Appunti di Fisiologia generale

ENDOCITOSI IN FASE LIQUIDA e MEDIATA DA RECETTORI

Processi distinguibili in base alla proteina di rivestimento coinvolta.

• in fase liquida dipende dalla clatrina e consente di ingerire frammenti di membrana plasmatica inglobando anche

il liquido extracellulare a contatto con quel frammento in maniera aspecifica; ciò consente l’assunzione di fluidi e

soluti extracellulari.

• Avviene in corrispondenza di zone specializzate (fossette), che sono invaginazioni verso l’interno della cellula,

rivestite dalla proteina citosolica che si assembla sul foglietto citosolico

• fossetta diventa sempre più profonda fino a formare una vescicola che si stacca dalla membrana e contiene il liquido

extracellulare (acqua e soluti).

• l’endocitosi mediata da recettore è un upgrade, la cellula, infatti, internalizzata oltre che il liquido in maniera

aspecifica Anche delle specifiche macromolecole grazie alla presenza di recettori sulla fossetta in grado di riconoscerle.

• Entrambe le tipologie di vescicole rivestite da clatrina si porteranno all’interno del citoplasma dove perderanno il loro

rivestimento e si fonderanno con il compartimento endosomico(organello intracellulare).

COMPARTIMENTO ENDOSOMICO-LISOSOMI

Il lisosoma origina dal comp. endosomico (= serie di tubuli e vescicole che

si estendono nel citoplasma dalla memb plasmatica a quella nucleare)

• presenta un ambiente interno che diventa via via più acido fino a

consentire formazione lisosoma;

• Acidità garantita da pompe protoniche di classe V sulla membrana

del compartimento che pompano H+ all’interno

Possiamo distinguere pù componenti:

• subito sotto a MP= endosomi precoci (EC)

• Corpi multivescicolari (MVP) da EP: grosse vescicole con all’interno

altre vescicole

• Endosomi tardivi (MVP migrano verso ET o diventano ET, due

ipotesi) poi si trasformano in lisosomi

Differenza tra lisosomi e ET: i primi hanno

• enzimi idrolitici (ricevuti dall’app di Golgi)

• Hanno un’attività delle pompe protoniche più intensa (ambiente più

acido)

• Man mano che acquista enzimi ed intensifica la pompa protonica ET

diventa prima endolisosoma e poi lisosoma

Il compartimento è coinvolto sia nelle attività di pinocitosi che fagocitosi

Es. di endocitosi mediata da recettore

Internalizzazione LDL (low density lipoprotein)

=colesterolo cattivo, a bassa intensità

Lipoproteina= componente lipidica (fosfolipidi, colesterolo e colesterolo

esterificato, che lega cioè un acido grasso tramite legame estere) avvolta da

componente proteica (apoB, in verde)

• internalizzazione LDL per evitare accumulo nel torrente ematico e malattie

cardiache

• Interalizzazione consentita da recettore che riconosce apoB (ecco perchè

presente) che oltre questa funzione ha anche quella di veicolare componente

idrofobica nel torrente ematico fino alle cellule x internalizzarla

Recettore per LDL: su versante citosolico ha dominio per legare

clatrina;

Mancanza del dominio citosolico per la clatrina (consente

formazione fossetta e poi distacco da membrana): non viene interna

lizzato LDL, che si accumula nel torrente ematico-> malattie

Mancanza dominio= mutazione genetica

1. LDL quando viene riconosciuto lega recettore

Clatrina consentirà legame e permetterà formazione fossetta

( gemmazione) rivestita da clatrina con sulla membrana recettori e

all’interno LDL

2. La vescicola perde rivestimento e va a livello del compartimento

endosomico, a livello dei EC che si trova subito sotto MP e funge da

‘’centro di primo accoglimento’’ fondendo le due membrane

3.LDL si separa dal recettore: acidità EC fa cambiare conf al recettore

che perde la sua affinità per LDL e si stacca

Il recettore torna poi sulla MP per essere riciclato nell’endosoma

riciclante;

L’LDL attraverso i corpi multivescicolari arriva al lisosoma dove

attraverso gemmazione e fusione gli enzimi idrolitici aggrediscono

la apoB liberando la componente lipidica che andrà nel citoplasma per

essere utilizzata dalla cellula.

Riassumendo:

1. Recettore di membrana va a finire nelle fossette rivestite poiché il recettore dell’LDL riconosce la clatrina

2. Recettore dell’LDL lega l’LDL

3. Clatrina porta alla formazione della vescicola che si stacca dalla membrana plasmatica

4. Vescicola rivestita perde il rivestimento e si fonde con l’endosoma precoce

5. Separazione tra LDL e recettore a causa del pH diverso dal liquido extracellulare, a livello dell’endosoma precoce 6. Recettore

torna a livello della membrana plasmatica da cui è arrivato

7. LDL va a finire a livello del lisosoma dove gli enzimi idrolitici vanno a degradare l’ApoB

8. Liberazione della componente lipidica

9. Componenti lipidici escono in maniera appropriata dalla membrana del lisosoma per essere utilizzate dalla cellula

La mancanza dei recettori o un malfunzionamento dei recettori porta all’impossibilità dell’internalizzazione dell’LDL.

