Le passage membranaire

Le phénomène d'endocytose est un autre mécanisme de passage membranaire.

On décrit actuellement deux grands catégories d'endocytose : la phagocytose et la pinocytose

• La phagocytose :

  Elle est réalisée essentiellement par des cellules spécialisées comme les macrophages, les monocytes, les neutrophiles et les cellules dendritiques, même si elle a été observée, de façon beaucoup moins importante, chez d'autres cellules comme les fibroblastes, les cellules épithéliales et les cellules endothéliales. La phagocytose fait intervenir des protéines particulières, les opsonines, qui vont s'adsorber sur l'élément étranger et déclencher la phagocytose. La phagocytose intervient essentiellement dans le système de défense de l'organisme et entraîne la destruction de l'élément absorbé. Ce système ne semble pas intervenir dans l'absorption des xénobiotiques.

• La pinocytose :

  Ce mécanisme d'endocytose n'est pas limité à quelques cellules spécialisées, mais existe chez toutes les cellules. Il semble impliquer des zones particulières des membranes cellulaires avec reconnaissance de certains composés. C'est la voie normale d'absorption d'éléments indispensables comme le cholestérol transporté par les lipoprotéines de faible densité (LDL) ou le fer transporté par les transferrines. De nombreux points restent encore inconnus mais plusieurs voies de pinocytose sont décrites. Elles sont classées en fonction des protéines et des médiateurs impliqués :

  • pinocytose dépendant de la clathrine

  • pinocytose indépendant de la clathrine : cette catégorie rassemble plusieurs voies :

    • endocytose faisant intervenir la caveoline

    • macropinocytose : endocytose dépendant d'une tyrosine kinase

    • endocytose clathrine et caveolae indépedant : plusieurs mécanismes impliquant des protéines différentes sont rassemblés dans cette catégorie :

      • pinocytose Arf6 dépendant

      • pinocytose flotilline dépendant

      • pinocytose cdc-42 dépendant

      • pinocytose RhoA dépendant

La pinocytose est initiée par la reconnaissance de l'élément qui sera absorbé par la cellule.

Une partie de la membrane cellulaire entoure par invagination ou évagination cet élément. Quand l'élément est complétement entouré, cette partie de la membrane cellulaire se désolidarise du reste de la membrane et il se forme alors une vésicule appelée endosome.

En fonction du mécanisme à l'origine de cet endosome, et donc des protéines associées à l'endosome, on parlera de macropinosome, de cavéolosome par exemple. Les endosomes (E) évoluent, subissent une maturation sous l'action de protéases. Ils peuvent libérer leur contenu dans le cytoplasme ou participer au trafic intracellulaire des organites (réticulum endoplasmique, lysosomes, appareil de Golgi, noyau). Ainsi, leur contenu, après éventuellement transformation, est intégré dans le métabolisme cellulaire.

Certaines vésicules (VE) peuvent se diriger vers la membrane cellulaire et libérer leur contenu à l'extérieur de la cellule. Dans les cellules polarisées, les vésicules (T) peuvent également traverser la cellule et libérer leur contenu au niveau de la face opposée de la cellule. On parle alors de transcytose.

Ce type de passage membranaire nécessite une machinerie complexe et consomme de l'énergie. La pinocytose semble faire intervenir des récepteurs ou des zones membranaires capables de reconnaître certains éléments. Elle ne concerne pas tous les xénobiotiques. Suite à leur stimulation spécifique un mécanisme particulier de la pinocytose est enclenché pour permettre la traversée de l'élément. Le contrôle de la pinocytose est complexe et n'est pas encore totalement connu. L'EGF (epithelium growth factor) par exemple se fixe sur un récepteur membranaire (EGFR) et pénètre dans la cellule par pinocytose. Certaines études montrent qu'en fonction de la concentration d'EGF, la pinocytose sera clathrine dépendant ou caveoline dépendant. Si elle est clathrine dépendant, l'EGF sera recyclé, si elle est caveoline dépendant, l'EGF sera dégradé. Mais d'autres études ne confirment pas cette règle et suggèrent que la voie de pinocytose dépend du type de cellule.

La pinocytose a été observée avec des liquides, des molécules hydrophiles et des macromolécules. Ce mécanisme est fondamentale pour l'absorption cellulaire de molécules ionisées volumineuses et qui n'ont aucune affinités pour les lipides et qui ne sont pas reconnues par des transporteurs.