PINOCITOSI: PROCESSO, FUNZIONI E DIFFERENZA CON LA FAGOCITOSI - BIOLOGIA - 2025

La pinocitosi è un processo cellulare di ingestione di particelle medie, generalmente piccole e in forma solubile attraverso la formazione di piccole vescicole nella membrana plasmatica della cellula. Questo processo è fondamentalmente considerato come l'azione cellulare del “bere”. Le vescicole verranno rilasciate dopo un processo di invaginazione della membrana cellulare al suo interno.

Questo processo di cattura del materiale liquido include molecole disciolte o microparticelle sospese. È uno dei vari mezzi di incorporazione del materiale extracellulare o endocitosi, che la cellula utilizza per il suo mantenimento energetico.

Fonte: Mariana Ruiz Villarreal lavoro derivato: Gregor_0492

Altri processi in cui la cellula trasporta materiale extracellulare includono l'uso di proteine ​​trasportatrici e proteine ​​di canale attraverso il doppio strato fosfolipidico della membrana citoplasmatica. Tuttavia, nella pinocitosi il materiale intrappolato è circondato da una porzione della membrana.

Tipi di pinocitosi

Questo processo di endocitosi può essere generato in due modi diversi: "pinocitosi fluida" e "pinocitosi adsorbente". Entrambi differiscono nel modo in cui le particelle o le sostanze in sospensione vengono incorporate nel citoplasma.

Nella pinocitosi fluida le sostanze vengono assorbite solubili nel fluido. La velocità di ingresso di questi soluti nella cellula è proporzionale alla loro concentrazione nell'ambiente extracellulare e dipende anche dalla capacità della cellula di formare vescicole pinocitiche.

Al contrario, la velocità di ingresso di una "molecola" per pinocitosi assorbente è data dalla concentrazione della molecola nell'ambiente esterno nonché dal numero, affinità e funzione dei recettori di dette molecole situati sulla superficie della membrana cellulare. Quest'ultimo processo è conforme alla cinetica enzimatica di Michaelis-Menten.

A parità di condizioni (concentrazione delle molecole da assorbire), la pinositosi di assorbimento sarebbe da 100 a 1000 volte più veloce del fluido e anche più efficiente nell'assorbire i liquidi (quantità inferiore).

Processi

La pinocitosi è un processo molto comune nelle cellule eucariotiche. Consiste nel movimento di particelle dall'esterno della cellula attraverso la formazione di una vescicola pinocitica, una invaginazione della membrana cellulare, che finisce per staccarsi da quest'ultima, per formare parte del citoplasma.

In generale, la maggior parte delle vescicole endocitiche originate dalla membrana cellulare seguono la via della pinocitosi. Queste vescicole hanno come destinazione primaria gli endosomi che verranno poi trasferiti ai lisosomi, organelli cellulari responsabili della digestione cellulare.

Endocitosi mediata da recettori o pinocitosi assorbente

È la forma di pinocitosi meglio studiata. In questo caso il meccanismo consente l'ingresso selettivo di macromolecole definite. Le macromolecole trovate nell'ambiente extracellulare si legheranno per impostazione predefinita a recettori specifici sulla membrana plasmatica.

In generale, si trovano recettori specializzati raggruppati in settori della membrana noti come "depressioni rivestite di clatrina". A questo punto, le vescicole pinocitiche formate in queste regioni avranno un rivestimento di questa proteina (clatrina) e conterranno anche il recettore e il ligando (solitamente lipoproteine).

Una volta che le vescicole rivestite sono già nel citoplasma, si fondono con i primi endosomi, cioè quelli più vicini alla membrana cellulare.

Da questo punto in poi, possono verificarsi diversi processi complessi, tra cui l'uscita di vescicole di riciclaggio verso la membrana cellulare e l'apparato di Golgi (che trasportano recettori di membrana e altri materiali) o vescicole o corpi multivesicolari che seguono il processo di trasporto del materiale ai lisosomi.

Quanti ricevitori ci sono?

Esistono più di 20 diversi recettori che introducono selettivamente macromolecole nella cellula. Durante questo processo, anche un fluido diverso dal mezzo citoplasmatico viene incorporato in modo non selettivo, che è chiamato "endocitosi in fase fluida".

In ciascuna depressione o cavità rivestita di clatrina presente nella membrana cellulare, non c'è un solo tipo di recettore; ci sono invece vari recettori che vengono simultaneamente internalizzati nella cellula con la formazione di una singola vescicola.

In questo processo e nella formazione di vescicole di riciclo che risalgono alla membrana per essere reintegrate, la presenza di un complesso recettore o dei suoi ligandi (molecole ricevute) influenza in qualche modo la presenza di altri recettori e molecole.

Pinocitosi fluida

In questo caso, è un processo non selettivo, in cui le molecole o le particelle vengono catturate attivamente. Le vescicole formate dalla parete cellulare non sono rivestite da clatrina ma da proteine ​​come la caveolina. In alcuni casi, questo processo è noto come potocitosi.

Caratteristiche

Durante il processo, molti materiali vengono incorporati nella cellula, selettivamente con la formazione di vescicole rivestite di clatrina o non selettivamente attraverso vescicole non rivestite.

Pinocitocide assorbente

Vari recettori che riconoscono ormoni, fattori di crescita, proteine ​​trasportatrici, nonché altre proteine ​​e lipoproteine ​​possono accumularsi nelle cavità rivestite di clatrina della membrana plasmatica.

Uno dei processi meglio valutati è la cattura del colesterolo nelle cellule di mammifero, mediata dalla presenza di specifici recettori sulla membrana cellulare.

Il colesterolo è generalmente trasportato nel flusso sanguigno sotto forma di lipoproteine, le più comuni sono le lipoproteine ​​a bassa densità (LDL).

Una volta che la vescicola rivestita si trova nel citoplasma, i recettori vengono riciclati nuovamente alla membrana e il colesterolo sotto forma di LDC viene trasportato ai lisosomi per essere processato e utilizzato dalla cellula.

Altri metaboliti intrappolati nei pinociti assorbenti

Questo processo viene utilizzato anche per catturare una serie di metaboliti di grande importanza nell'attività cellulare. Alcuni di loro sono vitamina B12 e ferro che la cellula non può ottenere attraverso processi di trasporto attivo attraverso la membrana.

Questi due metaboliti sono essenziali nella sintesi dell'emoglobina, che è la principale proteina presente nei globuli rossi nel sangue.

D'altra parte, molti dei recettori presenti nella membrana cellulare che non vengono riciclati vengono assorbiti in questo modo e trasportati ai lisosomi per essere digeriti da una grande varietà di enzimi.

Sfortunatamente, attraverso questa via (pinocitosi mediata dal recettore), molti virus come l'influenza e l'HIV entrano nella cellula.

Pinocitosi delle vescicole non coperte da clatrina

Quando la pinocitosi si verifica per altre vie in cui non si formano vescicole rivestite di clatrina, il processo risulta essere particolarmente dinamico e altamente efficiente.

Ad esempio, nelle cellule endoteliali che fanno parte dei vasi sanguigni, le vescicole formate devono mobilitare grandi quantità di soluti dal flusso sanguigno allo spazio intracellulare.

Scala della pinocitosi

Le depressioni rivestite di clatrina, ad esempio, occupano circa il 2% della superficie della membrana plasmatica, con una durata approssimativa fino a due minuti.

In questo senso, la pinocitosi assorbente fa sì che l'intera membrana cellulare venga interiorizzata all'interno della cellula attraverso la formazione di vescicole rivestite in un periodo compreso tra una e due ore, che mediamente tra il 3 e il 5% della membrana plasma per ogni minuto.

Un macrofago, ad esempio, è in grado di integrare circa il 35% del volume del citoplasma in circa un'ora. La quantità di sostanze e molecole disciolte non influisce in alcun punto sulla velocità di formazione delle vescicole e di interiorizzazione di queste.

Differenza con la fagocitosi

La fagocitosi e la pinocitosi sono processi simili in cui la cellula internalizza il materiale extracellulare da processare; entrambi sono processi che richiedono energia, quindi sono considerati meccanismi di trasporto attivi. In contrasto con la pinocitosi, la fagocitosi è letteralmente il modo in cui la cellula "mangia".

La fagocitosi è caratterizzata dalla "ingestione" di particelle di grandi dimensioni, inclusi batteri, vari detriti cellulari e persino cellule intatte. La particella da fagocitare si lega ai recettori situati sulla superficie della membrana cellulare (che riconoscono i residui di mannosio, N-aceltiglucosamide, tra gli altri) che innescano l'estensione degli pseudopodi che circondano la particella.

Una volta che la membrana si fonde attorno ad essa, si forma una grande vescicola (in contrasto con quelle generate nel processo di pinocitosi) chiamata fagosoma che viene rilasciata nel citoplasma. Questo è quando il fagosoma si lega a un lisosoma per formare un fagolisosoma.

All'interno del fagolisosoma, la digestione del materiale avviene grazie all'attività enzimatica delle idrolasi dell'acido lisosomiale. In questo processo, anche i recettori e parte delle membrane internalizzate vengono riciclati, ritornando sulla superficie cellulare sotto forma di vescicole di riciclaggio.

Dove si verifica la fagocitosi?

È un processo molto comune con cui si nutrono organismi come protozoi e metazoi inferiori. Inoltre, negli organismi multicellulari, la fagocitosi fornisce una prima linea di difesa contro agenti estranei.

Il modo in cui cellule specializzate, compresi vari tipi di leucociti (macrofagi e neutrofili), distruggono i microrganismi esterni e ingeriscono i detriti cellulari, è essenziale per il mantenimento del sistema del corpo.

Riferimenti

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. e Walter, P. (2004). Biologia cellulare essenziale. New York: Garland Science.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). La cellula. (pagg. 397-402). Marban.
3. Hickman, C.P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Principi integrati di zoologia. New York: McGraw-Hill.
4. Jiménez García, L. J e H. Merchand Larios. (2003). Biologia cellulare e molecolare. Messico. Editoriale Pearson Education.
5. Kühnel, W. (2005). Atlante dei colori di citologia e istologia. Madrid, Spagna: editoriale Médica Panamericana.
6. Randall, D., Burgreen, W., French, K. (1998). Eckerd Animal Physiology: meccanismi e adattamenti. Spagna: McGraw-Hill.