Endocitosi Definizione

L’endocitosi è il processo di trasporto attivo di molecole nella cellula inghiottendola con la sua membrana. L’endocitosi e l’esocitosi sono utilizzate da tutte le cellule per trasportare molecole che non possono passare passivamente attraverso la membrana. L’esocitosi fornisce la funzione opposta e spinge le molecole fuori dalla cellula. Come tutti i sistemi del corpo umano, la necessità di omeostasi consente un flusso uguale di molecole dentro e fuori dalla cellula. Ciò significa che la quantità di molecole che entrano nella cellula per endocitosi è uguale alla quantità di molecole che escono dalla cellula tramite esocitosi. I due processi combinati assicurano un equilibrio di nutrienti e rifiuti per una vita e una funzione cellulari regolari.

I componenti necessari nella via endocitica sono endosomi precoci, endosomi tardivi e lisosomi. Gli endosomi precoci sono responsabili della ricezione di vescicole sulla superficie cellulare. Ordinano le molecole ricevute negli altri componenti della via attraverso compartimenti vescicolari trans come vescicole portatrici endosomiali o corpi multivesicolari. Gli endosomi tardivi ricevono quindi le molecole dagli endosomi precoci. Iniziano la degradazione delle molecole e possono anche ricevere molecole dalla rete trans-Golgi o dai fagosomi. Gli endosomi tardivi consegnano quindi le molecole ai lisosomi. I lisosomi contengono enzimi che scompongono carboidrati, proteine, grassi e altri prodotti di scarto cellulari in componenti più piccoli e semplici. Questi componenti vengono quindi consegnati al citoplasma per essere utilizzati come materiali da costruzione in tutta la cellula.

Tipi di endocitosi

Esistono quattro diversi tipi o percorsi di endocitosi: caveole, macropinocitosi, endocitosi mediata dal recettore e fagocitosi. Ogni percorso ha un modo diverso di portare molecole incapsulate. Le caveole sono gemme rivestite di non clatrina che si formano e si trovano sulla membrana plasmatica e sono composte da caveolina, una proteina di membrana integrale. La caveolina attiva, forma e mantiene la formazione di” caverne ” sulla membrana cellulare, o caveole. Servono come pozzi di “raccolta” che raccolgono molecole specifiche per la segnalazione cellulare e le vie metaboliche.

Le successive tre operazioni di endocitosi utilizzano il sistema di clatrina; le clatrine sono proteine che si raccolgono all’interno della membrana cellulare quando viene avviata l’endocitosi. A causa della loro struttura, le clatrine, quando stimolate, si legano naturalmente l’una all’altra per formare gabbie attorno alle molecole ingerite. La macropinocitosi è il processo di ingestione di molecole più grandi e viene attivata quando la membrana cellulare subisce l’increspatura della superficie cellulare o la riforma strutturale della membrana. La stimolazione fisica provoca la formazione di vescicole; queste vengono successivamente interiorizzate. Ciò ha reso la macropinocitosi meno selettiva e più efficiente rispetto agli altri tipi di processi endocitici.

A differenza della macropinocitosi, l’endocitosi mediata dal recettore si basa sui recettori della superficie cellulare per distinguere determinate molecole e quindi può solo introdurre molecole in un rapporto uno a uno. Le molecole si accumulano sulla superficie cellulare e segnalano la membrana per iniziare l’ingestione. Una volta che la concentrazione è abbastanza alta, l’invaginazione inizia con il reclutamento di clatrine che formano un mantello o una gabbia attorno alla particella. La fagocitosi inghiotte le molecole manipolando la membrana cellulare per circondare e afferrare le molecole, creando una vescicola chiamata fagosomi. La fagocitosi è unica in quanto specializzata nella distruzione e nello smaltimento dei rifiuti.

