Via endosomiale

Via endosomiale

È la via con cui vengono internalizzate sostanze extracellulari o della membrana stessa, per poi essere smistate. È un vero e proprio crocevia di membrane che si spostano tra membrana plasmatica, endosoma precoce e tardivo, lisosoma e Golgi. Tutto ha inizio con l’endocitosi, dove sulla membrana si forma un'invaginazione che si chiude creando una vescicola endocitica contenente materiale proveniente dallo spazio extracellulare o recettori della membrana stessa. Le vescicole appena formate si fondono con l'endosoma precoce, un centro di smistamento che deciderà se il cargo verrà degradato o riciclato. Molti recettori e materiali vengono inviati all'endosoma di recupero e rispediti alla membrana plasmatica per essere riutilizzati.
Altrimenti l’endosoma matura in endosoma tardivo e successivamente corpo multivescicolare per poi fondersi col lisosoma (meccanismo già visto prima con microtubuli e Rab27…).

Endosoma precoce

Man mano che una vescicola entra e matura, l'ambiente al suo interno diventa sempre più acido.
Partiamo dall'Endosoma Precoce con un pH leggermente acido (6), passiamo al Tardivo (5.5) per arrivare al Lisosoma, che è molto acido (pH tra 4.5 e 5). L’acidificazione avviene tramite una macchina molecolare chiamata V-ATPasi, che consuma ATP per spingere H+ all’interno dell'organello. Questo avviene perché gli enzimi digestivi del lisosoma ( idrolasi acide) funzionano solo a pH molto bassi. Se per caso un lisosoma si rompe, questi enzimi si riversano nel citoplasma (che ha pH 7,2) e si disattivano, evitando di distruggere tutta la cellula.
Tutto ciò serve per garantire l’omeostasi della cellula. Infatti le funzioni della via endosoica sono: assorbire nutrimento, segnalazione cellulare poiché per spegnere un recettore la cellula tira dentro il recettore e lo distrugge o ricicla, consente turnover e proteostasi della cellula perché il sistema ricambia le parti vecchie della cellula, mantenendo l’equilibrio delle proteine cellulari. Le proteine (tipo le idrolasi) che arrivano agli endosomi e lisosomi provengono dal TGN del Golgi, e sono etichettate col mannosio-6-fosfato. Un recettore riconosce questa etichetta nel Golgi e vengono trasportate verso i lisosomi dentro vescicole di clatrina. Una volta giunte nei lisosomi, il recettore si staccherà delle idrolasi perché il pH acido del lisosoma li farà perdere affinità, e il recettore farà un nuovo ciclo.
Tutte le vie endocitiche (pinocitosi, fagocitosi, macropinocitosi, vescicole di clatrina, caveosomi, mediata da recettore) convergono verso lo stesso punto finale: il lisosoma. Nel lisosoma tutto il materiale viene degradato e le molecole base (aminoacidi, zuccheri semplici) vengono riutilizzate. Il lisosoma ha anche funzione secretoria, ma è ancora da capire per bene.

Mutazioni in un solo enzima del lisosoma

Mutazioni in un solo enzima del lisosoma determina l’assenza di quell’enzima nel lisosoma, per cui la cellula si riempie di quel substrato che non riesce a degradare. Altre malattie legate ai lisosomi sono legati proprio a difetti nell’enzima che aggiunge il mannosio-6-fosfato (I-cell disease= malattie da accumulo) agli enzimi del lisosoma nel Golgi, per cui il lisosoma non riesce proprio a formarsi, nel senso che nessun enzima arriverà al lisosoma. Un meccanismo per provare a correggere queste patologie si basa sulla Terapia Sostitutiva Enzimatica (ERT). Questa via è utile per:
• Assorbimento di nutrienti: entrano sostanze che da soli non potrebbero trapassare la membrana, come il colesterolo o il ferro (il ferro si trova legato alla transferrina, la quale si lega sul recettore di membrana della transferrina) • Regolazione della segnalazione cellulare: una volta che il segnale è entrato, il recettore viene endocitato per "spegnere" il segnale. Dopodiché a seconda che il recettore viene riciclato o degradato, avremo una sensibilità della cellula diversa per quello stimolo.
• Passaggio di barriere d'organo (Transcitosi): a grosse molecole, come le immunoglobuline, di passare da un lato all'altro di un tessuto.
• i virus usano questo stesso meccanismo per infettare la cellula ospite, legandosi appunto sui recettori.