Поверхностный аппарат клетки. Методические указания.. Михеев в. С

• Название: Михеев в. С
• Анкор: Поверхностный аппарат клетки. Методические указания..doc
• Дата: 25.04.2017
• Размер: 0.92 Mb.
• Имя файла: Поверхностный аппарат клетки. Методические указания..doc
• Тип: Реферат; #4868
• Категория: Биология. Ветеринария. Сельское хозяйство
• страница: 10 из 18

Наличие глюкозы во вторичной моче, глюкозурия, является след­ствием гипергликемии и служит диагностическим признаком сахар­ного диабета. Глюкозурия может транзитно наблюдаться и у здоровых людей, если концентрация глюкозы в венозной крови дос­тигает 2 мг/мл. Этот уровень обозначают как почечный порог для глюкозы.

Причиной глюкозурии может быть не только гипергликемия, но и нарушения реабсорбции глюкозы. В частности, ее вторичный AT в почечных канальцах может быть подавлен некоторыми химически­ми веществами, например, флоридзином.

Известны и наследственные нарушения реабсорбции глюкозы, врожденная глюкозурия. При этом заболевании человек является предрасположенным к гипогликемии из-за хронической потери глю­козы, выводящейся с вторичной мочой. Соответственно, такие боль­ные должны получать с пищей достаточное количество углеводов для предотвращения развития гипогликемии.

Аналогичная система почечной реабсорбции существует и для амино­кислот. Известно 7 различных систем вторичного AT аминокислот, рабо­тающих на основе симпорта с ионами Na⁺. При этом один и тот же переносчик способен транспортировать разные аминокислоты, имеющие сходную пространственную конфигурацию.

В частности, имеется Nа⁺-симпортер для кислых аминокислот (глутаминовой и аспарагиновой), для основных аминокислот (аргинина, лизина и орнитина) и 5 разных переносчи­ков нейтральных аминокислот: цистина и цистеина; пролина, оксипролина и глицина, глицина; фенилаланина, лейцина, изолейцина, триптофана и метионина; таурина, β-аланина и γ-аминомасляной кислоты (ГАМК).

Наследственные дефекты структуры и функции таких симпорте-ров приводят к аминоацидурии (наличию аминокислот во вторичной моче). Примером такой наследственной болезни является цистинурия, причиной которой является нарушение вторичного AT цистеина и ряда других аминокислот. Особенность этой аминоацидурии за­ключается в том, что на фоне повышенной концентрации цистеина в моче развивается нефролитиаз - формирование цистеиновых "кам­ней" в почках. Это приводит к серьезным нарушениям функций мочевыделительной системы. В частности, характерным симптомом цистинурии (нефролитиаза) является гематурия (моча с кровью).

Сопряженный транспорт (копорт) может осуществляться в виде пер­вичного AT, т.е. с помощью насосов-АТФаз. Таким активным переносчи­ком является Nа/К -насос (Na/К -АТФаза), который функционирует, транспортируя ионы Na⁺ и К⁺ в противоположных направлениях и против градиентов их концентраций. С этой точки зрения, Na⁺/К⁺-АТФаза осуще­ствляет первичный активный антипорт Na⁺ и К⁺.

Na⁺/K⁺-нacoc является универсальным трансмембраиным (интегральным) компонен­том нлазмалеммы практически всех эукариотических клеток. Он представляет собой слож­ную белковую структуру, активную в комплексе с молекулами холестерола и фосфатидилсерина. В составе насоса обнаруживают 3 разных белковых субъединицы (α , β и γ), по 2-4 субъсдиницы каждого тина.

АТФазной активностью обладает цитоплазматический домен β-субъединицы, транс­мембранный домен которой формирует канальную систему для транспорта Na⁺и К. Струк­тура и локализация β-субъединицы в БЛС таковы, что гидролиз АТФ ее цитоплазматическим доменом приводит к AT Na из клетки, а К⁺ - в клетку.