Funzione di endocitosi

L’endocitosi viene utilizzata per la segnalazione dei recettori, l’assorbimento dei nutrienti, il rimodellamento della membrana, l’ingresso di agenti patogeni e la neurotrasmissione, nonché la modulazione delle risposte di segnalazione cellulare. Nei tessuti in via di sviluppo, è stato trovato che l’endocitosi aiuta nella migrazione cellulare. Tossine, agenti patogeni e detriti estranei sono stati trovati anche per sfruttare le diverse vie endocitiche al fine di ottenere l’ingresso nella cellula. Le particelle recluteranno clatrine (proteine necessarie per la forma e la formazione della vescicola) o avvieranno i primi passi del percorso per iniziare il processo di ingresso nella cellula.

Esempio di endocitosi

Il colesterolo è un componente molto necessario nella cellula che è presente nella membrana plasmatica ed è anche usato come precursore dell’ormone. Un complesso lipoproteico (come LDL o lipoproteine a bassa densità) viene quindi utilizzato per trasportare il colesterolo ad altre cellule del corpo. Sulla superficie della cellula c’è un recettore LDL che lega il complesso LDL per iniziare il processo endocitico. Questi recettori sono stati sintetizzati nel reticolo endoplasmatico (ER) e sono stati poi trasportati ed elaborati nel Golgi. Una volta che il recettore è legato al complesso sulla superficie della cellula, le clatrine vengono reclutate insieme ad altre proteine che aiutano nel processo. I recettori si raggruppano per formare pozzi rivestiti di clatrina. Le fosse rivestite vengono pizzicate, formando vescicole endocitiche e quindi non rivestite. Dopo aver srotolato, la vescicola viene consegnata a un endosoma. Il basso pH nell’endosoma causa un cambiamento conformazionale che rilascia le particelle LDL. Queste particelle vengono quindi dirette al lisosoma per la degradazione, rilasciando il colesterolo nella cellula.

Lo scopo del sistema immunitario è quello di liberare il corpo da eventuali agenti patogeni o particelle estranee che possono causare malattie. Queste molecole possono essere dannose per il corpo, quindi è imperativo che il patogeno invasore venga eliminato rapidamente. Le proteine del segnale all’interno del corpo avvisano i fagociti, o le cellule immunitarie, di viaggiare verso gli agenti patogeni situati nei siti infetti. Incorporati sulla superficie dei fagociti sono recettori cellulari, chiamati recettori Toll-Like (TLR), che si legano a batteri specifici; diversi tipi di batteri si legano a diversi TLR. Una volta che un batterio si lega al recettore, un segnale a cascata inizierà l’endocitosi. La membrana cellulare inizierà a inghiottire i batteri e crea un fagosoma o vescicola fagocitica. Il fagosoma poi trasporterà i batteri al lisosoma, dove si fondono insieme formando un fagolisosoma. All’interno del fagolisosoma ci sono vari fattori che distruggono e rompono il microbo.

• Clatrina-Proteine necessarie per la forma e la formazione della vescicola e che hanno tre “gambe” utilizzate per formare una gabbia o un cappotto attorno alle vescicole della membrana per il trasporto.
• Esocitosi-Il processo di trasporto di molecole fuori dalla cellula.
• Fagosomi-Vescicola che si forma intorno a una molecola attraverso la via della fagocitosi.

Quiz

1. Quale proteina aiuta nella formazione di vescicole durante l’endocitosi?
A. Recettore simile al toll
B. Lisosoma
C. Clatrina
D. Patogeno

2. Quale via endocitica è responsabile dello smaltimento dei rifiuti nella cellula?
A. Mediata dal recettore
B. Caveolae
C. Fagocitosi
D. Macropinocitosi

3. Qual è la definizione di endocitosi?
A. Il processo di scomposizione dei nutrienti in componenti semplici e di base
B. Il processo di trasporto attivo delle molecole dalla cellula fondendo le vescicole con la sua membrana.
C. Un sistema della cellula che fa sì che una quantità uguale di molecole si muova dentro e fuori
D. Il processo di trasporto attivo delle molecole nella cellula inghiottendola con la sua membrana.