22 соответствующие гены расположены рядом в геноме и входят в состав одной и той же единицы транскрипции. У других фагов, например Т4, гены, контролирующие ферменты лизиса, регулируются, по-видимому, независимо, но согласованно. Обязательное условие лизиса — прекращение фосфорилирования и реакций, ведущих к укреплению мембраны инфицированных бактерий. Детальные механизмы включения часов лизиса все еще ие выяснены. Хотя лизис большинства клеток в одномоментно инфицированной культуре бактерий наступает в пределах достаточно узкого интервала времени, тем не менее отдельные клетки могут лизироваться с большим запозданием. Некоторые мутации фагов ускоряют наступление лизиса. [c.176]

Как правило, механизмы гормональной регуляции многоступенчаты. Воздействие гормонов на О.в. осуществляется через клеточную мембрану, во мн. случаях посредством активирования аденилатциклазной системы (см. Аденилатциклаза). Обратные связи в эндокринной системе часто замыкаются через нервную систему. При этом нервная система, получая сигналы из внеш. среды или от внутр. органов, управляет железами внутр. секреции. Напр., гипоталамус по сигналам от центр, нервной системы, передаваемым гормонами-медиаторами (напр., норадренали-ном, ацетилхолином), секретирует пептидные нейрогормоны (релизинг-факторы), разрешающие секрецию гормонов гипофиза. Последние стимулируют секрецию гормонов периферич. эндокринными железами. Эти гормоны влияют на О.в. в соответствующих органах и тканях т. обр., чтобы компенсировать изменения во внутр. среде или подготовиться к возможным ее изменениям, прогнозируемым центр, нервной системой (напр., при стрессовых ситуациях). Гипо-таламо-гипофизарная система, в частности, играет центр, роль в регуляции водно-солевого обмена животных (см. Вазопрессин, Окситоцин). [c.317]

Калий в отличие от натрия может не только реабсорбироваться, но и секретироваться. При секреции калий из межклеточной жидкости поступает через базальную плазматическую мембрану в клетку канальца за счет работы натрий-калиевого насоса , а затем выделяется в просвет нефрона через апикальную клеточную мембрану пассивно. Секреция, как и реабсорбция, является активным процессом, связанным с функцией клеток канальцев. Механизмы секреции те же, что и механизмы реабсорбции, но только все процессы протекают в обратном направлении—от крови к канальцу. [c.611]

Синтез и секреция Т3 и Т4 контролируются тиролиберином и тиротропином. Тиротропин оказывает следующие эффекты стимулирует активный транспорт 1 против 500-кратного градиента в полость фолликула за счет цАМФ-зависимого фосфорилирования белков клеточных мембран усиливает транскрипцию и трансляцию тироглобулина стимулирует рост эпителиальных клеток, формирующих фолликулы, а в фолликулярном коллоиде — иодирование тирозилов по аденилатциклазному механизму стимулирует синтез Т3, Т4 (аналогично действуют адреналин и РСЕ2) стимулирует секрецию иодированного тироглобулина путем пиноцитоза и отщепления Т3 и Т4 при слиянии пиноцитозных пузырьков с мембранами лизосом (протеолитическим путем), а также поступление Т3 и Т4 в кровь и лимфу. [c.401]

Некоторые белки непрерывно секретируются производяшими их клетками. Нри этом они упаковываются в транспортные пузырьки в аппарате Гольджи и затем переносятся непосредственно к плазматической мембране. В этом случае говорят о конститутивном пути секреции. В других клетках определенные белки и/или малые молекулы запасаются в специальных секреторных пузырьках, которые сливаются с плазматической мембраной только после получения клетки соответствуюш,его сигнала извне. Этот процесс носит название регулируемого пути секреции (рис. 6-69). Конститутивный путь осуш,ествляется во всех клетках, а регулируемый путь обнаружен главным образом в клетках, приспособленных для секреции производимых ими вешеств в зависимости от определенных потребностей. Обычно это гормоны, нейротрансмиттеры или перевариваюш,ие ферменты. В таких специализированных секреторных клетках сигналом к секреции часто служит химический медиатор, например, гормон, связываюш,ийся с рецепторами на клеточной поверхности. В результате происходит активация рецепторов, которая генерирует внутриклеточный сигнал, зачастую включающий кратковременное повышение концентрации свободного Са " в цитозоле (см. разд. 12.3.7). С помощью неизвестного механизма этот сигнал (сигналы) инициирует процесс экзоцитоза, побуждая секреторные пузырьки к слиянию с плазматической мембраной и. таким образом, к высвобождению их содержимого во внеклеточное пространство. [c.409]