При этом на один рабочий цикл (одну молекулу АТФ) выводится 3 иона Na⁺ и вводит­ся 2 иона К⁺, т.е. данный насос является электрогенным. Таким образом, работа β-субъединицы не только формирует два разнонаправленных градиента ионов (Na⁺ больше во внеклеточной среде, К⁺ - в гиалоплазме), но и приводит к поляризации плазмалеммы (избы­ток катионов с ее наружной стороны).

Созданный насосом электрохимический градиент Na используется клетками для вто­ричного AT или создания потенциала действия (возбуждения) в нервных и мышечных клетках. Скорость работы насоса может достигать 100000 циклов/мин.

Как оказалось, α - и γ-субъединицы насоса не имеют отношения к активному антипорту Na⁺ и К⁺. Взаимодействуя между собой и с β-субъединицей, они формируют канальные системы, через которые в клетку транспортируются глюкоза и аминокислоты. Эта система активируется изменением конформации β -субъединицы, те. при AT ионов Na⁺ и К⁺, сопря­женном с гидролизом АТФ.

Интенсивность работы Na/К-насоса может быть изменена дей­ствием определенных химических веществ, и эту особенность ис­пользуют в медицинской практике. Так, для усиления сердечных сокращений (сократительной функции кардиомиоцитов) используют сердечные гликозиды (например, препараты растения наперстянки), которые подавляют активность Na/К-насоса.

Ингибирование насоса вызывает гипополяризацию плазмалеммы кардиомиоцитов и, в свою очередь, накопление в них ионов Са, используемых для сокращения клеток сердечной мышцы. Однако препараты наперстянки одновременно нарушают функции желудоч­но-кишечного тракта и органа зрения.

Действие ряда анестетиков, используемых при хирургических операциях для обезболивания и наркоза, основано на том, что они, встраиваясь в билипидный слой плазмалеммы нейронов, усиливают интенсивность работы Na⁺/K⁺-Hacoca. Это приводит к гиперполяриза­ции плазмалеммы и, как следствие, блоку возникновения и проведе­ния болевых нервных импульсов.

Известны наследственные болезни, причина которых - измене­ние активности Na/K-АТФазы. Овалоцитарная анемия, или овалоцитоз, обусловлена усиленной активностью насоса, число единиц которого в эритроцитах достигает 600. Дефицит ионов Na⁺ в эритро­цитах вызывает СТ молекул воды в плазму крови, в результате чего эритроциты изменяют свою форму - становятся овальными.

При некоторых наследственных формах ожирения обнаружива­ется пониженная активность Na⁺/K⁺-нacoca. Одним из объяснений этой корреляции является то, что для работы насоса требуется большое количество молекул АТФ (около 30% всей клеточной АТФ). Если насос работает постоянно с меньшей интенсивностью, затраты АТФ существенно снижаются. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению масштабов энергетического обмена в клетках и воз­никновению избытка глюкозы в организме. Одним из способов ути­лизации этого избытка является трансформация глюкозы в жиры, которые депонируются в клетках жировой ткани, вызывая симпто­мы ожирения.

Кроме антипортных АТФаз существуют и пассивные антипортные переносчики. Такой вид сопряженного транспорта осуществляет, напри­мер, анионный переносчик, или капнофорин, обнаруживаемый в большом количестве в мембране эритроцитов. Данный переносчик способен к ПТ ионов Сl^-, НСО₃^-, НРО₄^2- и SO₂^2-, однако наибольшую специфичность он проявляет в отношении антипорта Сl^- и НСО₃^-. Огромное количество мо­лекул капнофорина в плазмалемме эритроцитов обусловлено тем, что они обеспечивают эффективный транспорт диоксида углерода.

Капнофорин представляет собой крупный (порядка 96 кДа) полипептид, включающий несколько грансмембранных альфа-спиральных участков, формирующих анионный канал. Цитоплазматический домен переносчика имеет центры связывания с белками цитоскелета, гемоглобином и ферментами гликолиза. Наружный домен капнофорина гликозилирован - содержит углеводные компоненты, которые являются антигенными детерминантами не­скольких систем групп крови В мембране эритроцитов анионный переносчик представлен в виде гомодимеров, количество которых составляет около 50 тыс., причем каждый протомер димера обладает способностью к антипорту анионов со скоростью до 50000 циклов в секунду.

