Санкт-Петербургский государственный университет

Факультет стоматологии и медицинских технологий

Методическое пособие

к практическим занятиям по курсу

Цитология, гистология, эмбриология

Цитология

ЗАНЯТИЕ № 2

Санкт-Петербург

Мембранные органоиды клетки образуют единую морфо-функциональную систему ограниченных мембраной пространств, отделенных от основной цитоплазмы. Такое разделение клетки на участки обеспечивает пространственное разделение метаболических процессов и потоков веществ в клетке

Обращает на себя внимание разное расположение наружного и внутреннего слоев мембраны в разных отделах мембранной системы клетки.

Мембранно-везикулярная система клетки

Эндоплазматический ретикулум (эндоплазматическая сеть, ЭПС) - это система уплощенных цистерн, трубочек и пузырьков, образующих в клетке разветвленную сеть. Выделяют две разновидности ретикулума: шероховатый и гладкий.

Гранулярный ЭР представлен замкнутыми мембранами, которые образуют на сечениях вытянутые мешки, цистерны или же имеют вид узких каналов. Ширина полостей цистерн может очень варьировать в зависимости от функциональной активности клетки. Наименьшая ширина их может составлять около 20 нм, в расширенном виде они достигают диаметра в несколько мкм. Отличительной чертой этих мембран является то, что они со стороны цитоплазмы покрыты мелкими (около 20 нм) темными, почти округлыми частицами, гранулами – это рибосомы

Гладкий ЭР представляет собой часть мембранной вакуолярной системы. В морфологическом отношении он также представлен мембранами, образующими мелкие вакуоли и трубки, канальцы, которые могут ветвиться, сливаться друг с другом. В отличие от гранулярного на мембранах гладкого ЭР нет рибосом. . Гладкий ЭР является вторичным по отношению к гранулярному ЭР, происходит из последнего. Так, у крысенка перед рождением в печеночных клетках образуется большое количество гранулярного ЭР, но сразу после рождения появляется масса трубочек гладкого ЭР. Выраженность сети из этих мембранных элементов может быть неодинаковой как для различных клеток, так и внутри одной клетки.

Функциями гладкого ретикулума является:

- синтез триглицеридов и липидов

- участие во всасывании жиров клетками кишечного эпителия.

- синтез и выведение стероидов, (например в клетках коркового вещества надпочечника. - отложение гликогена (запасного внутриклеточного полисахарида животных и грибов) - процессы деградации различных вредных веществ, процессы метаболической дезактивации, которые осуществляются целым рядом окислительных ферментов, - депонирования ионов кальция Шероховатый и гладкий ретикулум представляют собой единую систему в клетке. Они могут взаимно переходить друг в друга, изменять объем своего присутствия в клетке, быстро перестраиваться при изменении ситуации в клетке и вне ее. Часто можно наблюдать, как цистерна гранулярного ЭР теряет на своей поверхности рибосомы и становится "гладкой".

Органоиды

Гладкая и шероховатая эпс

Сильное развитие шэс в плазматических клетках

Аппарат Гольджи имеет сложное строение. Его цистерны, морфологически похожие друг на друга, на самом деле сильно различаются по своему составу и функциям. Выделяют три зоны АГ: цис-зона (цис-цистерны), средняя зона (медиа-цистерны) и транс-зона (транс-цистерны). Мембраны этих зон различаются по своему составу – цис-цистерны больше похожи на мембраны ЭПС, транс-цистерны – на плазматическую мембрану. Внутреннее их содержимое различается по составу ферментов.

Основной функцией АГ является обработка синтезируемых клеткой белков, углеводов, липидов и их дальнейшее перераспределение и сортировка по разным компонентам клетки.

Так белки и липиды распределяются согласно их дальнейшей функции – одни направляются к мембранам и в цитоплазму, другие в составе секреторных пузырьков выводятся из клетки, третьи – идут в лизосомы.

Лизосомы – это мелкие мембранные пузырьки, распределенные по всей цитоплазме клетки и содержащие комплекс гидролитических ферментов. Под электронным микроскопом видно, что фракция лизосом состоит из очень пестрого класса пузырьков размером 0,2-0,4 мкм, ограниченных одиночной мембраной (толщина ее около 7 нм), с очень разнородным содержанием внутри. Образуются лизосомы с участием АГ, где, как указывалось выше, происходит сортировка белков. От транс-цистерн АГ отшнуровываются мелкие пузырьки, заполненные ферментами. Это еще незрелые лизосомы. Они проходят ряд последовательных стадий созревания, после чего приобретают способность к работе.

Лизосомы содержат около 40 гидролитических ферментов: протеиназы, нуклеазы, гликозидазы, фосфорилазы, фосфатазы, сульфатазы, оптимум действия которых осуществляется при рН 5. В лизосомах кислое значение среды создается из-за наличия в их мембранах H⁺ помпы, зависимой от АТФ и создающей высокую концентрацию ионов водорода внутри лизосомы. Кроме того, в мембране лизосом встроены белки-переносчики для транспорта из лизосом в гиалоплазму продуктов гидролиза: мономеров расщепленных молекул - аминокислоты, сахара, нуклеотиды, жирные кислоты и т.д.

Аппарат Гольджи Строение аппарата Гольджи (аг):

А- рисунок АГ в клетке (световой микроскоп); Б – схема строения АГ (электронный микроскоп); В – синтез, сортировка и транспорт белков по цистернам АГ

1 – цитоплазма клетки; 2 – цистерны АГ; 3 – ядро клетки; 4 – шероховатый эндоплазматический ретикулум; 5 – транспортные пузырьки; 6 – цис-цистерны АГ; 7 – транс-цистерны АГ; 8 – лизосомальный путь (формирование лизосом); 9 – секреторный путь (экзоцитоз); 10 – мембранный путь (транспорт мембранных белков); 11 – белки цитоплазматической мембраны; 12 – белки цитоплазмы; 13 – секретируемый клеткой материа

А

Б

В

Перемещение веществ по системе цистерн Аппарата Гольджи

(окраска солями осмия)

Аппарат Гольджи в нейроне

( тонкая стрелка – цис-цистерны толстая стрелка –транс-цистерны АГ)

Лизосомы

Общая схема функционирования мембранно-вакуолярной системы клетки

Мембранные везикулярные компоненты, объединены в единую функциональную систему.

Все они имеют ряд общих свойств:

- это одномембранные компартменты, имеющие один общий источник образования (гранулярный эндоплазматический ретикулум).

- для всей вакуолярной системы характерна кооперативность ее функционирования, взаимосвязь и последовательность этапов образования, перестройки, транспорта и экспорта синтезированных белков.

Функции отдельных компонентов заключаются в следующем: