PINOCYTÓZA: PROCES, FUNKCE A ROZDÍL S FAGOCYTÓZOU - BIOLOGIE - 2025

Pinocytóza je buněčný proces požití středních částic, zpravidla malých a v rozpustné formě tvorbou malých váčků v plazmatické membráně buňky. Tento proces je v podstatě považován za buněčný účinek „pití“. Vezikuly se uvolní po procesu invaze buněčné membrány v ní.

Tento proces zachycování kapalného materiálu zahrnuje rozpuštěné molekuly nebo suspendované mikročástice. Je to jeden z různých způsobů začlenění extracelulárního materiálu nebo endocytózy, které buňka používá pro udržování energie.

Zdroj: Mariana Ruiz Villarreal odvozená práce: Gregor_0492

Mezi další procesy, ve kterých buňka transportuje extracelulární materiál, patří použití transportních proteinů a proteinových kanálů přes fosfolipidovou dvojvrstvu cytoplazmatické membrány. Avšak v pinocytóze je zachycený materiál obklopen částí membrány.

Druhy pinocytózy

Tento endocytózový proces lze vytvořit dvěma různými způsoby: „tekutinová pinocytóza“ a „adsorpční pinocytóza“. Oba se liší ve způsobu, jakým jsou částice nebo látky v suspenzi začleněny do cytoplazmy.

Při tekuté pinocytóze jsou látky absorbovány rozpustné v tekutině. Rychlost vstupu těchto solutů do buňky je úměrná jejich koncentraci v extracelulárním prostředí a také závisí na schopnosti buňky tvořit pinocytické vezikuly.

Naproti tomu rychlost vstupu "molekuly" absorpční pinocytózou je dána koncentrací molekuly ve vnějším prostředí, jakož i počtem, afinitou a funkcí receptorů uvedených molekul umístěných na povrchu buněčné membrány. Posledně uvedený proces odpovídá kinetice enzymu Michaelis-Menten.

Když jsou všechny věci stejné (koncentrace molekul, které mají být absorbovány), absorpční pinositóza by byla 100 až 1000krát rychlejší než tekutina a také účinnější při absorpci tekutin (menší množství).

Proces

Pinocytóza je velmi častým procesem v eukaryotických buňkách. Spočívá v pohybu částic z vnějšku buňky tvorbou pinocytického vezikulu, invaze buněčné membrány, která se nakonec od ní oddělí, tvoří část cytoplazmy.

Obecně platí, že většina endocytických vezikul pocházejících z buněčné membrány sleduje cestu pinocytózy. Tyto vezikuly mají jako svůj primární cíl endozomy, které budou poté přeneseny do lysosomů, buněčných organel odpovědných za buněčné trávení.

Endocytóza zprostředkovaná receptorem nebo absorpční pinocytóza

Je to nejlépe studovaná forma pinocytózy. V tomto případě mechanismus umožňuje selektivní vstup definovaných makromolekul. Makromolekuly nalezené v extracelulárním prostředí se standardně vážou ke specifickým receptorům na plazmatické membráně.

Obecně se specializované receptory nacházejí v klastrech v sektorech membrány známých jako "deprese potahované clathrinem". V tomto okamžiku budou mít pinocytické vezikuly vytvořené v těchto oblastech povlak tohoto proteinu (clathrin) a budou také obsahovat receptor a ligand (obvykle lipoproteiny).

Jakmile jsou potažené vezikuly již v cytoplazmě, fúzují s časnými endosomy, tj. Těmi, které jsou nejblíže buněčné membráně.

Od této chvíle může nastat několik složitých procesů, včetně výstupu recyklovatelných váčků směrem k buněčné membráně a Golgiho aparátu (který nese membránové receptory a další materiály) nebo vesikul nebo multivesikulárních těl, která sledují proces transportu materiálu do lysozomů.

Kolik přijímačů je?

Existuje více než 20 různých receptorů, které selektivně zavádějí makromolekuly do buňky. Během tohoto procesu je také neselektivně inkorporována tekutina jiná než cytoplazmatické médium, které se nazývá endocytóza tekuté fáze.

V každé depresi nebo dutině lemované klathrinem přítomnou v buněčné membráně není jediný typ receptoru; místo toho existují různé receptory, které jsou současně internalizovány do buňky za vzniku jediného váčku.

V tomto procesu a při tvorbě recyklovatelných váčků, které putují zpět do membrány, která má být znovu integrována, přítomnost receptorového komplexu nebo jeho ligandů (přijímané molekuly) nějakým způsobem ovlivňuje přítomnost dalších receptorů a molekul.

Tekutá pinocytóza

V tomto případě se jedná o neselektivní proces, při kterém jsou molekuly nebo částice aktivně zachyceny. Vesikuly vytvořené z buněčné stěny nejsou potaženy klathrinem, ale proteiny, jako je například caveolin. V některých případech je tento proces známý jako potocytóza.

Funkce

Během procesu je do buňky inkorporováno mnoho materiálů, buď selektivně za vzniku klatrinem pokrytých vesikul, nebo neselektivně prostřednictvím nepotahovaných vesikul.