Образовавшийся в тканях диоксид углерода очень быстро (3-4 мс) диффундирует в плазму крови и путем СТ проникает в эритроциты. Толь­ко 8% молекул газа транспортируется к легким в растворенном виде плазмой крови. Поступивший в эритроциты диоксид углерода частично связывается молекулами гемоглобина и транспортируется к легким в свя­занной форме. Основное количество газа (80%) превращается в анион НСО₃ (гидрокарбонат-анион).

В эритроцитах содержится фермент карбоангидраза, который катализирует реакцию взаимодействия диоксида углерода с молекулами воды, в результате чего образуется уголь­ная кислота (СО₂ + Н₂О -> Н₂СО₃). Угольная кислота в водном растворе ершу диссоцииру­ет на протон и гидрокарбонат-анион (Н₂СОз -> Н⁺ + НСОз^-). Образующиеся протоны взаимодействуют с молекулами оксигемоглобина, способствуя диссоциации от него кисло­рода, после чего кислород диффундирует в плазму крови и ткани. Таким образом, диссо­циация угольной кислоты и протонирование гемоглобина приводят к увеличению концентрации иона НСОз^- в гиалоплазме эритроцитов.

Накапливающиеся в эритроците гидрокарбонат-анионы быстро выво­дятся по градиенту концентрации в плазму крови с помощью капнофори­на. Этот антипортер фактически обменивает каждый гидрокарбонат-анион на анион Сl, так как концентрация Сl в плазме крови выше, чем в гиалоплазме эритроцитов. Анионы НСО₃^- транспортируются плазмой крови в легочные капилляры, где вновь с помощью капнофорина попада­ют в эритроциты, обмениваясь на ионы Сl, где на основе обратной реак­ции трансформируются в диоксид углерода.

Появление в эритроцитах гидрокарбонат-аниона приводит к депротонированию гемолобина, после чего он приобретает способность присоединять молекулы кислорода, пре­вращаясь в оксигемоглобин. Освободившиеся протоны взаимодействуют с НСОз^-, в результате чего образуется угольная кислота, которая с помощью той же карбоангидразы расщепляется на молекулы воды и диоксида углерода.

Диоксид углерода свободно диффундирует через БЛС плазмалеммы эритроцитов в плазму крови, откуда через стенки легочных капилляров и альвеол (легочных пузырьков) поступает в легкие и удаляется при выдохе. Таким образом, в легочных капиллярах протекают процессы, обратные происходящим в тканевых капиллярах, что обеспечивается обратимостью Функционирования анионного антипортера капнофорина и эритроцитарного фермента карбоангидразы.

Карбоангидраза представлена и в плазмалемме эпителиальных клеток легочных капил­ляров, так что превращение НСОз^- в СO₂ может осуществляться и без транспорта гидрокар­бонат-аниона в эритроциты - непосредственно в плазме крови, проходящей через капилляры легких.

СТ, ПТ и AT подвержены частицы и молекулы малых и средних раз­меров. При этом СТ и ПТ осуществляются по законам диффузии - проте­кают «по градиенту концентрации». Благодаря этому, эти два вида транспорта часто объединяют общим названием «пассивный транспорт», подразделяя его на простую диффузию и облегченную диффузию. AT не подчиняется законам диффузии, протекая «против градиента концентра­ции», и поэтому требует энергетических затрат со стороны клетки. Рас­смотренные механизмы транспорта не могут обеспечить поступление в клетку или вывод из нее крупных органических соединений, макромоле­кул типа биополимеров, не говоря о более сложных, надмолекулярных структурах. Эта проблема решается с помощью принципиально иного вида транспорта, осуществляемого ПА клетки.

Транспорт в мембранной упаковке, или цитоз, характеризуется тем, что на определенных его стадиях транспортируемые вещества нахо­дятся внутри мембранных пузырьков, т.е. окружены мембраной, имеют мембранную упаковку. По направлению транспорта в отношении клетки, различают 3 вида цитоза: эндоцитоз (транспорт в клетку), экзоцитоз (транспорт из клетки) и трансцитоз, или диацитоз (транспорт через клетку).

