База знаний
Амебоидное движение
Амебоидное движение является широко распространенной формой клеточного движения. Им обладают самые разнообразные клетки — простейшие из класса саркодовых, зооспоры, некоторые сперматозоиды (у аскариды) и яйцеклетки, плазмодии миксомицетов, фибробласты и лейкоциты, эпителиальные и нервные клетки в тканевых культурах, клетки эмбрионов позвоночных. Хорошо выражено амебоидное движение у миобластов, из которых и развиваются мышечные волокна. При регенерации эпителия клетки становятся подвижными и путем амебоидных движений перемещаются в глубь раны. Одним из способов распространения злокачественных новообразований внутри организма является амебоидное движение раковых клеток.
Амебоидное движение состоит в медленном перетекании тела клетки по субстрату и осуществляется благодаря внутриклеточному течению цитоплазмы и образованию временных псевдоподий (ложноножек). В наиболее простом случае образуется всего лишь одна Псевдоподия. Поверхностный слой клетки — эктоплазма (кортикальный или гиалиновый слой) — обладает высокой вязкостью и является, по-видимому, гелем. При образовании псевдоподий происходит превращение вязкого гиалинового слоя в легкотекучий золь, а более жидкая центральная часть протоплазмы (эндоплазма), существующая в форме белкового золя, перетекает в направлении движения в образующуюся псевдоподию. Эндоплазма в плазмодии слизевика образует одновременно несколько потоков, движущихся в разных направлениях.
Скорости амебоидного движения некоторых клеток представлены в таблице 17.
| Таблица 17. Скорость амебоидного движения | |
| Клетки | Скорость, мкм/с |
| Свободно ползающие амебы | 0,5—4,5 |
| Амебоидные зародыши слизистых споровиков | 0,33—1,3 |
| Нейтрофильные лейкоциты | 0,58 |
| Неполяризованные макрофаги | 0,004 |
Скорость движения зависит от температуры и кислотности среды, от осмотического давления, от соотношения концентрации одновалентных и двухвалентных катионов. Недостаток кислорода не прекращает амебоидного движения, но замедляет его. Под влиянием любого сильного раздражителя (0,1 M KCl, нагревание до 40°C, встряхивание) амеба сокращается, тело ее округляется, она теряет способность перемещаться по субстрату и изменять форму тела, а затем прекращается и движение гранул цитоплазмы.
Большинство современных теорий амебоидного движения являются контрактильными, объясняющими возникновение движущей силы за счет сокращения контрактильных структур цитоплазмы, в качестве которых рассматриваются микротрубочки и микронити, обнаруженные у многих видов амеб. Эти структуры могут либо свободно находиться в цитоплазме, либо образовывать агрегаты толщиной до 40 нм и более. Расположены они и в плазмалемме, и в эктоплазме на границе с эндоплазмой в виде параллельных пучков или в виде сетки, распространяющейся и в эндоплазму. Биохимическими исследованиями показано, что цитоплазматические фибриллы амеб содержат сократительные белки, подобные миксомиозину. Именно благодаря им глицеринизированные амебы и фибробласты реагируют на действие АТФ длительным сокращением всего тела.
Рис. 41. Схема образования псевдоподии у амебы согласно контрактильной гипотезе (Jdhn, Bovee, 1969): 1 — превращение геля (г) в золь (з) в области p; 2 — сокращение геля развивает силу (стрелки), вытесняющую золь по направлению к плазмалемме (п), Н — новые места образования геля; 3, 4, 5 — дальнейшие стадии удлинения псевдоподии, прикрепляющейся в m
Авторы разных теорий амебоидного движения не согласны лишь относительно места, где возникают эти движущие силы. Одни считают, что амеба передвигается, «выдавливая» себя в псевдоподию за счет давления, создаваемого сокращением кортикального геля в заднем конце клетки, которое и заставляет течь жидкую эндоплазму (рис. 41). Эта гипотеза основывается на сократительных свойствах эктоплазмы, состоящей из актомиозинового геля, который, уплотняясь, сокращается.
Согласно представлению других, цитоплазма подтягивается вперед в образующуюся псевдоподию благодаря сокращению эндоплазмы в переднем конце клетки. Некоторые исследователи полагают, что силы, необходимые для движения протоплазмы, локализованы в самих псевдоподиях и возникают благодаря активному скольжению гелевых нитей или эндоплазмы по поверхности кортикального слоя. Подчеркивается также роль активного растяжения или расслабления плазмалеммы в амебоидном движении.
Амебоидное движение следует рассматривать как сложный многоступенчатый процесс, включающий и течение цитоплазмы (циклоз), и изменение ее состояния (золь ⇔ гель), а также плазмалеммы и формы тела, и образование новых псевдоподий, и, наконец, прикрепление к субстрату. Поэтому механизм амебоидного движения нельзя свести только к механизму течения цитоплазмы, он, несомненно, является гораздо более сложным (Серавин, 1967).
Источник
Амебоидный способ движения это
Движение — это жизнь. Все живые организмы движутся , какие-то медленно, какие-то быстрее.
Движение — это жизнь. Все живые организмы движутся , какие-то медленно, какие-то быстрее.
Неподвижные растения движутся, медленно, но верно, эти движения называют или настиями, или тропизмами. Животные подвижны, даже прикрепленные организмы совершают движения, не перемещаясь в пространстве. Так что движение — это действительно жизнь.
Перемещается организм, его части, жидкости внутри него. Поэтому механизмы интересны специалистам и тем кто готовится стать этими специалистами. Возможно эти механизмы смогут объяснить особенности животных и их клеток, что будет интересно для тех, кто просто интересуется биологией.
Клетка является структурно функциональной единицей живого. Одноклеточные организмы подвижны и их особенности движения используются клетками в составе многоклеточных организмов. Именно поэтому наша серия статей начнется с движения одноклеточных.
Одноклеточные организмы имеют специальные органеллы для передвижения: реснички и жгутики. Эти органеллы имеют особое строение и механизмы движения, поэтому заслуживают отдельного рассмотрения, что будет сделано в следующей статье.
Второй механизм связан с перемещением за счет движения цитоплазмы, или амебоидного движения. «Ползет амеба, да по субстрату» * — именно так и перемещаются амебы и подобные им одноклеточные. Такое движение возможно если содержимое клетки жидкое и может перетекать, и, в то же время, движение жидкости внутри клетки упорядочено и имеет определенное направление.
Определение амебоидных клеток данное Левенгуком говорит, что такая клетка — это «мешочек с жидкой кашей». То есть содержимое клетки является жидкой субстанцией или плохо застывшим желе, такие растворы называют коллоидными.
Наружная или цитоплазматическая мембрана — это нерастворимая в воде (гидрофобная) пленка, которая тоже жидкая во вязкости сходная с оливковым маслом.
То есть клетка амебы — это вязкая жидкая субстанция, покрытая вязкой пленкой. Такие полужидкие конструкции легко принимают форму внешних систем как желе принимает форму чашки, в которую это желе заливают. Желе застывает и поддерживает затем свою форму самостоятельно. В то же время, если желе вытряхнуть из формы и оставить на длительное время — оно растекается, теряя прежнюю форму и оплывая под воздействием сил тяжести и внешних факторов (влажность, температура).
Клетки амеб не имеют такой формы и, казалось бы, должны растекаться в блинчик, но этого не происходит. Известно, что если нет внешнего каркаса, то для поддержания формы должен быть внутренний каркас. Эту роль и выполняет цитоскелет.
Цитоскелет — это трехмерная сеть из трубочек и нитей, расположенная внутри клетки. Эта трехмерная сеть погружена в вязкую жидкость цитоплазмы и окружена мембраной, нерастворимой в воде пленкой, особенно если сеть трубочек и нитей образует скопление под мембраной. Систему цитоскелета можно представить как комок нитей, более плотных ближе к поверхности. Этот комок насыщен полужидким желе, покрытый сверху аналогом мыльного пузыря.
Такая конструкция легко поддерживает форму, но движение требует перестройки этой формы. Такое возможно если нити могут двигаться относительно друг друга, или нити и микротрубочки легко разбираются с одной стороны и наращиваются с другой, это позволяет перестраивать трехмерную структуру в определенном направлении. Экспериментальные исследования говорят в пользу перестройки. Трубочки цитоскелета или микротрубочки образованы округлыми частицами белка тубулина, которые, объединяясь как кирпичи, образуют что-то вроде кирпичной трубы, где труба это микротрубочка, а кирпичи — белок тубулин.
В отличие от кирпичной трубы, у микротрубочек нет аналога цементной связки, поэтому микротрубочка легко собирается и легко разбирается. В случае нитей основную часть составляют нити актина, которые представляют собой цепи из округлых части белка актина, сборка и разборка таких структур еще легче, чем для трубочек. То есть все компоненты цитоскелета лабильны: легко собираются и разбираются.
Итак, все составляющие системы рассмотрены и можно представить процесс перемещения.
Цитоскелет его нити и микротрубочки образуют шарообразный комок, более плотный ближе к поверхности, жидкое содержимое клетки заполняет просветы между нитями и трубочками, сверху жидкая мембрана.
