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収縮液胞

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収縮液胞は、細胞内の水分量を調節する特殊な液胞である。 淡水の環境では、溶質の濃度が細胞内よりも外の方が低いハイポトニック状態になっています。 このような環境下では、浸透圧によって外部環境からの水が細胞内に蓄積される。 収縮液胞は、細胞が水を吸収しすぎて、過剰な内圧により細胞が溶解(破裂)するのを防ぐ防御機構の一部として機能している。

収縮液胞は、その名の通り、収縮することで水を細胞の外に排出する。 収縮液胞の成長(水を集める)と収縮(水を排出する)は周期的に行われる。 生物種や環境の浸透圧にもよるが、1サイクルは数秒である。 水がCVに流れ込む段階を拡張期と呼ぶ。

水は常に細胞外からまず細胞質に流れ込み、その後、細胞質から収縮液胞に移動して排出されます。 収縮性液胞を持つ生物は、高浸透圧(溶質の濃度が高い)環境であっても、常にこの器官を使用します。 細胞から排出される水の量と収縮の速度は、環境の浸透圧に関係している。

最もよく理解されている収縮性液胞は、原生生物のParamecium、Amoeba、Dictyostelium、Trypanosoma、そしてより少ない程度ではありますが、緑藻類のChlamydomonasに属しています。 収縮液胞を持つのは淡水生物ばかりではなく、海洋生物や土壌微生物、寄生虫にも収縮液胞を持つものがある。 収縮液胞は、細胞壁を持たない種に多く見られるが、例外的に細胞壁を持つ種(特にクラミドモナス)も存在する。

細胞あたりの収縮液胞の数は、種によって異なります。 アメーバは1個、Dictyostelium discoideum、Paramecium aurelia、Chlamydomonas reinhardtiiは2個、Chaos carolinensisのような巨大アメーバはたくさんあります。 各種の収縮液胞の数はほぼ一定であるため、系統学における種の特徴付けに用いられる。 収縮性液胞には、ほとんどの細胞で、膜のひだ、管、水管、小胞など、いくつかの構造が付着している。 これらの構造は海綿体と呼ばれており、収縮液胞と海綿体を合わせて「収縮液胞複合体」(CVC)と呼ぶこともある。

パラメシウムとアメーバは大きな収縮液胞(平均直径13μmと45μm)を持っているので、分離、操作、アッセイは比較的容易である。 最も小さい収縮液胞はクラミドモナスのもので、その直径は1.5 µmです。 最も複雑な収縮性液胞を持つParameciumでは、液胞はいくつかのカナルに囲まれており、カナルは細胞質から浸透圧によって水を吸収する。 カナルが水で満たされた後,水は液胞に送り込まれる。 液胞が満杯になると、細胞質にある開閉可能な孔から水を排出するのである。 アメーバのような他の原生生物は、CVが満杯になると細胞表面に移動し、エキソサイトーシスを行う。 アメーバでは、収縮性液胞が、拡散と能動輸送の両方によって、アンモニアなどの排泄物を細胞内液から回収する。

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