Cell drinking: a closer look on macropinocytosis / Assorbimento cellulare: uno sguardo più da vicino sulla macropinocitosi

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Figure 1. Steps of macropinocytosis. Equivalence between schema and 3D Cell Explorer microscope caption. /

Passi di macropinocitosi. Equivalenza tra schema e didascalia del microscopio 3D Cell Explorer

Schema from: Lim, J.P., & Gleeson, P.A. (2011). Macropinocytosis: an endocytic pathway for internalising large gulps. Immunology and cell biology, 89 8, 836-43.

Vesicle Transport

Vesicle transport is an active and thus energy consuming process that the cell uses in order to capture or release macromolecules into or out of the cell.

While exocytosis helps release content like proteins, waste products or toxins to the outside of the cell via vesicles that are formed in the Golgi apparatus and then fused with the plasma membrane, endocytosis aims to capture substances by enclosing them in vesicles resulting from cell membrane folding.

Endocytosis

Depending on the content to engulf, endocytosis can be divided in phagocytosis, receptor-mediated endocytosis, and pinocytosis.

As we showed in our Macrophages – the big eater’s post, phagocytosis is a crucial process in macrophages, as it allows them to get rid of microbes, thus playing a role in cell immunity. This cell eating of solid material results in the formation of phagosomes, which are vesicles coming from the evagination of the cell membrane that will fuse with lysosomes carrying the enzymes required to break the engulfed substances.

When instead of solid particles it is liquid material encapsulated and internalised by the cell we can differentiate between receptor-mediated endocytosis and pinocytosis… but what is the difference between them? While receptor-mediated endocytosis has specificity in the captured substances, pinocytosis is a non-specific cell drinking.

Pinocytosis

Hence, pinocytosis is the process where fluid matter coming from the outside of the cell is obtained via invaginations of the cell membrane. Its biological meaning is mainly to absorb extracellular fluids (ECF) containing solutes like sugars or proteins, once triggered by the presence of certain substances outside the cell (amino acids or certain ions) but it is also involved in cell immunity.

Two types of pinocytosis can be characterized. Micropinocytosis is observed in cells such as the microvilli of the digestive tract and involves the intake of small vesicles. Vesicles 5 to 50 times bigger than those formed during pinocytosis are seen in macropinocytosis, usually as a result of immune system response in areas where pathogens and antigens are found. A greater deformation of the membrane is needed in order to lead to the formation of big vesicles. The membrane extends forming arm-like claws that reconnect resulting in a macropinosome (Figure 1). Once at the cytoplasm, the macropinosome fuses with a lysosome.

ITALIANO

Trasporto di vescicole

Il trasporto delle vescicole è un processo attivo e quindi energivoro che la cellula utilizza per catturare o rilasciare macromolecole dentro o fuori dalla cellula.

 Mentre l'esocitosi aiuta a rilasciare contenuti come proteine, prodotti di scarto o tossine all'esterno della cellula tramite vescicole formate nell'apparato di Golgi e quindi fuse con la membrana plasmatica, l'endocitosi mira a catturare le sostanze racchiudendole in vescicole risultanti dal piegamento della membrana cellulare .

Endocitosi

A seconda del contenuto da inglobare, l'endocitosi può essere suddivisa in fagocitosi, endocitosi mediata dai recettori e pinocitosi.

 Come abbiamo mostrato nei nostri macrofagi - il post del grande mangiatore, la fagocitosi è un processo cruciale nei macrofagi, poiché consente loro di sbarazzarsi dei microbi, svolgendo così un ruolo nell'immunità cellulare. Questo consumo di materiale solido da cellule produce la formazione di fagosomi, che sono vescicole derivanti dall'evaporazione della membrana cellulare che si fondono con i lisosomi che trasportano gli enzimi necessari per rompere le sostanze inglobate.

 Quando invece di particelle solide è materiale liquido incapsulato e interiorizzato dalla cellula possiamo distinguere tra endocitosi e pinocitosi mediate dal recettore ... ma qual è la differenza tra loro? Mentre l'endocitosi mediata dai recettori ha specificità nelle sostanze catturate, la pinocitosi è un consumo di cellule non specifico.

 pinocitosi

Quindi, la pinocitosi è il processo in cui la materia fluida proveniente dall'esterno della cellula viene ottenuta tramite invaginazioni della membrana cellulare. Il suo significato biologico è principalmente quello di assorbire fluidi extracellulari (ECF) contenenti soluti come zuccheri o proteine, una volta innescati dalla presenza di alcune sostanze al di fuori della cellula (amminoacidi o certi ioni) ma è anche coinvolto nell'immunità delle cellule.

 Possono essere caratterizzati due tipi di pinocitosi. La micropinocitosi è osservata in cellule come i microvilli del tubo digerente e comporta l'assunzione di piccole vescicole. Le vescicole da 5 a 50 volte più grandi di quelli formati durante la pinocitosi sono osservati in macropinocitosi, di solito come risultato della risposta del sistema immunitario in aree in cui si trovano agenti patogeni e antigeni. È necessaria una maggiore deformazione della membrana per portare alla formazione di grandi vescicole. La membrana si estende formando artigli simili a bracci che si riconnettono risultando in un macropinosome (Figura 1). Una volta all'interno del citoplasma, il macropinosoma si fonde con un lisosoma.

Da:

https://nanolive.ch/cell-drinking-a-closer-look-on-macropinocytosis/