Fisiologia 2

Endocitosi e Esocitosi.

Endocitosi ed esocitosi sono due trasporti, sono anche conosciuti come trasporti di massa perché le particelle che vengono spostate dentro e fuori la cellula hanno una certa dimensione.

Con endocitosi si intende la capacità che le cellule hanno di internalizzare molecole ma, soprattutto, macromolecole e grosse particelle attraverso la formazione di vescicole dalla membrana plasmatica. L’esocitosi è il processo con cui la cellula è in grado di poter espellere molecole, macromolecole e grosse particelle grazie alla formazione di vescicole ma, queste vescicole si formano a partire dalla membrana degli organuli intracellulari per poi andare a fondersi con la membrana plasmatica, riversando il loro contenuto all’esterno. Questi due processi, coinvolgendo la membrana plasmatica e la membrana degli organuli intracellulari, non sono solamente deputati all’internalizzazione o alla espulsione di grosse particelle ma, vanno anche a determinare un ricambio delle membrane, in particolar modo della membrana plasmatica in quanto per endoci tosi dalla membrana plasmatica si formano delle vescicole e quindi portano via membrana, mentre per endocitosi le vescicole che si formano dagli organuli cellulari vanno a fondere la propria membrana con quella plasmatica, rinnovando così anche il contenuto in lipidi e proteine di membrana. Ovviamente questi due processi devono essere tra di loro in bilancio per evitare una variazione della superficie di membrana, perché se noi avessimo più endocitosi rispetto che esocitosi più membrana verrebbe rimossa dalla membrana plasmatica rispetto a quella che verrebbe aggiunta con esocitosi e quindi la superficie di membrana andrebbe a restringersi. Al contrario se noi avessimo più esocitosi, quindi più fusione di membrana intracellulare nella membrana plasmatica, rispetto che al processo opposto di endocitosi, noi avremmo che la superficie di membrana con il tempo diventerebbe sempre più grande.

• Endocitosi: serve per far sì che la cellula internalizzi grosse particelle. Questo processo, oltre che essere un processo di trasporto fine a se stesso, è anche cruciale nel funzionamento della cellula e nella comunicazione tra le cellule. Le cellule possono comunicare tra di loro anche grazie all’intervento di questo processo di endocitosi. Sempre tramite tale processo le cellule rimuovono i componenti proteici e lipidici della membrana plasmatica, rinnovando così la composizione della membrana plasmatica. Ovviamente le cellule internalizzano dei nutrienti extracellulari che servono per il funzionamento della cellula ma, sempre tramite endocitosi, la cellula è in grado di andare a rinnovare il numero di recettori di membrana che sono coinvolti nella comunicazione tra cellule. Questi recettori di membrana vengono rimossi e regolati nel numero da parte dei processi di endocitosi, sono dei recettori che legano molecole segnale, ad esempio ormoni oppure fattori di crescita. Ma per il corretto dialogo tra le cellule, il numero dei recettori di membrana che legano le molecole segnale deve essere regolato in base alla concentrazione della molecola segnale e alla persistenza di questa molecola nel mezzo extracellulare. L’endocitosi è quel processo che contribuisce alla regolazione di quei recettori di membrana che sono coinvolti nella comunicazione chimica tra le cellule. Inoltre, i processi di endocitosi sono importanti anche per mantenere la polarità morfologica della cellula.

Questo processo di endocitosi, purtroppo, viene anche utilizzato dagli agenti patogeni per poter entrare ed infettare le cellule. Virus, batteri e tossine possono guadagnare l’ingresso all’interno delle nostre cellule proprio tramite endocitosi.

Possiamo distinguere distinguere due tipi di endocitosi: la fagocitosi (cellula che mangia), e le cellule ingeriscono grosse particelle solide, e la pinocitosi (cellula che beve), e le cellule assumono essenzialmente il liquido extracellulare che però presenta anche dei soluti. La pinocitosi si distingue in macropinocitosi, endocitosi in fase fluida e endocitosi mediata da recettori.

A) FAGOCITOSI: negli organismi unicellulari come i protozoi la fagocitosi è il processo mediante il quale l’organismo unicellulare mangia. Nel nostro organismo la fagocitosi ovviamente non è il modo con cui mangiamo ma, è un compito svolto da alcune cellule specializzate nel nostro organismo. La fagocitosi non viene compiuta da tutte le cellule ma è fondamentale per il nostro sistema immunitario.

un compito di cellule specializzate che prendono il nome di FAGOCITI. Questi fagociti, grazie al processo di fagocitosi, ingeriscono particelle solide che sono rappresentate essenzialmente da microrganismi, agenti patogeni, detriti cellulari, cellule che stanno andando in apoptosi e altre particelle solide. I fagociti fanno parte di un tessuto connettivo circolante che è il sangue, quindi sono i GRANULOCITI, NEUTROFILI e MACROFAGI, cellule specializzate nel nostro organismo a compiere fagocitosi. Ci proteggono dall’azione degli agenti patogeni e dalla tossicità delle cellule che stanno andando incontro a morte programmata.

Il processo di fagocitosi lo descriviamo come un processo recettore-actina dipendente.

1. Perché il processo di fagocitosi è recettore dipendente? Perché la particella che deve essere fagocitata, ad esempio l’agente patogeno, per essere fagocitata deve essere riconosciuta da parte di recettori di membrana che legano questo agente patogeno e che sono presenti sulla membrana dei fagociti. Quindi il recettore è quello che consente poi tutto l’avvio del processo fagocitico. I granulociti, neutrofili o macrofagi che siano, presentano sulla membrana dei recettori che riconoscono la particella che deve essere fagocitata.

Questo riconoscimento può essere diretto, ad esempio il fagocita riconosce un agente patogeno perché il recettore che ha sulla membrana è in grado di legare un componente della struttura di questo agente patogeno, oppure può essere dovuto alla presenza sul versante extracellulare della membrana plasmatica di un fosfolipide caricato negativamente (fosfatidilserina) che in genere non è presente sul versante extracellulare della membrana plasmatica perché fa parte del versante intracellulare. Quando l’asimmetria dei foglietti viene perturbata, come nel caso dello spostamento della fosfatidilserina la cellula lo può compensare se è ancora viva grazie al trasporto attivo delle flipasi, se la cellula sta morendo questi trasporti attivi non possono più avere luogo in quanto viene a mancare la produzione di ATP, per cui la fosfatidilserina non può essere spostata e rimane sul foglietto extracellulare, rappresentando un segnale di riconoscimento della cellula che sta andando in apoptosi.

Ancora il riconoscimento può essere mediato anche da delle proteine che vengono chiamate opsonine. Il processo di opsonizzazione consiste nel rivestimento in particolare dell’agente patogeno da parte di opsonine. La particella da fagocitare vengono quindi rivestite da anticorpi, a questo punto il fagocita non lo vede più l’agente patogeno perché circondato da anticorpi. Allora cosa va a riconoscere? Riconosce gli anticorpi che rivestono l’agente patogeno. Gli anticorpi sono delle proteine che hanno una componente di struttura variabile, che è quella che riconosce in maniera specifica l’agente patogeno, e una componente di struttura fissa che è costante all’interno di ogni classe di anticorpi. Riassumendo il fagocita può riconoscere la particella da fagocitare direttamente oppure indirettamente se la particella, come nel caso dell’agente patogeno, viene prima opsonizzata. A quel punto il fagocita non riconosce più l’agente patogeno ma, riconosce la porzione costante dell’anticorpo.

In assenza di recettori sulla membrana del fagocita questo non potrebbe svolgere il suo compito.