Липидные капли

Содержание
  1. Роли липидных капель в старении mortierella alpina, выявленной с помощью интегративного субклеточного и цельноклеточного анализа протеома | научные доклады – Научные доклады – 2020
  2. Характеристика липидных капель
  3. Без меток количественное определение протеома липидных капель
  4. Количественные изменения, индуцированные в протеоме липидных капель в процессе старения M. alpina
  5. Пироптоз клеток жировой ткани – InMode многофункциональная косметологическая платформа для салонов красоты и клиник
  6. Способы разрушения жира
  7. Некроз и апоптоз
  8. Контурирование мягких тканей
  9. Результаты и температура
  10. Симбиотическая гипотеза происхождения митохондрий и хлоропластов
  11. Митохондрии
  12. Рибосомы
  13. Полисомы
  14. Лизосомы
  15. Микротела
  16. Липидные капли
  17. Микротрубочки
  18. Микрофиламенты
  19. Основное вещество — гиалоплазма
  20. Эргастические вещества или включения
  21. Клеточные включения
  22. Крахмальные зерна
  23. Клеточные включения: строение и функции, медицинское и биологическое значение
  24. Что относится к клеточным включениям, какова их роль в клетке?
  25. Строение и функции
  26. Биологическое и медицинское значение клеточных включений

Роли липидных капель в старении mortierella alpina, выявленной с помощью интегративного субклеточного и цельноклеточного анализа протеома | научные доклады – Научные доклады – 2020

Липидные капли

  • Грибы
  • Промышленная микробиология

Липидные капли (ЛП) участвуют во многих клеточных процессах в масляных микроорганизмах. Однако точная функция LDs в процессе старения Mortierella alpina остается неясной.

Здесь субклеточная протеомика была впервые использована для раскрытия состава и динамики протеома LD в стареющем M. alpina . В ЛД было обнаружено более 400 белков, и 62 из них значительно изменили экспрессию при старении.

Объединяя протеомные данные LD с цельноклеточными данными, мы обнаружили, что углеводный обмен и биосинтез липидов de novo были ингибированы во время старения мицелия M. alpina .

[attention type=yellow]

Повышенная регуляция ферментов, связанных с метаболизмом фруктозы в ЛД, может свидетельствовать о том, что ЛД способствуют метаболизму фруктозы, что, в свою очередь, может привести к накоплению пирувата и его вступлению в малат-пируватный цикл, и, в конечном счете, обеспечить дополнительный НАДФН для синтеза арахидоновой кислоты (АРА). ).

[/attention]

Лизофосфолипаза и лецитиназа были активированы в LDs во время процесса старения, предполагая, что фосфолипиды и лецитин начали гидролизоваться, чтобы высвободить жирные кислоты для клеток. Нарушение антиоксидантной системы может привести к накоплению АФК и, следовательно, вызвать повышенную регуляцию белков, связанных с аутофагией, в ЛД, что дополнительно побуждает мицелию M. alpina активировать процесс аутофагии.

Липидные капли (LDs) представляют собой внутриклеточные органеллы, характеризующиеся большими отложениями нейтральных липидов, и состоят из нейтрального липидного ядра, окруженного фосфолипидным монослоем 1, 2, 3 .

Было показано, что LDs служат энергетическим резервуаром клеток и, таким образом, играют роль в клеточной адаптации во время лишения питательных веществ посредством мобилизации и деградации липидов. Они также взаимодействуют с другими клеточными процессами, включая хранение белка, аутофагию, транспорт липидов и обмен веществ 4, 5, 6, 7 .

Все больше фактов свидетельствует о том, что эти функции выполняются белками, ассоциированными с ЛД, которые встроены в фосфолипидный монослой ЛД. Таким образом, были предприняты усилия по обнаружению протеома LD у маслянистых микроорганизмов, а также других видов, и были получены интересные результаты 5, 7, 8, 9 .

Однако в этих исследованиях, связанных с LD, на маслянистых микроорганизмах обычно основное внимание уделялось анализу состава или изменений протеома LD, тогда как связь между изменениями протеома LD и более широкими клеточными сигнальными путями обычно игнорировалась.

Этот недостаток данных затрудняет детальное понимание того, как изменяется протеом LD во время микробных реакций на условия окружающей среды или условия ферментации, поскольку протеом LD тесно связан с другими органеллами и клеточными сигнальными путями 2, 5, 10 .

Арахидоновая кислота (ω-6, 5, 8, 11, 14-цис-эйкозатетраеновая кислота; ARA) является важной полиненасыщенной жирной кислотой, которая проявляет различные физиологические функции в организме человека и широко применяется в медицине, косметике и других областях. 11 12, 13 .

[attention type=red]

Mortierella alpina , нитевидный гриб, считается особенно хорошим производителем масла, богатого ARA 12 . Технология старения M.

[/attention]

alpina , в которой используется дополнительная стадия культивирования после регулярной ферментации, проводимой в среде без источника углерода, давно известна как эффективный способ улучшения содержания ARA 12 .

Были разработаны различные методы старения, в то время как попытки выяснить механизм накопления ARA во время старения, не говоря уже о выявлении динамики и точной роли LD-ассоциированных белков, все еще ограничены.

Поскольку LD-ассоциированные белки участвуют в различных клеточных процессах, таких как липидный метаболизм и контроль размера LD 4, 14, исследование LD-белков M. alpina и их ассоциаций с цельноклеточными сигнальными путями может быть ключевым шагом для понимания точного Механизм накопления ARA при старении M. alpina mycelia.

