ПИНОЦИТОЗ: ПРОЦЕСС, ФУНКЦИИ И ОТЛИЧИЕ ОТ ФАГОЦИТОЗА - БИОЛОГИЯ - 2024

Пиноцитоз является клеточным процессом приема средних частиц, как правило , небольших , так и в растворимой форме через образование мелких пузырьков в плазматической мембране клетки. Этот процесс в основном рассматривается как клеточное действие «питья». Везикулы будут высвобождены после процесса инвагинации клеточной мембраны внутри них.

Этот процесс захвата жидкого материала включает растворенные молекулы или взвешенные микрочастицы. Это один из различных способов включения внеклеточного материала или эндоцитоза, который клетка использует для поддержания своей энергии.

Источник: Мариана Руис Вильярреал, производное произведение: Gregor_0492

Другие процессы, в которых клетка транспортирует внеклеточный материал, включают использование белков-транспортеров и канальных белков через фосфолипидный бислой цитоплазматической мембраны. Однако при пиноцитозе захваченный материал окружен частью мембраны.

Виды пиноцитоза

Этот процесс эндоцитоза может быть вызван двумя различными способами: «жидким пиноцитозом» и «адсорбционным пиноцитозом». Оба они различаются способом включения частиц или веществ в суспензии в цитоплазму.

При жидкостном пиноцитозе вещества абсорбируются растворимыми в жидкости. Скорость поступления этих растворенных веществ в клетку пропорциональна их концентрации во внеклеточной среде, а также зависит от способности клетки образовывать пиноцитарные пузырьки.

Напротив, скорость проникновения «молекулы» в результате абсорбционного пиноцитоза определяется концентрацией молекулы во внешней среде, а также числом, сродством и функцией рецепторов указанных молекул, расположенных на поверхности клеточной мембраны. Последний процесс соответствует кинетике фермента Михаэлиса-Ментен.

При прочих равных условиях (концентрация поглощаемых молекул) абсорбционный пинозитоз будет происходить в 100-1000 раз быстрее, чем жидкость, а также более эффективно поглощать жидкости (меньшее количество).

Обработать

Пиноцитоз - очень распространенный процесс в эукариотических клетках. Он заключается в перемещении частиц снаружи клетки посредством образования пиноцитарного пузырька, инвагинации клеточной мембраны, которая в конечном итоге отделяется от последней и образует часть цитоплазмы.

Как правило, большинство эндоцитозных везикул, происходящих из клеточной мембраны, следует путем пиноцитоза. Эти везикулы имеют своим основным предназначением эндосомы, которые затем переносятся в лизосомы, клеточные органеллы, ответственные за клеточное пищеварение.

Рецептор-опосредованный эндоцитоз или абсорбционный пиноцитоз

Это наиболее изученная форма пиноцитоза. В этом случае механизм позволяет селективный вход определенных макромолекул. Макромолекулы, обнаруженные во внеклеточной среде, по умолчанию связываются со специфическими рецепторами на плазматической мембране.

Как правило, специализированные рецепторы обнаруживаются сгруппированными в секторах мембраны, известных как «углубления, покрытые клатрином». На этом этапе пиноцитарные везикулы, сформированные в этих областях, будут иметь покрытие из этого белка (клатрина), а также будут содержать рецептор и лиганд (обычно липопротеины).

Как только покрытые оболочкой везикулы уже находятся в цитоплазме, они сливаются с ранними эндосомами, то есть ближайшими к клеточной мембране.

С этого момента может происходить несколько сложных процессов, включая выход рециркулирующих везикул к клеточной мембране и аппарату Гольджи (который несет мембранные рецепторы и другие материалы) или везикулам или мультивезикулярным тельцам, которые следуют за ней. процесс транспортировки материала к лизосомам.

Сколько там приемников?

Существует более 20 различных рецепторов, которые избирательно вводят макромолекулы в клетку. Во время этого процесса жидкость, отличная от цитоплазматической среды, также неизбирательно включается, что называется «эндоцитоз жидкой фазы».

В каждой выстланной клатрином впадине или полости, присутствующей в клеточной мембране, нет рецепторов одного типа; вместо этого существуют различные рецепторы, которые одновременно интернализуются в клетку с образованием единой везикулы.

В этом процессе и при образовании рециркулирующих везикул, которые возвращаются к мембране для реинтеграции, присутствие рецепторного комплекса или его лигандов (полученных молекул) некоторым образом влияет на присутствие других рецепторов и молекул.

Жидкий пиноцитоз

В этом случае это неселективный процесс, при котором молекулы или частицы активно захватываются. Везикулы, образованные из клеточной стенки, покрыты не клатрином, а белками, такими как кавеолин. В некоторых случаях этот процесс известен как потоцитоз.

Характеристики

Во время процесса многие материалы включаются в клетку либо селективно с образованием везикул, покрытых клатрином, либо неселективно через везикулы без покрытия.

Абсорбтивный пиноцитоз

Различные рецепторы, распознающие гормоны, факторы роста, белки-носители, а также другие белки и липопротеины, могут накапливаться в покрытых клатрином полостях плазматической мембраны.

Один из наиболее оцениваемых процессов - захват холестерина в клетках млекопитающих, который опосредуется наличием специфических рецепторов на клеточной мембране.

Холестерин обычно переносится с кровотоком в форме липопротеинов, наиболее распространенным из которых является липопротеин низкой плотности (ЛПНП).

Как только покрытая оболочка везикула оказывается в цитоплазме, рецепторы возвращаются обратно в мембрану, а холестерин в форме LDC транспортируется в лизосомы для обработки и использования клеткой.

Другие метаболиты, захваченные абсорбирующими пиноцитами

Этот процесс также используется для захвата ряда метаболитов, имеющих большое значение для клеточной активности. Некоторые из них - это витамин B12 и железо, которые клетка не может получить в результате активных транспортных процессов через мембрану.

Эти два метаболита необходимы для синтеза гемоглобина, который является основным белком, присутствующим в красных кровяных тельцах в кровотоке.

С другой стороны, многие из рецепторов, присутствующих в клеточной мембране, которые не рециркулируются, абсорбируются таким образом и транспортируются в лизосомы для переваривания с помощью большого количества разнообразных ферментов.

К сожалению, через этот путь (опосредованный рецепторами пиноцитоз) в клетку проникают многие вирусы, такие как грипп и ВИЧ.

Пиноцитоз пузырьков, не покрытых клатрином

Когда пиноцитоз происходит по другим путям, в которых не образуются везикулы, покрытые клатрином, этот процесс оказывается особенно динамичным и высокоэффективным.

Например, в эндотелиальных клетках, которые являются частью кровеносных сосудов, образующиеся везикулы должны мобилизовать большие количества растворенных веществ из кровотока во внутриклеточное пространство.

Шкала пиноцитоза

Покрытые клатрином углубления, например, занимают около 2% поверхности плазматической мембраны, имея приблизительный срок службы до двух минут.

В этом смысле абсорбционный пиноцитоз вызывает интернализацию всей клеточной мембраны внутри клетки за счет образования покрытых везикул за период от одного до двух часов, что в среднем составляет от 3 до 5% мембраны. плазма за каждую минуту.

Например, макрофаг способен интегрировать около 35% объема цитоплазмы примерно за один час. Количество растворенных веществ и молекул ни в коем случае не влияет на скорость образования пузырьков и их интернализации.

Разница с фагоцитозом

Фагоцитоз и пиноцитоз - схожие процессы, при которых клетка усваивает внеклеточный материал, подлежащий обработке; оба процесса требуют энергии, поэтому они считаются активными транспортными механизмами. В отличие от пиноцитоза, фагоцитоз буквально «ест» клетку.

Фагоцитоз характеризуется «поглощением» крупных частиц, включая бактерии, различные клеточные остатки и даже интактные клетки. Частица, подлежащая фагоцитозу, связывается с рецепторами, расположенными на поверхности клеточной мембраны (которые, среди прочего, распознают остатки маннозы, N-ацелтиглюкозамида), которые запускают расширение псевдопод, окружающих частицу.

Как только мембрана сливается с ней, образуется большая везикула (в отличие от пузырьков, образующихся в процессе пиноцитоза), называемая фагосомой, которая выделяется в цитоплазму. Это когда фагосома связывается с лизосомой с образованием фаголизосомы.

Внутри фаголизосомы переваривание материала происходит благодаря ферментативной активности лизосомальных кислотных гидролаз. В этом процессе рецепторы и часть интернализованных мембран также рециркулируют, которые возвращаются в форме рециркулирующих пузырьков на поверхность клетки.

Где возникает фагоцитоз?

Это очень распространенный процесс, которым питаются такие организмы, как простейшие и низшие многоклеточные животные. Кроме того, у многоклеточных организмов фагоцитоз обеспечивает первую линию защиты от чужеродных агентов.

Способ, которым специализированные клетки, включая различные типы лейкоцитов (макрофаги и нейтрофилы), уничтожают внешние микроорганизмы и поглощают клеточный мусор, имеет важное значение для поддержания системы организма.

Ссылки

1. Альбертс Б., Брей Д., Хопкин К., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К. и Уолтер П. (2004). Существенная клеточная биология. Нью-Йорк: Наука о гирляндах.
2. Купер, Г.М., Хаусман, Р.Е. и Райт, Н. (2010). Клетка. (стр. 397-402). Марбан.
3. Хикман, К.П., Робертс, Л.С., Кин, С.Л., Ларсон, А., Айнсон, Х. и Эйзенхур, DJ (2008). Комплексные принципы зоологии. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
4. Хименес Гарсиа, Л. Дж. И Х. Мерчанд Лариос. (2003). Клеточная и молекулярная биология. Мексика. От редакции Pearson Education.
5. Кюнель, В. (2005). Цветовой атлас цитологии и гистологии. Мадрид, Испания: От редакции Médica Panamericana.
6. Рэндалл Д., Бургрин В., Френч К. (1998). Физиология животных Экерда: механизмы и адаптации. Испания: Макгроу-Хилл.