Ультрамикроскопическое строение митохондрии

 

Фото 1. Электроннграмма митохондрий.

Опивание: НММ – Наружная митохондриальная мембрана, ВММ – внутренняя митохондриальная мембрана, ММ – митохондриальный матрикс, МГ – кристы.

Фото 2. Митохондрии в эпителиальных клетках.

Окраска кислый фуксин по Альтману.

Митохондрии — энергетическая система клетки, органеллы синтеза АТФ. Их основная функция связана с окислением органических соединений и использованием освобождающейся при распаде этих соединений энергии для синтеза молекул АТФ.

Форма и размеры митохондрий животных клеток разнообразны, но в среднем толщина их около 0,5 мкм, а длина — от 1 до 10 мкм. Увеличение числа митохондрий в клетках происходит путем деления, или почкования, исходных митохондрий, жизненный цикл составляет в среднем около 10 суток.

 Митохондрии ограничены двумя мембранами толщиной около 7 нм. Наружная митохондриальная мембрана отделяет их от гиалоплазмы. Она имеет ровные контуры и замкнута, так что представляет собой мембранный мешок. Внутренняя митохондриальная мембрана ограничивает собственно внутреннее содержимое митохондрии, ее матрикс. Характерной чертой внутренних мембран митохондрий является их способность образовывать многочисленные выпячивания внутрь митохондрий. Такие выпячивания чаще всего имеют вид плоских гребней, или крист.Внешнюю мембрану от внутренней отделяет межмембранное пространство шириной около 10—20 нм, содержащее небольшое количество ферментов дыхательной цепи и сукцинатдегидрогеназу, АТФ синтетазы. Матрикс митохондрий имеет тонкозернистое строение, в нем иногда выявляются тонкие нити – представляют собой молекулы ДНК, и мелкие гранулы — митохондриальные рибосомы. Кроме того в митохондриальном матриксе содержится несколько сотен различных окислительно – восстановительных ферментов (ферменты цикла Кребса, ферменты окисления жирных кислот, белкового синтеза).

Существуют два вида митохондрий:

1. С пластинчатыми кристами.

2. С трубчато-везикулярными кристами.

Последние характерны для клеток, продуцирующих стероид­ные гормоны (клетки коркового вещества надпочечников, фолли­кулярные клетки и клетки желтого тела яичника, клетки Лейдига семенника).

В цитоплазме клеток митохондрии скапливаются в местах с максимальным потреблением энергии: около ядра, между миофиб-риллами, вблизи органелл движения.

Функции:

1) Энергетическая функция.

а) Сопряжение окисления и фосфорилирования - в результате этого процесса энергия хранится в макроэргических связях АТФ.

Освобождение энергии из АТФ обеспечивает мышечные сокра­щения, подвижность жгутика сперматозоида, выкачивание Н+ из париетальных клеток в железах желудка для поддержания кислой среды.

б) Разобщение окислительного фосфорилирования, что явля­ется способом образования тепла. Подобный механизм имеет ме­сто в клетках бурой жировой ткани. Специальный разобщающий белок обеспечивает эти процессы.

2) Контроль внутриклеточной концентрации Са2+.

3) Начальные этапы синтеза стероидных гормонов (вместе с гладкой ЭПС).

 

Аппарат Гольджи.

Название препарата: Аппарат Гольджи в нейроцитах спинального ганглия.

Окраска: Импрегнация осмием по Колачева-Насонову.

Описание: А – нервная клетка, 1 – ядро, ядро, 2 – ядрышко, 3 – аппарат Гольджи.

Аппарат Гольджи представлен мембранными структурами, собранными вместе в небольших зонах. Отдельная зона скопления этих мембран называется диктиосомой.  Таких зон в клетке может быть несколько. В диктиосоме плотно друг к другу расположены 5—10 плоских цистерн, между которыми находятся тонкие прослойки гиалоплазмы. Каждая цистерна имеет переменную толщину, а на периферии иметь расширения — ампулы, ширина которых непостоянна. Кроме плотно расположенных плоских цистерн, в зоне комплекса Гольджи наблюдается множество мелких пузырьков (везикул), которые встречаются главным образом в его периферических участках. Иногда они отшнуровываются от ампулярных расширений на краях плоских цистерн.

