endocytosis este procesul prin care celulele interiorizează substanțele din mediul lor extern. Este modul în care celulele capătă nutrienții de care au nevoie pentru a crește și a se dezvolta. Substanțele interiorizate prin endocitoză includ lichide, electroliți, proteine, și alte macromolecule. Endocitoza este, de asemenea, unul dintre mijloacele prin care celule albe din sistem imunitar captarea și distrugerea potențialilor agenți patogeni, inclusiv bacterii și protists. Procesul de endocitoză poate fi rezumat în trei etape de bază.
Există trei tipuri principale de endocitoză: fagocitoză, pinocitoză și endocitoză mediată de receptori. Fagocitoză se mai numește „mâncare celulară” și implică aportul de materiale solide sau particule alimentare. pinocitoză, numită și „băut celular”, implică aportul de molecule dizolvate în fluid. Endocitoza mediată de receptor implică aportul de molecule bazat pe interacțiunea lor cu receptorii de pe suprafața unei celule.
Pentru a avea loc endocitoza, substanțele trebuie să fie închise într-o vezicule formată din membrana celulară sau
membrană plasmatică. Principalele componente ale acestei membrane sunt proteinele și lipidele, care ajută la flexibilitatea membranei celulare și la transportul moleculelor. Fosfolipidele sunt responsabile de formarea unei bariere cu două straturi între mediul celular extern și interiorul celulei. Fosfolipidele au hidrofil (atras de apă) capete și hidrofob (respins de apă) cozi. Atunci când sunt în contact cu lichidul, acestea se aranjează spontan astfel încât capetele lor hidrofile să facă față citosolului și lichid extracelular, în timp ce cozile lor hidrofobe se îndepărtează de fluid în regiunea internă a stratului lipidic membrană.Membrana celulară este semi-permeabile, ceea ce înseamnă că doar anumite molecule au voie să se difuzeze pe întreaga membrană. Substanțele care nu pot difuza între membrana celulară trebuie ajutate difuzie pasivă procese (difuziune facilitată), transport activ (necesită energie) sau prin endocitoză. Endocitoza presupune îndepărtarea porțiunilor membranei celulare pentru formarea veziculelor și interiorizarea substanțelor. Pentru a menține dimensiunea celulelor, componentele membranei trebuie înlocuite. Acest lucru este realizat prin procesul de exocitoză. Opus endocitozei, exocitoză implică formarea, transportul și fuziunea veziculelor interne cu membrana celulară pentru a expulza substanțele din celulă.
Fagocitoză este o formă de endocitoză care implică înglobarea particulelor mari sau a celulelor. Fagocitoza permite celulelor imune, precum macrofagele, să scape organismul de bacterii, celule canceroase, celule infectate cu virus sau alte substanțe dăunătoare. Este, de asemenea, procesul prin care organisme precum amebele obțin alimente din mediul lor înconjurător. În fagocitoză, celula fagocitică sau fagocit trebuie să fie capabil să se atașeze de celula țintă, să o interiorizeze, să o degradeze și să expulzeze deșeurile. Acest proces, așa cum apare în celulele imune, este descris mai jos.
În timp ce fagocitoza implică consumul de celule, pinocitoză implică consumul de celule. Lichidele și substanțele nutritive dizolvate sunt luate într-o celulă prin pinocitoză. Aceleași etape de bază ale endocitozei sunt utilizate în pinocitoza pentru internalizarea veziculelor și pentru transportul particulelor și fluidului extracelular în interiorul celulei. Odată ajunsă în interiorul celulei, vezicula se poate contopi cu un lizozom. Enzimele digestive din lizozom degradează veziculele și își eliberează conținutul în citoplasmă pentru utilizare de către celulă. În unele cazuri, vezicula nu fuzionează cu un lizozom, ci călătorește prin celulă și fuzionează cu membrana celulară de cealaltă parte a celulei. Acesta este un mijloc prin care o celulă poate recicla proteinele și lipidele membranei celulare.
Pinotitoza este nespecifică și apare prin două procese principale: micropinocitoză și macropinocitoză. După cum sugerează numele, micropinocytosis implică formarea veziculelor mici (0,1 micrometri în diametru), în timp ce macropinoci implică formarea de vezicule mai mari (0,5 până la 5 micrometri în diametru). Micropinocitoza apare în majoritatea tipurilor de celule ale corpului și veziculele minuscule se formează prin înmugurirea din membrana celulară. Se numesc vezicule micropinocitotice caveolae au fost descoperite pentru prima dată în endoteliul vaselor de sânge. Macropinocitoza este de obicei observată în globulele albe. Acest proces diferă de micropinocitoză prin faptul că veziculele nu sunt formate prin înmugurire, ci prin rufe de membrană plasmatică. Rufele sunt porțiuni extinse ale membranei care se proiectează în fluidul extracelular și apoi se pliază înapoi. În acest sens, membrana celulară scoate lichidul, formează o vezicule și trage veziculă în celulă.
Endocitoza mediată de receptor este procesul folosit de celule pentru internalizarea selectivă a moleculelor specifice. Aceste molecule se leagă de receptorii specifici de pe membrana celulară înainte de a fi internalizate prin endocitoză. Receptorii membranari se găsesc în regiunile membranei plasmatice acoperite cu proteina clatherine cunoscută sub numele de gropi învelite de clatherine. Odată ce molecula specifică se leagă de receptor, regiunile de groapă sunt interiorizate și se formează vezicule acoperite de clateră. După fuziune cu timpuriu endosomii (saci legați de membrană care ajută la sortarea materialului interiorizat), învelișul clatherine este îndepărtat din vezicule și conținutul este golit în celulă.