Принципы классификации включений
В цитологии и гистологии эти непостоянные структуры принято разделять на несколько крупных групп, опираясь на три базовых критерия:
- По функциональной роли: выделяют резервные (они же трофические), транспортные (или секреторные), а также светозащитные, балластные и некоторые другие виды.
- По физическим свойствам: компоненты делятся на пигментные (окрашенные) и непигментные.
- По происхождению: структуры могут быть экзогенными (то есть поступившими в клетку из внешней среды) или эндогенными (синтезированными внутренними системами самой клетки).
Трофические (резервные) включения
Данная группа представляет собой внутриклеточные запасы питательных веществ или важных метаболитов. К типичным примерам относятся гранулы гемосидерина в гепатоцитах (комплекс железа с белком ферритином), капли нейтрального жира в адипоцитах и углеводные запасы в виде гликогена.
Физиология метаболизма гликогена имеет принципиальные отличия в разных тканях. Распад этого углевода протекает по механизму фосфоролиза, в результате чего образуется молекула глюкозо-6-фосфата. Проблема заключается в том, что глюкозо-6-фосфат не способен самостоятельно пересекать клеточную мембрану.
- В клетках печени присутствует специфический фермент — глюкозо-6-фосфатаза. Он трансформирует глюкозо-6-фосфат в свободную глюкозу, которая легко выходит в кровеносное русло и обеспечивает энергией мозг и весь организм.
- В мышечных волокнах фермент глюкозо-6-фосфатаза полностью отсутствует. По этой причине мышечный гликоген расходуется исключительно на поддержание работы самих мышц и никогда не выступает системным источником глюкозы для других органов.
Гистологическая визуализация трофических структур
| Тип включения | Образец ткани | Метод окраски | Микроскопическая картина |
|---|---|---|---|
| Гликоген | Гепатоциты | Окраска по Бесту | На фоне фиолетовых ядер в цитоплазме визуализируются множественные малиновые глыбки. |
| Жиры | Гепатоциты аксолотля | Осмиевая кислота | В цитоплазме четко определяются жировые капли различного размера. |
Транспортные включения
Транспортные структуры формируются в клетке в процессе мультимолекулярного переноса различных соединений через плазматическую мембрану. Их классифицируют в зависимости от направления перемещения веществ.
При эндоцитозе (транспорте внутрь клетки) образуются:
- Пиноцитозные пузырьки — отвечают за захват и перенос жидкостей.
- Фагосомы — формируются при поглощении твердых частиц.
При экзоцитозе (транспорте из клетки) возникают:
- Секреторные пузырьки — необходимы для выделения полезных продуктов, синтезированных клеткой.
- Экскреторные пузырьки — обеспечивают выведение конечных продуктов метаболизма.
Пигментные и светозащитные включения
Важно понимать, что окраска (цвет) — это лишь физическое свойство компонента, которое далеко не всегда определяет его биологическую функцию. Тем не менее, способность эффективно поглощать свет играет важнейшую защитную роль.
- Гранулы меланина: классические светозащитные структуры. Они локализуются в специализированных клетках и защищают ткани от повреждающего воздействия светового излучения.
- Гемосидерин: пигмент, являющийся внутриклеточным резервуаром железа.
- Липофусцин: так называемый «пигмент старения», который выполняет функцию балластного вещества.
- Гемоглобин: содержится в эритроцитах. Иногда его формально относят к пигментным включениям, хотя на деле он представляет собой основной функциональный аппарат красных кровяных телец.
Сравнение включений с органеллами
В отличие от временных включений, органеллы являются постоянными структурами. По распространенности их делят на органеллы общего значения (присутствуют практически во всех клеточных типах) и специального значения (обеспечивают выполнение специфических задач, например, миофибриллы в мышечной ткани или реснички в эпителии дыхательных путей).
По особенностям строения органеллы классифицируют на:
- Мембранные: ограничены собственной оболочкой и представляют собой изолированные отсеки (компартменты).
- Немембранные: лишены подобной оболочки.
Чтобы не путать направления мультимолекулярного транспорта: ЭНдоцитоз означает движение внутрь (как английское «Enter» — вход), а ЭКЗоцитоз — движение наружу (как «Exit» — выход).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему запасы углеводов в мышцах не могут повысить уровень сахара в крови?
В мышечных волокнах нет фермента глюкозо-6-фосфатазы. Из-за этого образующийся при распаде гликогена глюкозо-6-фосфат не способен превратиться в свободную глюкозу и пройти через мембрану в кровоток.
Как отличить гликоген от жировых капель под микроскопом?
Для их дифференциации используют разные красители. Гликоген выявляют окраской по Бесту, которая дает малиновые глыбки. Нейтральные жиры фиксируют и окрашивают осмиевой кислотой, визуализируя их в виде темных капель.
В чем заключается принципиальная разница между клеточными включениями и органеллами?
Включения — это временные и необязательные компоненты (например, запасы питания или пигменты), которые появляются и исчезают. Органеллы же представляют собой постоянные специализированные аппараты, необходимые для базовой жизнедеятельности.
Чем пиноцитоз отличается от фагоцитоза?
Оба процесса относятся к эндоцитозу, но при пиноцитозе клетка захватывает и упаковывает в пузырьки жидкости, а при фагоцитозе — поглощает твердые частицы с образованием фагосом.
Что ещё разобрать по теме
- Детальный механизм работы фермента глюкозо-6-фосфатазы в гепатоцитах.
- Особенности накопления липофусцина и его связь с процессами клеточного старения.
- Молекулярные механизмы формирования пиноцитозных и секреторных пузырьков.
- Гистологическое строение и функции органелл специального значения (реснички, миофибриллы).
- Процесс синтеза и утилизации гемосидерина в печени.
Разберите тему целиком в курсе «Гистология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Включения цитоплазмы» и ещё 3 438 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 137 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Цитоплазма»
Бесплатные видеоуроки: гистологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.