Эндоцитоз может осуществляться различными механизмами, в связи с чем выделяют 3 его варианта: фагоцитоз, макропиноцитоз и микропиноцитоз. При данных вариантах эндоцитоза транспортируемое вещество при поступлении в клетку окружается участком плазмалеммы и оказыва­ется в цитоплазме внутри мембранного пузырька.

Фагоцитозу подвергаются крупные молекулы и частицы, размер ко­торых составляет 1 мкм и более. В результате фагоцитоза формируется мембранный пузырек с транспортируемой частицей, который называют фагосомой. Образование фагосомы является сложным процессом, тре­бующим затрат энергии со стороны клетки - при дефиците АТФ в клетке фагоцитоз не осуществляется.

Фагоцитоз представляет собой вид индуцируемого транспорта, зави­сящий от взаимодействия фагоцитируемой частицы с определенными компонентами ПА клетки. Такое специфическое взаимодействие (узнавание) - обеспечивается наличием в составе ПА клетки набора опре­деленных интегральных белков или гликопротеинов, получивших назва­ние рецепторов фагоцитоза. Эти рецепторы связывают соответствующие им участки фагоцитируемой частицы - детерминанты фагоцитоза. Та­ким образом, фагоцитозу подвергаются только те частицы, которые со­держат на своей поверхности детерминанты, узнаваемые рецепторами фагоцитоза в ПА данной клетки.

Первый этап фагоцитоза представляет собой опосредованное рецеп­торами распознавание клеткой фагоцитируемой частицы. Разнообразие рецепторов у данной клетки может быть большим, но доказано, что фаго­цитируется не любая крупная частица. Этап распознавания (взаимодейст­вие «рецептор-детерминанта») является энергонезависимым, т.е. протекает без затрат АТФ клеткой.

Связывание рецепторами соответствующих детерминант индуцирует второй этап фагоцитоза - формирование фагосомы. Данный этап является АТФ-зависимым и блокируется в условиях дефицита этого макроэрга. Образование фагосомы не происходит и при действии на клетку цитохалазинов, которые вызывают деполимеризацию актиновых МФ. Оба факта указывают на участие в формировании фагосомы АМС. Фагосома образу­ется путем формирования выростов ПА клетки - псевдоподий (ложноно­жек), которые обволакивают фагоцитируемую частицу со всех сторон.

В основе этого процесса лежит взаимодействие клеточных рецепторов с детерминан­тами фагоцитоза на частице, благодаря чему псевдоподии перемещаются по частице и смыкаются над ней. В результате такого движения, механизм которого называют «застеж­кой молнии», фагоцитируемая частица оказывается внутри сформировавшейся фагосомы.

Условием нормального протекания фагоцитоза является достаточное количество де­терминант, расположенных по всей поверхности фагоцитируемой частицы. Если это усло­вие не выполняется (например, детерминанты сконцентрированы в одном районе частицы), фагоцитоз может начинаться, но не завершается образованием фагосомы. Такая ситуация обозначается как незавершенный фагоцитоз, или абортивный фагоцитоз. Незавершенный фагоцитоз наблюдается и в том случае, если клетка пытается фагоцитировать структуру очень большого размера, сравнимого с размером самой клетки.

У высших многоклеточных организмов, включая человека, способно­стью к фагоцитозу в норме обладают только определенные клетки, в пер­вую очередь, клетки иммунной системы. Высокой фагоцитарной активностью характеризуются 2 вида лейкоцитов: нейтрофилы и макро­фаги, которые объединяют термином «фагоциты». Кроме них, ограни­ченной способностью к фагоцитозу обладают эозинофилы (вид лейкоцитов) и В-лимфоциты. Осуществлять фагоцитоз могут и клетки, не относящиеся к иммунной системе. Это свойство обнаружено, в частности, у эндотелиоцитов (клеток эпителия капилляров) и нефроцитов (клеток эпителия почечных канальцев).

На основе фагоцитоза осуществляется защитная функция организма. Во-первых, фагоциты способны уничтожать чужеродные клетки, напри­мер, бактериальные, обеспечивая один из элементов защиты от инфекци­онных заболеваний. Аналогичная ситуация характерна и для чужеродных макромолекулярных токсинов (ядов), фагоцитоз которых препятствует отравлению организма. Во-вторых, фагоциты могут уничтожать соста­рившиеся, изменившиеся или поврежденные клетки собственного орга­низма. Так, у человека макрофаги ежедневно избавляют организм от 100 млрд, эритроцитов, утративших свои функции.

Дефекты фагоцитоза у человека приводят к иммунодефицитным состояниям организма - повышенной чувствительности к бактери­альным и вирусным инфекциям. Наследственные формы таких аномалий вызывают предрасположенность к хроническим инфекцион­ным заболеваниям. В частности, известна наследственная аномалия, в результате которой фагоциты теряют способность к фагоцитозу из-за дефекта АМС. Люди с такими дефектными фагоцитами имеют повышенную чувствительность к инфекционным болезням.

Блок фагоцитоза может быть обусловлен и наследственными де­фектами рецепторов, узнающих антигенные детерминанты бактери­альных клеток или вирусов. Эта особенность приобрела свое значение в эволюции некоторых паразитических микроорганизмов. В ходе естественного отбора их поверхностные детерминанты (анти­гены) видоизменяются таким образом, что не узнаются рецепторами фагоцитоза. В результате такие микробы избегают взаимодействия с фагоцитами и становятся сильно патогенными для организма, в котором они паразитируют.

Внутриклеточные паразиты (вирусы, бактерии, простейшие) ис­пользуют фагоцитоз как способ проникновения в клетке организма-хозяина. В таких случаях они способны блокировать внутриклеточ­ные механизмы своего уничтожения, которые существуют в фагоци­тирующей их клетке.

Макропиноцитоз - это процесс эндоцитоза отдельных макромоле­кул, размеры которых составляют десятые доли мкм. Как и фагоцитоз, макропиноцитоз является АТФ-зависимым, однако этот вариант эндоци­тоза не требует участия АМС. В частности, цитохалазины, разрушающие актиновые МФ и тем самым блокирующие фагоцитоз, не оказывают влияния на процесс макропиноцитоза.

Для инициации макропиноцитоза, как и фагоцитоза, необходимо взаимодействие транспортируемой макромолекулы с высокоспецифич­ными к ней рецепторами, рецепторами макропиноцитоза. Благодаря этому макропиноцитоз называют также опосредуемым рецепторами эндоцитозом, хотя участие рецепторов универсальная характеристика всех вариантов эндоцитоза. Исключением является жидкостнофазный эндоцитоз - неспецифическое, пассивное включение низкомолекулярных внеклеточных веществ в формирующийся с помощью рецепторов мем­бранный пузырек.

Макропиноцитоз происходит в специализированных участках ПА клетки, так называемых окаймленных ямках, суммарная площадь которых составляет около 2% площади ПА. Окаймленные ямки представляют со­бой небольшие и неглубокие впячивания плазмалеммы, в которых скон­центрированы рецепторы макропиноцитоза. В периферической гиалоплазме ямок находится большое количество молекул белка клатрина, взаимодействующих с мембранными белками и формирующих клатриновое окаймление ямки.

На первом этапе макропиноцитоза, этапе узнавания, происходит связывание транспортируемых макромолекул специфичными к ним рецепторами. При этом высокая концентрация рецепторов именно в ямках позво­ляет связать большое количество соответствующих макромолекул в одной ямке. В результате концентрация молекул в ямках превышает концентра­цию этих же молекул вне ямок более чем в 1000 раз.

Таким образом, концентрирование рецепторов макропиноцитоза в ямках резко увеличивает эффективность этого вида транспорта на фоне его высокой селективности. Как и в случае фагоцитоза, первый этап макропиноцитоза является АТФ-независимым.