Поэтому мы использовали субклеточный протеомный подход для характеристики состава и изменений протеома LD во время процесса старения M. alpina .

Кроме того, мы дополнительно объединили данные о протеомах целых клеток, опубликованные отдельно, с данными о протеомах LD из этого исследования, чтобы идентифицировать связи между сигнальными путями цельных клеток и динамикой протеома LD в стареющих клетках M. alpina .

Наши результаты показывают, что LD-ассоциированные белки выполняют разнообразные функции, участвующие в метаболизме липидов, и на динамику LD протеома влияют некоторые важные сигнальные пути. Эти результаты проложат путь к детальному пониманию молекулярных механизмов старения M. alpina и помогут улучшить технологию старения для производства ARA.

В нашей предыдущей работе мы обнаружили, что M. alpina mycelia вступила в период старения примерно через 156 часов брожения, когда глюкоза была исчерпана (рис. 1А). Процент ARA увеличился с 37, 2% до 62, 0%, а концентрация ARA увеличилась с 3, 9 г / л до 5, 8 г / л. Интересно, что и проценты, и концентрации других жирных кислот снизились (рис. 1B, C) 15 .

( A ) Изменения клеточной биомассы, концентрации липидов и остаточной глюкозы; ( B ) Изменения процентного содержания арахидоновой кислоты (ARA) и других жирных кислот в общих жирных кислотах; ( C ) Изменения концентрации ARA и других жирных кислот.

C20: 4 обозначает ARA. (Перепечатано с разрешения (Yu, Y. et al . Механизм накопления арахидоновой кислоты во время старения у Mortierella alpina: крупномасштабное сравнительное исследование протеомики без меток. J. Agric. Food Chem. 64, 9124–9134 (2016) ).

Copyright (2016) Американское химическое общество).

Изображение в полном размере

Здесь мы дополнительно исследовали изменения морфологии и ультраструктуры мицелия, поскольку они тесно связаны с физиологическим состоянием микробных клеток. Через 156 ч (конечная точка регулярного процесса ферментации) большая часть мицелии M. alpina показала нормальный, непрерывный нитевидный вид (рис. 2А).

[attention type=green]

После окрашивания специфичным для липидных капель зондом (Nile Red) в мицелии было обнаружено большое количество красных сфер (Fig. 2A). Липидные капельки (LD) занимали большую часть объема клеток, и подмножество их, казалось, слилось или появилось в почках (Fig. 2B, C).

[/attention]

В 192 ч (средняя стадия процесса старения) большая часть мицелия все еще оставалась неповрежденной. Однако некоторые ЛД в мицелии исчезли или стали меньше (обозначены синими стрелками на рис. 2D). Наблюдение TEM также подтвердило, что некоторые LD были сокращены.

Интересно, что митохондрии, по-видимому, агрегируют вокруг этих сокращенных LD (Fig. 2F). Тарнопольский и соавт . обнаружили, что митохондрии будут перемещаться к LD и более активно взаимодействовать с LD, когда запас энергии или содержание жирных кислот в клетках будет недостаточным 16 .

Хорошо известно, что когда запас энергии для клеток недостаточен, триацилглицеролы (TAG), хранящиеся в LD, могут быть гидролизованы с выделением жирных кислот, которые затем будут использоваться митохондриями для производства большего количества ATP 6 .

Взятые вместе, мы предположили, что, когда мицелий не имеет внешнего источника углерода и испытывает дефицит энергии, митохондрии будут перемещаться в непосредственной близости от LD, что будет способствовать митохондриальному использованию жирных кислот, хранящихся в TAG и, в конечном итоге, привести к к усадке LDs.

Флуоресцентные микроскопические и ПЭМ-снимки мицелия, собранного в конце обычного процесса ферментации (156 ч) ( AC ) и на средней стадии процесса старения (192 ч) ( D – F ). N, M и LD обозначали ядро, митохондрии и липидные капли соответственно.

Изображение в полном размере

Характеристика липидных капель

Согласно методу Динга и коллег 17, мы успешно изолировали ЛД в большом количестве как фракцию на вершине градиента плотности (рис. 3А). Изолированные ЛД оказались сферическими по структуре (рис. 3Б). После окрашивания липид-специфическим зондом Nile Red выделенные LD представляли собой красные шарики (Fig.

3C), что соответствовало литературе 17, 18 .

Кроме того, мы обнаружили, что в образцах липидов из изолированных ЛД было значительно выше доля нейтральных липидов и соответствующая меньшая доля полярных липидов, чем в общих образцах липидов из целых клеток, что дополнительно подтвердило удовлетворительную чистоту изолированных ЛД (рис. 3D).

Результаты SDS-PAGE показали, что белковый профиль LDs уникален и отличается от других клеточных фракций, включая общий мембранный, цитозольный и постъядерный супернатант (PNS), что дополнительно продемонстрировало, что выделенные LD были очищены до значительной степени. степень (рис. 3Е).

( A ) Внешний вид центрифугированного постъядерного супернатанта (PNS) невооруженным глазом; ( B ) световой микроскопии изображения изолированных ЛД; ( C ) изображение флуоресцентного микроскопа изолированных ЛД; ( D ) тонкослойная хроматография образцов липидов из целых клеток и LDs; ( E ) SDS-PAGE анализ белков из фракций PNS, LD, мембран и цитозолей.

