ПИНОЦИТОЗА: ПРОЦЕС, ФУНКЦИИ И РАЗЛИКА С ФАГОЦИТОЗА - БИОЛОГИЯ - 2025

В пиноцитоза е клетъчен процес на приемане на средни частици, обикновено малки и в разтворима форма чрез образуването на малки мехурчета в плазмената мембрана на клетката. Този процес основно се разглежда като клетъчно действие на „пиенето“. Везикулите ще се освободят след процес на инвагинация на клетъчната мембрана вътре в нея.

Този процес на улавяне на течен материал включва разтворени молекули или суспендирани микрочастици. Това е едно от различните средства за включване на извънклетъчен материал или ендоцитоза, които клетката използва за енергийното си поддържане.

Източник: Мариана Руиз Виляреал производна работа: Gregor_0492

Други процеси, при които клетката транспортира извънклетъчен материал, включва използването на транспортни протеини и канални протеини през фосфолипидния двуслоен на цитоплазмената мембрана. Въпреки това, при пиноцитоза, уловеният материал е заобиколен от част от мембраната.

Видове пиноцитоза

Този процес на ендоцитоза може да се генерира по два различни начина: „течна пиноцитоза“ и „адсорбционна пиноцитоза“. И двете се различават по начина, по който частиците или веществата в суспензия се включват в цитоплазмата.

При течна пиноцитоза веществата се абсорбират разтворими в течността. Скоростта на влизане на тези разтворители в клетката е пропорционална на концентрацията им в извънклетъчната среда и също зависи от способността на клетката да образува пиноцитни везикули.

За разлика от това, скоростта на влизане на "молекула" чрез абсорбтивна пиноцитоза се определя от концентрацията на молекулата във външната среда, както и от броя, афинитета и функцията на рецепторите на споменатите молекули, разположени на повърхността на клетъчната мембрана. Последният процес съответства на кинетиката на ензима Michaelis-Menten.

При всички равни условия (концентрация на молекулите, които трябва да се абсорбират), абсорбиращата пинозитоза би била 100 до 1000 пъти по-бърза от течността, а също така и по-ефективна при абсорбиране на течности (по-малко количество).

процес

Пиноцитозата е много често срещан процес в еукариотните клетки. Състои се от движението на частици от външната страна на клетката чрез образуване на пиноцитна везикула, инвагинация на клетъчната мембрана, която в крайна сметка се отделя от последната, за да образува част от цитоплазмата.

По принцип повечето ендоцитни везикули, произхождащи от клетъчната мембрана, следват пътя на пиноцитозата. Тези везикули имат за основна дестинация ендозомите, които след това ще бъдат прехвърлени към лизозомите, клетъчните органели, отговорни за клетъчното храносмилане.

Рецептор-медиирана ендоцитоза или абсорбционна пиноцитоза

Това е най-добре проучената форма на пиноцитоза. В този случай механизмът позволява селективно въвеждане на дефинирани макромолекули. Макромолекулите, открити в извънклетъчната среда, по подразбиране ще се свързват със специфични рецептори на плазмената мембрана.

Обикновено се откриват специализирани рецептори в групи от мембраната, известни като „депресии с покритие на клатрин“. На този етап, образуваните в тези региони пиноцитни везикули ще имат покритие от този протеин (клатрин) и също ще съдържат рецептора и лиганда (обикновено липопротеини).

След като покритите везикули вече са в цитоплазмата, те се сливат с ранните ендозоми, тоест тези, които са най-близо до клетъчната мембрана.

От този момент нататък могат да възникнат няколко сложни процеса, включително изходът на рециклиращите везикули към клетъчната мембрана и апарата Голджи (които носят мембранни рецептори и други материали) или везикули или мултивикуларни тела, които следват процес на транспортиране на материал до лизозомите.

Колко приемници има?

Има повече от 20 различни рецептори, които селективно въвеждат макромолекули в клетката. По време на този процес, неселективно се включва и течност, различна от цитоплазмената среда, която се нарича "ендоцитоза на течна фаза".

Във всяка депресия или кухина, покрита с клатрин, присъстваща в клетъчната мембрана, няма нито един тип рецептор; вместо това има различни рецептори, които едновременно се интернализират в клетката с образуването на единична везикула.

При този процес и при образуването на рециклиращи везикули, които пътуват обратно към мембраната, която трябва да се реинтегрира, наличието на рецепторен комплекс или неговите лиганди (приети молекули) влияе по някакъв начин на присъствието на други рецептори и молекули.

Течна пиноцитоза

В този случай това е неселективен процес, при който молекулите или частиците активно се улавят. Везикулите, образувани от клетъчната стена, не са покрити от клатрин, а от протеини като кавеолин. В някои случаи този процес е известен като потоцитоза.

Характеристика

По време на процеса много материали се влагат в клетката, било селективно с образуването на ветрикули, покрити с клатрин, или неселективно чрез необработени везикули.

Абсорбиращ пиноцитоцис

Различни рецептори, които разпознават хормони, растежни фактори, протеини-носители, както и други протеини и липопротеини, могат да се натрупват в кухини, покрити с клатрин, на плазмената мембрана.

Един от най-добре оценените процеси е улавянето на холестерола в клетките на бозайниците, което се медиира от наличието на специфични рецептори на клетъчната мембрана.

Обикновено холестеролът се носи в кръвния поток под формата на липопротеини, като най-често срещаният е липопротеин с ниска плътност (LDL).

След като покритият везикул е в цитоплазмата, рецепторите се рециклират обратно към мембраната и холестеролът под формата на LDC се транспортира до лизозомите, за да бъдат обработени и използвани от клетката.

Други метаболити, хванати в абсорбционни пиноцити

Този процес се използва и за улавяне на серия от метаболити от голямо значение за клетъчната активност. Някои от тях са витамин В12 и желязо, които клетката не може да получи чрез активни транспортни процеси през мембраната.

Тези два метаболита са от съществено значение за синтеза на хемоглобин, който е основният протеин, присъстващ в червените кръвни клетки в кръвообращението.

От друга страна, много от рецепторите, присъстващи в клетъчната мембрана, които не се рециклират, се абсорбират по този начин и се транспортират до лизозомите, за да бъдат усвоени от голямо разнообразие от ензими.

За съжаление, по този път (рецепторно-медиирана пиноцитоза) много вируси като грип и ХИВ влизат в клетката.

Пиноцитоза на везикули, които не са покрити от клатрин

Когато пиноцитозата се проявява по други пътища, по които не се образуват покрити с клатрин везикули, процесът се оказва особено динамичен и високоефективен.

Например, в ендотелните клетки, които са част от кръвоносните съдове, образуваните везикули трябва да мобилизират големи количества разтворими вещества от кръвния поток във вътреклетъчното пространство.

Скала на пиноцитозата

Депресиите, покрити с клатрин, например заемат около 2% от повърхността на плазмената мембрана и имат приблизителен живот до две минути.

В този смисъл абсорбтивната пиноцитоза причинява интернализиране на цялата клетъчна мембрана в клетката чрез образуване на покрити везикули в период от един до два часа, което средно е между 3 и 5% от мембраната плазма за всяка минута.

Макрофагът например е способен да интегрира около 35% от обема на цитоплазмата за приблизително един час. Количеството на разтворените вещества и молекули не влияе в нито един момент на скоростта на образуване на везикули и интернализацията им.

Разлика с фагоцитоза

Фагоцитозата и пиноцитозата са сходни процеси, при които клетката интернализира извънклетъчен материал, който трябва да бъде обработен; и двете са процеси, които се нуждаят от енергия, така че се считат за активни транспортни механизми. За разлика от пиноцитозата, фагоцитозата е буквално начинът, по който клетката "се храни".

Фагоцитозата се характеризира с "поглъщането" на големи частици, включително бактерии, различни клетъчни отломки и дори непокътнати клетки. Частицата, която трябва да се фагоцитира, се свързва с рецептори, разположени на повърхността на клетъчната мембрана (които разпознават остатъци от маноза, N-ацелтиглюкозамид, наред с други), които задействат разширението на псевдоподи, които обграждат частицата.

След като мембраната се слее около нея, се образува голям везикул (за разлика от тези, генерирани в процеса на пиноцитоза), наречен фагосома, който се освобождава в цитоплазмата. Това е, когато фагосомата се свързва с лизозома, за да образува фаголизозома.

В рамките на фаголизозома храносмилането на материала става благодарение на ензимната активност на хидролазите на лизозомалната киселина. При този процес рецепторите и част от интернализираните мембрани също се рециклират, като се връщат под формата на рециклиращи везикули към клетъчната повърхност.

Къде се среща фагоцитоза?

Това е много често срещан процес, чрез който организми като протозои и ниски метазои се хранят. Освен това при многоклетъчните организми фагоцитозата осигурява първа линия на защита срещу чужди агенти.

Начинът, по който специализираните клетки, включително различни видове левкоцити (макрофаги и неутрофили), унищожават външни микроорганизми и поглъщат клетъчни остатъци, е от съществено значение за поддържането на системата на организма.

Препратки

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Съществена клетъчна биология. Ню Йорк: Garland Science.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Клетката. (с. 397-402). Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Интегрирани принципи на зоологията. Ню Йорк: McGraw-Hill.
4. Jiménez García, L. J & H. Merchand Lasios. (2003 г.). Клетъчна и молекулярна биология. Мексико. Редакционно образование Pearson.
5. Kühnel, W. (2005). Цветен атлас на цитологията и хистологията. Мадрид, Испания: редакция Médica Panamericana.
6. Randall, D., Burgreen, W., French, K. (1998). Физиология на животните Eckerd: Механизми и адаптации. Испания: McGraw-Hill.