PINOCITOZE: PROCESS, FUNKCIJAS UN ATŠĶIRĪBA AR FAGOCITOZI - BIOLOĢIJA - 2025

Pinocitozes veidā ir šūnu process no ieņemšanas vidējo daļiņu, parasti maziem un in šķīstošā formā, veidojot mazu pūslīšu ar plazmas membrānu šūnas. Šis process galvenokārt tiek uzskatīts par “dzeršanas” darbību šūnā. Pūslīši tiks atbrīvoti pēc tam, kad tajā tiks iebrukusi šūnu membrāna.

Šajā šķidrā materiāla uztveršanas procesā ietilpst izšķīdušās molekulas vai suspendētās mikrodaļiņas. Tas ir viens no daudzajiem ārpusšūnu materiāla vai endocitozes iestrādes līdzekļiem, ko šūna izmanto savas enerģijas uzturēšanai.

Avots: Mariana Ruiz Villarreal atvasināts darbs: Gregor_0492

Citi procesi, kuros šūna pārvadā ārpusšūnu materiālu, ietver transportējošo olbaltumvielu un kanālu olbaltumvielu izmantošanu citoplazmas membrānas fosfolipīdu divslānī. Tomēr pinocitozes gadījumā ieslodzīto materiālu ieskauj membrānas daļa.

Pinocitozes veidi

Šo endocitozes procesu var ģenerēt divos dažādos veidos: “šķidrā pinocitoze” un “adsorbējošā pinocitoze”. Abi atšķiras tādā veidā, kā suspensijas daļiņas vai vielas tiek iekļautas citoplazmā.

Šķidruma pinocitozes gadījumā vielas šķīst šķidrumā. Šo izšķīdušo vielu iekļūšanas ātrums šūnā ir proporcionāls to koncentrācijai ārpusšūnu vidē, un tas ir atkarīgs arī no šūnas spējas veidot pinocītiskos pūslīšus.

Turpretī "molekulas" iekļūšanas ātrumu absorbējošās pinocitozes gadījumā nosaka molekulas koncentrācija ārējā vidē, kā arī minēto molekulu receptoru skaits, afinitāte un funkcija, kas atrodas uz šūnas membrānas virsmas. Pēdējais process atbilst Michaelis-Menten enzīmu kinētikai.

Visas lietas ir vienādas (absorbējamo molekulu koncentrācija), absorbējoša pinositoze būtu 100 līdz 1000 reizes ātrāka nekā šķidrums, kā arī efektīvāk absorbē šķidrumus (mazāks daudzums).

Process

Pinocitoze ir ļoti izplatīts process eikariotu šūnās. Tas sastāv no daļiņu pārvietošanās no šūnas ārpuses, veidojot pinocītisko pūsli, kas ir šūnu membrānas invaginācija, kas galu galā tiek atdalīta no pēdējās, veidojot daļu citoplazmā.

Kopumā lielākā daļa endocītisko pūslīšu, kuru izcelsme ir šūnu membrānā, seko pinocitozes ceļam. Šīs pūslīši galvenokārt ir paredzēti endosomām, kuras pēc tam tiks pārnestas uz lizosomām - šūnu organellām, kas atbild par šūnu gremošanu.

Receptoru mediētā endocitoze vai absorbējošā pinocitoze

Tā ir vislabāk izpētītā pinocitozes forma. Šajā gadījumā mehānisms ļauj selektīvi ievadīt noteiktas makromolekulas. Āršūnu vidē atrastās makromolekulas pēc noklusējuma saistās ar specifiskiem receptoriem plazmas membrānā.

Parasti specializētie receptori ir sagrupēti membrānas sektoros, kas pazīstami kā “depresijas ar klatrīnu pārklātas”. Šajā brīdī šajos reģionos veidotajiem pinocītiskajiem vezikuliem būs pārklājums ar šo olbaltumvielu (klatrīns), un tie saturēs arī receptoru un ligandu (parasti lipoproteīnus).

Kad pārklāti pūslīši jau atrodas citoplazmā, tie saplūst ar agrīnajām endosomām, tas ir, tām, kas ir vistuvāk šūnu membrānai.

Sākot no šī brīža, var notikt vairāki sarežģīti procesi, tai skaitā pūslīšu pārstrāde uz šūnu membrānu un Golgi aparātu (kas satur membrānas receptorus un citus materiālus) vai pūslīši vai multiveikulāri ķermeņi, kas seko materiāla transportēšanas process uz lizosomām.

Cik uztvērēju ir?

Ir vairāk nekā 20 dažādu receptoru, kas selektīvi ievada makromolekulas šūnā. Šī procesa laikā neselektīvi tiek iekļauts arī šķidrums, kas nav citoplazmatiskā vide, ko sauc par "šķidrās fāzes endocitozi".

Katrā ar klatrīnu izklātā depresijā vai dobumā, kas atrodas šūnu membrānā, nav viena veida receptoru; tā vietā ir dažādi receptori, kas vienlaikus tiek internalizēti šūnā, veidojot vienu pūslīšu.

Šajā procesā un veidojoties pārstrādes pūslīšiem, kas pārvietojas atpakaļ uz reintegrējamo membrānu, receptoru kompleksa vai tā ligandu (saņemto molekulu) klātbūtne kaut kādā veidā ietekmē citu receptoru un molekulu klātbūtni.

Šķidruma pinocitoze

Šajā gadījumā tas ir neselektīvs process, kurā molekulas vai daļiņas tiek aktīvi notvertas. Pūslīšus, kas veidojas no šūnas sienas, neaptver klatrīns, bet gan olbaltumvielas, piemēram, kaveolīns. Dažos gadījumos šo procesu sauc par potocitozi.

Iespējas

Procesa laikā šūnā tiek iestrādāti daudzi materiāli, selektīvi veidojot ar klatrīnu pārklātas pūslīši vai neselektīvi caur nepārklātām pūslīšiem.

Absorbējošs Pinocytocis

Plazmas membrānas dobumos, kas pārklāti ar klatrīnu, var uzkrāties dažādi receptori, kas atpazīst hormonus, augšanas faktorus, nesējproteīnus, kā arī citus proteīnus un lipoproteīnus.

Viens no vislabāk novērtētajiem procesiem ir holesterīna uztveršana zīdītāju šūnās, ko mediē specifisku receptoru klātbūtne uz šūnu membrānas.

Holesterīnu parasti asinsritē pārnēsā lipoproteīni, visbiežāk sastopamie ir zema blīvuma lipoproteīni (ZBL).

Kad pārklātais pūslīši atrodas citoplazmā, receptori tiek pārstrādāti atpakaļ membrānā un holesterīns LDC formā tiek transportēts uz lizosomām, lai tās apstrādātu un izmantotu šūna.

Citi metabolīti, kas ieslodzīti absorbējošos pinocītos

Šo procesu izmanto arī metabolītu virknes uztveršanai, kam ir liela nozīme šūnu darbībā. Daži no tiem ir B12 vitamīns un dzelzs, ko šūna nevar iegūt aktīvos transporta procesos caur membrānu.

Šie divi metabolīti ir nepieciešami hemoglobīna sintēzē, kas ir galvenais olbaltumviela, kas atrodas eritrocītos asinsritē.

No otras puses, daudzi no šūnu membrānā esošajiem receptoriem, kas nav pārstrādāti, šādā veidā tiek absorbēti un transportēti uz lizosomām, lai tos sagremotu ļoti daudz dažādu enzīmu.

Diemžēl caur šo ceļu (receptoru starpniecību izraisītā pinocitoze) šūnā nonāk daudzi vīrusi, piemēram, gripa un HIV.

Vezikulu pinocitoze, kuru neaptver klatrīns

Ja pinocitoze notiek pa citiem ceļiem, kuros neveidojas ar klatrīnu pārklāti pūslīši, process izrādās īpaši dinamisks un ļoti efektīvs.

Piemēram, endotēlija šūnās, kas ir daļa no asinsvadiem, izveidotajām pūslelēm jāmobilizē liels daudzums izšķīdušo vielu no asinsrites līdz intracelulārajai telpai.

Pinocitozes skala

Piemēram, depresijas, kas pārklātas ar klatrīnu, aizņem apmēram 2% no plazmas membrānas virsmas, to aptuvenais darbības laiks ir līdz divām minūtēm.

Šajā nozīmē absorbējoša pinocitoze izraisa visas šūnas membrānas internalizāciju šūnā, veidojot pārklātas pūslīšus vienas līdz divu stundu laikā, kas vidēji ir no 3 līdz 5% no membrānas plazma par katru minūti.

Piemēram, makrofāgs aptuveni vienā stundā spēj integrēt apmēram 35% citoplazmas tilpuma. Izšķīdušo vielu un molekulu daudzums nevienā brīdī neietekmē pūslīšu veidošanās ātrumu un to internalizāciju.

Atšķirība ar fagocitozi

Fagocitoze un pinocitoze ir līdzīgi procesi, kuros šūna internalizē apstrādājamo ārpusšūnu materiālu; abi ir procesi, kuriem nepieciešama enerģija, tāpēc tos uzskata par aktīviem transporta mehānismiem. Pretstatā pinocitozei fagocitoze ir burtiski veids, kā šūna "ēd".

Fagocitozi raksturo lielu daļiņu, tostarp baktēriju, dažādu šūnu atlieku un pat neskartu šūnu "norīšana". Fagocitizējamā daļiņa saistās ar receptoriem, kas atrodas uz šūnas membrānas virsmas (kas cita starpā atpazīst mannozes, N-aceltiglikozamīda atlikumus), kas izraisa pseidopodus, kas apņem daļiņu.

Tiklīdz membrāna ap to saplūst, veidojas liela vezikula (atšķirībā no tām, kas veidojas pinocitozes procesā), ko sauc par fagosomu, kas izdalās citoplazmā. Tas ir, kad fagosoma saistās ar lizosomu, veidojot fagolizosomu.

Fagolizosomas iekšienē materiāla sagremšana notiek, pateicoties lizosomālo skābju hidrolāžu fermentatīvajai aktivitātei. Šajā procesā tiek pārstrādāti arī receptori un daļa no internalizētajām membrānām, kas atgriežas pūslīšu veidā uz šūnas virsmu.

Kur notiek fagocitoze?

Tas ir ļoti izplatīts process, kurā barojas tādi organismi kā vienšūņi un apakšējie mezozoīni. Turklāt daudzšūnu organismos fagocitoze nodrošina pirmo aizsardzības līniju pret svešiem aģentiem.

Organisma sistēmas uzturēšanai ir būtisks veids, kā specializētās šūnas, ieskaitot dažāda veida leikocītus (makrofāgus un neitrofilus), iznīcina ārējos mikroorganismus un uzņem šūnu atliekas.

Atsauces

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Būtiskā šūnu bioloģija. Ņujorka: Garland Science.
2. Kūpers, GM, Hausmans, RE & Wright, N. (2010). Šūna. (397.-402. lpp.). Marbans.
3. Hikmans, C. P, Roberts, LS, Keens, SL, Larsons, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrētie zooloģijas principi. Ņujorka: Makgreivs.
4. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Šūnu un molekulārā bioloģija. Meksika. Redakcijas Pīrsona izglītība.
5. Kühnel, W. (2005). Citoloģijas un histoloģijas krāsu atlants. Madride, Spānija: redaktore Médica Panamericana.
6. Randall, D., Burgreen, W., French, K. (1998). Ekerda dzīvnieku fizioloģija: mehānismi un pielāgojumi. Spānija: Makgreivs.