Когда обнаруживается нужное направление начинается нарастание пучка актиновых нитей и микротрубочек, жидкость пассивно перетекает за ними, а мембрана растягивается, образуется вырост цитоскелета и цитоплазмы. Такой вырост, окруженный мембраной называют псевдоподией или ложноножкой. Эта псевдоподия образует контакт с субстратом и прикрепляется к нему, в результате клетка закрепляется (пока частично) на новой территории. Затем происходит отсоединение мембраны остальной части клетки, в результате клетка крепится к субстрату только за счет прикрепления ложноножки к субстрату.
Параллельно происходит рост нитей актина и микротрубочек в сторону ложноножки. Но растет не один пучок, а во всем объеме, а в открепленной противоположной направлению роста ложноожки части клетки происходит разбора цитоскелета.
То есть сначала он растет частично, формируя вырост, чтобы не вызывать разрыва цитоплазмы и мембраны, это вырост крепится к субстрату, а затем происходит массовое увеличение нитей и микротрубочек цитоскелета в направлении роста ложноножки. Противоположные концы разбираются, происходит направленная перестройка трехмерной сети цитоскетлета.
В некотором приближении, как аналогию, можно привести такой пример: человек с двумя кусками полиэтиленовой пленки перемещается через помещение со свежеокрашенным полом, краска на котором высохла не до конца . Задача — не испортить покрытие пола и не испачкать обувь. Укладываем на пол пленку, наступаем на нее. Укладываем перед собой второй кусок, перешагиваем на него. Оборачиваемся, подцепляем кончиком ногтя край первого куска на полу, отслаиваем, перекладываем перед собой. Переходим уже на второй кусок полиэтилена, оборачиваемся… И, таким вот образом, медленно, но верно, пока не доберемся до выхода.
Именно так и происходит перемещение цитоскелета клетки: компоненты цитоскелета собираются в одном направлении и разбираются с противоположного, жидкие компоненты клетки или пассивно или в связи с цитоскелетом перетекают за его перемещением, также перемещается и мембрана.
Вот так и перемещается амеба по субстрату.
В следующей серии будет рассмотрен процесс работы жгутиков и ресничек.
* — в тексте цитирована фраза из песни, составляющей биофаковский фольклор. Установить авторство не представляется возможным.
Ползет амеба, да по субстрату,
Махает псевдоподией.
А ей положено по штату
Такой быть уродиной.
Нет стройных ножек, нет красных губок,
Один лишь голый протопласт,
И вот такие вот уроды
Простейших составляют класс.
Нет размноженья полового
В различных вариациях,
Не наслаждаются партнеры
Взаимной коньюгацией.
Источник
АМЕБОИДНЫЕ ДВИЖЕНИЯ
Образование псевдопо-дийу амебы: о—Entamoe-Ьа histolytica в покое; Ь и с—два последовательных момента образования псевдоподий.
доподий, очень разнообразны: у корненожек, в зависимости от свойств наружного слоя тела, псевдоподии могут быть пальцевидные (лобоподии), лучистые (актиноподии), нитчатые (филоподии) и сетчатые; они могут быть длинными или короткими и т. д. (см. рисунок 1 в ст. Амебы). Характер А. движения может быть текучий или катящийся, медленный или бурный. В обычном состоянии протоплазма имеет полужидкую консистенцию. Вследствие этого при образовании псевдоподий А. д. подчиняются законам поверхностных сил, действующих на границе двух несмешивающихся жидкостей- Обладая более высоким поверхностным натяжением, чем вода, протоплазмати-ческое тело стремится принять форму шара, но при понижении поверхностного натяжения в каком-либо месте, когда возникает перевес внутриклеточного осмотического давления, в этом месте образуется выпячивание протоплазмы—псевдоподия. Правильность такого толкования механизма А. д. в значительной степени подтверждается «моделью амебы», изготовленной Бючли (Butschli). По его способу каплю прованского масла, растертого с поташем, помещают в глицерин. Вследствие частичного омылива-ния масляной капли наступают местные изменения ее поверхностного натяжения, и капля начинает производить самые разнообразные А. д. При этом внутри ее наблюдаются те же круговые, т. е. фонтанные движения жидкости, которые нередко наблюдаются и при движении живой протоплазмы. Помимо поверхностного натяжения, механизм А. д., несомненно, связан и с другими процессами, влияющими на изменение аггрегатного состояния протоплазмы и приводящими к изменению вязкости ее поверхностного слоя. Основная причина всех этих изменений стоит, по всей вероятности, в связи с явлениями обмена веществ (ассимиляцией и диссимиляцией) в клетке, т. к. эти процессы могут иметь своим следствием уменьшение или увеличение числа молекулярных комплексов; в зависимости же от этого могут изменяться как поверх-постное натяжение, так и внутриклеточное давление. Однако, как и др. физ.-хим. явления, А. д. зависят также от t°, от активной реакции среды [определяемой т. ы. показателем концентрации водородных ионов (рН)], от содержания кислорода и углекислого газа и от солевого состава окружающей среды, влияющих на вязкость протоплазмы. В зависимости от солевого состава среды амебоидные движения могут проявляться в виде положительного или отрицательного хемотаксиса (см.). г. Эшптейн.
