No Image

Сократительная вакуоль регулирует внутриклеточное давление у простейших

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
10 марта 2020

Амебы: сократительная вакуоль

Кроме пищеварительных вакуолей в теле амеб находится еще одна так называемая сократительная, или пульсирующая, вакуоль. Это пузырек водянистой жидкости, который периодически нарастает, а затем, достигнув определенного объема, лопается, опорожняя свое содержимое наружу. Вскоре на том же месте снова появляется маленькая капелька, проделывающая тот же цикл. Промежуток между двумя пульсациями вакуоли у разных амеб равен 1-5 мин.

Основная функция сократительной вакуоли — регуляция осмотического давления внутри тела простейшего. Вода из окружающей среды проникает в тело амебы через наружную мембрану осмотически. Концентрация различных растворенных веществ в теле амебы выше, чем в пресной воде, благодаря чему создается разность осмотического давления внутри и вне тела простейшего. Однако в организме простейшего есть своего рода откачивающий аппарат, периодически выводящий избыток воды из тела, — сократительная вакуоль. Подтверждением этой функции вакуоли служит распространение их преимущественно у пресноводных простейших. У морских и паразитических форм, окруженных жидкостью с более высоким, чем в пресной воде, осмотическим давлением, сократительные вакуоли обычно отсутствуют или же сокращаются очень редко.

Сократительная вакуоль кроме осморегуляторной функции частично выполняет и выделительную функцию, выводя вместе с водой в окружающую среду продукты обмена веществ. Однако основная функция выделения осуществляется непосредственно через наружную мембрану.

Известную роль играет, вероятно, сократительная вакуоль и в процессе дыхания, ибо проникающая в результате осмоса в цитоплазму вода несет растворенный кислород.

Кроме пищеварительных вакуолей в организме простейших и ряда других живых организмов существует сократительная (или пульсирующая) вакуоль. Подробно охарактеризуем ее, коснувшись описания органеллы, ее работы и функций.

Общее понятие вакуоли

В самом общем значении вакуоль — это полость или пузырек, ограниченный мембраной и заполненный водным содержимым. Образуется он из провакуолей, которые, в свой черед, берут начало от пузырьков клеточного комплекса Гольджи или из подобных расширений эндоплазматической сети. Их рассматривают как обособленный от цитоплазмы компонент клетки.

В природе два вида вакуолей — пищеварительные и сократительные.

У растений вакуоли выполняют важную функцию — это резервуары-хранители воды. Также они поддерживают тургорное давление (внутреннее давление, напряжение внешних стенок растения) и накапливают в себе ионы. И именно вакуоли отвечают за окраску почек, плодов, листьев, лепестков и корнеплодов.

В зрелых растительных клетках вакуоли особенно заметны — они могут занимать до половины всего объема. Не исключено, что эти органеллы могут слиться в одну гигантскую.

Растительные вакуоли содержат в себе клеточный сок. В его составе следующие вещества:

  • органические кислоты;
  • танины;
  • дисахариды, моносахариды;
  • углеводы;
  • неорганические соединения — хлориды, фосфаты, нитраты и т. д.

Характеристика сократительной разновидности

Сократительная вакуоль — это органоид, располагающийся в мембране клетки, ответственный за удаление излишков жидкости из цитоплазмы. Иными словами, это периодически опорожняющийся клеточный резервуар.

Работа комплекса, частью которого является сократительная вакуоль, поддерживает стабильный объем клетки. Если сократительная вакуоль выводит "отработанную" жидкость из клетки, то за приток воды в нее отвечает плазматическая мембрана. Вызывается он высоким цитоплазменным осмотическим давлением.

Другие определения термина

Сократительную вакуоль амебы, инфузории и иных организмов можно также определить следующими толкованиями:

  • временная или постоянная органелла, которая выводит из организма воду и растворенные в ней вещества, а также участвует в регуляции осмотического давления;
  • окруженная мембраной полость в цитоплазме, заполненная жидкостью;
  • вид вакуоли, характерный для некоторых протистов, который при сокращении выводит из организма последних воду и растворы, а при расширении поглощает влагу из окружающей среды, выступая в роли регулятора осмотического давления.
Читайте также:  Привыкаешь ли к валерьянке

Для кого характерна пульсирующая вакуоль

Сократительная вакуоль характерна для следующих групп живых организмов:

  • пресноводные протисты (существа, не относящиеся к царствам животных, растений и грибов) — амебы (протей), инфузории (туфелька, трубач);
  • некоторые морские формы протистов;
  • пресноводные губки, относящиеся к семейству бадяговых.

