Как происходят выделение и переход веществ из клетки?

Жизнедеятельность клеток сопровождается образованием самых разнообразных веществ. Так, по завершении дыхания образуются конечные продукты окисления СО2, Н2О, Н2О2, NH3, при фотоавторофном питании выделяется молекулярный кислород, для внеклеточного пищеварения секретируются наружу ферменты. Для подавления жизнедеятельности других клеток бактериальные или грибные клетки выделяют антибиотики, при движении клеток усиливается теплоотдача и др. Болезнетворные бактерии Helicobacter pylori использует систему секреции, чтобы впрыснуть специальный белок в эпителиальные клетки желудка.

Разнообразие способов и веществ, выделяемых клетками, объединено в три типа выделения: 1) экскреция веществ; 2) секреция веществ; 3) внутриклеточное выделение.

Экскреция (от лат. excretio - выделение) - совокупность процессов, направленных на вывод неиспользованных продуктов обмена веществ и энергии, а также чужеродных и вредных для клетки веществ. Эти соединения могут выделяться как в неизмененном виде (например, СО2, Н2О), так и после значительных преобразований (например, расщепление пероксида водорода, преобразования аммиака в мочевину). Выведение осуществляют органеллы клеток или органы выделения у многоклеточных организмов.

Секреция (от лат. secretio - отделение) - процессы образования и выделения клеткой веществ-секретов. В частности клетками секретируются различные сигнальные молекулы, антибиотические вещества для защиты от патогенов или конкурентов, экзоферменты для пищеварения, питательные вещества и т. п. Клеточная секреция характерна для всех живых клеток.

Своеобразным способом выделения являются внутриклеточное выделение и изоляция переведённых в труднорастворимую форму продуктов обмена (например, в уратных клетках насекомых откладывается мочевая кислота, в хлорагогенных клетках дождевых червей откладывается гуанин или мочевая кислота). Органические кислоты, которые могут нанести вред клетке, в основном связываются с катионами и откладываются в виде кристаллических включений в цитоплазме.

Переход веществ из клеток осуществляется путём диффузии через клеточные поры, облегчённой диффузии с помощью белков-переносчиков, путём экзоцитоза. Важную роль в выделении выполняют везикулы. Это относительно небольшие клеточные органеллы, отделённые от цитозоля липидной мембраной. Если у везикулы один слой липидов, она называется одноламелярной, если больше - многоламелярной. Везикула служит для хранения, транспортирования и переработки питательных веществ, продуктов и отходов клетки.

Итак, значение выделения заключается в поддержании гомеостаза клетки, защите органелл и важных веществ от вредного воздействия опасных веществ или клеток, коммуникации с другими клетками, обеспечении регуляции функций.