Изображение в полном размере

Без меток количественное определение протеома липидных капель

Поскольку процент и концентрация ARA заметно увеличились на средней стадии процесса старения (192 ч) (Fig. 1B, C), в этот момент в клетках M. alpina должны были происходить значительные клеточные события.

Более того, в нашей другой работе мы обнаружили, что в конце процесса старения (240 ч) мицелий начал разлагаться и цитоплазма, по-видимому, вытекла 15 .

Таким образом, мы проанализировали протеом LD мицелия на средней стадии процесса старения (192 ч, группа старения) и сравнили его с таковым в конце регулярной ферментации (156 ч, контрольная группа).

[attention type=yellow]

После анализа LD-ассоциированных белков с помощью SDS-PAGE мы обнаружили, что электрофоретические полосы контрольной группы немного отличались от полос старения группы (например, полосы a, b, c, d, рис. 4A), что позволяет предположить, что Протеом LD, возможно, изменился во время старения.

[/attention]

Используя крупномасштабный метод протеомики без меток, 395 и 411 белков были обнаружены в протеомах LD из контрольной и стареющей группы соответственно. Топ-10 наиболее распространенных белков в протеоме M.

alpina LD были актин, фактор элонгации 1-альфа, бета-субъединица АТФ-синтазы, гистон H4, гистон H2B, цепь альфа-1C тубулина и белки, связанные с удлинением жирных кислот (рис. 4В, С). Как показано на рис. 5, LD-ассоциированные белки были далее разделены на десять групп по их функции или локализации.

Большая часть белков, ассоциированных с ЛД, до сих пор неизвестна из-за недостаточных усилий по исследованию белков нитчатых грибов. Также были идентифицированы белок, связанный с торговлей людьми и сигналом, что позволяет предположить, что ЛД являются ключевыми органеллами для передачи сигнала, а также для транспорта и транспорта липидов или белков.

Помимо нашей работы, в литературе также имеются сообщения о том, что ЛД содержат белки, которые способствуют участию ЛД в переносе пузырьков или мембран и межорганной коммуникации 19, 20 . Малые ГТФазы типа Rab являются основным классом белка этого типа 21 . Кроме того, эти белки также превращают ЛД в центры торговли жирными кислотами.

Например, во время аутофагии высвобождаемые жирные кислоты могут перемещаться через LD в качестве промежуточной станции перед входом в митохондрии для производства АТФ 22 . Рибосомные белки были также обнаружены в протеомах LD M. alpina и других видов 7, что позволяет предположить, что LD могут быть местом прямого синтеза белка.

Эта гипотеза была далее подтверждена тем фактом, что факторы, связанные с синтезом белка, укладкой белка и деградацией, были также обнаружены в протеоме LD. Кроме того, обогащение белков, участвующих в метаболизме липидов и других метаболических процессах (19% в группе старения и 19, 2% в контрольной группе), еще раз доказало, что ЛД в M.

alpina играют важную роль в клеточном метаболизме, что согласуется с наблюдениями за другие эукариотические ЛД 7, 9 . Кроме того, 23 и 22 митохондриально-связанные белки были также идентифицированы в стареющей и контрольной группах соответственно, что может быть связано с загрязнением, которое могло быть результатом структурных или функциональных взаимодействий между LD и митохондриями 23 .

( A ) SDS-PAGE анализ белков, связанных с липидными капельками, в контрольной группе и группе старения; ( B – C ) Топ-10 белков, ассоциированных с обильными липидными капельками, в контрольной ( B ) и стареющей группе ( C ).

Изображение в полном размере

Изображение в полном размере

Количественные изменения, индуцированные в протеоме липидных капель в процессе старения M. alpina

Основываясь на крупномасштабном методе сравнительной протеомики без меток и статистической фильтрации (кратное изменение> 2, р

Источник: https://ru.ovalengineering.com/role-lipid-droplets-mortierella-alpina-aging-revealed-integrative-subcellular-315693

Пироптоз клеток жировой ткани – InMode многофункциональная косметологическая платформа для салонов красоты и клиник

Липидные капли

Доктор Дайана Дункан рассказывает о технологии BodyFX и влиянии механизмов клеточной гибели на клинические результаты

Когда мы говорим о способах разрушения жировых клеток, мы, не задумываясь, используем такие термины, как некроз и апоптоз, поскольку это наиболее известные механизмы.

Здесь я бы хотела подчеркнуть важность понимания механизмов клеточной гибели.

Знание о том, как клетка умирает, и как этот механизм отмирания влияет на клинические результаты, является важным, но в некоторой степени игнорируемым исходным моментом.

Способы разрушения жира

До последнего времени было известно только о двух, совершенно противоположных, способах разрушения жира. Апоптоз – действительно тихая смерть клеток; когда наши клетки умирают для поддержания общей стабильной популяции клеток.

В человеческом организме каждую секунду апоптозу подвергаются около 100 000 клеток, поскольку наши клетки также делятся и проходят митоз. Баланс должен быть сохранен. Как известно, у эмбрионов имеются хвосты, и именно благодаря апоптозу клетки хвоста исчезают, не оставляя рубцов. Если бы не запрограммированная гибель клеток, мы были бы огромными.

[attention type=red]

В сущности, процесс апоптоза вообще не сопровождается воспалением, а при некрозе, наоборот, появляется сильнейшее воспаление, однако этот процесс также не является идеальным механизмом для уменьшения количества жира. Некроз вызывает мгновенную гибель пораженной клетки.

[/attention]

Клеточная мембрана разрывается, что ведет к выходу лизоцимов в окружающие ткани и разбуханию этих клеток. Этот процесс также называется «онкозом», поскольку использование термина «некроз» более корректно для обозначенич клетки, когда она мертва.

