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Endocitosis: Proceso necesario para la interacción de las células

Endocitosis

Para que las células puedan interactuar entre sí, es necesario que se realice el proceso de Endocitosis. Facilita la composición de lípidos y proteínas de la membrana plasmática, así como también la participación activa en que el organismo de respuestas inmunológicas. De allí, que ese proceso sea fundamental en las investigaciones de fisiología celular y la homeostasis.

¿Qué es la endocitosis?

Es el mecanismo fundamental en donde la célula introduce partículas extracelulares o moléculas de gran tamaño al medio intracelular. Esto lo hace posible porque engloba en una invaginación de la membrana citiplásmatica, llegando a formar una vesícula que se segrega de la membrana para unirse al citosol.

Existen tres tipos de endocitosis, en donde la membrana plasmática se recoge hacia adentro y da forma a una bolsa. Para la posterior migración de su contenido al interior de la célula, estos son:

  1. Fagocitosis: Es el momento en que la endocitosis da lugar a la captura de partículas, también se le conoce como el momento en que la célula come.
  2. Pinocitosis: Cuando captura solo porciones de líquido, es por eso que se identifica como la célula bebe.
  3. Endocitosis mediada por receptores: Incluye al receptor y a las moléculas que deseen unirse al receptor, siendo un proceso muy receptivo.
Endocitosis
Tipos de endocitosis

Fagocitosis

Este tipo de endocitosis es la más frecuente, se trata de la incorporación de un sólido al medio intracelular. Puede ser en forma de partícula, microorganismo o molécula, como lo son los restos celulares, bacterias, células o polvo atmosférico. Se lleva a cabo de la siguiente manera:

  1. El microorganismo se aloja en un área de la membrana que es lo que origina la invaginación.
  2. Al ingresar a la célula se estrangula y de esa forma queda envuelto en la membrana plasmática.
  3. Luego se forma una vesícula a la que se le da el nombre de fagosoma, que es implantada por el medio citoesqueleto.
  4. Por último este fagosoma se complementa con los lisosomas para crear un fagolisosoma. Que son los orgánulos que se encargan de realizar la digestión celular.

Funcionamiento de la fagocitosis

En la mayoría de los casos la fagocitosis es considerada una función de defensa, ya que ocurre al estar expuesto a agresiones del exterior o la trasformación de tejidos orgánicos. Cuando un microorganismo se une a los receptores en la cúspide de la célula fagocítica, origina la extensión de pseudópodos. Que es un movimiento apoyado en la actina de la superficie celular. Por su parte los pseudópodos llegan a rodear al microorganismo llegando a unir sus membranas para formar una vesícula intracelular de gran tamaño.

Cumple un papel muy importante en el sistema de defensa del cuerpo, debido a que, elimina todo microorganismo infectado. Y los macrófagos erradican las células muertas de todos los tejidos del cuerpo así como las células sanguíneas envejecidas.

Pinocitosis

Este proceso biológico es el que le facilita a los organismos unicelulares o células, obtener líquido orgánico de la superficie celular. Con el propósito de obtener nutrientes ya que al ocurrir el desprendimiento hacia el interior, se topará con una vesícula que contiene líquido con moléculas disueltas.

Para llevarse a cabo esta función las células que se encuentran en una región de la membrana plasmática, están recubiertas por la clatrina que es una proteína. Para así cuando la molécula se aloja en esta región de la membrana llegue a formar una cubierta revestida. Luego este revestimiento se perderá para ser digerida por los lisosomas, que se incorporaran nuevos líquidos donde podrán ser disueltas en proteínas.

Funcionamiento de la Pinocitosis

Esta fase endocítica inicia en las fosas recubiertas de la clatrina, quienes ocupan aproximadamente el 2% de la membrana plasmática. Es interesante que su tiempo de vida es sumamente corto, sólo un minuto después de haberse formado. Ya que se invagina en el interior de la célula y se contrae para crear una vesícula revestida con clatrina. Siendo más transitorias que las cavidades revestidas debido a que su tiempo de vida es de unos segundos una vez que ha sido formada.

Las vesículas se desprenden de la capa y se unen con los endosomas tempranas ya que el fluido extracelular está acumulado en las fosas con clatrina. Existen otros medios de como las células llegan a formar vesículas pinocíticas sin la necesidad de crear cavidades.

Se inician en el caveolae quien tiene la capacidad de transportar moléculas a través de las células endoteliales. Se encuentran presente en la gran mayoría de células.

Endocitosis mediada por receptores

La endocitosis ocurre cuando los receptores se alojan en regiones bien específicas de la membrana celular. Actuando como medio de transporte que facilita la entrada selectiva de moléculas en la célula. Mientras que el proceso contrario es decir, que permite la salida se le conoce como exocitosis. Ambos procesos, hacen posible mantener la homeostasis de la célula, así como mantener constante la membrana plasmática.