Связывание большого количества транспортируемых молекул рецеп­торами служит сигналом для формирования мембранного пузырька, макропиносомы. Конкретно, происходит активация специфической протеинкиназы, с помощью которой осуществляется фосфорилирование белков окаймления ямки клатринов, для чего используются молекулы АТФ. Фосфорилированные клатрины приобретают способность к поли­меризации, взаимодействуют друг с другом и белками плазмалеммы в ямке. В частности, к цитоплазматическому домену рецепторов макропи­ноцитоза присоединяется белок адаптин, с которым и связываются клат­рины.

Сложная структура клатринов такова, что в результате их полимери­зации формируется жесткая клатриновая сферическая структура с шести­угольными ячейками. Так как полимеризующиеся клатрины связаны с мембранными белками, ямка сначала углубляется, а затем «превращается» в мембранный пузырек диаметром порядка 150 нм.

Завершение полимеризации клатрина приводит к отделению от ПА клетки мембранного пузырька, внутри которого находятся связанные рецепторами макромолекулы. Снаружи такой пузырек (макропиносома) покрыт «клатриновой шубой» - сферической структурой с шестиуголь­ными ячейками, образованной полимеризовавшимися молекулами клат­рина. Благодаря этому, макропиносомы на данной стадии называют окаймленными пузырьками. Поскольку полимеризация клатри­на требует участия протеинкиназы, использующей в качестве донора фосфатных групп молекулы АТФ, процесс формирования окаймленных пузырьков является АТФ-зависимым и не происходит в условиях дефици­та АТФ.

Таким образом, и фагоцитоз, и макропиноцитоз требуют затрат АТФ со стороны клетки, однако механизмы использования этих макроэргов различны. Кроме этого, с формальной точки зрения, фагоцитоз осуществ­ляется путем «выпячивания» участка ПА клетки, тогда как макропиноци­тоз реализуется на основе «впячивания» участка ПА клетки.

После формирования окаймленного пузырька происходит удаление его клатринового окружения с помощью фермента «раздевающей» АТФа-зы. Она, гидролизуя молекулы АТФ, деполимеризует клатрины, которые возвращаются в периферическую гиалоплазму новых окаймленных ямок. Таким образом, и этот этап макропиноцитоза является АТФ-зависимым.

Дальнейшая судьба макропиносомы определяется тем, что в ее мем­бране оказывается большое число рецепторов, попавших в нее при фор­мировании пузырька. Количественные оценки указывают на присутствие в окаймленной ямке около 1000 рецепторов разной специфичности. Кро­ме того особенностью макропиноцитоза является то, что он осуществля­ется клетками практически непрерывно. В частности, наиболее активные в этом отношении клетки за 1 мин эндоцитируют приблизительно 3% площади своего ПА, т.е. за 30 мин способны «поглотить» почти весь ПА. Это создает две общеклеточных проблемы: постоянное сокращение пло­щади ПА и возникновение дефицита рецепторов макропиноцитоза в ПА.

Обе эти проблемы решаются благодаря тому, что в клетках сущест­вуют особые мембранные цистерны, которые называют «цистернами спасения». Они локализуются в гиалоплазме района окаймленных ямок. В составе мембраны цистерны спасения и макропиносомы име­ются белки слияния (фузионные белки, фузогены), которые вызывают слияние мембран макропиносомы и цистерны спасения. В результате этого образуется единая мембранная структура, внутри которой оказыва­ется транспортируемые молекулы, связанные с рецепторами макропино­цитоза. Слияние мембран макропиносомы и цистерны спасения происходит с участием ацилпротеинов Rab4 и Rab5, которые обладают функциями ГТФаз.

В мембране цистерны спасения имеются протонные насосы (Н⁺-АТФазы), которые постоянно «закачивают» в полость цистерны ионы водорода, так что в ней создается кислая среда (рН = 5-6). В такой среде происходит диссоциация транспортируемых макромолекул и рецепторов, в результате чего рецепторы становятся свободными. Свободные рецеп­торы концентрируются в определенном участке мембраны цистерны, из которого формируется мембранный пузырек с рецепторами. Этот пузырек отшнуровывается от цистерны спасения и встраивается в ПА клетки пу­тем слияния с плазмалеммой.

