Endocitosis es el proceso por el cual células internalizar sustancias de su entorno externo. Es cómo las células obtienen los nutrientes que necesitan para crecer y desarrollarse. Las sustancias internalizadas por endocitosis incluyen fluidos, electrolitos, proteínasy otras macromoléculas. La endocitosis es también uno de los medios por los cuales células blancas de la sangre del sistema inmune capturar y destruir posibles patógenos, incluidos bacterias y protistas. El proceso de endocitosis se puede resumir en tres pasos básicos.
Hay tres tipos principales de endocitosis: fagocitosis, pinocitosis y endocitosis mediada por receptores. Fagocitosis También se llama "comer células" e implica la ingesta de material sólido o partículas de alimentos. Pinocitosis, también llamado "consumo de células", implica la ingesta de moléculas disueltas en líquido. Endocitosis mediada por receptores implica la ingesta de moléculas en función de su interacción con los receptores en la superficie de una célula.
Para que ocurra la endocitosis, las sustancias deben estar encerradas dentro de una vesícula formada a partir de la membrana celular, o membrana de plasma. Los componentes principales de esta membrana son proteínas y lípidos, que ayudan en la flexibilidad de la membrana celular y el transporte de moléculas. Los fosfolípidos son responsables de formar una barrera de doble capa entre el entorno celular externo y el interior de la célula. Los fosfolípidos tienen hidrofílico (atraído por el agua) cabezas y hidrofóbico (repelido por el agua) colas. Cuando entran en contacto con el líquido, se organizan espontáneamente de modo que sus cabezas hidrofílicas miren hacia el citosol y líquido extracelular, mientras que sus colas hidrofóbicas se alejan del líquido hacia la región interna de la bicapa lipídica membrana.
La membrana celular es semipermeable, lo que significa que solo ciertas moléculas pueden difundirse a través de la membrana. Las sustancias que no pueden difundirse a través de la membrana celular deben ser ayudadas por Difusión pasiva procesos (difusión facilitada), transporte activo (requiere energía) o por endocitosis. La endocitosis implica la eliminación de porciones de la membrana celular para la formación de vesículas y la internalización de sustancias. Para mantener el tamaño de la celda, los componentes de la membrana deben ser reemplazados. Esto se logra mediante el proceso de exocitosis. Frente a la endocitosis, exocitosis implica la formación, transporte y fusión de vesículas internas con la membrana celular para expulsar sustancias de la célula.
Fagocitosis Es una forma de endocitosis que implica la absorción de grandes partículas o células. La fagocitosis permite que las células inmunes, como los macrófagos, eliminen al cuerpo de bacterias, células cancerosas, células infectadas por virus u otras sustancias nocivas. También es el proceso por el cual organismos como las amebas obtienen alimentos de su entorno. En la fagocitosis, la célula fagocítica o fagocito debe poder unirse a la celda objetivo, internalizarla, degradarla y expulsar la basura. Este proceso, como ocurre en las células inmunes, se describe a continuación.
Si bien la fagocitosis implica comer células, pinocitosis implica el consumo de células. Los líquidos y nutrientes disueltos son llevados a una célula por pinocitosis. Los mismos pasos básicos de la endocitosis se utilizan en la pinocitosis para internalizar las vesículas y para transportar partículas y líquido extracelular dentro de la célula. Una vez dentro de la célula, la vesícula puede fusionarse con un lisosoma. Las enzimas digestivas del lisosoma degradan la vesícula y liberan su contenido en el citoplasma para que la célula lo use. En algunos casos, la vesícula no se fusiona con un lisosoma, sino que viaja a través de la célula y se fusiona con la membrana celular en el otro lado de la célula. Este es un medio por el cual una célula puede reciclar proteínas y lípidos de la membrana celular.
La pinocitosis es inespecífica y ocurre por dos procesos principales: micropinocitosis y macropinocitosis. Como sugieren los nombres, micropinocitosis implica la formación de pequeñas vesículas (0,1 micrómetros de diámetro), mientras que macropinocitosis implica la formación de vesículas más grandes (0.5 a 5 micrómetros de diámetro). La micropinocitosis ocurre en la mayoría de los tipos de células del cuerpo y las pequeñas vesículas se forman al brotar de la membrana celular. Vesículas micropinocitóticas llamadas Caveolae se descubrieron por primera vez en el endotelio de los vasos sanguíneos. La macropinocitosis se observa típicamente en los glóbulos blancos. Este proceso difiere de la micropinocitosis en que las vesículas no se forman por gemación sino por volantes de la membrana plasmática. Los volantes son porciones extendidas de la membrana que se proyectan en el líquido extracelular y luego se pliegan sobre sí mismas. Al hacerlo, la membrana celular recoge el líquido, forma una vesícula y empuja la vesícula hacia la célula.
Endocitosis mediada por receptores es el proceso utilizado por las células para la internalización selectiva de moléculas específicas. Estas moléculas se unen a receptores específicos en la membrana celular antes de que se internalicen por endocitosis. Los receptores de membrana se encuentran en regiones de la membrana plasmática recubiertas con la proteína claterina conocida como hoyos recubiertos de clatherine. Una vez que la molécula específica se une al receptor, las regiones del hoyo se internalizan y se forman vesículas recubiertas de clatherina. Después de fusionarse con temprano endosomas (sacos unidos a la membrana que ayudan a clasificar el material internalizado), el revestimiento de clatherina se elimina de las vesículas y el contenido se vacía en la célula.