Некроз и апоптоз

Почему ни некроз, ни апоптоз не являются идеальным механизмом для контурирования лица, шеи или тела? При апоптозе отсутствует воспаление, а при некрозе требуется длительный восстановительный период вследствие появления отеков и гематом.

Желательно, чтобы воспаление было контролируемым, поскольку со временем тело утрачивает систему поддержки мягких тканей (Рис. 1). У 23-летних сосудисто-волокнистая сеть густая и прочная; она удерживает жировой слой и соединяет его с нижележащей фасцией и вышележащей кожей.

44-летние лишены около 50% этой опорной сети, из-за чего участки с жировыми отложениями становятся вялыми и отвисшими. К 60 годам 85% волокнистой ткани, связывающей между собой жировые клетки, разрушено. Когда мы используем термин «дряблость кожи», мы, на самом деле, говорим не только о коже, но и о жировой прослойке.

Потеря фиксации к подлежащей фасции, плюс утрата каркаса, связывающего жировую прослойку, приводят к обвисанию возрастной кожи и мягких тканей. Во многих случаях природа мягких тканей, на самом деле, важнее таковой кожи.

Рис.1: Жировая клетчатка в молодости имеет сильный сосудисто-волокнистый каркас. Ткань в среднем возрасте теряет часть связующей структурирующей ткани. Ткани в более зрелом возрасте сохраняют очень мало соединительной ткани, из-за чего мягкая ткань выглядит дряблой и отвисшей.

СМЕРТЬ КЛЕТОКАпоптоз – естественный непрерывный процесс в организме человека, при котором образование новых клеток, появляющихся в результате митоза, уравновешено программированной гибелью старых клеток.

Некроз является мгновенным, неожиданным и процессом, сопровождающимся выраженным воспалением, поэтому пациентов, которые проходят такие процедуры, вызывающие некроз, как  инъекционный липолиз, ожидают сильные отеки и гематомы.

Механизмы некроза и пиропоптоза являются провоспалительными. Один включает порообразование, а другой – нет. Для одного характерно сморщивание клеток, для другого – разрыв клеточной стенки.

Апоптоз и некроз не единственные механизмы гибели клеток; также существуют аутофагия, пироптоз, апоптоз, независимый от каспаз, валлеровское перерождение, ороговение и аноикоз.

Контурирование мягких тканей

Идеальная техника контурирования мягких тканей представляла бы собой что-то среднее между апоптозом – без воспаления – и некрозом без формирования рубцовой ткани.
Желательным результатом было бы восстановление юношеского сосудисто-волокнистого каркаса для жирового слоя.

Для этого нужны фрагментарные и довольно равномерно реагирующие слои завитков коллагена, рассеянные внутри жирового слоя.

Необходима многоуровневая восприимчивость, и такая ответная реакция должна быть контролируемой – больше фиброзного каркаса в одних участках, как например область второго подбородка и низ живота, и немного меньше в других, не склонных к отвисанию, как например, щеки или наружная часть бедер. Ответную реакцию только со стороны фиброзного каркаса можно вызвать с помощью насадки радиочастотного прибора типа Forma или Plus, которая скользит по коже.

Результаты и температура

Я провела исследование, в ходе которого изучила серию полученных при помощи сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) срезов жировой ткани, полученных после обработки прибором Forma при различных максимальных температурах: 40, 41, 42 и 43°С. Мы наблюдали за жировыми клетками сразу же после 8-недельной обработки, через месяц и затем через три месяца после прекращения процедур.

Нас интересовало два вопроса: первый – можно ли с помощью одних только РЧ разрушить жир? И второй – может ли воздействие более высоких температур, плохо переносимое пациентом, вызвать более  выраженную ответную реакцию со стороны тканей? На Рис.2 представлен ряд снимков СЭМ, демонстрирующих реакцию ткани на воздействие различных температур по прошествии времени.

Чем выше температура, тем сильнее временная деформация клеток. Согласно справочным данным, чтобы вызвать некроз жировых клеток, температура должна быть примерно 55°С. Чрескожно достичь такого уровня нагрева одним только наружным применением РЧ крайне сложно.

[attention type=green]

Интересно отметить, что при проведении процедур прибором Forma, через месяц и через три месяца все адипоциты восстановились, гибели жировых клеток не наблюдалось.

[/attention]

Рис. 2: Ответная реакция со стороны фиброзной ткани на воздействие различных температур через три месяца после наружного применения только РЧ насадки. Вся ткань имеет фиброзное и сосудистое прорастание.

Более сильная деформация клеток наблюдалась при 43 градусах.

Если целью является поддержка и моделирование ткани,то  лучше всего поддерживать температуру не выше 42 градусов, поскольку при более высокой температуре может разрушаться незначительное количество жира.

Вопреки мнению, что объемный нагрев, в особенности объемный нагрев радиоволнами, неэффективен, у меня есть доказательство того, что он работает. Хотя значимого изменения уровня фиброзного врастания в жировой слой в зависимости от уровня температуры, как предполагалось первоначально, не наблюдалось.

Нашей задачей было нагреть ткань как можно сильнее, однако даже при 40 градусах в обработанных участках наблюдалась выраженная тканевая реакция. Пациенты предпочитали не возвращаться для повторения болезненной процедуры.

Такие же хорошие клинические результаты можно получить при воздействии более низкой температуры и более длительном времени обработки.

Повторные измерения (ANCOVA) повторных процедурСреднее/СО до обработкиСреднее/СО через один месяцСреднее/СО через три месяца
УЗ @ 0 градусов2,63+/- 0,2831,74 +/- 0,2021,68 +/- 0,218
УЗ @ 90 градусов2,83 +/-0,1601,57 +/- 0,1641,55 +/- 0,188
УЗ @ 180 градусов2,60 +/- 0,2491,71 +/- 0,1841,76 +/- 0,204
УЗ @270 градусов2.82 +/- 0,2371,49 +/- 0,1501,57 +/- 0,179

* p=

Источник: https://invasive.ru/articles/piroptoz-kletok-zhirovoy-tkani/

Симбиотическая гипотеза происхождения митохондрий и хлоропластов

Липидные капли

На основании сходства бактерий с митохондриями и хлоропластами эукариотических клеток можно предположить, что митохондрии и хлоропласты произошли от бактерий, которые нашли себе «убежище» в более крупных гетеротрофных клетках эукариот.

Бактерии имели возможность использовать молекулярный кислород для окисления питательных веществ и использовать энергию света. Более крупные клетки ? хозяева использовали эти полезные свойства и имели с такими помощниками явное преимущество перед своими современниками.

Все ныне живущие эукариоты, за малым исключением, содержат митохондрии, а все автотрофные эукариоты содержат также хлоропласты. По-видимому, они были приобретены в результате независимых случаев симбиоза.

Более крупные клетки эукариот защищали свои симбиотические органеллы от неблагоприятных воздействий.

Этиопласты образуются у растений, выращиваемых в темноте, они имеются, например, у проростков, расположенных в почве, до их выхода на дневную поверхность.

Этиопласты занимают промежуточное положение между пропластидами и настоящими хлоропластами. Для них характерно хорошо развитое проламеллярное тело с кристаллической структурой. На свету этиопласты тут же превращаются в зрелые хлоропласты.

Хромопласты — это пигментированные окрашенные пластиды, но в отличие от хлоропластов, они не содержат хлорофиллов, а синтезируют и накапливают каротиноиды. Каротиноиды придают этим пластидам желтую, оранжевую и красную окраску.

При этом каротиноиды синтезируются не на поверхности внутренних мембран, а в строме хромопластов. Как правило, каротиноиды растворены в жирных маслах пластоглобул. Внутренняя мембранная система у хромопластов либо не развита, либо деградировала.

Форма хромопластов весьма разнообразна. Они придают яркую окраску лепесткам цветов, зрелым плодам. Это имеет явное приспособительное значение.

Хромопласты обычно возникают из хлоропластов, реже из лейкопластов. По целому ряду признаков их можно назвать стареющими пластидами. Старение хлоропластов происходит, например, при созревании фруктов.

Массовое старение хлоропластов наблюдается при пожелтении листьев осенью.

Митохондрии

Как и хлоропласты, митохондрии окружены двумя элементарными мембранами, каждая толщиной 5 — 6 нм. Внутренняя мембрана образует множество складок и выступов, называемых кристами. Кристы значительно увеличивают внутреннюю поверхность митохондрии.

Внутреннее содержимое митохондрий называется матриксом.
Митохондрии обычно мельче, чем пластиды, имеют около половины (0,5 мкм) в диаметре и очень разнообразны по форме и величине.

Они могут быть округлыми, вытянутыми, гантелевидными, неправильной формы.

В митохондриях осуществляется процесс дыхания, в результате которого органические молекулы расщепляются с высвобождением энергии. Энергия идет на восстановление АТФ (АДФ — АТФ). АТФ ? основной резерв энергии всех эукариотических клеток.
Поскольку в митохондриях накапливается энергия, их называют энергетическими станциями клетки.

Большинство растительных клеток содержит сотни и тысячи митохондрий, хотя их количество заметно варьирует и определяется потребностью клетки в АТФ.
С помощью прерывистой съемки можно увидеть, что митохондрии находятся в постоянном движении. Они поворачиваются, изгибаются, перемещаются из одной части клетки в другую, а, кроме того, сливаются друг с другом и делятся простым делением.

Митохондрии обычно собираются и накапливаются там, где нужна энергия.
Митохондрии, подобно пластидам, являются полуавтономными органеллами. Они содержат компоненты, необходимые для синтеза собственных белков.

Рибосомы

Основной функцией рибосом является трансляция, то есть синтез белков. На фотографиях, полученных с помощью электронного микроскопа, они выглядят округлыми тельцами диаметром 20 — 30 нм.

Рибосомы содержат примерно равные количества РНК и белка.
Каждая рибосома состоит из 2-х субъединиц неравных размеров, формы и строения. Субъединицы рибосом обозначают по величине коэффициентов седиментации (то есть осаждения при центрифугировании).

[attention type=yellow]

В цитоплазме локализованы 80 S рибосомы, состоящие из 40 S и 60 S субъединиц.
В хлоропластах содержатся 70 S рибосомы, в митохондриях 80 S, но отличающиеся от цитоплазматических.

[/attention]

По-видимому, малая субъединица располагается поверх большой так, что между частицами сохраняется пространство («туннель»). Туннель используется для размещения м — РНК во время белкового синтеза.

Полисомы

Во время синтеза белка одну молекулу м — РНК могут транспортировать несколько рибосом. Рибосомы, связанные с одной молекулой м — РНК, образуют полирибосому или полисому.

