Phagozytose und Pinozytose sind biologische Prozesse, bei denen eine Zelle in der Nähe befindliches Material wahrnimmt und verschlingt. Diese Prozesse ermöglichen es den Zellen, Substanzen aufzunehmen, die die Zellmembran nicht leicht passieren können. Phagozytose und Pinozytose sind jedoch Formen der Endozytose, die sich in mehrfacher Hinsicht unterscheiden, einschließlich der Art der Materialaufnahme und der Art des Materials, das sie verschlingen. In diesem Handbuch untersuchen wir die Grundlagen und Hauptunterschiede zwischen Phagozytose und Pinozytose genauer.
Was ist Phagozytose?,
Phagozytose ist ein spezialisierter Prozess, bei dem Zellen relativ großes, festes Material verschlingen. Einzellige Organismen wie Amöben verwenden Phagozytose, um Nahrung zu erhalten, während Zelltypen von vielzelligen Organismen diesen universellen Prozess für vorbeugende Funktionen wie Gewebehomöostase verwenden.
Phagozytosefunktion
Die zellulären Prozesse der Phagozytose bestehen aus vier verschiedenen Phasen, die 1) den Nachweis von Zielmaterial, 2) Aktivierung der Phagozytose, 3) die Bildung und 4) Reifung des Phagosoms umfassen.,
Bild 1: Phagozytose: Der Nachweis von Zielmaterial
Der Nachweis von Zielmaterial beginnt, wenn eine Zelle Zielmaterial auf ihrer Oberfläche erfasst (Bild 1). Die meisten Zelltypen haben einen dedizierten Satz von Zelloberflächenrezeptoren, die verschiedene Substanzen erkennen. Zum Beispiel können Immunzellen invasive Mikroben mit Rezeptoren erfassen, die pathogenassoziierte Marker erkennen. Nachdem das Zielmaterial nachgewiesen wurde, initiiert der Zelloberflächenrezeptor eine Reihe von Signalen, die die Zelle auf die Phagozytose vorbereiten.,
Die Aktivierung der Phagozytose bewirkt, dass sich der mit dem Zielmaterial in Berührung kommende Zellmembranbereich in einem Hohlraum, dem sogenannten phagozytären Becher, neu anordnet (Bild 2). Dieser Prozess beginnt, wenn die materialstimulierten Rezeptoren molekulare Signale senden, die die Zelle auf die Aufnahme von Zielmaterial vorbereiten.
Die Bildung des Phagosoms ist die dritte Phase der Phagozytose, die die vollständige Internalisierung und den Verschluss des phagozytären Bechers beinhaltet (Bild 3)., Sobald der phagozytische Becher vollständig bedeckt und zu einem zellulären Kompartiment verinnerlicht ist, kann das neu gebildete Phagosom seinen Reifungsprozess beginnen.
Bild 4: Phagosomenreifung. Hier hat sich das Phagosom mit einem Lysosom verschmolzen und bildet ein Phagolysosom.
Die Reifung des Phagosoms ist die Endphase der Phagozytose (Bild 4). Die Phagosomreifung besteht aus einer Reihe von Materialübergaben zwischen dem ursprünglichen Phagosom und zellulären Kompartimenten, die auf die Verdauung spezialisiert sind., Die frühen Stadien der Phagosomreifung umfassen eine Kombination von Fusions-und Spaltereignissen, die die Zellmembran des reifenden Phagosoms für die Materialverdauung vorbereiten. Während der Endstadien der Phagozytose wird die innere Umgebung des reifen Phagosoms saurer und reaktiver, was die Verdauung von Zielmaterial wie Mikroorganismen unterstützt.
Was ist Pinozytose?
Während Phagozytose beinhaltet die Aufnahme von festem Material, Pinozytose ist die Aufnahme von umgebenden Flüssigkeit (en)., Diese Art von Endozytose ermöglicht es einer Zelle, gelöste Substanzen zu verschlingen, die vor der Internalisierung an die Zellmembran binden. Im Gegensatz zur Phagozytose ist die Pinozytose ein“ Trink “ – Mechanismus, bei dem eine Zelle im Laufe der Zeit äußere Flüssigkeiten aktiv einschließt. Obwohl sich die Pinozytose von anderen Formen der rezeptorvermittelten Endozytose unterscheidet, überlappen sich diese Begriffe aufgrund ihrer Ähnlichkeiten.
Pinozytose-Funktion
Beim Menschen tritt Pinozytose hauptsächlich auf, wenn Zellen Nährstoff-oder Abfalltröpfchen absorbieren, die in äußerer Flüssigkeit suspendiert sind. Zu den Nährmolekülen, die die Pinozytose aktivieren können, gehören Fette, Zucker, Proteine, Ionen oder andere kleine Moleküle. Dieser Prozess beginnt, wenn ein lösliches Substrat an die Oberfläche einer Zelle bindet (Bild B1)
Nachdem sich ein Substrat opportunistisch an die Zellmembran bindet, setzt die Zelle die Pinozytose fort, indem sie externe Flüssigkeit in eine membrangebundene Tasche sammelt, die als Pinosom bezeichnet wird (Bild 6A).
Dieses Pinosom klemmt weiter von der Zellmembran (Bild 6B) innerhalb der Zelle ab, bis es vollständig verinnerlicht ist (Bild 7).
Sobald die Zelle diese Zelltasche vollständig verinnerlicht hat, kann das neu gebildete Kompartiment sein Material mit spezialisierten Vesikeln austauschen, die Substrat in kleinere Moleküle zerlegen können (Bild 8).
Die Größe dieser Vesikel während der Aufnahme von flüssigem Material kann feststellen, ob eine Zelle Makropinozytose vs Mikropinozytose durchführt. Makropinozytose ist eine Form der unspezifischen Endozytose, die für alle Zelltypen üblich ist. Dieser Prozess umfasst die Aufnahme grundlegender Nährstoffe wie Aminosäuren, Kohlenhydrate und Fette.,
Mikropinozytose beinhaltet die Aufnahme von flüssigem Material durch kleine Vesikel, die typischerweise nicht größer als 0,1 Mikron sind. Dieser Prozess wird typischerweise von der Lipiddomäne der Zelloberfläche initiiert, sobald sie an ihre spezifischen Zielmoleküle gebunden sind.,iv>
Role
Immune response, nutrient uptake
Immune surveillance, nutrient uptake
Cell Types
Most commonly immune cells
Almost all cell types
Example
Macrophages
Skin cells