Особенности функционирования органеллы

Жизненный цикл органоида несложен. Сократительная вакуоль инфузории, амебы и других протистов — пузырек, наполненный жидкостью. По мере заполнения водой и растворами он нарастает, а в конце цикла лопается — все его содержимое выплескивается наружу. Затем на его месте образуется новый пузырек-капелька, повторяющий участь предыдущего. Другой вариант — жидкость выходит из органеллы через специальный выделительный канал. В зависимости от разновидности животного, данный жизненный цикл-пульсация занимает от 1 до 5 минут.

Источник, откуда в сократительную вакуоль поступает жидкость, — это спонгиом (ударение на последний слог). Так именуется система трубчатых или пузыревидных вакуолей организма. Выводится же жидкость с помощью диффузии через пелликулу. Надо сказать, что пульсирующие вакуоли выполняют громадную работу — например, у инфузории-туфельки (имеющей два таких органоида) через них за 40-50 минут выделяется объем жидкости, равный всей массе этого простейшего.

Функции сократительной вакуоли

Рассмотрим основные задачи данной органеллы:

  1. Поддержание должного осмотического давления внутри тела простейшего (осморегуляция) — это основная задача органоида. Так как концентрация разнообразных растворенных элементов внутри тела протиста или губки отличается от концентрации тех же веществ в окружающей его воде, то наблюдается разность осмотического давления внутри и вовне организма этого живого существа. Сократительная вакуоль устраняет дисбаланс, выполняя роль своеобразного насоса, откачивающего лишнюю жидкость из клетки. Доказательством наличия этой функции служит то, что более всего пульсирующие вакуоли развиты у пресноводных обитателей. У морских протистов они встречаются крайне редко, а также отличаются существенно замедленным циклом сокращений. Ведь, как известно, морская вода характеризуется более повышенным осмотическим давлением, чем пресная.
  2. Выделительная функция — второстепенная задача сократительной вакуоли. Вместе с водой она выводит из клетки и ряд продуктов обмена веществ организма. Напомним, что основной эта функция считается у наружной клеточной мембраны.
  3. Участие в процессе дыхания — водный раствор, поступающий в сократительную вакуоль, в какой-то мере обогащен растворенным кислородом, используемым простейшим, губкой.

Подводя итог, еще раз отметим, что пульсирующая (сократительная) вакуоль — это один из важных органоидов простейших, пресноводных и морских, а также ряда других живых существ. Она активно участвует в процессе их жизнедеятельности, выполняя осморегулирующую, выделительную и отчасти дыхательную функцию, проделывая гигантскую для размеров такого микроорганизма деятельность.

Сократительная вакуоль ( CV ) является суб-ячеистой структурой ( органеллы ) , участвующая в осморегуляции . Он встречается преимущественно в простейшими и одноклеточными водорослями . Это был ранее известен как пульсирующей или пульсирующей вакуоли

Читайте также:  Dennerle фильтр внутренний

содержание

обзор

Сократительная вакуоль является специализированным типом вакуоли , который регулирует количество воды внутри клетки . В пресноводных средах концентрация от растворенных веществ является гипотонической , выше , чем снаружи клетки. В этих условиях, вода осмос заставляет воду накапливаться в клетке из внешней среды. Сократительная вакуоль действует как часть защитного механизма , который предотвращает клетку поглощать слишком много воды и , возможно , лизис (разрушените) в результате чрезмерного внутреннего давления.

Сократительная вакуоль, как предполагает его название, вытесняет воду из клетки путем заражения. Роста (сбор воды) и сжатие (вода изгнание) сократительной вакуоли являются периодическими. Один цикл занимает несколько секунд, в зависимости от вида и окружающей среды в осмолярности . Стадия , в которой вода поступает в CV, называется диастолой . Сокращение сократительной вакуоли и изгнание воды из клетки называются систолой .

Вода всегда течет первая из вне клетки в цитоплазму , и только затем перемещается из цитоплазмы в сократительной вакуоли для высылки. Виды , которые обладают сократительной вакуолью , как правило , всегда используют органеллы, даже при очень гипертонической (высокой концентрации растворенных веществ) сред, так как клетка стремится скорректировать свою цитоплазму , чтобы стать еще более гиперосмотическим , чем окружающая среда. Количество воды , изгнали из клетки и скорости сжатия связаны с осмолярности среды. В гиперосмотических средах, меньше воды будет исключена , и цикл сжатия будет больше.

Наиболее понятен сократительные вакуоли принадлежат к протистам парамеция , Amoeba , Dictyostelium и трипаносомы , и в меньшей степени зеленые водоросли Chlamydomonas . Не все виды , которые обладают сократительной вакуоли являются пресноводные организмы ; некоторые морские , почвенные микроорганизмы и паразиты также сократительную вакуоль. Сократительная вакуоль преобладающие видов , которые не имеют клеточную стенку , но есть исключения (особенно СЫатуйотопаз ) , которые действительно обладают клеточной стенкой. Через Evolution , сократительная вакуоль как правило , была потеряна в многоклеточных организмах, но она до сих пор существует в одноклеточный стадии нескольких многоклеточных грибов , а также в нескольких типах клеток в губках ( амебоциты , pinacocytes и choanocytes ).