Полисомы могут находиться в свободном состоянии в цитоплазме, либо могут быть связаны с мембранами эндоплазматической сети, или с наружной мембраной ядерной оболочки. Размер полисом определяется длиной молекул м — РНК.

Лизосомы

Лизосомы были открыты в клетках печени животных и затем обнаружены у растений.
Эти органоиды диаметром около 1 мкм ограничены одинарной мембраной и содержат набор гидролитических ферментов.

Мембрана лизосом полностью предотвращает выход ферментов из органоидов. Мембраны способствуют также поддержанию оптимальных условий для действия ферментов в лизосоме ? формируют кислую среду.

Лизосомы формируются в специализированных участках гладкого эндоплазматического ретикулума.

Лизосомы осуществляют:

  • деградацию (разрушение) участков цитоплазмы собственной клетки
  • гидролиз запасных веществ.

В растительных клетках определение лизосом затруднено, поскольку лизосомные функции выполняет вакуолярная система. Многие исследователи склонны даже не различать эти органоиды и считают, что специализированные вакуоли по переваривающей активности сравнимы с лизосомами животных.

Микротела

Микротела у растений были выявлены совсем недавно в 1958 г с помощью электронного микроскопа. Это тельца округлой формы 0,2 — 1,5 мкм в поперечнике, ограниченные элементарной мембраной.

В некоторых микротелах обнаруживается белковый кристаллоид, представляющий собой гексагонально расположенные трубочки диаметром около 6 нм.

Число микротел в различных клетках неодинаково, но чаще чуть меньше или равно количеству митохондрий. Предполагается, что микротела являются производными эндоплазматического ретикулума.

В клетках растений выявлены 2 основных типа микротел с идентичной структурой, но выполняющие различные физиологические функции:

Пероксисомы многочисленны в клетках листьев, где они тесно связаны с хлоропластами. В них происходят реакции светового дыхания ? поглощение О2 и выделение СО2 на свету, то есть процесс, противоположный световым реакциям фотосинтеза.

Глиоксисомы возникают при прорастании семян и участвуют в превращении жирных масел эндосперма в сахара.

Липидные капли

Липидные капли — это структуры сферической формы, содержащие липиды, размером около 0,5 мкм.

Похожие, но более мелкие капли пластоглобулы встречаются в пластидах.
Липидные капли первоначально принимали за органеллы и называли сферосомами (за идеально округлую форму). Считалось, что они окружены двуслойной или однослойной мембраной. Однако последние данные показывают, что у липидных капель нет мембраны, но они могут быть покрыты белком.

Микротрубочки

Микротрубочки обнаружены практически во всех эукариотических клетках, это тонкие цилиндрические структуры диаметром около 24 нм. Длина их варьируется. Каждая микротрубочка состоит из субъединиц белка ? тубулина. Субъединицы образуют 13 продольных нитей, окружающих центральную полость.

Микротрубочки представляют собой динамические структуры, они регулярно разрушаются и образуются вновь на определенных стадиях клеточного цикла.

У микротрубочек много функций. Одна из наиболее важных — это участие в формировании клеточной оболочки.

По-видимому, микротрубочки контролируют и ориентируют упаковку целлюлозных микрофибрилл.

Микрофиламенты

Микрофиламенты, подобно микротрубочкам, найдены практически во всех эукариотических клетках. Они представляют собой длинные нити толщиной 5 — 7 нм, состоящие из сократительного белка актина. Пучки микрофиламентов играют ведущую роль в токах цитоплазмы.

Микрофиламенты вместе с микротрубочками образуют гибкую сеть, называемую цитоскелетом.

Основное вещество — гиалоплазма

Еще недавно основное вещество клетки считали гомогенным и бесструктурным гелем. Однако последние исследования показали, что основное вещество обладает сложной структурой.

Под электронным микроскопом было обнаружено, что основное вещество представляет собой трехмерную решетку, построенную из тонких (диаметром 3 — 6 нм) тяжей, заполняющих всю клетку.

Другие компоненты цитоплазмы, в том числе микротрубочки и микрофиламенты, подвешены на этой микротрабекулярной решетке.

Микротрабекулярная решетка делит клетку на 2 фазы:

  • богатые белком тяжи решетки
  • богатое водой пространство между тяжами.

Вместе с водой решетка имеет консистенцию геля.

Микротрабекулярная решетка осуществляет связь между отдельными частями клетки и направляет внутриклеточный транспорт.

Эргастические вещества или включения

Эргастические вещества — это пассивные продукты метаболизма: запасные вещества или отходы. Обычно они представлены в форме разнообразных кристаллоподобных включений.

К образованию включений приводит избыточное накопление некоторых веществ, по тем или иным причинам выключаемых из обмена и выпадающих в осадок.

К эргастическим веществам относятся крахмальные зерна, кристаллы, зерна белка, липидные капли, смолы и др.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://www.AgroJour.ru/nauka/botanika/simbioticheskaya-gipoteza-proiskhozhdeniya-mitokhondrijj-i-khloroplastov.html

Клеточные включения

Липидные капли

Включения — временные компоненты цитоплазмы, то возникающие, тоисчезающие. Как правило, они содержатся в клетках на определенных этапахжизненного цикла. Специфика включений зависит от специфики соответствующихклеток тканей и органов. Включения встречаются преимущественно в растительныхклетках. Они могут возникать в гиалоплазме, различных органеллах, реже в клеточнойстенке.

В функциональном отношении включения представляют собой:

  • либо временно выведенные из обмена веществклетки соединения (запасные вещества — крахмальные зерна, липидные капли иотложения белков);
  • либоконечные продукты обмена (кристаллы некоторых веществ).

