Pinozytose

Pinozytose (griech. pinein –trinken und kytos –Zelle) bezeichnet die Aufnahme von Flüssigkeiten in die Zelle, Phagozytose die Aufnahme von festen Stoffe aus ihrem Umgebungsmedium. Beide Prozesse werden unter dem Oberbegriff Endozytose zusammengefasst.

Im Gegensatz zur Phagozytose, die nur in speziellen Situationen und von speziellen Zellen betrieben wird, ist die Pinocytose ein weit verbreiteter Mechanismus bei eukaryotischen Zellen.

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 Zytosol der Zellen aufgenommen. Membranausläufer schließen die aufzunehmende Substanz ein. Sie werden als Bläschen in das Zytosol der Zelle aufgenommen und in den Stoffwechsel der Zellen einbezogen. Beispielweise spielt 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 (Exozytose). Durch diesen Zellprozess ist eine kontrollierte Aufnahme von Flüssigkeiten und festen Stoffen möglich.

Weiterhin spielt die Pinozytose eine wichtige Rolle bei der Zell- und Gewebeentwicklung, der Immunantwort, der Zellkommunikation und der Signaltransduktion. Ebenso ist sie an der Signalübertragung in den neuronalen Bereichen beteiligt. Über Pinozytose können aber auch pathogene Mikroorganismen in die Zellen gelangen.

Die eukaryontischen Zellen kennen vier verschiedene Typen der Pinozytose:

• die Clathrin-abhängige Endozytose (diese ist die bis heute am besten verstandene Form der Endozytose, die durch ihren ersten Schritt, der Internalisierung von extrazellulärem Material an spezialisierten Bereichen der Plasmamembran, den so genannten Clathrin-coated pits, charakterisiert ist)
• die Makropinozytose,
• die Caveolae-vermittelte Endozytose
• sowie die Clathrin-independent pathways bei denen Material weder über Clathrin-coated pits noch über Caveolae aufgenommen werden (NonClathrin non-Caveolae vermittelte Endozytose).

Einige spezialisierte Zellen sind darüber hinaus in der Lage, große Mengen an extrazellulärem Fluid via Makropinozytose oder große Partikel über Phagozytose aufzunehmen (Gruenberg 2001).

Eine Sonderform der Pinozytose ist die Rezeptor-vermittelte Endozytose bei der gezielt nur ganz bestimmte Moleküle aufgenommen werden. Hierbei binden die Liganden zunächst an spezifische Rezeptoren in der Zellmembran. Die Ligand-Rezeptor-Komplexe konzentrieren sich in besonderen Regionen der Zellmembran, sogenannten " pits " (Vertiefung, Grube). An der Innenseite der pits bildet sich ein Gitter aus Clathrin-Molekülen aus, weshalb diese Vertiefungen auch als „Clathrin-coated pits“ bezeichnet werden. Mit dem Umkehrprozess der Pinozytose, der Exozytose, wird das Vesikel wieder aus der Zelle entlassen. 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.

1. Bathori G et al. (2004). Caveolae-an alternative endocytotic pathway for targeted drug delivery. Crit Rev Ther Drug Carrier Syst 21: 67-95.
2. Gruenberg J (2001). The endocytic pathway: a mosaic of domains. Nat Rev Mol Cell Bi 2: 721-730.
3. Gruenberg J et al. (1989). Characterization of the early endosome and putative endocytic carrier vesicles in vivo and with an assay of vesicle fusion in vitro. J Cell Biol 108: 1301-1316.
4. Huth E (2005) Zelluläre Aufnahme und intrazelluläres Schicksal von partikulären Drug Delivery Systemen. Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde der Fakultät für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg