PINOCYTOSE: PROCESSUS, FONCTIONS ET DIFFÉRENCE AVEC LA PHAGOCYTOSE - LA BIOLOGIE - 2024

La pinocytose est un processus cellulaire d'ingestion de particules moyennes, généralement petites et sous forme soluble par la formation de petites vésicules dans la membrane plasmique de la cellule. Ce processus est essentiellement considéré comme l'action cellulaire de «boire». Les vésicules seront libérées après un processus d'invagination de la membrane cellulaire en son sein.

Ce processus de capture de matière liquide comprend des molécules dissoutes ou des microparticules en suspension. C'est l'un des différents moyens d'incorporation de matière extracellulaire ou endocytose, que la cellule utilise pour son maintien énergétique.

Source: Mariana Ruiz Villarreal travail dérivé: Gregor_0492

D'autres processus dans lesquels la cellule transporte du matériel extracellulaire comprennent l'utilisation de protéines de transport et de protéines de canal à travers la bicouche phospholipidique de la membrane cytoplasmique. Cependant, dans la pinocytose, le matériau piégé est entouré par une partie de la membrane.

Types de pinocytose

Ce processus d'endocytose peut être généré de deux manières différentes: «pinocytose fluide» et «pinocytose adsorbante». Les deux diffèrent par la manière dont les particules ou substances en suspension sont incorporées dans le cytoplasme.

Dans la pinocytose fluide, les substances sont absorbées solubles dans le fluide. Le taux d'entrée de ces solutés dans la cellule est proportionnel à leur concentration dans l'environnement extracellulaire et dépend également de la capacité de la cellule à former des vésicules pinocytaires.

En revanche, la vitesse d'entrée d'une «molécule» par pinocytose absorbante est donnée par la concentration de la molécule dans le milieu extérieur ainsi que par le nombre, l'affinité et la fonction des récepteurs desdites molécules situés à la surface de la membrane cellulaire. Ce dernier processus est conforme à la cinétique enzymatique de Michaelis-Menten.

Toutes choses étant égales par ailleurs (concentration des molécules à absorber), la pinositose absorbante serait 100 à 1000 fois plus rapide que le fluide, et aussi plus efficace pour absorber les liquides (moins de quantité).

Processus

La pinocytose est un processus très courant dans les cellules eucaryotes. Il consiste en un mouvement de particules de l'extérieur de la cellule par la formation d'une vésicule pinocytaire, une invagination de la membrane cellulaire, qui finit par se détacher de cette dernière, pour faire partie du cytoplasme.

En général, la plupart des vésicules endocytiques provenant de la membrane cellulaire suivent la voie de la pinocytose. Ces vésicules ont pour destination principale les endosomes qui seront ensuite transférés vers les lysosomes, organites cellulaires responsables de la digestion cellulaire.

Endocytose médiée par les récepteurs ou pinocytose absorbante

C'est la forme de pinocytose la mieux étudiée. Dans ce cas, le mécanisme permet l'entrée sélective de macromolécules définies. Les macromolécules trouvées dans l'environnement extracellulaire se lieront par défaut à des récepteurs spécifiques sur la membrane plasmique.

En général, des récepteurs spécialisés se trouvent regroupés dans des secteurs de la membrane appelés «dépressions recouvertes de clathrine». À ce stade, les vésicules pinocytaires formées dans ces régions auront un revêtement de cette protéine (clathrine) et contiendront également le récepteur et le ligand (généralement des lipoprotéines).

Une fois que les vésicules enrobées sont déjà dans le cytoplasme, elles fusionnent avec les premiers endosomes, c'est-à-dire les plus proches de la membrane cellulaire.

À partir de ce moment, plusieurs processus complexes peuvent se produire, y compris la sortie des vésicules de recyclage vers la membrane cellulaire et l'appareil de Golgi (qui transportent les récepteurs membranaires et autres matériaux) ou les vésicules ou corps multivesiculaires qui suivent le processus de transport du matériel vers les lysosomes.

Combien de récepteurs y a-t-il?

Il existe plus de 20 récepteurs différents qui introduisent sélectivement des macromolécules dans la cellule. Au cours de ce processus, un fluide autre que celui du milieu cytoplasmique est également incorporé de manière non sélective, ce qui est appelé «endocytose en phase fluide».

Dans chaque dépression ou cavité tapissée de clathrine présente dans la membrane cellulaire, il n'y a pas un seul type de récepteur; au lieu de cela, il existe divers récepteurs qui sont simultanément internalisés dans la cellule avec la formation d'une seule vésicule.

Dans ce processus et dans la formation de vésicules de recyclage qui retournent à la membrane pour être réintégrées, la présence d'un complexe récepteur ou de ses ligands (molécules reçues) affecte en quelque sorte la présence d'autres récepteurs et molécules.

Pinocytose fluide

Dans ce cas, il s'agit d'un processus non sélectif, dans lequel les molécules ou particules sont activement capturées. Les vésicules formées à partir de la paroi cellulaire ne sont pas recouvertes de clathrine mais de protéines telles que la cavéoline. Dans certains cas, ce processus est connu sous le nom de potocytose.

Caractéristiques

Au cours du processus, de nombreux matériaux sont incorporés dans la cellule, soit sélectivement avec la formation de vésicules recouvertes de clathrine, soit de manière non sélective à travers des vésicules non recouvertes.

Pinocytocis absorbant

Divers récepteurs qui reconnaissent les hormones, les facteurs de croissance, les protéines porteuses, ainsi que d'autres protéines et lipoprotéines peuvent s'accumuler dans les creux enduits de clathrine de la membrane plasmique.

L'un des processus les mieux évalués est la capture du cholestérol dans les cellules de mammifères, qui est médiée par la présence de récepteurs spécifiques sur la membrane cellulaire.

Le cholestérol est généralement transporté dans la circulation sanguine sous forme de lipoprotéines, les plus courantes étant les lipoprotéines de basse densité (LDL).

Une fois que la vésicule enrobée est dans le cytoplasme, les récepteurs sont recyclés vers la membrane et le cholestérol sous forme de LDC est transporté vers les lysosomes pour être traité et utilisé par la cellule.

Autres métabolites piégés dans les pinocytes absorbants

Ce processus est également utilisé pour capturer une série de métabolites d'une grande importance dans l'activité cellulaire. Certains d'entre eux sont de la vitamine B12 et du fer que la cellule ne peut obtenir par des processus de transport actif à travers la membrane.

Ces deux métabolites sont essentiels à la synthèse de l'hémoglobine, qui est la principale protéine présente dans les globules rouges du sang.

D'autre part, de nombreux récepteurs présents dans la membrane cellulaire qui ne sont pas recyclés sont absorbés de cette manière et transportés vers les lysosomes pour être digérés par une grande variété d'enzymes.

Malheureusement, par cette voie (pinocytose médiée par les récepteurs), de nombreux virus tels que la grippe et le VIH pénètrent dans la cellule.

Pinocytose des vésicules non couvertes par la clathrine

Lorsque la pinocytose se produit par d'autres voies dans lesquelles les vésicules recouvertes de clathrine ne se forment pas, le processus s'avère particulièrement dynamique et très efficace.

Par exemple, dans les cellules endothéliales qui font partie de vaisseaux sanguins, les vésicules formées doivent mobiliser de grandes quantités de solutés de la circulation sanguine vers l'espace intracellulaire.

Échelle de pinocytose

Les dépressions revêtues de clathrine, par exemple, occupent environ 2% de la surface de la membrane plasmique, ayant une durée de vie approximative allant jusqu'à deux minutes.

En ce sens, la pinocytose absorbante provoque l'internalisation de la membrane cellulaire entière dans la cellule par la formation de vésicules enrobées en une période d'une à deux heures, ce qui représente en moyenne entre 3 et 5% de la membrane. plasma pour chaque minute.

Un macrophage, par exemple, est capable d'intégrer environ 35% du volume du cytoplasme en environ une heure. La quantité de substances et de molécules dissoutes n'affecte à aucun moment la vitesse de formation des vésicules et leur internalisation.

Différence avec la phagocytose

La phagocytose et la pinocytose sont des processus similaires dans lesquels la cellule intériorise le matériel extracellulaire à traiter; les deux sont des processus qui ont besoin d'énergie, ils sont donc considérés comme des mécanismes de transport actifs. Contrairement à la pinocytose, la phagocytose est littéralement la façon dont la cellule «mange».

La phagocytose est caractérisée par «l'ingestion» de grosses particules, y compris des bactéries, divers débris cellulaires et même des cellules intactes. La particule à phagocyter se lie à des récepteurs situés à la surface de la membrane cellulaire (qui reconnaissent les résidus de mannose, N-aceltiglucosamide, entre autres) qui déclenchent l'extension des pseudopodes qui entourent la particule.

Une fois que la membrane a fusionné autour d'elle, une grande vésicule se forme (contrairement à celles générées lors du processus de pinocytose) appelée phagosome qui est libérée dans le cytoplasme. C'est à ce moment que le phagosome se lie à un lysosome pour former un phagolysosome.

Au sein du phagolysosome, la digestion du matériel se produit grâce à l'activité enzymatique des hydrolases d'acide lysosomal. Dans ce processus, les récepteurs et une partie des membranes internalisées sont également recyclés, qui reviennent sous forme de vésicules de recyclage à la surface cellulaire.

Où se produit la phagocytose?

C'est un processus très courant par lequel des organismes tels que les protozoaires et les métazoaires inférieurs se nourrissent. De plus, dans les organismes multicellulaires, la phagocytose constitue une première ligne de défense contre les agents étrangers.

La façon dont les cellules spécialisées, y compris divers types de leucocytes (macrophages et neutrophiles), détruisent les microorganismes externes et ingèrent les débris cellulaires, est essentielle pour maintenir le système de l'organisme.

Références

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