Endocytose er opptak av flytende eller faste stoffer av en celle. I denne prosessen brukes fagocytose av cellen til å ta opp faste partikler, mens pinocytose brukes til å internalisere oppløst molekyler.
Hva er endocytose?
Endocytose er opptak av flytende eller faste stoffer av en celle. Eukaryote celler har en semipermeabel cellemembran at bare noen få partikler kan passere gjennom. For at makromolekyler skal komme inn i cellen, må membranen penetreres. Endocytose tillater at partikler tas opp fra det ekstracellulære rommet, og det er to forskjellige former for endocytose - pinocytose og fagocytose. Endocytose brukes hovedsakelig til å ta opp væsker og makromolekyler, eliminere patogener og opprettholde stoffskiftet. I tillegg spiller endocytose en viktig rolle i å videreformidle ekstracellulære signaler.
Funksjon og rolle
Endocytose brukes til å ta større partikler, makromolekyler og molekyler inn i cellen, som oppstår ved hjelp av transportvesikler. Etter signaliseringen molekyler er bundet til overflaten av cellen, cellemembran er innrykket og omslutter den absorberte lasten. En vesikkel kalt endosom dannes inne i cellen. Tusenvis av disse vesiklene transporterer deretter lasten gjennom en celle, hvor den enten resirkuleres eller brytes ned. Endocytose tillater kontrollert opptak, og spiller også en viktig rolle i immunrespons, vevs- og celleutvikling, cellekommunikasjon og signaltransduksjon. Videre er det også involvert i neuronal signaltransduksjon. Endocytose kan brukes til å avvise mikroorganismer; det er imidlertid også mulig for virus eller uønskede mikroorganismer for å komme inn i cellen ved endocytisk vei. Samlet sett kan man skille mellom to forskjellige former for endocytose: pinocytose og fagocytose. Ved hjelp av fagocytose kan større partikler internaliseres, inkludert for eksempel makrofager eller leukocytter, også kalt fagocytter. Fagocytose brukes primært til matinntak og avhender degenererte celler og ekstracellulært rusk. Fagocytose medieres av Fc-reseptoren, som gjenkjenner partikler merket med IgG-molekyler. Fagocytose blir også referert til som "opptak av fremmedlegemer" fordi cellen inneholder fremmedlegemer. Denne evnen besatt av encellede eller fåcellet eukaryoter, som for eksempel inkluderer alger eller sopp. Fagocytose lar kroppen bekjempe eksogene antigener, som f.eks bakterie. MHC-II-reseptorene husker partiklene som er fragmentert slik at de kan frastøtes hvis de blir angrepet igjen. I menneskekroppen er det flere typer celler som er i stand til fagocytose. Disse inkluderer:
- Dendritiske celler
- Makrofager i vevet
- monocytter
- granulocytter
Prosessen med fagocytose er nært knyttet til immunitet hos mennesker. Derfor spiller celler som har evnen til å gjennomgå fagocytose en viktig rolle i forsvaret mot virale eller bakterielle sykdommer. Pinocytose involverer opptak av ekstracellulær væske, og i løpet av veldig kort tid internaliserer cellen ekstracellulær væske og stoffene oppløst i den. Denne prosessen er også kjent som fluidfaseendocytose. I eukaryote celler er det fire forskjellige former for pinocytose: makropinocytose, klatrinavhengig endocytose, caveolae-mediert endocytose, og clathrin- og caveolae-uavhengig endocytose. I makropinocytose forekommer fusjon av plasmamembranen med de lange membranfremspringene, og inneslutter mye ekstracellulær væske. Ved hjelp av klatrinavhengig endocytose blir ekstracellulære molekyler internalisert. Dette muliggjør kontinuerlig opptak av viktige stoffer som jern. Caveolae er invaginasjoner av plasmamembranen som har form av en flaske og oppfyller mange funksjoner i cellen. For eksempel er de ansvarlige for signaltransduksjon. Imidlertid internaliseres caveolae veldig sakte i celler, slik at store mengder ekstracellulær væske ikke tas opp av caveolea-mediert endocytose. Klatrinuavhengige mekanismer finnes i nevroendokrine celler og i nevroner, hvor de er involvert i gjenopptak proteiner inn i plasmamembranen.
Sykdommer og lidelser
Endocytose er en cellulær prosess der signalene overføres og maten absorberes. Hvis det oppstår en forstyrrelse av denne prosessen, kan det oppstå sykdommer. Flere sykdommer kan tilskrives en defekt i membrantransport, inkludert svulster, infeksjoner og nevrogenerative sykdommer. For eksempel forårsaker mutasjoner i Rab-familiens gener Charcot-Marie-Tooth nevropati. Dette syndromet er en perifer sykdom nervesystemet der evnen til å gå er begrenset. Fotdeformiteter forekomme og muskler tretthet svært raskt. Muskelatrofi kan også forekomme i føtter og underben eller i underarmer og hender. I tillegg reduseres nerveledningshastigheten og de berørte personene lider av sensoriske forstyrrelser. Muskel refleks er svekket eller helt fraværende, og skjelettdeformasjoner kan også forekomme i løpet av livet. Endocytose blir også forstyrret i Huntingtons sykdom. Huntingtons er også en nevrodegenerativ sykdom der nerveceller dør og symptomer som demens, bevegelsesforstyrrelser eller endringer i karakter forekommer. Huntingtons er en arvelig sykdom forårsaket av proteinet huntingtin. Hos berørte individer forekommer basistripletten CAG opptil 250 ganger, mens det hos friske individer bare forekommer 9 til 35 ganger. De første symptomene blir vanligvis tydelige mellom 30 og 40 år, selv om sykdommen kan vare opptil 20 år og til slutt har en dødelig forløp.