Структура простагландин-Нз-синтазы (РСН8). Вырабатываемые железами внутренней секреции гормоны попадают в кровь и с ее током достигают различных органов и тканей. Поэтому для них, помимо исключительной специфичности и высокой активности, характерна удаленность действия от мест синтеза. В организме, кроме гормонов, есть и другие сигнальные медиаторы, которые секретируются не в кровь, а во внеклеточную периплазматическую жидкость и оказывают влияние на состояние только ближайших клеток. Важным семейством таких локальных химических медиаторов, источником которых являются клетки многих типов, служат простагландины - производные жирных кислот с 20 атомами углерода в цепи. Они связываются с большим числом рецепторов клеточной поверхности и вызывают сокращение гладких мышц, снижают способность тромбоцитов к агрегации, активизируют центральную нервную систему, действуют на воспалительные процессы и высвобождают ренин [258]. Недавно было установлено, что простагландины играют также важную роль в патофизиологии рака и при сердечно-сосудистых заболеваниях [259, 260]. В отличие от большинства сигнальных молекул они не накапливаются в клетках, а непрерывно синтезируются в мембранах из предшественников и сразу же освобождаются во внеклеточное пространство, где в течение короткого времени (от долей секунды до двух минут) разрушаются. Уменьшение локальной концентрации простаглан-динов вне клеток активирует работу синтезирующих их ферментов, что по механизму обратной связи оказывает воздействие на состояние клеток, выделяющих простагландины, и на их ближайших соседей. [c.64]

Таким образом, инволютивные изменения при старении приводят к ослаблению функций органов и тканей, что на клеточном уровне прежде всего проявляется в нарушении синтеза специфических белков. Помимо этого, в стареющем организме человека в отличие от зрелого организма содержится меньше гормонов, витаминов, АТФ и холестерина. При анализе широкого спектра возрастных нарушений пептидной регуляции гомеостаза отчетливо прослеживается общая тенденция — старение сопровождается почти тотальным снижением синтеза и секреции регуляторных пептидов, а также ослаблением чувствительности к ним клеток-мишеней. Многочисленные результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что снижение синтеза и секреции пептидных биорегуляторов сопровождается именно нарущениями пара- и аутокринного механизма их действия, а это в свою очередь ускоряет процессы старения в организме. [c.163]

Один из таких белков, протеин II из эпителия желудка свиньи, как полагают, участвует в формировании цитоскелета клетки. Изменения в цитоскелете лежат в основе таких важных процессов, как секреция и движение. Протеин П (32 кД) в присутствии Са + связывается не только с клеточной мембраной, но и с липосомами, приготовленными из чистого фосфатидил-серина (но не других фосфолипидов). Аналогичным свойством обладает Са-связывающий белок из лейкоцитов (К. Шзит е1 а ., 1986), имеющий близкую молекулярную массу (33 кД.) Механизм такого связывания не установлен. Возможно, оно обеспечивается кальцием, ассоциированным с отрицательно заряженным фосфолипидом. С другой стороны, поскольку взаимодействие протеина II ингибируется трифторперазином, вероятно, что Са + вызывает конформационные перестройки в самом белке, обнажая его гидрофобные участки. Тем самым обеспечивается контакт белка с неполярной фазой липида. [c.22]

В интактной перенос Са + через мембрану обеспечивается механизмами, далекими от электронейт-рального обмена кальция на протон или магний, осуществляемого в присутствии A23187. Тем не менее, действие этого антибиотика на клеточные функции во многих случаях оказывается сходным с эффектом активации клетки. Так, А23187 вызывает сокращение изолированных гладких и скелетных мышц, деполяризацию клеточных мембран, изменяет уровень циклических нуклеотидов в клетках. При воздействии ионофора происходят секреция ферментов, запасенных в гранулах макрофагов, агрегация тромбоцитов и нейтрофилов, слияние эритроцитов, изменения их формы и осмотической устойчивости. [c.25]

Возможно также внеклеточное формирование четвертичной структуры ферментов (Безбородов, Астапович, 1984). Внеклеточные белки проходят через особые поры в клеточной стенке. Допускается, что через клеточную стенку проходит предшественник, который приобретает свою окончательную конформацию на клеточной стенке. Механизм секреции белка через цитоплазматическую мембрану существенным образом не отличается у прокариот и эукариот. Рост микроорганизмов и синтез ферментов могут быть связаны определенной зависимостью. Многие внутриклеточные ферменты образуются в определенных фазах развития клетки. Например, экзоферменты синтезируются премущест-венно в постэкспоненциальной фазе роста, т. е. при его замедлении. [c.70]

Вместе с тем остается еще немало проблем, требующих изучения. К их числу относится выяснение механизмов регуляции и координашш процессов жизнедеятельности на начальных стадиях находятся, в частности, исследования по расшифровке механизмов регуляции экспрессии генов, с которыми связаны процессы роста и деления клеток, их дифференцировка, а при патологии—опухолевая трансформация. Весьма ограниченны сведения о механизмах клеточной секреции. Остается неясной природа многих наследственных заболеваний. Не удается пока сформулировать конструктивного представления о сложных биохимических процессах, лежащих в основе функционирования центральной нервной системы. [c.5]

Наиболее изученным механизмом эккриновой секреции являются ионные насосы, прежде всего Н+-помпа (см. 1.1.1). Меньше известно о физиологии гранулокриновой (везикулярной) секреции. Для животных объектов установлено, что секреция с участием везикул аппарата Гольджи — сложный многоступенчатый процесс, осуществляющийся в два этапа 1) транспорт везикул, 2) слияние их с плазмалеммой. На первом этапе секреторные пузырьки направленно перемещаются от АГ к определенным участкам клеточной мембраны с помощью микротрубочек и актиновых микрофиламентов, для чего необходим АТР. На втором этапе везикулы слипаются (адгезия) с плазмалеммой при участии специальных белков (гликопротеинов типа лектина — см. 14.9) и Са +. В результате происходит кластеризация адгезивного комплекса, обнажение липидных фаз в области контакта, слияние липидных бислоев везикулы и клеточной мембраны, прорыв контакта и расширение прорыва. Все это приводит к встраиванию мембраны се- /9 креторного пузырька в клеточную мембрану и выходу секрета 7 наружную поверхность плазмалеммы. На втором этапе се- [c.302]

Основным преимуществом бацилл с точки зрения создания молекулярных векторов является их способность секретировать из клеток в культуральную среду большие количества определенных белков. Это связано с тем, что клеточная стенка у грамположительных бактерий организована более просто, чем у грамотрицательных. Исходя из общности механизмов секреции белков через плазматическую мембрану в клетках различных типов, чрезвычайно заманчиво конструировать методами генетической инженерии гибридные гены, в которых чужеродная кодирующая последовательность состыкована с ген-эквивалентом сигнального пептида какого-либо секретируемого белка Ba illus. Если детерминируемый таким искусственным геном химерный продукт будет способен секретироваться в культуральную среду, то это значительно упростит очистку изучаемого белка. Возможно, в таком случае чужеродный белок в бактерии будет синтезироваться интенсивнее, чем в варианте без секреции, так как он в меньшей степени будет нарушать метаболизм клеток. Данное направление исследований — изучение механизма секреции, создание векторов экспрессии-секреции — в генетической ин-, женерии бацилл имеет большое практическое [c.233]

Селезенка отвечает на антигены, находяшиеся в крови (в случае удаления этого органа у больного повышается восприимчивость к возбудителям, проникшим в кровоток). Лимфатические узлы защищают организм от антигенов, проникающих через кожу или слизистые оболочки и затем транспортируемых с лимфой по лимфатическим сосудам. Иммунный ответ на проникшие такими путями антигены складывается из секреции антител в кровоток и из местных клеточных реакций. В отличие от этого лимфоидная ткань слизистых оболочек защищает именно слизистые. В ЛТС происходит примирование, т. е. первый контакт иммунных клеток с антигеном, поступающим с поверхности эпителия. Лимфоидная ткань присутствует в слизистой оболочке кишечника, дыхательных путей (в частности, бронхов) и мочеполовых путей. Основной эффекторный механизм местного иммунного ответа на уровне слизистой оболочки - это секреция и транспорт секреторных антител класса 1 А (81 А) непосредственно на поверхность ее эпителия. Не удивительно, что большая часть лимфоидной ткани организма (>50%) находится в слизистых оболочках и особенно обильно представлена в кишечнике, поскольку через слизистые оболочки и проникают в основном антигены извне. По той же причине антитела 1вА представлены в организме в наибольшем количестве относительно других изотипов антител. [c.47]

Механизмы выделения клеткой медиаторов достаточно изучены [Henson Р., 1974]. Среди них выделяют нецитотоксиче-ский по типу клеточной секреции и цитотоксический с частичным разрушением клеточных мембран. Из цитоплазматических структур основное значение в процессах медиации приписывают микротрубочкам, в отношении которых доказан эффект циклических нуклеотидов, играющих первостепенную роль в регуляции системы медиаторов [Попова Г. H., 1976 Zurier P. В., [c.235]

Индуцированная ИК продукция IL-10, IL-6, PGE может препятствовать секреции провоспалительных цитокинов, что может служить одним из механизмов самоограничения клеточного иммунного ответа, иммунного воспаления, может влиять на баланс Thl/Th2 ответов [18]. Кроме того, стимуляция продукции IL-10 под влиянием ИК может в свою очередь привести к усилению или пролонгированию экспрессии F yR на клеточных мембранах, с ко- [c.197]

Рассматривая механизмы действия гормонов, авторы останавливаются на старых теориях двухточечного рецептора и критического расстояния для ауксинов и новых, основанных на анализе молекул гибберсзллипов. Причем авторы ис ограничиваются простым изложением известных проблем, а предлагают возможные пути их решения, ставя перед читателем конкретные вопросы, например, как ауксин усиливает секрецию ионов Н+ Почему нужен синтез РНК и белка для растягивающихся клеток Как изменение pH в клеточных стенках меняет их свойства Специально рассмотрены индукторные свойства гибберелловой кислоты, биосинтез мРНК и фермента а-амн-лазы. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология