Endocitosis, el mecanismo de las células para introducir partículas en su interior
A veces las células se encuentran con moléculas o partículas en su entorno que tienen que interiorizar. Pero son demasiado grandes para introducirlas mediante el transporte a través de una de sus proteínas de membrana. En estas ocasiones la célula rodea con su citoplasma la partícula, envolviéndola, y la introduce dentro de una esfera de membrana. Este proceso se denomina endocitosis y es llevado a cabo por organismos tanto unicelulares como pluricelulares. Gracias a este proceso celular se puede interiorizar moléculas y partículas de mayor tamaño aunque no quepan por las proteínas de transporte que se encuentran en la superficie de la célula. En el caso más extremo una célula eucariota puede llegar a “comerse” a una célula procariota, que son de un tamaño menor.
Existen tres tipos de endocitosis dependiendo del tamaño de la partícula, el número de proteínas implicadas o la forma en la que la célula envuelve lo que quiera introducir.
La fagocitosis es el tipo de endocitosis en el que se incluyen las grandes partículas. Se forma mediante la elongación de pseudópodos desde le citoplasma. Este tipo de endocitosis es la que llevan a cabo las amebas para alimentarse y algunas células del sistema inmune para aislar patógenos. Hablamos de la fagocitosis en Laguia2000 aquí.
La pinocitosis requiere la intervención de proteínas de clatrina o caveolina. Las vesículas que se forman en ambos casos se denominan endosomas.
En el caso de la endocitosis mediada por clatrina, varias proteínas de este tipo se unen entre sí formando una malla en el lado interior de la célula y deforman la membrana formando cavidades para envolver una partícula que se haya en contacto con la membrana. En este tipo de endocitosis el sustrato activa el proceso mediante la interacción con la membrana. Las adaptinas son proteínas que presentan regiones a ambos lados de la membrana. En el lado exterior de la membrana reconocen la partícula y en su cara interior reclutan a la clatrina e inician un proceso de transporte que involucra a más de 50 proteínas. Las vesículas de clatrina no son un proceso esporádico, sino que se pueden formar cientos o miles de vez en la superficie de la célula. A diferencia de la fagocitosis donde las vesículas son de más de 25 micrómetros las vesículas formadas por la pinoticosis son de unos 50 nanómetros.
Por otra parte, en la pinocitosis mediada por caveolina no participa la adaptina y es un proceso mucho más sencillo. Para la formación de las cavidades de la pinocitosis mediada por caveolina se han reconocido regiones ricas en lípidos, especialmente colesterol, que ayudarían a deformar la membrana en regiones determinadas a la espera de la llegada del sustrato.
Además de estos procesos, también existe la endocitosis mediada por receptor, un mecanismo altamente selectivo que permite a las células captar moléculas específicas. En este proceso, las moléculas se unen a los receptores en la superficie de la célula, lo que desencadena la formación de una vesícula endocítica. Este tipo de endocitosis es fundamental para funciones como la absorción de nutrientes y la respuesta inmunológica.
Ambos tipos de pinocitosis llevan los endosomas a lisosomas u otros orgánulos que contienen enzimas donde será digerido el contenido del endosoma. Sin embargo, estas vesículas son aprovechadas por algunos virus para introducirse en las células del hospedador y después tienen mecanismos para salir de la vesícula al citoplasma antes de ser digeridos por los lisosomas. Las neuronas también emplean este tipo de endocitosis para recuperar los neurotransmisores que han sido segregados a la región sináptica. Las macrófagos son capaces de llevar a cabo un gran número de pinocitosis cada hora y a gran velocidad. Llegando a ingerir hasta el 25% de su volumen cada hora.
Profundiza en el tema de la pinocitosis viendo nuestro artículo sobre la clatrina aquí.
Es importante destacar que la endocitosis no solo es vital para la nutrición y defensa de la célula, sino que también juega un papel crucial en la comunicación celular. A través de la endocitosis, las células pueden recibir señales del entorno y responder a ellas de manera adecuada. Además, este proceso es esencial para la renovación y remodelación de la membrana plasmática, lo que permite a las células adaptarse a cambios en su entorno. En resumen, la endocitosis es un proceso fundamental para la supervivencia y funcionamiento de todas las células.