内吞作用也叫做胞吞是细胞从外部环境中吸收物质的过程。它是细胞如何获得生长和发育所需的营养。内吞作用内化的物质包括液体、电解质、蛋白质和其他大分子。内吞作用也是免疫系统的白细胞捕获和摧毁包括细菌和原生生物在内的潜在病原体的手段之一。内吞作用的过程可以概括为三个基本步骤。
ttsz/iStock/Getty Images Plu
内吞作用的基本步骤
-
质膜向内折叠(内陷)，形成一个充满细胞外液、溶解分子、食物颗粒、异物、病原体或其他物质的腔。
2. 质膜折叠回自身，直到折叠膜的两端相遇。这将液体困在囊泡内。在一些细胞中，还形成从细胞膜延伸到细胞质深处的长通道。
3. 当折叠膜的两端融合在一起时，囊泡被从膜上挤压出来。内化的囊泡随后被细胞处理。
有三种主要类型的内吞作用:吞噬作用、胞饮作用和受体介导的内吞作用。吞噬作用也被称为“细胞吞噬”，涉及固体物质或食物颗粒的摄入。胞饮症，也称为“细胞饮水”，涉及溶解在液体中的分子的摄入。受体介导的内吞作用涉及基于分子与细胞表面受体相互作用的分子摄入。
细胞膜与胞吞作用的关系
Encyclopaedia Britannica/UIG/Getty Images
为了使内吞作用发生，物质必须被包裹在细胞膜或质膜形成的囊泡内。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，它们有助于细胞膜的柔韧性和分子运输。磷脂负责在细胞外部环境和细胞内部之间形成双层屏障。磷脂具有亲水(被水吸引)的头部和疏水(被水排斥)的尾部。当与液体接触时，它们会自发地排列，使它们的亲水头部面向胞质溶胶和细胞外液，而它们的疏水尾部则远离液体，进入脂质双分子层膜的内部区域。
细胞膜是半透性的，这意味着只有某些分子可以穿过细胞膜。不能扩散穿过细胞膜的物质必须通过被动扩散过程(促进扩散)、主动运输(需要能量)或内吞作用来帮助穿过细胞膜。胞吞作用包括去除部分细胞膜以形成囊泡和内化物质。为了保持细胞大小，必须更换膜组件。这是通过胞吐过程完成的。与胞吞作用相反，胞吐作用涉及细胞膜内囊泡的形成、运输和融合，以排出细胞内的物质。
吞噬作用
Juergen Berger/Science Photo Library/Getty Image
吞噬作用是内吞作用的一种形式，包括吞噬大颗粒或细胞。吞噬作用允许免疫细胞，如巨噬细胞，清除体内的细菌、癌细胞、病毒感染细胞或其他有害细胞物质。这也是变形虫等生物从环境中获取食物的过程。在吞噬作用中，吞噬细胞或吞噬细胞必须能够附着在目标细胞上，内化它，降解它，并排出废物。这一过程发生在免疫细胞中，如下所述。
吞噬作用的基本步骤
检测:吞噬细胞检测抗原(引起免疫反应的物质)，如细菌，并向目标细胞移动。
附着:吞噬细胞与细菌接触并附着在细菌上。这种结合启动了围绕细菌的假足(细胞的延伸)的形成。
摄入:被包围的细菌被包裹在假足膜融合形成的囊泡内。被细菌包围的囊泡称为吞噬体，被吞噬细胞内化。
融合:吞噬体与一种叫做溶酶体的细胞器融合，成为我们所知的吞噬体。溶酶体含有消化有机物质的酶。吞噬溶酶体内消化酶的释放使细菌降解。
清除:降解的物质通过胞吐作用排出细胞。
原生生物的吞噬作用与此类似，而且更为普遍，因为它是这些生物获取食物的手段。人类的吞噬作用仅由专门的免疫细胞完成。
胞饮
FancyTapis/iStock/Getty Images Plus
吞噬作用涉及细胞进食，而胞饮作用涉及细胞饮水。液体和溶解的营养物质通过胞饮作用进入细胞。内吞作用的基本步骤与胞饮作用相同，用于内化囊泡并在细胞内运输颗粒和细胞外液。一旦进入细胞，囊泡可能与溶酶体融合。溶酶体的消化酶降解囊泡并将其内容物释放到细胞质中供细胞使用。在某些情况下，囊泡不与溶酶体融合，而是穿过细胞并与细胞另一侧的细胞膜融合。这是细胞循环利用细胞膜蛋白和脂质的一种方式。
胞饮症是非特异性的，主要通过两个过程发生:微胞饮症和巨胞饮症。顾名思义，小胞饮症涉及小囊泡(直径0.1微米)的形成，而巨胞饮症涉及大囊泡(直径0.5至5微米)的形成。
微胞饮症发生在大多数类型的体细胞中，微小的囊泡由细胞膜出芽形成。微囊泡是最早在血管内皮中发现的。巨噬细胞增多症通常见于白细胞。这一过程与微胞饮症的不同之处在于，小泡不是由出芽形成的，而是由质膜褶皱形成的。褶边是膜的延伸部分，它伸入细胞外液，然后自己折叠起来。在此过程中，细胞膜吸收液体，形成囊泡，并将囊泡拉入细胞。
受体介导内吞作用
Encyclopaedia Britannica/UIG/Getty Images
受体介导的内吞作用是细胞选择性内化特定分子的过程。这些分子在被内吞作用内化之前与细胞膜上的特定受体结合。膜受体被发现在被膜蛋白包覆的质膜区域，称为包覆膜窝。一旦特定分子与受体结合，凹坑区域被内化并形成包被囊泡的囊泡。在与早期核内体(帮助内化物质分选的膜结合囊)融合后，囊膜被从囊泡中移除，内容物被排入细胞。
受体介导内吞作用的基本步骤
特定的分子与质膜上的受体结合。
分子结合受体沿着膜迁移到含有网格蛋白包覆的凹坑的区域。
当分子受体复合物在网格蛋白包被的凹坑中积累后，凹坑区域形成内陷，并被胞内化
形成囊泡，囊泡包被配体受体复合物和细胞外液。
受体可以被封闭在脂质膜中并循环回到质膜。
如果不被循环利用，特定的分子就会留在核内体中核内体与溶酶体融合。
溶酶体酶降解特定的分子并传递所需的内容物进入细胞质。
受体介导的内吞作用被认为比胞饮作用吸收选择性分子的效率高100倍以上。
内吞作用关键要点
在内吞过程中，细胞从外部环境中吸收物质，获得生长发育所需的营养物质。
三种主要类型的内吞作用是吞噬作用、胞饮作用和受体介导的内吞作用。
为了使内吞作用发生，物质必须被包裹在一个由细胞(质)膜形成的囊泡。
吞噬作用也被称为“细胞吞噬”。它是免疫细胞清除体内有害元素和变形虫获取食物的过程。
在胞饮作用中，细胞“喝”液体和溶解的营养物质，其过程与吞噬作用类似。
受体介导的内吞作用是一种比胞饮作用更有效的内化特定分子的过程。
品牌优势
捷倍斯生物可以提供专业和完善的核酸分离纯化解决方案，有硅胶柱法、磁珠法与溶液直接法的核酸纯化产品，在二代测序的样品前处理方面有着专业的技术与积累，有完善的针对唾液、血液与血浆等样品的保存、运输与高通量核酸纯化等整套的解决方案。 在诊断试剂原料方面，捷倍斯生物可以提供生物染色剂、高端的表面活性剂、显色底物、生物缓冲剂以及酶制剂与其稳定剂等系列产品。
做值交往的人｜做值得信赖的产品
