PINOCYTOSE: PROCES, FUNKTIONER OG FORSKEL MED FAGOCYTOSE - BIOLOGI - 2025

Den pinocytose er en cellulær proces med indtagelse af mellemstore partikler, sædvanligvis små og i opløselig form ved dannelse af små blærer i plasmamembranen af cellen. Denne proces betragtes grundlæggende som den cellulære virkning af "drikke". Vesiklerne frigøres efter en proces med invagination af cellemembranen deri.

Denne indfangningsproces med flydende materiale inkluderer opløste molekyler eller suspenderede mikropartikler. Det er en af ​​de forskellige måder at inkorporere ekstracellulært materiale eller endocytose, som cellen bruger til sin energivedligeholdelse.

Kilde: Mariana Ruiz Villarreal afledt arbejde: Gregor_0492

Andre processer, hvor cellen transporterer ekstracellulært materiale, inkluderer brugen af ​​transportørproteiner og kanalproteiner over phospholipid-dobbeltlaget i den cytoplasmatiske membran. I pinocytose er det indfangede materiale imidlertid omgivet af en del af membranen.

Typer af pinocytose

Denne endocytoseproces kan genereres på to forskellige måder: "fluid pinocytosis" og "adsorptiv pinocytosis". Begge adskiller sig på den måde, hvor partiklerne eller stofferne i suspension inkorporeres i cytoplasmaet.

Ved væske-pinocytose absorberes stofferne opløseligt i væsken. Indførselshastigheden af ​​disse opløste stoffer i cellen er proportional med deres koncentration i det ekstracellulære miljø og afhænger også af cellens evne til at danne pinocytiske vesikler.

I modsætning hertil gives hastigheden for indtrængen af ​​et "molekyle" ved absorptiv pinocytose ved koncentrationen af ​​molekylet i det ydre miljø såvel som antallet, affinitet og funktion af receptorerne af nævnte molekyler placeret på overfladen af ​​cellemembranen. Den sidstnævnte proces er i overensstemmelse med Michaelis-Menten-enzymkinetikken.

Alt andet lige (koncentration af molekylerne, der skal absorberes), ville den absorberende pinositose være 100 til 1000 gange hurtigere end væske og også mere effektiv til at absorbere væsker (mindre mængde).

Behandle

Pinocytosis er en meget almindelig proces i eukaryote celler. Det består af bevægelse af partikler fra cellenes yderside gennem dannelsen af ​​en pinocytisk vesikel, en invagination af cellemembranen, som ender med at blive løsnet fra sidstnævnte for at udgøre en del af cytoplasmaet.

Generelt følger de fleste endocytiske vesikler, der stammer fra cellemembranen, ruten for pinocytose. Disse vesikler er primært bestemt til endosomer, der derefter overføres til lysosomer, cellulære organeller, der er ansvarlige for cellulær fordøjelse.

Receptormedieret endocytose eller absorberende pinocytose

Det er den bedst studerede form for pinocytose. I dette tilfælde tillader mekanismen den selektive indføring af definerede makromolekyler. Makromolekyler, der findes i det ekstracellulære miljø, vil som standard binde til specifikke receptorer på plasmamembranen.

Generelt findes specialiserede receptorer samlet i sektorer af membranen kendt som "clathrinbelagte depressioner." På dette tidspunkt vil de pinocytiske vesikler dannet i disse regioner have en belægning af dette protein (clathrin) og vil også indeholde receptoren og liganden (normalt lipoproteiner).

Når de overtrukne vesikler allerede er i cytoplasma, smelter de sammen med de tidlige endosomer, det vil sige dem, der er tættest på cellemembranen.

Fra dette tidspunkt kan flere komplekse processer forekomme, herunder udgangen af ​​genanvendelsesvesikler mod cellemembranen og Golgi-apparatet (som bærer membranreceptorer og andre materialer) eller vesikler eller multivesikulære legemer, der følger transport af materiale til lysosomerne.

Hvor mange modtagere er der?

Der er mere end 20 forskellige receptorer, som selektivt introducerer makromolekyler i cellen. Under denne proces inkorporeres også andre væsker end cytoplasmatiske medier ikke-selektivt, hvilket kaldes "fluidfase-endocytose".

I hver clathrinforet depression eller hulrum, der er til stede i cellemembranen, er der ikke en enkelt type receptor; i stedet er der forskellige receptorer, som samtidig internaliseres i cellen med dannelsen af ​​en enkelt vesikel.

I denne proces og i dannelsen af ​​genvindingsvesikler, der rejser tilbage til membranen, der skal integreres, påvirker tilstedeværelsen af ​​et receptorkompleks eller dets ligander (modtagne molekyler) på en eller anden måde tilstedeværelsen af ​​andre receptorer og molekyler.

Væske pinocytose

I dette tilfælde er det en ikke-selektiv proces, hvor molekylerne eller partiklerne indfanges aktivt. Vesikler dannet fra cellevæg overtrækkes ikke af clathrin, men af ​​proteiner såsom caveolin. I nogle tilfælde er denne proces kendt som potocytose.

Funktioner

Under processen inkorporeres mange materialer i cellen, enten selektivt med dannelse af clathrinbelagte vesikler eller ikke-selektivt gennem ikke-overtrukne vesikler.

Absorptiv Pinocytocis

Forskellige receptorer, der genkender hormoner, vækstfaktorer, bærerproteiner såvel som andre proteiner og lipoproteiner kan akkumuleres i clathrinbelagte hulninger i plasmamembranen.

En af de bedst evaluerede processer er indfangning af kolesterol i pattedyrceller, der formidles af tilstedeværelsen af ​​specifikke receptorer på cellemembranen.

Kolesterol bæres generelt i blodomløbet i form af lipoproteiner, hvor det mest almindelige er lipoprotein med lav densitet (LDL).

Når den overtrukne vesikel er i cytoplasmaet, recirkuleres receptorerne tilbage til membranen, og cholesterol i form af LDC transporteres til lysosomerne, der skal behandles og anvendes af cellen.

Andre metabolitter fanget i absorberende pinocytter

Denne proces bruges også til at opfange en række metabolitter af stor betydning i cellulær aktivitet. Nogle af dem er vitamin B12 og jern, som cellen ikke kan få gennem aktive transportprocesser gennem membranen.

Disse to metabolitter er essentielle i syntesen af ​​hæmoglobin, som er det vigtigste protein, der findes i røde blodlegemer i blodbanen.

På den anden side absorberes mange af de receptorer, der er til stede i cellemembranen, og som ikke recirkuleres, på denne måde og transporteres til lysosomerne, der skal fordøjes af en lang række enzymer.

Desværre, gennem denne vej (receptormedieret pinocytose), kommer mange vira såsom influenza og HIV ind i cellen.

Pinocytose af vesikler, der ikke er dækket af clathrin

Når pinocytose forekommer ved andre veje, i hvilke clathrinbelagte vesikler ikke dannes, viser processen sig at være særlig dynamisk og meget effektiv.

For eksempel i endotelceller, der er en del af blodkar, skal de dannede vesikler mobilisere store mængder opløste stoffer fra blodbanen til det intracellulære rum.

Pinocytosis skala

Clathrin-coatede fordybninger optager for eksempel ca. 2% af overfladen af ​​plasmamembranen og har en omtrentlig levetid på op til to minutter.

I denne forstand får absorberende pinocytose hele cellemembranen til at blive internaliseret i cellen gennem dannelsen af ​​overtrukne vesikler i en periode på mellem en til to timer, hvilket gennemsnitligt ligger mellem 3 og 5% af membranen plasma i hvert minut.

En makrofag er for eksempel i stand til at integrere ca. 35% af cytoplasmaets volumen på cirka en time. Mængden af ​​opløste stoffer og molekyler påvirker ikke på noget tidspunkt hastigheden af ​​dannelse af vesikel og internalisering af disse.

Forskel med fagocytose

Fagocytose og pinocytose er lignende processer, hvor cellen internaliserer ekstracellulært materiale, der skal behandles; begge er processer, der har brug for energi, så de betragtes som aktive transportmekanismer. I modsætning til pinocytose er fagocytose bogstaveligt talt den måde, cellen "spiser".

Phagocytose er kendetegnet ved "indtagelse" af store partikler, herunder bakterier, forskellige cellulære affald og endda intakte celler. Den partikel, der skal fagocytoseres, binder til receptorer placeret på overfladen af ​​cellemembranen (som genkender rester af mannose, N-aceltiglucosamid, blandt andre), der udløser udvidelsen af ​​pseudopoder, der omgiver partiklen.

Når membranen smelter rundt omkring den, dannes en stor vesikel (i modsætning til dem, der genereres i processen med pinocytose), kaldet et fagosom, der frigøres i cytoplasmaet. Dette er, når fagosomet binder til et lysosom for at danne et fagolysosom.

Inden for fagolysosomet forekommer fordøjelse af materialet takket være den enzymatiske aktivitet af lysosomal syrehydrolaser. I denne proces genvindes receptorer og en del af de internaliserede membraner også, som vender tilbage i form af genanvendelsesvesikler til celleoverfladen.

Hvor forekommer fagocytose?

Det er en meget almindelig proces, hvormed organismer som protozoer og lavere metazoaner foder. I multicellulære organismer tilvejebringer fagocytose endvidere en første forsvarslinie mod fremmede agenser.

Den måde, hvorpå specialiserede celler, herunder forskellige typer leukocytter (makrofager og neutrofiler), ødelægger eksterne mikroorganismer og indtager celleaffald, er afgørende for at opretholde kroppens system.

Referencer

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Væsentlig cellebiologi. New York: Garland Science.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Cellen. (s. 397-402). Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrerede zoologiske principper. New York: McGraw-Hill.
4. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Cellulær og molekylærbiologi. Mexico. Redaktionel Pearson Education.
5. Kühnel, W. (2005). Farveatlas af cytologi og histologi. Madrid, Spanien: Redaktion Médica Panamericana.
6. Randall, D., Burgreen, W., French, K. (1998). Eckerd Dyrefysiologi: Mekanismer og tilpasninger. Spanien: McGraw-Hill.