Absorpční Pinocytocis

V dutinách plazmové membrány se mohou akumulovat různé receptory, které rozpoznávají hormony, růstové faktory, nosné proteiny, jakož i další proteiny a lipoproteiny.

Jedním z nejlépe hodnocených procesů je zachycení cholesterolu v savčích buňkách, které je zprostředkováno přítomností specifických receptorů na buněčné membráně.

Cholesterol je obecně přenášen v krevním řečišti ve formě lipoproteinů, přičemž nejčastějším je lipoprotein s nízkou hustotou (LDL).

Jakmile je potažený váček v cytoplazmě, receptory jsou recyklovány zpět na membránu a cholesterol ve formě LDC je transportován do lysosomů, které mají být zpracovány a použity buňkou.

Další metabolity zachycené v absorpčních pinocytech

Tento proces se také používá k zachycení řady metabolitů velmi důležitých v buněčné aktivitě. Některé z nich jsou vitamín B12 a železo, které buňka nemůže získat aktivními transportními procesy přes membránu.

Tyto dva metabolity jsou nezbytné při syntéze hemoglobinu, který je hlavním proteinem přítomným v červených krvinkách v krevním řečišti.

Na druhé straně mnoho receptorů přítomných v buněčné membráně, které nejsou recyklovány, jsou absorbovány tímto způsobem a transportovány do lysosomů, aby byly štěpeny velkým množstvím enzymů.

Naneštěstí touto cestou (pinocytóza zprostředkovaná receptorem) vstupuje do buňky mnoho virů, jako je chřipka a HIV.

Pinocytóza vezikul nepokrytých klathrinem

Pokud dojde k pinocytóze jinými cestami, ve kterých se nevytvářejí váčky potažené klatrinem, je tento proces obzvláště dynamický a vysoce účinný.

Například v endoteliálních buňkách, které jsou součástí krevních cév, musí vytvořené vezikuly mobilizovat velké množství solutů z krevního oběhu do intracelulárního prostoru.

Měřítko pinocytózy

Například deprese pod potahem Clathrinem zabírají asi 2% povrchu plazmatické membrány a mají přibližnou životnost až dvě minuty.

V tomto smyslu absorpční pinocytóza způsobuje, že celá buněčná membrána je uvnitř buňky internalizována tvorbou potažených váčků v období mezi jednou až dvěma hodinami, což je v průměru mezi 3 a 5% membrány plazma za každou minutu.

Makrofág je například schopen integrovat přibližně 35% objemu cytoplazmy za přibližně jednu hodinu. Množství rozpuštěných látek a molekul v žádném okamžiku neovlivňuje rychlost tvorby vezikul a jejich internalizaci.

Rozdíl s fagocytózou

Fagocytóza a pinocytóza jsou podobné procesy, ve kterých buňka internalizuje extracelulární materiál, který má být zpracován; oba jsou procesy, které potřebují energii, takže jsou považovány za aktivní transportní mechanismy. Na rozdíl od pinocytózy je fagocytóza doslova způsob, jakým buňka „jedí“.

Fagocytóza je charakterizována „požitím“ velkých částic, včetně bakterií, různých buněčných zbytků, a dokonce i neporušených buněk. Částice, která má být fagocytována, se váže na receptory umístěné na povrchu buněčné membrány (které mimo jiné rozpoznávají zbytky manózy, N-aceltiglukosamid), které spouštějí rozšíření pseudopodů obklopujících částici.

Jakmile se membrána spojí kolem ní, vytvoří se velké vezikuly (na rozdíl od těch, které se vytvářejí v procesu pinocytózy) nazývané fagosom, který se uvolňuje do cytoplazmy. To je, když se fagosom naváže na lysozom a vytvoří fagolysosom.

V rámci fagolysosomu dochází k trávení materiálu díky enzymatické aktivitě hydroláz kyselin lysozomálních. V tomto procesu se také recyklují receptory a část internalizovaných membrán, které se vracejí ve formě recyklovaných vesikul na povrch buněk.

Kde se vyskytuje fagocytóza?

Je to velmi běžný proces, kterým se živí organismy, jako jsou prvoky a nižší metazoany. Navíc u vícebuněčných organismů poskytuje fagocytóza první linii obrany proti cizím látkám.

Způsob, jakým specializované buňky, včetně různých typů leukocytů (makrofágy a neutrofily), ničí vnější mikroorganismy a přijímají buněčné zbytky, je nezbytný pro udržení systému těla.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Základní buněčná biologie. New York: Garland Science.
2. Cooper, GM, Hausman, RE a Wright, N. (2010). Buňka. (str. 397-402). Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrované základy zoologie. New York: McGraw-Hill.
4. Jiménez García, L. J a H. Merchand Larios. (2003). Buněčná a molekulární biologie. Mexiko. Redakční Pearsonovo vzdělávání.
5. Kühnel, W. (2005). Barevný atlas cytologie a histologie. Madrid, Španělsko: Editorial Médica Panamericana.
6. Randall, D., Burgreen, W., French, K. (1998). Eckerdova fyziologie zvířat: mechanismy a adaptace. Španělsko: McGraw-Hill.