Крахмальные зерна

Это наиболее распространенные включения растительных клеток.Крахмал запасается у растений исключительно в виде крахмальных зерен.

Они образуются только в строме пластид живых клеток. В процессефотосинтеза в зеленых листьях образуется ассимиляционный,или первичный крахмал.

Ассимиляционный крахмал в листьях не накапливается и, быстро гидролизуясь до сахаров,оттекает в части растения, в которых происходит его накопление. Там он вновьпревращается в крахмал, который называют вторичным.

[attention type=red]

Вторичный крахмал образуется и непосредственно в клубнях, корневищах, семенах,то есть там, где он откладывается в запас. Тогда его называют запасным. Лейкопласты, накапливающиекрахмал, называют амилопластами.

[/attention]

Особенно богаты крахмалом семена, подземные побеги (клубни,луковицы, корневища), паренхима проводящих тканей корней и стеблей древесныхрастений.

Встречаются практически во всех растительных клетках. Наиболеебогаты ими семена и плоды. Жирные масла в виде липидных капель — вторая позначению (после крахмала) форма запасных питательных веществ. Семена некоторыхрастений (подсолнечник, хлопчатник и т.д.) могут накапливать до 40% масла отмассы сухого вещества.

Липидные капли, как правило, накапливаются непосредственно вгиалоплазме. Они представляют собой сферические тела обычно субмикроскопическогоразмера.

Липидные капли могут накапливаться и в лейкопластах, которые называютэлайопластами.

Белковые включения образуются в различных органеллах клетки в видеаморфных или кристаллических отложений разнообразной формы и строения.

Наиболеечасто кристаллы можно встретить в ядре — в нуклеоплазме, иногда вперинуклеарном пространстве, реже в гиалоплазме, строме пластид, в расширенияхцистерн ЭПР, матриксе пероксисом и митохондриях. В вакуолях встречаются каккристаллические, так и аморфные белковые включения.

В наибольшем количествекристаллы белка встречаются в запасающих клетках сухих семян в виде такназываемых алейроновых зерен или белковых телец.

Запасные белки синтезируются рибосомами во время развития семени иоткладываются в вакуоли. При созревании семян, сопровождающемся их обезвоживанием,белковые вакуоли высыхают, и белок кристаллизуется. В результате этого в зреломсухом семени белковые вакуоли превращаются в белковые тельца (алейроновыезерна).

[attention type=green]

Включения, образующиеся в вакуолях, как правило, клеток листьев иликоры. Это либо одиночные кристаллы, либо группы кристаллов разнообразной формы.

[/attention]

Представляют собой конечные продукты жизнедеятельности клеток,образующиеся как приспособление для вывода из обмена веществ излишков кальция.

Кроме оксалата кальция, в клетках могутнакапливаться кристаллы карбоната кальция и кремнезема.

Включения.

В цитоплазме бактериальной клетки встречаются разные включения, играющие роль запасных питательных веществ гранулеза, гликоген и другие полисахариды, жир, гранулы полифосфатов, или волютиновые гранулы, сера.

Количество жира может достигать у некоторых микробов 50% к сухой массе. Содержащиеся в клеточном соке соли обусловливают осмотическое давление, достигающее у бактерий обычно 3—6, а в некоторых случаях до 30 атм.

Крахмал встречается в растениях, для которых он является запасным питательным веществом. Крахмал является главным запасным питательным веществом растений. По составу он неоднороден и представляет собой смесь нескольких полисахаридов.

 Крахмал — одно из самых распространенных веществ в растительном мире. Он содержится в семенах, зернах, тканях и корнях различных растений. Особенно много его в клубнях картофеля (около 20%) и в зернах злаков (до 70—80%). Это— запасное питательное вещество растений.

Крахмал — продукт усвоения двуокиси углерода и воды.

Инулин ( jHioOs) ., подобно крахмалу, служит запасным питательным веществомнекоторых растений, но не имеет такого широкого распространения, как крахмал.

[attention type=yellow]

Он встречается в клубнях георгин (10—12%), в корнях цикория (10%), в артишоках, в нарциссах и во многих других растениях.
Гликоген ( aHioO ) играет в животном организме такую же роль запасного питательного вещества, как и крахмал в растениях.

[/attention]

Он отлагается главным образом в печени (до 10%), содержится также в мускулах. Гликоген является запасным питательным веществом дрожжей. 

Эти соединения, чрезвычайно широко распространенные в животном и особенно растительном мире, встречаются в очень больших количествах и играют роль либо запасных питательных веществ, либо строительного материала организма.

К первой группе относятся крахмал, гликоген, инулин, резервная клетчатка (лихенин) во второй группе самой важной является обыкновенная клетчатка (целлюлоза).

 Отдельные вещества, например некоторые маннаны и галактаны, занимают промежуточное положение между этими группами и могут выполнять обе функции.

Включения.

В цитоплазме бактериальной клетки встречаются разные включения, играющие роль запасных питательных веществ гранулеза, гликоген и другие полисахариды, жир, гранулы полифосфатов, или волютиновые гранулы, сера.

