СУБКЛЕТОЧНАЯ МОРФОЛОГИЯ КЛЕТОК, СЕКРЕТИРУЮЩИХ БЕЛКОВЫЕ ГОРМОНЫ
В значительной мере благодаря работам Palade и сотр. [3] было получено много сведений относительно морфологии путей используемых клеткой,. синтезирующей белки на экспорт. Некоторые субклеточные морфологические особенности свойственны различным белоксекретирующим клеткам. Такие клетки содержат множество окруженных мембранами органелл: эндоплазматический ретикулум, пластинчатые комплексы (аппараты Гольджи) и варьирующее число секреторных гранул (рис. 3—2, 3—3). Белки, предназначенные для секреции, попадают в эти субклеточные органеллы и транспортируются в них.
Рис. 3—3. Схема субклеточного транспорта и секреторного пути в белоксекретирующей клетке.
I — синтез белка на полирибосомах, прикрепленных к эндоплазматическому ретикулуму, и направленный выход через мембрану в цистернальное пространство: II— образование челночных пузырьков (переходные элементы) из эндоплазматического ретикулума, сменяемое их транспортом и включением в пластинчатый комплекс (ПК); III — образование секреторных гранул в ПК; IV — транспорт секреторных гранул к плазматической мембране, слияние с плазматической мембраной и экзопигоз, приводящий к выделению содержимого гранул во внеклеточное пространство. Можно видеть, что секреция способна осуществляться путем транспорта секреторных пузырьков, а также незрелых и зрелых гранул. Некоторые гранулы захватываются лизосомами и разрушаются (кринофагия). ШЭР — шероховатый эндоплазматический ретикулум; ГЭР — гладкий эндоплазматический ретикулум.
Секретируемые белки синтезируются на шероховатом эндоплазматическом ретикулуме (ШЭР), состоящем из полирибосом, прикрепленных к сложно устроенным мембранным мешочкам, содержащим цистерны. Вновь синтезированные белки быстро получают доступ в цистерны за счет транспорта через двойной слой липидов мембраны. По цистернам эндоплазматического ретикулума белки транспортируются в пластинчатый комплекс либо путем прямого переноса через цистерны, которые продолжаются в мембранные каналы пластинчатого комплекса, либо с помощью совершающих челночные движения пузырьков, называемых переходными элементами (см. рис. 3—3). Разные секреторные клетки, по-видимому, преимущественно используют тот или другой механизм транспорта белка из ШЭР в пластинчатый комплекс. В комплексе происходит упаковка белков в секреторные пузырьки и/или секреторные гранулы. Окруженные мембраной секреторные пузырьки отпочковываются от пластинчатого комплекса в виде незрелых гранул, подвергающихся по мере уплотнения белкового содержимого созреванию. Высвобождение белка во внеклеточное пространство происходит путем миграции секреторных гранул на периферию клетки и слияния мембраны, покрывающей гранулы, с плазматической мембраной (экзоцитоз), что и приводит к выходу белков из клетки.
Хотя это окончательно и не доказано, но некоторые биологи считают, что секреция белковых гормонов может происходить также путем внутриклеточного транспорта и высвобождения белков, содержащихся в секреторных пузырьках и незрелых секреторных гранулах (см. рис. 3—3) [3L Если такие альтернативные-пути секреции действительно существуют в дополнение к механизму образования и экзоцитоза зрелых гранул, то возникает возможность того, что разные внеклеточные стимулирующие факторы отличаются друг от друга своей сравнительной эффективностью в отношении модуляции секреции гормона тем или иным путем. Например, можно было бы предположить, что секреция инсулина, вызываемая глюкозой, с одной стороны, и кальцием или b-адренергическими агонистами — с другой, осуществляется различными секреторными путями, или что часть секреции паратиреоидного гормона, не подавляемая повышенным уровнем внеклеточного кальция, высвобождается путем, морфологически отличающимся от кальцийчувствительного пути.