Es endocitosi mediata da recettore: FERRO

Il ferro si trova nel circolo legato ad una proteine: la trasferrina

Complesso ferro+transferrina= ferro-transerrina (unico modo per internalizzare il Fe)

Recettore per Fe-trasferrina accumulato a livello delle fossette rivestite

Assemblaggio clatrina consente gemmazione vescicole e distacco

Vescicola perde rivestimento e si fonde con compartimento endosomico

precoce

Il pH acido in questo caso provoca solo il distacco del ferro e non del recettore

a seguito dal cambiamento conformazionale;

Ora Fe-trasferrina diventa apotrasferrina

Fe esce grazie a trasportatori e viene utilizzata dalla cellula

Complesso recettore-apotrasferrina torna nella membrana plasmatica e

trova un ambiente diverso: pH neutro/leggermente alcalino che determina

un ulteriore cambiamento conf e il distacco dell’apo-trasferrina dal recettore

Il ciclo può ricominciare

DESTINI DEI RECETTORI ENDOCITATI

I recettori possono essere:

• di mantenimento: responsabili dell’assunzione di materiale che verrà poi utilizzato dalla cellula

• di molecole segnale: responsabili del legame con ligandi extracellulari che portano messaggi i quali cambiano

l’attività della cellula.

Il destino dei recettori delle molecole segnale (es ormoni/fattori della crescita) è differente, essi vengono infatti regolati

nel numero ed essere eventualmente degradati (ottimizzazione della comunicazione intercellulare).

Es. il recettore per un ormone ha la funzione di 1)legare l’ormone, 2)attivare la risposta all’ormone, eliminandolo quindi

dopo aver legato l’ormone non avremo l’effetto dell’ormone.

Nel caso in cui però il segnale dell’ormone perduri nel tempo o sia presente ad alte concentrazioni nel liquido

extracellulare, allora viene attivato un processo di internalizzazione del recettore con la molecola segnale che porta poi alla

degradazione. Il processo consiste nell’etichettare i recettori da rimuovere per evitare che la cellula sia sensibile per troppo

tempo alla molecola segnale (meccanismo di difesa).

Etichettare aggiungendo ubiquitina= il recettore non è più deputato ad attivare una risposta alla molecola segnale, ma

deve essere rimosso. A seguito di etichettatura il recettore si andrà ad accumulare nelle fossette rivestite.

-> PROCESSO DI DOWN-REGOLATION DEI RECETTORI DI MEMBRANA DI MOLECOLE-SEGNALE.

Diversi complessi proteici (ESCRT) entrano in gioco nel riconoscimento del recettore con ubiquitina che deve essere

portato dall’endosoma precoce al corpo multivescicolare e infine all’endosoma tardivo

Cellule polarizzate:

Il riciclaggio deve avvenire in maniera specifica se le cellule

hanno una polarità morfologica per consentire il corretto

funzionamento della cellula.

I componenti della membrana a livello luminale sono infatti

differenti da quelli a livello basolaterale e il riciclaggio deve

avvenire a livello della specifica membrana di provenienza.

Proprio per questo entrambi i foglietti della membrana

presentano al di sotto compartimenti endosomici precoci, essi

convergono poi in un unico comp tardivo che matura in

lisosoma

TRANSCITOSI

• riguarda appunto le cellule polarizzate morfologicamente (es cellule ep intestinale)

Il recettore coinvolto nell’endocitosi si sposta es da membrana luminale a basolaterale trasportando una macromolecola (es

anticorpo del latte materno nel roditore).

La transcitosi si compone di:

• primo processo di endocitosi mediata da recettori a livello della membrana luminale

• Secondo processo di esocitosi, opposto al precedente, a livello della membrana basolaterale.

Anticorpo= molecola proteica che nel roditore riescono. Superare, restando intatti, lo stomaco e i succhi gastrici acidi e i

succhi aventi enzimi digestivi. Ha una componente variabile che riconosce in maniera specifica antigene ed una

componente costante (la coda) uguale per tutti gli anticorpi di una stessa classe, riconosciuta dal recettore.

Es enterocita

Il recettore coinvolto nel processo di endocitosi clatrina dipendente

riconosce la porzione Fc, ovvero la coda.

Il recettore è in grado di accumularsi nella fossetta rivestita da

clatrina e si innesca il processo endocitotico con formazione della

vescicola. La vescicola perde il rivestimento di clatrina e si fonde a

livello dei EP posti al di sotto della membrana luminale.

Qui l’ambiente acido è molto simile al lume dove si è formato il

legame, quindi anticorpo recettore restano legati.

ESOCITOSI

Dall’EP gemmano vescicole di trasporto contenenti il complesso e

sono dirette verso l’endosoma riciclante, posto al di sotto della

membr basolaterale. Qui troveranno, nel fluido extracellulare

sovrastante la membrana, un pH diverso (neutro/leggermente

alcalino)-> cambiamento conf provoca distacco recettore-anticorpo;

l’anticorpo intraprende la via del sangue.

Il recettore invece, per poter svolgere la sua funzione, deve poter essere in grado di tornare nel lume, viene quindi riciclato.

ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE CAVEOLINA DIPENDENTE

CAVEOLINA= proteina di rivestimento di frammenti di membrana definiti RAFT/ZATTERE LIPIDICHE costituiti da

lipidi e proteine:

• lipidi: esclusivamente spingo lipidi che hanno punti di fusione=46 gradi, pertanto alla T corporea= 37 gradi hanno

composizione di gel; per garantire fluidità nei raft si interpongono molecole di colesterolo fra gli sfingolipidi (si

compatterebbero a gel altrimenti)

• Corredo proteico: garantisce comunicazione intercellulare.

Tra le proteine: proteina PRIONICA, se è misfolded (mal ripiegamento conf nativa) non funziona correttamente e forma

aggregati (=prione), responsabili di diverse patologie (es encefaliti spongiformi con forma spugnosa