Таким образом, наличие цистерны спасения обеспечивает, с одной стороны, возвращение эндоцитированных рецепторов в ПА клетки, рециклирование рецепторов. С другой стороны, так как рециклирование рецепторов осуществляется с помощью мембранных пузырьков, клетка восстанавливает и площадь ПА, уменьшающуюся при эндоцитозе. Счита­ется, что аналогичный механизм возврата рецепторов может функциони­ровать и при фагоцитозе.

Что касается транспортируемых макромолекул, они выводятся из цис­терны спасения внутри другого мембранного пузырька. Этот транспорт­ный пузырек отшнуровывается от цистерны спасения и направляется с помощью ТТС по своему назначению - сливается с определенными эндомембранами с помощью ГТФазы Rab7.

С помощью макропиноцитоза в клетку постоянно поступают опреде­ленные олиго- и полимеры, используемые в различных целях. Некоторые из них расщепляются в лизосомах до мономеров, которые необходимы в процессах биосинтеза, другие выполняют свои специфические регуляторные функции. Таким же путем в клетки транспортируются и некоторые биологически важные низкомолекулярные вещества, не имеющие специ­фических пассивных или активных переносчиков в плазмалемме. В част­ности, с помощью макропиноцитоза в клетки поступают ионы железа Fe³⁺, необходимые, например, для энергетического обмена, происходяще­го в митохондриях.

В плазме крови ионы Fe³⁺, поступившие из пищи, связываются специальным белком трансферрином. В ПА клеток имеются рецепторы трансферрина, специфически связываю­щие комплекс трансферрин-Fe³⁺ и тем самым индуцирующие макропиноцитоз в его обыч­ном варианте. После попадания в цистерну спасения ионы Fe³⁺ в кислой среде диссоциируют от трансферрина, который в данных условиях остается связанным со своим рецептором и вместе с ним возвращается в ПА клетки.

Здесь, во внеклеточной (менее кислой) среде, трансферрин отсоединяется от своего ре­цептора, вновь приобретает способность связывать Fe³⁺ и включается в новый цикл макро­пиноцитоза. Таким образом, в данном случае цистерна спасения обеспечивает рециклирование не только рецепторов трансферрина, но и самого железо-связывающего транспортного белка.

Макропиноцитозом во все клетки организма транспортируется холестерол. Хотя клетки обладают способностью к самостоятельному синтезу холестерола, основная его масса секретируется гепатоцитами (клетками печени) в виде особых комплексов - липопротеидов низкой плотности (ЛНП). ЛНП представляют собой мембранные пузырьки диаметром по­рядка 22 нм, стенка которых образована монослоем фосфолипидов. В полости такого пузырька содержится до 1500 молекул ацилхолестерола (эфира холестерола и жирной кислоты), составляющих сердцевину ЛНП.

В липидном монослое ЛНП имеется молекула интегрального белка с наружным доменом-детерминантой, которую могут связывать специфические рецепторы ЛНП, располо­женные в плазмалемме клеток. При достаточном количестве холестерола в клетке число таких рецепторов в ПА минимально. Однако если у клетки возникает потребность в холестероле, она индуцирует синтез рецепторов ЛНП и их встраивание в плазмалемму. Рецептор ЛНП, оказавшись в ПА клетки, связывает своим наружным доменом белковую детерминан­ту ЛНП, и образовавшийся комплекс «плавает» в БЛС плазмалеммы до тех пор, пока не попадет в окаймленную ямку.

Оказавшись в окаймленной ямке, комплекс «ЛНП-рецептор ЛНП» индуцирует макро­пиноцитоз, опосредуемый клатрипами, и поступает в цистерну спасения, где происходит диссоциация ЛНП и рецепторов ЛНП. Рецепторы ЛНП рециклируются, а ЛНП в составе пузырьков попадает в лизосомы путем слияния мембран этого органоида и грансиортного пузырька. Здесь ацилхолестерол сердцевины гидролизуется, и образовавшиеся молекулы холестерола выводятся из лизосомы в гиалоплазму.