Количество сократительных вакуолей в клетке варьирует в зависимости от вида . Амебы имеют один, Dictyostelium discoideum , Paramecium Aurelia и Chlamydomonas reinhardtii имеют два, и гигантские амебы, такие как Chaos carolinensis , много. Количество сократительных вакуолей у каждого вида в основном постоянное и, следовательно , используется для определения характеристик видов в систематике . Сократительная вакуоль имеет несколько структур , прикрепленных к ней в большинстве клеток, такие как мембранные складки, трубочки , водных путях и мелкие пузырьки . Эти структуры были названы в spongiome ; сократительная вакуоль вместе с spongiome иногда называют «сократительную вакуоль комплексов ( CVC ). По spongiome выполняет несколько функций в водном транспорте в сократительной вакуоль и в локализации и стыковках сократительной вакуоли внутри клетки.

Парамеция и амеба обладают большими сократительные вакуоли (средний диаметр от 13 до 45 мкм, соответственно), которые являются относительно комфортно , чтобы изолировать, манипулировать и анализа. Самые маленькие известные сократительные вакуоли принадлежат Chlamydomonas , с диаметром 1,5 мкм. В Paramecium , который имеет один из самых сложных сократительных вакуолей, вакуоль окружен несколькими каналами, которые абсорбируют воду путем осмоса из цитоплазмы. После того, как каналы наполняются водой, вода закачивается в вакуоли. Когда вакуоль заполнена, она выталкивает воду через поры в цитоплазму , которая может открываться и закрываться. Другие протисты, такие как Амеба , есть резюме , которые перемещаются к поверхности клетки при полных и претерпевают экзоцитоз . В Amoeba сократительные вакуоли собирают выделительные отходы, такие как аммиак , из внутриклеточной жидкости пути как диффузии и активного транспортом .

Читайте также:  Дексаметазон кошке куда колоть

Расход воды в резюме

Путь , в котором вода поступает в резюме было загадкой в течение многих лет, но несколько открытий , начиная с 1990 — х годов улучшилось понимание этого вопроса. Вода теоретически может пересекать мембрану CV осмоса, но только тогда , когда внутри CV является гиперосмотической (более высокой концентрация растворенного вещества) в цитоплазму. Открытие протонных насосов в CV мембране и прямое измерение концентрации ионов внутри CV с использованием микроэлектродов привели к следующей модели: накачка протонов либо в или из CV вызывает различные ионы , чтобы войти в CV. Например, некоторые протонные насосы работают как катиониты , в результате чего протон откачиваемой из CV и катион нагнетается в то же время в CV. В других случаях, протоны закачиваются в CV сопротивления анионов с ними ( карбонатом , например), чтобы сбалансировать рН . Этот поток ионов в CV приводит к увеличению CV осмолярности и в результате воды поступает в CV осмоса. Вода , как было показано , по крайней мере , некоторых видов ввести резюме через аквапоринов .

Acidocalcisomes были подразумевал работать вместе с сократительной вакуоли в ответ на осмотический стресс . Они были обнаружены в непосредственной близости от вакуоли в Trypanosoma Тгурапозоте и были показаны сплавить с вакуолью , когда клетки подвергались воздействию осмотического стресса. Предположительно acidocalcisomes опустошить их содержание ионов в сократительной вакуоли, тем самым увеличивая осмолярность вакуоли в.

Нерешенные вопросы

CV действительно не существует в высших организмах, но некоторые из его уникальных характеристик используются бывшим в своих собственных осморегуляторно механизмах. Поэтому Исследования по резюме может помочь нам понять, как осморегуляция работает во всех видах. Многие вопросы, касающиеся резюме остаются, по состоянию на 2010, нерешенный:

  • Сужение . Это не совсем известно , что заставляет CV мембрану сжиматься, и является ли это активный процесс , который стоит энергию или пассивный коллапс CV мембраны. Доказательства участия актина и миозина , известные сократительные белки , которые встречаются во многих клетках, являются неоднозначными.
  • Мембрана композиции . Хотя известно , что некоторые белки украшают CV мембрану (V-H + -ATPases, аквапоринов), полный список отсутствует. Состав самой мембраны и ее сходство с и отличием от других клеточных мембран также не ясен.
  • Содержание CV . Несколько исследований показали , концентрации ионов внутри некоторых из крупнейшего резюме , но не в самом маленьких (например, в важном модельном организме СЫатуйотопаз rheinhardii ). Причины и механизмы ионного обмена между CV и цитоплазмы не совсем ясны.
Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector