¿Cuál es la importancia de la pinocitosis en la vida de una célula? Características, estadios y mecanismos de la pinocitosis. Reabsorción de proteínas en los túbulos renales.

fagocitosis

La función más importante de los neutrófilos y macrófagos es la fagocitosis, la absorción de un agente nocivo por parte de la célula. Los fagocitos son selectivos con respecto al material que fagocitan; de lo contrario podrían fagocitar células y estructuras normales del cuerpo. La implementación de la fagocitosis depende principalmente de tres condiciones específicas.

En primer lugar, estructuras más naturales Tienen una superficie lisa que previene la fagocitosis. Pero si la superficie es irregular, aumenta la posibilidad de fagocitosis.

En segundo lugar, superficies más naturales Tienen cubiertas proteicas protectoras que repelen los fagocitos. Por otro lado, la mayoría de los tejidos muertos y partículas extrañas carecen de membranas protectoras, lo que los convierte en objeto de fagocitosis.

En tercer lugar, el sistema inmunológico del cuerpo Forma anticuerpos contra agentes infecciosos como las bacterias. Los anticuerpos se adhieren a las membranas bacterianas y las bacterias se vuelven especialmente susceptibles a la fagocitosis. Para llevar a cabo esta función, la molécula de anticuerpo también se une al producto C3 de la cascada del complemento, una parte adicional sistema inmunitario discutido en el próximo capítulo. Las moléculas S3, a su vez, se unen a receptores de la membrana del fagocito, iniciando la fagocitosis. Este proceso de selección y fagocitosis se llama opsonización.

Fagocitosis por neutrófilos. . Los neutrófilos que ingresan a los tejidos son células ya maduras capaces de fagocitosis inmediata. Cuando se encuentra con una partícula que va a ser fagocitada, el neutrófilo primero se adhiere a ella y luego libera pseudópodos en todas direcciones alrededor de la partícula. En el lado opuesto, las partículas de pseudópodos se encuentran y se fusionan entre sí. En este caso se forma una cámara cerrada que contiene la partícula fagocitada. Luego, la cámara se sumerge en la cavidad citoplasmática y se separa del exterior de la membrana celular, formando una vesícula fagocítica que flota libremente. (también llamados fagosomas) intracitoplasma. Un solo neutrófilo normalmente puede fagocitar de 3 a 20 bacterias antes de ser inactivado o destruido.

Inmediatamente después fagocitosis la mayoría de las partículas son digeridas por enzimas intracelulares. Después de la fagocitosis de una partícula extraña, los lisosomas y otros gránulos citoplasmáticos de un neutrófilo o macrófago entran inmediatamente en contacto con la vesícula fagocítica, sus membranas se fusionan y, como resultado, se liberan en la vesícula muchas enzimas digestivas y sustancias bactericidas. Así, la vesícula fagocítica se convierte ahora en una vesícula de digestión y comienza inmediatamente la descomposición de la partícula fagocitada.

Y Los neutrófilos y macrófagos contienen una gran cantidad de lisosomas llenos de enzimas proteolíticas, especialmente adaptadas para digerir bacterias y otras sustancias proteicas extrañas. Los lisosomas de los macrófagos (pero no de los neutrófilos) también contienen grandes cantidades de lipasas, que destruyen las gruesas membranas lipídicas que recubren algunas bacterias, como el bacilo de la tuberculosis.

Tanto los neutrófilos como los macrófagos pueden destruir las bacterias. Excepto digestión de bacterias ingeridas en los fagosomas, los neutrófilos y los macrófagos contienen agentes bactericidas que destruyen la mayoría de las bacterias, incluso si las enzimas lisosomales no pueden digerirlas. Esto es especialmente importante porque algunas bacterias tienen membranas protectoras u otros factores que impiden que sean destruidas. enzimas digestivas. La mayor parte del efecto "matador" está asociado con la acción de algunos poderosos agentes oxidantes formados en grandes cantidades enzimas de la membrana del fagosoma o de un orgánulo específico llamado peroxisoma. Estos agentes oxidantes incluyen superóxido (O2), peróxido de hidrógeno (H2O2) e iones hidroxilo (-OH), cada uno de los cuales, incluso en pequeñas cantidades, es letal para la mayoría de las bacterias. Además, una de las enzimas lisosomales, la mieloperoxidasa, cataliza la reacción entre los iones H2O2 y Cl para formar hipoclorito, un potente agente bactericida.

Sin embargo, algunas bacterias , especialmente el bacilo de la tuberculosis, tienen membranas resistentes a la digestión lisosomal y también secretan sustancias que previenen en parte los efectos "matadores" de los neutrófilos y macrófagos. Estas bacterias son responsables de muchas enfermedades cronicas, por ejemplo la tuberculosis.

Pinocitosis

Pinocitosis (del griego antiguo πίνω - bebo, absorbo y κύτος - contenedor, aquí - célula) - 1) Captura de líquido con las sustancias que contiene por la superficie celular. 2) El proceso de absorción y destrucción intracelular de macromoléculas.

Uno de los principales mecanismos para la penetración de compuestos de alto peso molecular en la célula, en particular proteínas y complejos carbohidratos-proteínas.

Descubrimiento de la pinocitosis El fenómeno de la pinocitosis fue descubierto por el científico estadounidense W. Lewis en 1931.

El proceso de pinocitosis Durante la pinocitosis, aparecen proyecciones cortas y delgadas en la membrana plasmática de la célula que rodean una gota de líquido. Esta sección de la membrana plasmática se invagina y luego se inserta en la célula en forma de vesícula. La formación de vesículas pinocitóticas con un diámetro de hasta 2 micrones se rastreó mediante métodos de microscopía de contraste de fases y fotografía de microcine. EN microscopio electrónico Hay vesículas con un diámetro de 0,07-0,1 micrones (micropinocitosis). Las vesículas pinocitoticas pueden moverse dentro de la célula, fusionarse entre sí y con intracelulares. estructuras de membrana. La pinocitosis más activa se observa en las amebas, en las células epiteliales del intestino y los túbulos renales, en el endotelio vascular y en los ovocitos en crecimiento. La actividad pinocitotica depende del estado fisiológico de la célula y de la composición. ambiente. Los inductores activos de la pinocitosis son la γ-globulina, la gelatina y algunas sales.

Muchas células del sistema inmunológico tienen la propiedad de fagocitosis. La fagocitosis es el fenómeno en el que una célula “devora” a otra.

La capacidad de algunos grupos para fagocitar a otros fue descubierta por I.I. Mechnikov, quien colocó esporas de hongos en el cuerpo de un crustáceo dafnia y observó cómo las esporas eran atacadas por las células del crustáceo, absorbidas y digeridas.

La fagocitosis consta de 8 etapas:

El acercamiento de un fagocito a una célula microbiana, que es posible debido a la quimiotaxis: movimiento a lo largo de un rastro químico.

Adhesión del fagocito al objeto de absorción. Esto es posible debido a la presencia en la superficie del fagocito de receptores específicos para un objeto determinado, es decir, cerraduras químicas peculiares con la ayuda de las cuales el microorganismo o parte de él se "sujeta" al fagocito.

Después de que un objeto se adhiere, la membrana del fagocito debe prepararse para su absorción, esto ocurre bajo la influencia de la enzima proteína C quinasa;

Una vez que la membrana del fagocito está preparada, el objeto se sumerge en el citoplasma.

Cuando se sumerge, la parte de la membrana fagocítica que está en contacto con el objeto se dobla hacia la célula, envolviendo gradualmente el objeto, como resultado de lo cual se forma una capa de membrana fagocítica alrededor del objeto. El objeto envuelto se llama fagosoma.

El fagosoma resultante se fusiona con los lisosomas, que son vesículas microscópicas que contienen muchas enzimas que descomponen proteínas, grasas y carbohidratos. Como resultado de esta fusión,

Dividir un objeto.

La fagocitosis finaliza con la liberación de los restos digeridos del objeto, que ya no causarán ningún daño al organismo.

Los objetos de la fagocitosis pueden ser bacterias, virus, hongos y otras partículas que no están genéticamente relacionadas con el organismo.

Si el objeto se divide, entonces la fagocitosis se llama completa; si el objeto sobrevive, se dice que es incompleta.

Pinocitosis (del griego espuma - bebo, absorbo) - la captura y absorción de líquido por la célula junto con los compuestos disueltos en ellos. El proceso de pinocitosis es similar a la fagocitosis, pero ocurre principalmente debido a la penetración de la membrana. La pinocitosis se observa en células de varios organismos.

10)Exocitosis(del griego Έξω - externo y κύτος - celda) - en eucariotas un proceso celular en el que las vesículas intracelulares (vesículas de membrana) se fusionan con la membrana celular externa. Durante la exocitosis, el contenido de las vesículas secretoras (vesículas de exocitosis) se libera y su membrana se fusiona con la membrana celular. Casi todos los compuestos macromoleculares (proteínas, hormonas peptídicas, etc.) se liberan de la célula de esta forma.

La exocitosis puede realizar tres tareas principales:

entrega a la membrana celular de lípidos necesarios para el crecimiento celular;

liberación de diversos compuestos de la célula, por ejemplo, productos tóxicos metabolismo o moléculas de señalización ( hormonas o neurotransmisores);

entrega a la membrana celular de funcional proteínas de membrana como receptores o proteínas transportadoras. En este caso, parte de la proteína, que se dirigió hacia el interior de la vesícula secretora, aparece sobresaliendo de la superficie exterior de la célula.

4.7. Endocitosis (fagocitosis y pinocitosis)

En las células secretoras de organismos multicelulares, los productos de secreción se liberan a través de la membrana celular hacia el espacio extracelular. El lugar y las condiciones en las que los productos de secreción realizan sus funciones (por ejemplo, la luz intestinal, la hendidura sináptica o el suero sanguíneo) están determinados por las propiedades del espacio anatómicamente separado por donde ingresan estos productos. Sin embargo, en organismos primitivos y de vida libre como la ameba, ese despilfarro ilimitado de recursos en el entorno externo sería extremadamente antieconómico. Las células de organismos multicelulares, que desempeñan funciones protectoras y de limpieza, también serían desventajosas en algunas situaciones (por ejemplo, en la destrucción). bacterias patógenas o proteínas extrañas) dispersan su contenido en lugar de dirigirlo en forma concentrada contra el agente extraño.

La fagocitosis (Fig. 88) y la pinocitosis, denominadas colectivamente endocitosis, son procesos que transportan, respectivamente, materiales sólidos y líquidos desde el espacio extracelular al interior de la célula. Aquí, las partículas atrapadas se mantienen separadas del contenido celular, ya sea en grandes vacuolas o en pequeñas vesículas. La fusión de las membranas de estas formaciones estructurales con las membranas de los orgánulos intracelulares (como los lisosomas o cualquier otro gránulo lleno de enzimas) conduce a la mezcla de los contenidos de los dos sistemas que interactúan y, como consecuencia, a la modificación de la absorbida. material en un espacio cerrado separado del citoplasma.

En los organismos primitivos, los procesos descritos están directamente relacionados con su nutrición, y las vacuolas intracelulares, formadas como resultado de la fusión de vacuolas endocíticas y lisosomas, pueden considerarse como el aparato digestivo primario: los productos de bajo peso molecular ingresan al citoplasma y los no digeridos El material sale expulsado de la celda.

La función de la fagocitosis, inherente a los leucocitos polimorfonucleares de la sangre y los tejidos de los mamíferos, tiene como objetivo aislar y destruir los patógenos que ingresan al cuerpo. En esta situación, las células pueden destruir las bacterias que han penetrado en ellas al menos de cuatro maneras: 1) mediante una intensa oxidación con peróxido, que son capaces de sintetizar localmente; 2) utilizar proteínas básicas con actividad antibacteriana; 3) con ayuda de enzimas lisosomales y, finalmente, 4) con ayuda de lisozima. La destrucción de un microorganismo captado por una célula se lleva a cabo muy rápidamente, pero su digestión es relativamente lenta. Los agentes bactericidas producidos en las células se almacenan en dos tipos diferentes de gránulos que se desarrollan a partir del complejo de Golgi durante la diferenciación celular en médula ósea. Durante el proceso de fagocitosis, el contenido de ambos tipos de gránulos se vierte en vacuolas que contienen partículas digeribles.

En la ameba, el proceso de secretar el contenido de los gránulos y lisosomas en vacuolas fagocíticas procede de manera similar a la secreción de macromoléculas por las células de organismos multicelulares, con la única diferencia de que durante la fagocitosis, se ubica la sección de la membrana celular que forma la vacuola. en el espacio intracelular.

La captación de sustancias en la pinoditosis no debe considerarse simplemente como una captación inespecífica de líquido extracelular. Este proceso tiene como objetivo la acumulación por parte de las células de diversas moléculas del medio ambiente. Las vacuolas pinocitoticas son de tamaño pequeño (generalmente por debajo de la resolución de un microscopio óptico), pero están contenidas en la célula en formas muy grandes cantidades. Estas vacuolas se forman a partir de invaginaciones características de la membrana plasmática. En los sitios donde se forman las vesículas de pinocitosis, la membrana plasmática pierde su contorno claro, lo que sugiere una modificación de la porción de la membrana destinada a la invaginación.

La pinocitosis es característica de las células. varios tipos, sin embargo, se ha estudiado más a fondo en la ameba, cuyas vesículas pinocitoticas tienen relativamente tallas grandes(Figura 89). En la ameba, los canales (invaginaciones de la membrana plasmática) se forman en el centro de los pseudópodos y las vesículas pinocitóticas brotan de la base de estas invaginaciones cilíndricas de la membrana. El proceso de formación de burbujas ocurre especialmente rápido si la solución extracelular contiene sales o proteínas en altas concentraciones. Las observaciones de pinocitosis de proteínas "marcadas", por ejemplo proteínas conjugadas con fluoresceína o ferritina, mostraron que la acumulación de moléculas de proteínas en las células se produce a un ritmo elevado. La primera etapa de la pinocitosis, aparentemente independiente de la energía metabólica, es la adsorción de proteínas en la superficie desarrollada de la membrana celular, seguida del proceso de formación de vesículas de membrana dentro de la célula, dependiente de la energía.

En los mamíferos, la pinocitosis es una forma muy extendida de endocitosis, pero la pinocitosis es más importante en el sistema reticuloendotelial, donde se eliminan las proteínas extrañas o desnaturalizadas, y en las células endoteliales que recubren los capilares, donde este proceso facilita el movimiento de moléculas grandes. En los linfocitos, y quizás también en otras células, las moléculas adsorbidas en la superficie celular se agrupan en regiones discretas de la membrana antes de que se formen vesículas de pinocitosis. En los riñones, la pinoditosis juega un papel importante en la extracción de proteínas del filtrado glomerular.

En el interior de las células, las vesículas de pinocitosis se combinan con los lisosomas para formar lisosomas secundarios. Se ha descubierto una cierta conexión entre la pinocitosis y la formación de lisosomas en la célula: la adición de suero heterólogo a un cultivo de macrófagos induce la pinocitosis y estimula eficazmente la formación de nuevos lisosomas.

Estos dos procesos que ocurren con la absorción de energía aseguran que entren en la célula partículas aún más grandes que las que penetran a través de los poros de las membranas del cuarto tipo.

A. Pinocitosis. En la pinocitosis, la membrana (generalmente el primer tipo de membrana) forma invaginaciones, que eventualmente se convierten en vesículas.

Esto permite que las moléculas que son demasiado grandes se difundan a través de la membrana de forma normal, especialmente las proteínas. Gracias a la pinocitosis, sustancias que estaban fuera de la célula se encuentran en su interior y viceversa.

B. Fagocitosis. Debido a la fagocitosis, que tiene cierta similitud con la pinocitosis, se mueven partículas aún más grandes. Así, la microscopía electrónica ha demostrado claramente que las partículas sólidas atraviesan las membranas celulares de los capilares de los mamíferos y, aparentemente, toda la superficie del capilar puede utilizarse para este fin. Las enzimas y hormonas a menudo se expulsan de las células en forma de vesículas encerradas en una membrana lipídica. De esta manera, las cinco proenzimas hidrolíticas del páncreas se exprimen juntas en forma de los llamados “gránulos de zimógeno”. El mismo es el origen de las vesículas en las que se libera ACh. terminaciones nerviosas, así como gránulos en cuya forma se libera norepinefrina de la médula suprarrenal.

Más sobre el tema de pinocitosis y fagocitosis:

1. TRASTORNOS ADQUIRIDOS DE LA FAGOCITOSIS Y POSIBLES RAZONES DE SU DESARROLLO

Transporte en el que participan enzimas especiales. En este caso, se producen dos procesos: pinocitosis y fagocitosis.

Características generales del proceso.

La pinocitosis es un método universal de nutrición característico de las plantas y su esencia es la entrada de nutrientes a la célula en forma disuelta. La fagocitosis es un proceso similar, pero implica la absorción de partículas sólidas.

Se sabe que la pinocitosis es un estímulo importante para la formación de lisosomas y la fagocitosis es importante cuando las células están infectadas por virus. Estos dos procesos tienen mucho en común, por lo que a menudo se combinan bajo el nombre común: citosis o endocitosis, aunque la pinocitosis es más común. Si, por el contrario, se eliminan sustancias de la célula, se habla de exocitosis.

En resumen, podemos decir que la pinocitosis es el proceso de absorción de gotitas de líquido por parte de una célula.

Características del proceso

Hay que decir de inmediato que la citosis depende de la temperatura y no puede ocurrir a 2 ° C, ni tampoco bajo la influencia de inhibidores metabólicos, por ejemplo,

Durante la pinocitosis, se forman excrecencias del citoplasma: pseudópodos, que se fusionan entre sí y envuelven gotitas de líquido. En este caso se forman vesículas, que se separan y comienzan a migrar a través del citoplasma, convirtiéndose en vacuolas llamadas pinosomas.

Cabe señalar que la pinocitosis también es el resultado del contacto celular con una suspensión viral. En este caso, las burbujas formadas contienen vibrios. Es aquí donde a veces pasan por la etapa de "desvestirse". Al capturar grandes moléculas de individuos. medicamentos También se produce intususcepción y formación de una burbuja (vacuola), pero este mecanismo de transporte de fármacos no tiene de importancia decisiva. Mayor efecto sobre la absorción agentes farmacologicos tiene su forma, grado de molienda, así como la presencia enfermedades concomitantes- gastritis, colitis o, por ejemplo, úlcera péptica.

Reabsorción de proteínas en los túbulos renales.

La pinocitosis es un mecanismo activo para la reabsorción de proteínas en las nefronas renales proximales. Durante este proceso, la proteína se adhiere al borde en cepillo. En este punto, la membrana se invagina y se forma una vesícula que contiene una molécula de proteína. Cuando una proteína se encuentra dentro de una vesícula de este tipo, comienza a descomponerse en aminoácidos, que posteriormente ingresan al líquido intercelular a través de la membrana basolateral. Dado que dicho transporte requiere energía, se llama activo.

Vale la pena señalar que existe un concepto de transporte máximo para sustancias que se reabsorben activamente. Este proceso está asociado con carga máxima sistemas de transporte. Ocurre en los casos en que la cantidad de compuestos que ingresan a la luz de los túbulos renales excede las capacidades de las enzimas y proteínas de transporte involucradas en la transferencia.

Otro ejemplo es la alteración de la reabsorción de glucosa, que se observa en el túbulo contorneado proximal. Si el contenido de esta sustancia excede funcionalidad riñones, luego comienza a excretarse en la orina (normalmente no se detecta glucosa).

El significado de la pinocitosis.

Este proceso ocurre en los túbulos renales y el epitelio intestinal. Es responsable de la absorción y reabsorción de muchos compuestos (incluidas proteínas y grasas) que son necesarios para el funcionamiento normal del organismo.

Además, la pinocitosis se produce durante el metabolismo a través de la pared capilar. Así, las moléculas grandes que no son capaces de penetrar a través de los poros de las pequeñas vasos sanguineos, son transportados por pinocitosis. En este caso, la membrana de la célula capilar se invagina, dando como resultado la formación de una vacuola que rodea la molécula. En el lado opuesto de la célula, comienza a ocurrir el proceso opuesto: la emiocitosis.

También cabe mencionar que la pinocitosis es componente importante y sedimento iónico. Este es el principal mecanismo de penetración en ambiente interno células de sustancias de alto peso molecular. Además, esta es la principal vía por la que los virus animales o vegetales ingresan a las células huésped.