Количество жира может достигать у некоторых микробов 50% к сухой массе. Содержащиеся вклеточном соке соли обусловливают осмотическое давление, достигающее у бактерий обычно 3—6, а в некоторых случаях до 30 атм

“,”author”:”Автор: Наталья Дьячкова”,”date_published”:”2020-09-02T12:31:00.000Z”,”lead_image_url”:”http://4.bp.blogspot.com/-2ctulmz_FMQ/VmiNHxTo1GI/AAAAAAAAFo0/gK3d5lKhEb0/w1200-h630-p-k-no-nu/bio-6-ostap-ukr-34.jpg”,”dek”:null,”next_page_url”:null,”url”:”http://dya4ckova.blogspot.com/2015/10/blog-post_16.html”,”domain”:”dya4ckova.blogspot.com”,”excerpt”:”Включения — временные компоненты цитоплазмы, то возникающие, то исчезающие. Как правило, они содержатся в клетках на определенных этапа…”,”word_count”:740,”direction”:”ltr”,”total_pages”:1,”rendered_pages”:1}

Источник: http://dya4ckova.blogspot.com/2015/10/blog-post_16.html

Клеточные включения: строение и функции, медицинское и биологическое значение

Липидные капли

Вместе с мембранными и немембранными органеллами в цитоплазме находятся клеточные включения, которые являются непостоянными элементами клетки. Они появляются и исчезают на протяжении ее жизненного цикла.

Что относится к клеточным включениям, какова их роль в клетке?

По сути включения — это продукты метаболизма, способные накапливаться в виде гранул, зерен или капель с разной химической структурой. Редко могут встречаться в ядре.

Формируются они в основном в пластинчатом комплексе и в эндоплазматическом ретикулуме. Часть — результат неполного переваривания (гемосидерин).

Процесс расщепления и удаления зависит от происхождения. Секреторные включения выводятся через протоки, углеводные и липидные — расщепляются под действием ферментов, меланин разрушается клетками Лангерганса.

Классификация клеточных включений:

  • Трофические (крахмал, гликоген, липиды);
  • секреторные (включения поджелудочной железы, эндокринных органов);
  • экскреторные (гранулы мочевой кислоты);
  • пигментные (меланин, билирубин);
  • случайные (медикаменты, кремний);
  • минеральные (соли кальция).

Строение и функции

Жировые включения часто накапливаются в цитоплазме, как небольшие капли. Они характерны для одноклеточных, к примеру, инфузорий. У высших животных липидные капли находятся в жировой ткани. Чрезмерное накопление жировых включений приводит к патологическим изменениям в органах, к примеру, вызывает жировую дистрофию печени.

Полисахаридные имеют гранулярное строение различной формы и размеров. Наибольшие их скопления располагаются в клетках поперечнополосатой мускулатуры и печеночной ткани.

Разновидности включений

Включения белка встречаются не часто, главным образом являются питательным веществом в яйцеклетках (при микроскопическом исследовании можно увидеть разного рода пластинки, палочки).

Пигмент липофусцин — это включения желтого или коричневого цвета, которые скапливаются в клетках в процессе жизнедеятельности. Пигмент гемоглобин входит в состав эритроцитов крови. Родопсин — делает палочки сетчатки глаза чувствительными к свету.

Строение и функции клеточных включений
ГруппаХарактеристика
ТрофическиеСюда относят белки, жиры и углеводы. В клетках животных, особенно в печени и мышечных волокнах, находится гликоген. При нагрузках и потреблении большого количества энергии он используется в первую очередь. У растений накапливается крахмал, как основной источник питания.
ЭкскреторныеЭто продукты метаболизма клетки, которые не были из нее удалены. Сюда также относят чужеродных агентов, проникших во внутриклеточное пространство. Такие включения поглощаются и перерабатываются лизосомами.
СекреторныеИх синтез идет в специальных клетках, а после они выводятся наружу через протоки или с током лимфы и крови. К секреторной группе относятся гормоны.
ПигментныеИногда представлены продуктами обмена: гранулы липофусцина или скопления гемосидерина. Находятся в меланоцитах, клетках имеющих окрас. Выполняют защитную функцию, предотвращая действие солнечных лучей. У простейших видов меланоциты находятся во многих органах, что придает животным различную окраску. У человека основная масса пигментных клеток находится в эпидермисе, часть в радужке глаза.
СлучайныеВстречаются в клетках, способных к фагоцитозу. Захваченные бактерии, которые плохо перевариваются, остаются в цитоплазме в виде гранул.
МинеральныеСюда относятся соли Ca, которые откладываются при снижении активной деятельности органа. Нарушение метаболизма иона приводит также к накоплению солей в матриксе митохондрий.

Биологическое и медицинское значение клеточных включений

Избыточное скопление включений может привести к развитию серьезных патологий, которые принято называть болезнями накопления. Формирование заболевания связано со снижением активности лизосомальных ферментов и чрезмерным поступлением каких-либо веществ (жировое перерождение печени, гликогенозмышечной ткани).

Например, развитие наследственной болезни Помпе обусловлено дефицитом фермента кислая мальтаза, как следствие в клетках накаливается гликоген, что ведет к дистрофии нервной и мышечной ткани.

Скапливаться в цитоплазме могут свойственные для клетки вещества, а также чужеродные, которые в норме не встречаются (амилоидоз почек). Во время старения организма во всех клетках накапливается липофусцин, который служит маркером функциональной неполноценности клеток.

Чем отличаются органоиды от клеточных включений?

Органоиды — это постоянные структурные элементы клетки, необходимые для стабильной работы и жизнедеятельности.

Включения — это компоненты клетки, которые могут появляться и исчезать на протяжении ее жизни.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (8 4,88 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/kletochnye-vklyucheniya-stroenie-i-funkcii-medicinskoe-i-biologicheskoe-znachenie/

Медик
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: