PINOCYTOSE: PROCES, FUNCTIES EN VERSCHIL MET FAGOCYTOSE - BIOLOGIE - 2026

De pinocytose is een cellulair proces van opname van middelgrote deeltjes, meestal kleine en in oplosbare vorm, door de vorming van kleine blaasjes in het plasmamembraan van de cel. Dit proces wordt in wezen beschouwd als de cellulaire actie van "drinken". De blaasjes zullen worden vrijgegeven na een proces van invaginatie van het celmembraan erin.

Dit vangstproces voor vloeibaar materiaal omvat opgeloste moleculen of gesuspendeerde microdeeltjes. Het is een van de verschillende manieren om extracellulair materiaal of endocytose op te nemen, die de cel gebruikt voor zijn energiebehoud.

Bron: Mariana Ruiz Villarreal afgeleid werk: Gregor_0492

Andere processen waarin de cel extracellulair materiaal transporteert, omvatten het gebruik van transporteiwitten en kanaaleiwitten door de fosfolipide dubbellaag van het cytoplasmatische membraan. Bij pinocytose wordt het ingevangen materiaal echter omgeven door een deel van het membraan.

Soorten pinocytose

Dit endocytoseproces kan op twee verschillende manieren worden gegenereerd: ‘vloeibare pinocytose’ en ‘adsorptieve pinocytose’. Beide verschillen in de manier waarop de deeltjes of stoffen in suspensie worden opgenomen in het cytoplasma.

Bij vloeibare pinocytose worden de stoffen oplosbaar in de vloeistof opgenomen. De snelheid waarmee deze opgeloste stoffen in de cel komen, is evenredig met hun concentratie in de extracellulaire omgeving en hangt ook af van het vermogen van de cel om pinocytische blaasjes te vormen.

Daarentegen wordt de snelheid waarmee een "molecuul" binnenkomt door middel van absorberende pinocytose, gegeven door de concentratie van het molecuul in de externe omgeving alsook door het aantal, de affiniteit en de functie van de receptoren van de moleculen die zich op het oppervlak van het celmembraan bevinden. Het laatste proces komt overeen met de Michaelis-Menten-enzymkinetiek.

Als alles gelijk is (concentratie van de te absorberen moleculen), zou absorberende pinositosis 100 tot 1000 keer sneller zijn dan vloeistof, en ook efficiënter in het absorberen van vloeistoffen (minder hoeveelheid).

Werkwijze

Pinocytose is een veel voorkomend proces in eukaryote cellen. Het bestaat uit de beweging van deeltjes van de buitenkant van de cel door de vorming van een pinocytisch blaasje, een invaginatie van het celmembraan, dat uiteindelijk van het laatste wordt losgemaakt, om deel uit te maken van het cytoplasma.

Over het algemeen volgen de meeste endocytische blaasjes die afkomstig zijn van het celmembraan de route van pinocytose. Deze blaasjes hebben als primaire bestemming de endosomen die vervolgens worden overgebracht naar de lysosomen, cellulaire organellen die verantwoordelijk zijn voor de cellulaire vertering.

Receptor-gemedieerde endocytose of absorberende pinocytose

Het is de best bestudeerde vorm van pinocytose. In dit geval maakt het mechanisme de selectieve invoer van gedefinieerde macromoleculen mogelijk. Macromoleculen die in de extracellulaire omgeving worden aangetroffen, binden zich standaard aan specifieke receptoren op het plasmamembraan.

Over het algemeen worden gespecialiseerde receptoren gevonden gegroepeerd in sectoren van het membraan die bekend staan ​​als "met clathrine beklede depressies". Op dit punt zullen de pinocytische blaasjes die in deze gebieden worden gevormd, een coating van dit eiwit (clathrine) hebben en ook de receptor en het ligand (meestal lipoproteïnen) bevatten.

Zodra de beklede blaasjes zich al in het cytoplasma bevinden, versmelten ze met de vroege endosomen, dat wil zeggen de endosomen die zich het dichtst bij het celmembraan bevinden.

Vanaf dit punt kunnen verschillende complexe processen optreden, waaronder het verlaten van recyclingblaasjes naar het celmembraan en het Golgi-apparaat (die membraanreceptoren en andere materialen dragen) of blaasjes of multivesiculaire lichamen die de proces van transport van materiaal naar de lysosomen.

Hoeveel ontvangers zijn er?

Er zijn meer dan 20 verschillende receptoren die selectief macromoleculen in de cel introduceren. Tijdens dit proces wordt ook ander fluïdum dan het cytoplasmatische medium niet-selectief opgenomen, wat "vloeistoffase-endocytose" wordt genoemd.

In elke met clathrine omzoomde depressie of holte die aanwezig is in het celmembraan, is er geen enkel type receptor; in plaats daarvan zijn er verschillende receptoren die gelijktijdig in de cel worden geïnternaliseerd met de vorming van een enkel blaasje.

Bij dit proces en bij de vorming van recyclingblaasjes die teruggaan naar het membraan om opnieuw te worden geïntegreerd, heeft de aanwezigheid van een receptorcomplex of zijn liganden (ontvangen moleculen) op een of andere manier invloed op de aanwezigheid van andere receptoren en moleculen.

Vloeibare pinocytose

In dit geval is het een niet-selectief proces, waarbij de moleculen of deeltjes actief worden opgevangen. Blaasjes gevormd uit de celwand worden niet bedekt met clathrine maar met eiwitten zoals caveolin. In sommige gevallen staat dit proces bekend als potocytosis.

Kenmerken

Tijdens het proces worden veel materialen in de cel opgenomen, hetzij selectief met de vorming van met clathrine bedekte blaasjes, hetzij niet-selectief door middel van niet-bedekte blaasjes.

Absorptieve pinocytocis

Verschillende receptoren die hormonen, groeifactoren, dragereiwitten en andere eiwitten en lipoproteïnen herkennen, kunnen zich ophopen in met clathrine beklede holtes van het plasmamembraan.

Een van de best geëvalueerde processen is de opname van cholesterol in zoogdiercellen, die wordt gemedieerd door de aanwezigheid van specifieke receptoren op het celmembraan.

Cholesterol wordt over het algemeen in de bloedbaan vervoerd in de vorm van lipoproteïnen, waarvan de meest voorkomende lipoproteïne met lage dichtheid (LDL) is.

Zodra het beklede blaasje zich in het cytoplasma bevindt, worden de receptoren teruggevoerd naar het membraan en wordt cholesterol in de vorm van LDC naar de lysosomen getransporteerd om door de cel te worden verwerkt en gebruikt.

Andere metabolieten gevangen in absorberende pinocyten

Dit proces wordt ook gebruikt om een ​​reeks metabolieten vast te leggen die van groot belang zijn voor cellulaire activiteit. Sommigen van hen zijn vitamine B12 en ijzer die de cel niet kan verkrijgen via actieve transportprocessen door het membraan.

Deze twee metabolieten zijn essentieel bij de synthese van hemoglobine, het belangrijkste eiwit dat aanwezig is in rode bloedcellen in de bloedbaan.

Aan de andere kant worden veel van de receptoren in het celmembraan die niet worden gerecycled op deze manier geabsorbeerd en getransporteerd naar de lysosomen om te worden verteerd door een grote verscheidenheid aan enzymen.

Helaas komen via deze weg (receptorgemedieerde pinocytose) veel virussen zoals influenza en HIV de cel binnen.

Pinocytose van blaasjes die niet onder clathrine vallen

Wanneer pinocytose optreedt via andere routes waarin clathrine-gecoate blaasjes zich niet vormen, blijkt het proces bijzonder dynamisch en zeer efficiënt te zijn.

In endotheelcellen die deel uitmaken van bloedvaten, moeten de gevormde blaasjes bijvoorbeeld grote hoeveelheden opgeloste stoffen uit de bloedbaan naar de intracellulaire ruimte mobiliseren.

Pinocytose schaal

Met clathrine beklede depressies bezetten bijvoorbeeld ongeveer 2% van het oppervlak van het plasmamembraan en hebben een levensduur van ongeveer twee minuten.

In die zin zorgt absorberende pinocytose ervoor dat het gehele celmembraan binnen de cel wordt geïnternaliseerd door de vorming van gecoate blaasjes in een periode van één tot twee uur, wat gemiddeld tussen 3 en 5% van het membraan is. plasma voor elke minuut.

Een macrofaag is bijvoorbeeld in staat om ongeveer 35% van het volume van het cytoplasma in ongeveer een uur te integreren. De hoeveelheid opgeloste stoffen en moleculen heeft op geen enkel moment invloed op de snelheid van blaasjesvorming en internalisatie ervan.

Verschil met fagocytose

Fagocytose en pinocytose zijn vergelijkbare processen waarbij de cel extracellulair materiaal internaliseert om te worden verwerkt; beide zijn processen die energie nodig hebben, dus worden ze beschouwd als actieve transportmechanismen. In tegenstelling tot pinocytose is fagocytose letterlijk de manier waarop de cel 'eet'.

Fagocytose wordt gekenmerkt door de "opname" van grote deeltjes, waaronder bacteriën, verschillende celresten en zelfs intacte cellen. Het te fagocytose deeltje bindt zich aan receptoren die zich op het oppervlak van het celmembraan bevinden (die onder andere mannose-residuen herkennen, N-aceltiglucosamide) die de uitbreiding van pseudopoden die het deeltje omringen teweegbrengen.

Zodra het membraan eromheen smelt, vormt zich een groot blaasje (in tegenstelling tot het blaasje dat wordt gegenereerd tijdens het proces van pinocytose), een fagosoom genaamd, dat wordt vrijgegeven in het cytoplasma. Dit is wanneer het fagosoom zich bindt aan een lysosoom om een ​​fagolysosoom te vormen.

Binnen het fagolysosoom vindt vertering van het materiaal plaats dankzij de enzymatische activiteit van lysosomale zure hydrolasen. In dit proces worden ook receptoren en een deel van de geïnternaliseerde membranen gerecycled, die in de vorm van recyclingblaasjes naar het celoppervlak terugkeren.

Waar komt fagocytose voor?

Het is een veel voorkomend proces waarbij organismen zoals protozoa en lagere metazoanen zich voeden. Bovendien biedt fagocytose in meercellige organismen een eerste verdedigingslinie tegen vreemde agentia.

De manier waarop gespecialiseerde cellen, waaronder verschillende soorten leukocyten (macrofagen en neutrofielen), externe micro-organismen vernietigen en celresten opnemen, is essentieel voor het in stand houden van het lichaamssysteem.

Referenties

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Essentiële celbiologie. New York: Garland Science.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). De cel. (blz. 397-402). Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Geïntegreerde principes van zoölogie. New York: McGraw-Hill.
4. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Cellulaire en moleculaire biologie. Mexico. Redactioneel Pearson Education.
5. Kühnel, W. (2005). Kleurenatlas van cytologie en histologie. Madrid, Spanje: Redactie Médica Panamericana.
6. Randall, D., Burgreen, W., Frans, K. (1998). Eckerd Animal Physiology: Mechanisms and Adaptations. Spanje: McGraw-Hill.