Pinozytose

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 30. Januar 2017
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Der Begriff Pinozytose geht zurück auf das griechische Wort „pinein“, das mit dem deutschen Verb „trinken“ übersetzt wird und „kytos“, das „Höhlung“ oder „Zelle“ bedeutet. Zellen nehmen Flüssigkeiten (Pinozytose) und feste Stoffe (Phagozytose) in Form kleiner Bläschen aus ihrem Umgebungsmedium auf.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Pinozytose?

Zwei Synonyme des Begriffs lauten Zelltrinken und Hydrophatozytose. Die Pinozytose nimmt Flüssigkeit und die Phagozytose feste Bestandteile aus dem Extrazellularraum auf. Beide Prozesse werden unter dem Oberbegriff Endozytose zusammengefasst.

Die Aufnahme von Flüssigkeit in das Zellplasma geschieht in Form kleiner Bläschen, die lediglich einen Durchmesser von 150 nm aufweisen. Die flüssigen oder gelösten Bestandteile werden in das Zystol der Zellen aufgenommen. Membranausläufer schließen die aufzunehmende Substanz ein, wo sie als Bläschen in das Zystol der Zelle aufgenommen wird. Dort wird sie enzymatisch aufgearbeitet. Die aufgenommenen Substanzen werden in den Stoffwechsel der Zellen einbezogen.

Die Pinozytose spielt eine wichtige Rolle bei der Aufnahme von proteingebundenen Fetten in Hepatozyten und Enterozyten. Im Umkehrprozess werden die aufgenommenen Flüssigkeiten wieder aus der Zelle entlassen. Es handelt sich hierbei um einen biologischen Prozess, der dem Fachgebiet der Zellbiologie (Zytologie) zugeordnet wird.

Funktion & Aufgabe

Durch die Endozytose werden Makromoleküle und größere Partikel in die Zellen aufgenommen. Dieser Prozess geschieht durch Transportvesikel (kleine Bläschen). Die Signalmoleküle werden an der Zelloberfläche gebunden, die Zellmembran eingestülpt und der aufgenommene Inhalt eingeschlossen. In der Zelle bildet sich ein Endosom in Form eines Vesikels. Tausende dieser kleinen Bläschen transportieren die Ladung nun durch die Zelle, wobei sie entweder der Wiederverwertung oder dem Abbau zugeführt werden.

Durch diesen Zellprozess ist eine kontrollierte Aufnahme von Flüssigkeiten und festen Stoffen möglich. So spielt die Pinozytose eine wichtige Rolle bei der Zell- und Gewebeentwicklung, der Immunantwort, der Zellkommunikation und der Signaltransduktion. Ferner ist sie auch an der Signalübertragung in den neuronalen Bereichen beteiligt.

Mikroorganismen können abgewehrt werden, wobei es jedoch nicht auszuschließen ist, dass auf dem endozytatischen Übertragungsweg schädliche Mikroorganismen und Viren in die Zellen gelangen können. Die Phagozytose internalisiert größere Partikel, zum Beispiel Leukozyten und Makrophagen. Sie entsorgt entartete Zellen, extazelluläre Ablagerungen und dient der Nahrungsaufnahme.

Zellen nehmen Flüssigkeiten (Pinozytose) und feste Stoffe (Phagozytose) in Form kleiner Bläschen aus ihrem Umgebungsmedium auf.

Bei der Pinozytose geschieht eine extrazelluläre Flüssigkeitsaufnahme zusammen mit den darin gelösten Stoffen. Anschließend werden die Flüssigkeit und die gelösten Stoffe internalisiert. Die Medizin bezeichnet diesen Vorgang auch als Fluid phase-Endozytose.

Die eukaryontischen Zellen kennen vier verschiedene Typen der Pinozytose: die Clathrin-abhängige Endozytose, die Makropinozytose, die Caveolae- und Clathrin-unabhängige Endozytose und die Caveolae-vermittelte Endozytose.

Bei der Makropinonzytose fusionieren Plasmamembranen mit langen Membranausstülpungen unter Einschließung einer größeren Menge extrazellulärer Flüssigkeit. Die Clathrin-abhängige Endozytose internalisiert extrazelluläre Moleküle. Durch diesen Prozess werden für den menschlichen Organismus wichtige Substanzen wie Eisen aufgenommen. Eine Caveolae ist eine Einstülpung der Plasmamembranen in Form einer Flasche. Sie erfüllt viele Funktionen innerhalb der Zelle und zeichnet sich verantwortlich für die Signaltransduktion. Die Internalisierung der Caveolae innerhalb der Zellen erfolgt nur langsam. Aus diesem Grund nimmt die Caveolae-vermittelte Endozytese nur kleine Mengen extrazellulärer Flüssigkeit auf. Clathin-unabhängige Mechanismen sind in Neuronen und neuroendokrinen Zellen angesiedelt, wo sie die erneute Aufnahme von Proteinen in die Plasmamembran unterstützen.

Mit dem Umkehrprozess der Exozytose wird das Vesikel wieder aus der Zelle entlassen. Der Wortbestandteil „exo“ bedeutet „hinaus“. Die Membran eines Bläschens (Vesikel) verschmilzt mit einer Zellmembrane, wodurch die durch das Bläschen aufgenommene Substanz austreten kann. Dieser Prozess wird durch bestimmte Membranrezeptoren stimuliert.

Einige Zellen sind in der Lage, 25 Prozent ihrer Membran zu internalisieren, wobei stets die gleiche Membranmenge zurückgeliefert wird. Dieser Prozess erfolgt meistens durch clathrinbeschichtete Vesikel, die mit Endosomen verschmelzen. Lipidmembranen bilden die Grundlage für die Bläschen, die ein Lumen (lichte Weite einer Zelle) abschließen. Durch die Abschnürung von Zellkompartimenten wandern die Vesikel zu ihrem Ziel, um mit der Zellmembran zu verschmelzen. Proteine sind bei diesem Prozess behilflich, indem sie ein Bläschen aus einer flachen Membran abschnüren.

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Krankheiten & Beschwerden

Bei der Pinozytose wird die aufgenommene Nahrung zunächst durch Tröpfchen in ein Umgebungsmedium in der Nahrungsvakuole aufgenommen. Die Verdauung der aufgenommenen Nahrung beginnt durch Verdauungsenzyme enthaltende Lysosome (Bläschen) auf der Grundlage einer Fusion zwischen Membran und Nahrungsvakuole. Die Pinozytose überführt die verdaute Nahrung aus der Verdauungsvakuole in das Plasma der Zelle. Nicht zu verdauende Nahrungsreste werden mittels einer Defäkationsvakuole zu den Zellmembranen transportiert und nach draußen entleert.

Wird dieser Ablauf gestört, können verschiedene Krankheiten auftreten, die auf einen Defekt im Membrantransport zurückgeführt werden. So können Demenz, Alzheimer, Stoffwechselstörungen, erhöhte Cholesterinwerte, neurologische Erkrankungen (eingeschränkte Muskelreflexe, Gefühlsstörungen), Huntington-Krankheit (Absterben von Nervenzellen), Wesensveränderungen und verschiedene Arten von physischen und geistigen Behinderungen, wie zum Beispiel das Charcot-Marie-Tooth-Neuropathie-Syndrom, im Zusammenhang mit einer fehlerhaften Pinozytose stehen.

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