Endocytoza

Tak jak Endocytoza odnosi się do wchłaniania substancji płynnych lub stałych przez komórkę. Za pomocą fagocytozy komórka pobiera cząstki stałe, podczas gdy w przypadku pinocytozy rozpuszczone cząsteczki są internalizowane.

Co to jest endocytoza?

Komórki eukariotyczne mają półprzepuszczalną błonę komórkową, przez którą może przejść tylko kilka cząstek. Membrana musi zostać penetrowana, aby makrocząsteczki również mogły dostać się do komórki. Cząsteczki z przestrzeni zewnątrzkomórkowej mogą być wchłaniane przez endocytozę, przy czym zachodzą dwie różne formy endocytozy - pinocytoza i fagocytoza.

Przy pomocy endocytozy wchłaniane są głównie płyny i makrocząsteczki, eliminowane są patogeny i utrzymywany jest metabolizm. Endocytoza również odgrywa ważną rolę w przekazywaniu sygnałów zewnątrzkomórkowych.

Funkcja i zadanie

Przy pomocy endocytozy większe cząsteczki, makrocząsteczki i cząsteczki są wchłaniane do komórki, co odbywa się za pośrednictwem pęcherzyków transportowych. Po związaniu cząsteczek sygnałowych z powierzchnią komórki następuje odwrócenie błony komórkowej i zamknięcie zaabsorbowanego ładunku. Wewnątrz komórki tworzy się pęcherzyk zwany endosomem. Tysiące tych pęcherzyków przenosi następnie ładunek przez komórkę, ponownie go wykorzystując lub niszcząc.

Endocytoza umożliwia kontrolowany wychwyt, a także odgrywa ważną rolę w odpowiedzi immunologicznej, rozwoju tkanek i komórek, komunikacji komórkowej i transdukcji sygnałów. Bierze również udział w transmisji sygnałów neuronowych.

Przy pomocy endocytozy można odeprzeć mikroorganizmy, ale możliwe jest również, że wirusy lub niepożądane mikroorganizmy dostaną się do komórki drogą endocytarną.

W sumie można wyróżnić dwie różne formy endocytozy: pinocytozę i fagocytozę. Za pomocą fagocytozy można internalizować większe cząstki, w tym makrofagi lub leukocyty, zwane także fagocytami.

Fagocytoza jest stosowana przede wszystkim do przyjmowania pokarmu i usuwa zdegenerowane komórki i złogi pozakomórkowe. W fagocytozie pośredniczy receptor Fc, który rozpoznaje cząsteczki oznaczone cząsteczkami IgG.

Fagocytoza jest również określana jako „wychwyt ciała obcego”, ponieważ komórka zawiera obcy materiał. Eukariota z jedną lub kilkoma komórkami, takimi jak algi lub grzyby, mają tę zdolność.

Przy pomocy fagocytozy organizm może zwalczać egzogenne antygeny, takie jak bakterie. Receptory MHC-II zapamiętują rozbite cząstki, aby można je było odrzucić w przypadku dalszej infekcji.

W ludzkim ciele istnieje kilka typów komórek zdolnych do fagocytozy. Obejmują one:

• komórki dendrytyczne
• Makrofagi zawarte w tkance
• Monocyty
• Granulocyty

Proces fagocytozy jest ściśle związany z odpornością człowieka. Dlatego komórki, które mają zdolność fagocytozy, odgrywają ważną rolę w obronie przed chorobami wirusowymi lub bakteryjnymi.

Pinocytoza absorbuje płyn pozakomórkowy, a komórka internalizuje płyn zewnątrzkomórkowy i rozpuszczone w nim substancje w bardzo krótkim czasie. Ten proces jest również znany jako endocytoza w fazie płynnej.

Istnieją cztery różne formy pinocytozy w komórkach eukariotycznych: makropinocytoza, endocytoza zależna od klatriny, endocytoza zależna od kaweoli oraz endocytoza niezależna od klatriny i kaweoli.

W ramach makropinocytozy błona plazmatyczna łączy się z długimi wypukłościami błony, zatrzymując dużo płynu zewnątrzkomórkowego.

Zewnątrzkomórkowe cząsteczki ulegają internalizacji na drodze endocytozy zależnej od klatriny. Oznacza to, że ważne substancje, takie jak żelazo, mogą być stale wchłaniane.

Caveolae to wgłębienia błony komórkowej, które mają kształt butelki i spełniają liczne funkcje w komórce. Na przykład są odpowiedzialne za przewodzenie sygnału. Jednak kaweole są internalizowane w komórkach bardzo powoli, tak że endocytoza, w której pośredniczy caveolea, nie absorbuje dużych ilości płynu zewnątrzkomórkowego.

Mechanizmy niezależne od klatriny znajdują się w komórkach neuroendokrynnych i neuronach, gdzie biorą udział w ponownym wychwycie białek do błony komórkowej.

Choroby i dolegliwości

Endocytoza to proces komórkowy, w którym przekazywane są sygnały i spożywany jest pokarm. Jeśli ten proces zostanie zakłócony, mogą wystąpić choroby.

Szereg chorób można przypisać wadom transportu błonowego, w tym na przykład nowotwory, infekcje lub choroby neurogeneracyjne. Na przykład neuropatia Charcota-Marie-Tootha jest wyzwalana przez mutacje w genach rodziny Rab.

Ten zespół to choroba obwodowego układu nerwowego, w której chodzenie jest upośledzone. Występują deformacje stóp i mięśnie bardzo szybko się męczą. Zanik mięśni może również wystąpić w stopach i podudziach lub w przedramionach i dłoniach. Ponadto zmniejsza się szybkość przewodzenia nerwów, a osoby dotknięte chorobą cierpią na zaburzenia czucia. Odruchy mięśniowe są osłabione lub całkowicie nieobecne, w trakcie życia mogą również wystąpić deformacje szkieletu.

Endocytoza jest również zaburzona w chorobie Huntingtona. Choroba Huntingtona jest również chorobą neurodegeneracyjną, w której komórki nerwowe obumierają i pojawiają się objawy takie jak demencja, zaburzenia ruchowe czy zmiany osobowości.

Choroba Huntingtona jest chorobą dziedziczną wywoływaną przez huntingtynę. Podstawowy triplet CAG występuje do 250 razy u osób dotkniętych chorobą, podczas gdy u osób zdrowych występuje tylko od 9 do 35 razy. Pierwsze objawy pojawiają się zwykle między 30 a 40 rokiem życia, chociaż choroba może trwać nawet do 20 lat i ostatecznie ma przebieg śmiertelny.