PINOCYTÓZA: PROCES, FUNKCIE A ROZDIELNOSŤ S FAGOCYTÓZOU - BIOLÓGIE - 2026

Pinocytóza je bunkový proces požití stredných častíc, spravidla malých a v rozpustnej forme tvorbou malých vačkov v plazmatickej membráne bunky. Tento proces sa v zásade považuje za bunkový účinok „pitia“. Vezikuly sa uvoľnia po procese invázie bunkovej membrány v nej.

Tento proces zachytávania kvapalného materiálu zahrnuje rozpustené molekuly alebo suspendované mikročastice. Je to jeden z rôznych prostriedkov na včlenenie extracelulárneho materiálu alebo endocytózy, ktorý bunka používa na udržanie svojej energie.

Zdroj: Derivát Mariana Ruiz Villarreal: Gregor_0492

Ďalšie procesy, v ktorých bunka transportuje extracelulárny materiál, zahŕňajú použitie transportných proteínov a kanálových proteínov cez fosfolipidovú dvojvrstvu cytoplazmatickej membrány. Avšak pri pinocytóze je zachytený materiál obklopený časťou membrány.

Druhy pinocytózy

Tento proces endocytózy sa môže vytvoriť dvoma rôznymi spôsobmi: „tekutá pinocytóza“ a „adsorpčná pinocytóza“. Obidve sa líšia spôsobom, akým sú častice alebo látky v suspenzii zabudované do cytoplazmy.

Pri tekutej pinocytóze sa látky absorbujú rozpustné v tekutine. Rýchlosť vstupu týchto rozpustených látok do bunky je úmerná ich koncentrácii v extracelulárnom prostredí a tiež závisí od schopnosti bunky tvoriť pinocytické vezikuly.

Naproti tomu rýchlosť vstupu "molekuly" absorpčnou pinocytózou je daná koncentráciou molekuly vo vonkajšom prostredí, ako aj počtom, afinitou a funkciou receptorov uvedených molekúl umiestnených na povrchu bunkovej membrány. Posledný uvedený postup je v súlade s kinetikou enzýmov Michaelis-Menten.

Keď sú všetky veci rovnaké (koncentrácia molekúl, ktoré sa majú absorbovať), absorpčná pinositóza by bola 100 až 1000-krát rýchlejšia ako tekutina a tiež by bola účinnejšia pri absorpcii tekutín (menšie množstvo).

proces

Pinocytóza je v eukaryotických bunkách veľmi častým procesom. Spočíva v pohybe častíc z vonkajšej strany bunky tvorbou pinocytického vezikula, pričom invagácia bunkovej membrány, ktorá sa od nej oddeľuje, tvorí časť cytoplazmy.

Všeobecne platí, že väčšina endocytických vezikúl pochádzajúcich z bunkovej membrány sleduje cestu pinocytózy. Tieto vezikuly majú ako svoj primárny cieľ endozómy, ktoré sa potom prenesú do lyzozómov, bunkových organel zodpovedných za bunkové trávenie.

Receptorom sprostredkovaná endocytóza alebo absorpčná pinocytóza

Je to najlepšie študovaná forma pinocytózy. V tomto prípade mechanizmus umožňuje selektívny vstup definovaných makromolekúl. Makromolekuly nachádzajúce sa v extracelulárnom prostredí sa štandardne viažu na špecifické receptory na plazmatickej membráne.

Všeobecne sa špecializované receptory nachádzajú v zoskupeniach v sektoroch membrány známej ako „depresie potiahnuté klatrínom“. V tomto okamihu budú mať pinocytické vezikuly vytvorené v týchto oblastiach povlak tohto proteínu (klatrin) a budú tiež obsahovať receptor a ligand (obvykle lipoproteíny).

Akonáhle sú potiahnuté vezikuly už v cytoplazme, fúzujú s včasnými endozómami, tj tými, ktoré sú najbližšie k bunkovej membráne.

Od tejto chvíle môže nastať niekoľko zložitých procesov, vrátane výstupu recyklovateľných vezikúl smerom k bunkovej membráne a Golgiho aparátu (ktorý nesie membránové receptory a iné materiály) alebo vezikúl alebo multivesikulárnych telies, ktoré nasledujú za proces prepravy materiálu do lyzozómov.

Koľko je prijímačov?

Existuje viac ako 20 rôznych receptorov, ktoré selektívne zavádzajú do bunky makromolekuly. Počas tohto procesu sa do neselektívne inkorporuje aj iná tekutina ako z cytoplazmatického média, ktorá sa nazýva endocytóza tekutej fázy.

Pri každej depresii alebo dutine lemovanej klatrínom v bunkovej membráne neexistuje jediný typ receptora; namiesto toho existujú rôzne receptory, ktoré sú súčasne internalizované do bunky za vzniku jediného vezikula.

Pri tomto postupe a pri tvorbe recyklovaných vezikúl, ktoré sa vracajú späť na membránu, ktorá sa má znova integrovať, prítomnosť receptorového komplexu alebo jeho ligandov (prijatých molekúl) nejakým spôsobom ovplyvňuje prítomnosť iných receptorov a molekúl.

Kvapalná pinocytóza

V tomto prípade ide o neselektívny proces, pri ktorom sa molekuly alebo častice aktívne zachytávajú. Vezikuly vytvorené z bunkovej steny nie sú potiahnuté klatrínom, ale proteínmi, ako je napríklad caveolin. V niektorých prípadoch je tento proces známy ako potocytóza.

Vlastnosti

V priebehu procesu sa do bunky inkorporuje veľa materiálov, buď selektívne s tvorbou veztrónov potiahnutých klatrínom alebo neselektívne prostredníctvom nepotiahnutých vezikúl.

Absorpčný Pinocytocis

Rôzne receptory, ktoré rozpoznávajú hormóny, rastové faktory, nosné proteíny, ako aj ďalšie proteíny a lipoproteíny, sa môžu akumulovať v dutinách plazmatickej membrány potiahnutých klatrínom.

Jedným z najlepšie hodnotených procesov je zachytenie cholesterolu v cicavčích bunkách, ktoré je sprostredkované prítomnosťou špecifických receptorov na bunkovej membráne.

Cholesterol sa všeobecne prenáša do krvného obehu vo forme lipoproteínov, najbežnejším lipoproteínom s nízkou hustotou (LDL).

Len čo je potiahnutá vezikula v cytoplazme, receptory sa recyklujú späť na membránu a cholesterol vo forme LDC sa transportuje do lyzozómov, ktoré sa spracúvajú a používajú bunkou.

Ostatné metabolity zachytené v absorpčných pinocytoch

Tento proces sa tiež používa na zachytenie radu metabolitov veľmi dôležitých v bunkovej aktivite. Niektoré z nich sú vitamín B12 a železo, ktoré bunka nemôže získať aktívnym transportným procesom cez membránu.

Tieto dva metabolity sú nevyhnutné pri syntéze hemoglobínu, ktorý je hlavným proteínom prítomným v červených krvinkách v krvi.

Na druhej strane, veľa receptorov prítomných v bunkovej membráne, ktoré nie sú recyklované, sa absorbuje týmto spôsobom a transportuje do lyzozómov, aby sa digerovala veľkým množstvom enzýmov.

Bohužiaľ, touto cestou (receptorom sprostredkovaná pinocytóza) vstupuje do bunky mnoho vírusov, ako je chrípka a HIV.

Pinocytóza vezikúl nepokrytých klatrínom

Ak sa pinocytóza vyskytuje inými cestami, pri ktorých sa nevytvárajú klatrínové vezikuly, je tento proces zvlášť dynamický a vysoko efektívny.

Napríklad v endotelových bunkách, ktoré sú súčasťou krvných ciev, vytvorené vezikuly musia mobilizovať veľké množstvo rozpustených látok z krvného riečišťa do vnútrobunkového priestoru.

Stupnica pinocytózy

Napríklad depresie s povlakom klatínu zaberajú približne 2% povrchu plazmatickej membrány a majú približne životnosť až dve minúty.

V tomto zmysle absorpčná pinocytóza spôsobuje, že sa celá bunková membrána internalizuje v bunke prostredníctvom tvorby potiahnutých vezikúl v priebehu jednej až dvoch hodín, čo je v priemere 3 až 5% membrány. plazma za každú minútu.

Napríklad makrofág je schopný integrovať približne 35% objemu cytoplazmy za približne jednu hodinu. Množstvo rozpustených látok a molekúl v žiadnom okamihu neovplyvňuje rýchlosť tvorby vezikúl a ich internalizáciu.

Rozdiel s fagocytózou

Fagocytóza a pinocytóza sú podobné procesy, pri ktorých bunka internalizuje extracelulárny materiál, ktorý sa má spracovať; oboje sú procesy, ktoré potrebujú energiu, takže sa považujú za aktívne dopravné mechanizmy. Na rozdiel od pinocytózy je fagocytóza doslova tak, ako ju bunka „zje“.

Fagocytóza sa vyznačuje „požitím“ veľkých častíc vrátane baktérií, rôznych bunkových zvyškov a dokonca aj neporušených buniek. Fagocytovaná častica sa viaže na receptory umiestnené na povrchu bunkovej membrány (ktoré okrem iného rozpoznávajú zvyšky manózy, N-aceltiglukozamidu), ktoré spúšťajú rozšírenie pseudopódov, ktoré obklopujú časticu.

Akonáhle sa membrána spojí okolo neho, vytvorí sa veľká vezikula (na rozdiel od membrán vytvorených v procese pinocytózy) nazývaná fagozóm, ktorý sa uvoľňuje do cytoplazmy. To je prípad, keď sa fagozóm viaže na lyzozóm a vytvára fagolyzozóm.

Vo fagolyzozóme dochádza k tráveniu materiálu vďaka enzymatickej aktivite hydroláz lyzozomálnych kyselín. V tomto procese sa tiež recyklujú receptory a časť internalizovaných membrán, ktoré sa vracajú vo forme recyklovaných vezikúl na povrch buniek.

Kde sa vyskytuje fagocytóza?

Je to veľmi častý proces, ktorým sa živia organizmy, ako sú prvoky a nižšie metazoány. Ďalej, v mnohobunkových organizmoch poskytuje fagocytóza prvú líniu obrany proti cudzím látkam.

Spôsob, akým špecializované bunky, vrátane rôznych typov leukocytov (makrofágy a neutrofily), ničia vonkajšie mikroorganizmy a prijímajú bunkové zvyšky, je nevyhnutný na udržiavanie systému tela.

Referencie

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Základná bunková biológia. New York: Garland Science.
2. Cooper, GM, Hausman, RE a Wright, N. (2010). Bunka. (str. 397 až 402). Marban.
3. Hickman, C.P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrované princípy zoológie. New York: McGraw-Hill.
4. Jiménez García, L. J a H. Merchand Larios. (2003). Bunková a molekulárna biológia. Mexiko. Editorial Pearson Education.
5. Kühnel, W. (2005). Farebný atlas cytológie a histológie. Madrid, Španielsko: Editorial Médica Panamericana.
6. Randall, D., Burgreen, W., French, K. (1998). Eckerdova fyziológia zvierat: mechanizmy a úpravy. Španielsko: McGraw-Hill.