Принято различать в зоне диктиосомы проксимальный и дистальный участки. В секретирующих клетках обычно аппарат Гольджи поляризован: его проксимальная часть обращена к ядру, в то время как дистальная — к поверхности клетки.

Основные функции:

1. Секреция (отделение) соответствующих белков от гиалоплазмы и их концентрирование;

2. Продолжение химической модификации этих белков;

3. Сортировка данных белков на лизосомные, мембранные, экспертные, пероксисомные;

4. включение белков в состав соответствующих структур – будущих лизосом или транспортных пузырьков мигрирующих к плазмолемме.

 

Включения.

 

 

Фото 1. Название: Пигментные включения в коже головастика.

Окраска: Тотальный неокрашенный препарат.

Описание: 1 – ядро, 2 – гранулы пигмента. Клетка имеет многочисленные отростки.

Фото 2. Название: Жировые включения в клетках печени аксолотля.

Окраска: Осмиевая кислота сафранин

Описание: 1 – клетка печени, 2 – ядро, 3 – жировые включения цитоплазмы.

Фото 3. Название: Гранулы гликогена в клетках печени аксолотля.

Окраска: кармином по методу Беста.

Включения цитоплазмы — необязательные компоненты клетки, возникающие и исчезающие в зависимости от метаболического состояния клеток. Различают включения трофические, секреторные, экскреторные и пигментные. К трофическим включениям относятся капельки нейтральных жиров, которые могут накапливаться в гиалоплазме. В случае недостатка субстратов для жизнедеятельности клетки эти капельки могут резорбироваться. Другим видом включений резервного характера является гликоген — полисахарид, откладывающийся также в гиалоплазме. Отложение запасных белковых гранул обычно связано с активностью эндоплазматической сети. Секреторные включения — обычно округлые образования различных размеров, содержащие биологически активные вещества, образующиеся в клетках в процессе синтетической деятельности. Экскреторные включения не содержат каких-либо ферментов или других активных веществ. Обычно это продукты метаболизма, подлежащие удалению из клетки. Пигментные включения могут быть экзогенными (каротин, пылевые частицы, красители и др.) и эндогенными (гемоглобин, гемосидерин, билирубин, меланин, липофусцин). Наличие их в цитоплазме может изменять цвет ткани, органа временно или постоянно. Нередко пигментация ткани служит диагностическим признаком.

 

Эндоцитоз.

Разные типы образования пиноцитозных пузырьков (А, Б).

1 - сорбция частиц на поверхности плазматической мембраны; 2 — погружение частиц в цитоплазму; 3 — первичные лизосомы.

Эндоцитоз - транспорт макромолекул в клетку.
Варианты эндоцитоза:

• пиноцитоз;

• фагоцитоз;

• опосредованный рецепторами эндоцитоз.

Пиноцитоз - процесс поглощения жидкости и растворенных веществ с образованием эндоцитозных пузырьков (эндосом). Ди­аметр эндосом - 0,2-0,3 мкм - макропиноцитоз; диаметр эндо­сом -70-100 нм - микропиноцитоз.

Фагоцитоз - поглощение крупных частиц (более 1 мкм) (мик­роорганизмов, или остатков клеток). Фагоцитоз осуществляется специальными клетками - фагоцитами (макрофаги, нейтрофилы). В ходе фагоцитоза образуются фагосомы, при слиянии их с лизо-сомами образуются фаголизосомы.

Опосредованный рецепторами эндоцитоз осуществляется че­рез образование окаймленных пузырьков. Мембранные рецеп­торы макромолекул накапливаются в области эндоцитозных ямок (рис. 2). Вокруг таких ямок со стороны цитоплазмы образуется оболочка, состоящая из белка клатрина (имеет вид щетинистой каёмки). Скопление рецепторов в одном месте создаёт условия к более эффективному эндоцитозу поглощаемого вещества (лиган-да). Переваривание (процессинг) внутри окаймленного пузырька происходит только после того, как разрушается клатриновая обо­лочка. Если она не утрачивается, то содержимое пузырька остает­ся неизменным. Окаймленные пузырьки транспортируют имму­ноглобулины, белки желточных включений, факторы роста, трансферрин, липопротеины низкой плотности (ЛНП).