Источник
Амебоидный способ движения это
Энергия АТФ используется клеткой для выполнения трех важнейших функций: (1) транспорта веществ через многочисленные мембраны клетки; (2) синтеза веществ в разных участках клетки; (3) механической работы.
Наряду с переносом ионов натрия АТФ используется для трансмембранного переноса ионов калия, кальция, магния, фосфата, хлора, уратов, других ионов и различных органических веществ. Мембранный транспорт настолько важен, что некоторые клетки, например клетки почечных канальцев, расходуют около 80% синтезированного ими АТФ только для выполнения этой функции.
Помимо белка в клетке синтезируются фосфолипиды, холестерол, пурины, пиримидины и множество других веществ, причем синтез почти любого из них требует затрат энергии. Например, молекула белка может содержать несколько тысяч аминокислот, прикрепленных друг к другу пептидными связями, на каждую из которых затрачивается энергия четырех макроэргических связей. Таким образом, синтез одной молекулы белка требует высвобождения энергии нескольких тысяч молекул АТФ. Некоторые клетки расходуют примерно 75% всей АТФ на синтез новых соединений, особенно белков. Больше всего энергии тратится на синтез веществ в фазу роста клетки.
Выполнение механической работы также требует затрат АТФ. Остальным клеткам свойственны другие виды механической работы, например движение ресничек или амебоидные движения, которые рассматриваются в этой главе далее. Энергия, необходимая для разных видов механической работы, поступает из одного источника — АТФ.
В заключение отметим, что запасы АТФ позволяют в любой момент и при любых обстоятельствах предоставлять энергию клетке практически сразу, как только в этом возникает необходимость. Пополнение запасов и синтез новых молекул АТФ обеспечивается более медленными реакциями химического расщепления углеводов, жиров и белков. Синтез более 95% общего количества АТФ происходит в митохондриях, которые поэтому называют «энергетическими станциями» клетки.
Использование аденозинтрифосфата митохондрий для реализации трех важных функций клетки:
мембранного транспорта, синтеза белка и мышечного сокращения.
Амебоидное движение клетки
Важнейшим видом движений, совершаемых клетками, является движение при сокращении мышц (скелетной, сердечной и гладкой), на которые в целом приходится около половины массы тела. Остальным клеткам присущи другие виды двигательной активности, главным образом амебоидное движение и движение ресничек.
Амебоидное движение — это движение целой клетки относительно ее окружения, например миграция лейкоцита через толщу тканей. Своеназвание оно получило вследствие схожести с движениями простейшего организма амебы.
Амебоидные движения, как правило, начинаются с образования с одной стороны клетки выпячивания в виде ножки — псевдоподии. Псевдоподия вытягивается на значительное расстояние, находит точку опоры в новом месте, подтягивая затем оставшуюся часть (тело) клетки.
Механизм амебоидного движения. Оно основано на постоянном формировании мембраны в передней части псевдоподии с одновременным ее поглощением в центральной и задней частях клетки. Кроме того, чтобы клетка продвигалась вперед, необходимо закрепление псевдоподии на окружающих тканях для ее фиксации в этом положении с последующим продвижением остальной части клетки вперед путем подтягивания к точке прикрепления. Фиксация обусловлена рецепторны-ми белками, выстилающими дно секреторных пузырьков, которые выделяются посредством экзоцитоза. Когда эти пузырьки попадают в псевдоподию, их внутренняя поверхность с выступающими рецепторами выворачивается наружу, в результате эти рецепторы связываются с лигандами окружающих тканей.
На полюсе клетки, противоположном псевдоподии, связи между рецепторами и лигандами рвутся, и образуются новые пузырьки, которые вместе с током цитоплазмы направляются в сторону псевдоподии, где используются, сливаясь с мембраной.
Еще один фактор, способствующий движению, — энергия, необходимая для перемещения тела клетки по направлению к псевдоподии. Дело в том, что цитоплазма любой клетки содержит то или иное количество (от умеренного до большого) белка актина. Большая часть его молекул существует в виде мономеров и не создает движущей силы, однако при полимеризации они формируют из филаментов сеть. Размеры данной сети могут уменьшаться при присоединении к актину белка миозина и использовании энергии АТФ. Этот процесс происходит при движении клетки в ее растущей псевдоподии, где молекулы актина организуются в сеть. Сокращение актиновой сети происходит также в эктоплазме других областей клетки, имеющих сформированную сеть актиновых нитей непосредственно под клеточной мембраной.
Амебоидное движение клетки
Источник