Se forma una vesícula llamada endosoma que se unirá con un lisosoma, que es donde ocurre la digestión intracelular. Para luego los lisosomas se fusionan a la pared de los fagosomas que esparcen sus enzimas hidrolíticas. Que funcionan como pH ya que degradan los fragmentos celulares, mientras que aquellos que no sean puedan ser digeridos, se eliminarán mediante la exocitosis.

Endocitosis mediada por clatrina

Esta se produce en todas las células de mamíferos, cumpliendo funciones importantes como la absorción de nutrientes y la comunicación intracelular. Es fundamental en el mecanismo de internalización de macromoléculas y componentes de la membrana plasmática. Actúa como mecanismo de acción ya que influye en más de 50 componentes diferentes de proteínas de ensamblaje.

Se pueden ubicar en una vía jerárquica y temporal ordenada. Un ejemplo de esta son los virus que se presentan en una envoltura, haciendo uso de mecanismo de endocitosis con el propósito de filtrarse en una célula permisiva y así propagar la infección.

Endocitosis mediada por caveolina

Este proceso se desarrolla en la vía utilizada por patógenos para dispersarse de la degradación por enzimas lisosomales. Cabe destacar que las caveolas son invaginaciones de la membrana en forma de botella y están cubiertas por caveolina. Es el proceso necesario ante una respuesta inmune, la transducción de señales, la homeostasis celular así como del organismo completo y la comunicación intercelular.

Las neuronas requieren del mecanismo de endocitosis para poder recuperar el neurotransmisor liberado en el espacio sináptico, para ser nuevamente utilizado. De no ocurrir este proceso, se ocasionaría la transmisión del impulso nervioso entre neuronas.

Ejemplo de endocitosis mediada por receptores

La endocitosis mediada por receptores se presenta en las células humanas cuando incorporan el colesterol. Este colesterol se llega a utilizar para la síntesis de membranas y como antecesor de otros esteroides.  Este proceso está directamente relacionado con la infección por VIH-1 ya que la caveolina-1 que media la absorción de VIH-1 es un mecanismo de restricción intrínseca. Está presente en las células Langerhans del ser humano que ayuda a prevenir la infección.

Por otra parte, las invaginaciones presentes en la membrana plasmática caveola que están cubiertas con caveolina. También contienen proteínas receptoras que se aplican en varios tipos de endocitosis mediada por receptores, producida de forma habitual en las cavidades y vesículas revestidas por clatrina. Las proteínas del receptor transmembrana que llegan a internalizarse desde la cúspide celular en el proceso de endocitosis se dividen, reciclan de nuevo a la superficie celular.

La endocitosis mediada por receptores también está presente sobre las fosas cubiertas de clatrina. Otros se dispersan libremente en el plano de la membrana plasmática pero sufren de un cambio conformacional al unirse al ligando. De esta forma el complejo receptor ligando se propaga en un pozo cubierto de clatrina y allí se establece.

Asimismo se puede percibir más tipos de ligandos que están unidos a receptores, tales como transferrina y LDL. Dentro de la misma vesícula cubierta o cavidad, ya que se estima que la polimerización que es codificada por la clatrina ocasiona cavidades que se esparcen ocasionalmente formando vesículas recubiertas de clatrina.

Exocitosis

endocitosis
Exocitosis

Tanto la endocitosis como la exocitosis son eventos biológicos que tienen mucha relación entre sí. Ya que la liberación de neurotransmisores en la sinapsis, está basada fundamentalmente en un ciclo sostenible de estos dos procesos.

La exocitosis hace uso de la membrana plasmática para liberar el contenido vesicular para ejecutar varias e importantes funciones.  Algunas de ellas son:

  • Colaboración en la secreción de los transmisores de las neuronas.
  • Brinda regulación del trabajo y el estado mental.
  • La secreción de la insulina de las células pancreáticas que regula el nivel de glucosa en la sangre.
  • Interviene en las células sanguíneas para dar las respuestas inmunitarias.
  • Facilita la secreción de los péptidos que están involucrados en la respuesta ante el estrés.

En conclusión, la función de la endocitosis es de vital importancia para el organismo. Debido a que, a través de este mecanismo las células pueden recibir el alimento del medio que la rodea. La endocitosis hace posible que moléculas o partículas que no pueden atravesar la membrana celular por su tamaño puedan llegar a la célula y así mantenerla activa y nutrida.

Referencia:

  • Histología, texto y atlas color con biología celular y molecular”, Michael Ross y Wojciech Pawlina. Editorial Panamericana, 2006.
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