Τι είναι η Ενδοκυττάρωση, η Φαγοκυττάρωση και η Πινοκυττάρωση;

Ενδοκυττάρωση είναι η διαδικασία με την οποία ένα κύτταρο προσλαμβάνει μόρια από το εξωκυττάριο υγρό. Η φαγοκυττάρωση είναι μια μορφή ενδοκυττάρωσης στην οποία ένα κύτταρο καταναλώνει ένα ολόκληρο άλλο κύτταρο ή μακρομόριο. Η πινοκύττωση είναι μια μορφή ενδοκυττάρωσης κατά την οποία ένα κύτταρο λαμβάνει τυχαία έναν θύλακα εξωκυττάριου υγρού και μικρομορίων.

Το ανθρώπινο σώμα είναι γεμάτο με περισσότερα μυστήρια από όσα θα καταλάβουμε ποτέ, αλλά καταλαβαίνουμε τις κρίσιμες διαδικασίες που επιτρέπουν σε κάθε κύτταρο, όργανο, ιστό και μύες μας να λειτουργούν. Η μικροσκοπική κίνηση του υλικού μεταξύ των κυτταρικών εργοστασίων και των τμημάτων του σώματος όπου χρειάζονται πολύπλοκα μόρια είναι μια απίστευτα σημαντική διαδικασία για τον άνθρωπο. Αυτή η κίνηση των μορίων αποτελείται από πολλές διαφορετικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της ενδοκυττάρωσης, της φαγοκυττάρωσης και της πινοκύτωσης.

Τι είναι η Ενδοκυττάρωση;

Έχετε παρακολουθήσει ποτέ φυσαλίδες να επιπλέουν πάνω στο νερό; Όταν συγκρούονται, οι μικρότερες φυσαλίδες συχνά καταναλώνονται ή καταπίνονται οι μεγαλύτερες. Σε ακόμη μικρότερη κλίμακα, σε κυτταρικό επίπεδο, τα κύτταρα του σώματός μας μπορούν να κάνουν κάτι παρόμοιο – να προσλαμβάνουν μόρια από το εξωκυττάριο υγρό. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ενδοκυττάρωση , και αυτή τη στιγμή συμβαίνει σε εκατομμύρια κελιά σας αυτή τη στιγμή!

Αν και μπορεί να φαίνεται παράξενο να σκεφτόμαστε ότι ένα κύτταρο χρειάζεται να καταναλώσει κάτι, υπάρχουν πολλοί λόγοι που ένα κύτταρο απαιτεί διαδικασίες όπως η ενδοκυττάρωση, όπως η απορρόφηση βασικών θρεπτικών συστατικών από το εξωκυττάριο υγρό, η κατανάλωση ολόκληρων μικροοργανισμών ή η μεταφορά νεκρών ή ετοιμοθάνατων κυττάρων εκεί όπου βρίσκονται. μπορεί να εξαλειφθεί.

Η πραγματική διαδικασία της ενδοκυττάρωσης είναι απλή και απλή, αν και υπάρχουν πολλές διαφορετικές μορφές. Βασικά, από τη στιγμή που το κύτταρο συναντά ένα μόριο ή άλλη ουσία, η πλασματική μεμβράνη του κυττάρου διπλώνει προς τα μέσα γύρω από το υλικό, σχηματίζοντας έναν θύλακα. Τελικά, αυτός ο θύλακας της μεμβράνης κλείνει και σχηματίζεται ένα κυστίδιο, το οποίο μπορεί να διαχωριστεί από τη μεμβράνη στο εσωτερικό του κυττάρου και στη συνέχεια να μετακινηθεί στο οργανίδιο όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί.

Η ενδοκυττάρωση είναι η αντίθετη διαδικασία από την εξωκυττάρωση, η οποία είναι το μέσο με το οποίο ένα κύτταρο μπορεί να εξάγει μόρια, είτε πρόκειται για πρωτεΐνες, νευροδιαβιβαστές, άχρηστα προϊόντα ή οποιοδήποτε άλλο κυτταρικό υλικό. Καλύψαμε όλες τις λεπτομέρειες της εξωκυττάρωσης σε αυτό το άρθρο.

Τρεις Μορφές Ενδοκυττάρωσης. (Φωτογραφία:OpenStax/Wikimedia Commons)

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ενδοκυττάρωσης, η φαγοκυττάρωση και η πινοκύττωση, που ορίζονται από τους τύπους των υλικών που προσλαμβάνονται από το κύτταρο. Επιπλέον, υπάρχουν δύο λιγότερο κοινές μορφές ενδοκυττάρωσης – οι κοιλότητες και η ενδοκυττάρωση που προκαλείται από υποδοχείς – τις οποίες θα συζητήσουμε επίσης εν συντομία.

Φαγοκυττάρωση

Όταν ορισμένοι τύποι κυττάρων (φαγοκύτταρα) καταναλώνουν ένα ολόκληρο άλλο κύτταρο ή μακρομόριο, αυτή η μορφή ενδοκυττάρωσης ονομάζεται φαγοκυττάρωση. Αυτή η διαδικασία μπορεί να συμβεί σε διάφορα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένης της αμοιβάδας και των λευκών αιμοσφαιρίων. Για παράδειγμα, όταν ένα λευκό αιμοσφαίριο αποστέλλεται στο σημείο της φλεγμονής ή της μόλυνσης, μπορεί στη συνέχεια να καταναλώσει ανεπιθύμητα βακτήρια, ιούς, ξένα σωματίδια ή ακόμα και κομμάτια σκόνης. Σε εκείνο το σημείο, το ανεπιθύμητο υλικό μπορεί να διασπαστεί σε απλά, χρησιμοποιήσιμα μόρια ή να απορριφθεί από το σώμα ως απόβλητο.

Ανάλογα με το μέγεθος του υλικού που καταναλώνεται, η ταχύτητα αυτής της διαδικασίας μπορεί να ποικίλλει. Δεδομένου ότι τα μόρια που καταναλώνονται είναι συνήθως αρκετά μεγάλα, τα κυστίδια που πρέπει να σχηματιστούν απαιτούν μέτρια ποσότητα ενέργειας και πόρων, με τη μορφή ATP. Παρόμοια με τη διαδικασία της εξωκυττάρωσης, αυτή είναι μια μορφή ενεργητικής μεταφοράς, καθώς τα μόρια δεν μπορούν να καταναλωθούν παθητικά μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι μόνο ορισμένα εξειδικευμένα κύτταρα μπορούν να πραγματοποιήσουν φαγοκυττάρωση, ενώ η πινοκύττωση, που εξηγείται παρακάτω, είναι κάτι που πρέπει να εκτελούν όλα τα κύτταρα.

Πινοκυττάρωση

Η δεύτερη κύρια μορφή ενδοκυττάρωσης είναι η πινοκύττωση, με την οποία ένα κύτταρο παίρνει τυχαία έναν θύλακα εξωκυττάριου υγρού και μικρομορίων. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται επίσης ανεπίσημα «πίεση κυττάρων», η οποία είναι μια ακριβής περιγραφή αυτής της πρόσληψης υγρών. Παρόμοια με τη φαγοκυττάρωση, η πλασματική μεμβράνη του κυττάρου εκτείνεται για να σχηματίσει έναν θύλακα ή ένα μπουμπούκι και στη συνέχεια κλείνει τον θύλακα. Αυτό σχηματίζει ένα κυστίδιο μέσα στο κύτταρο, το οποίο στη συνέχεια αποσπάται και μπορεί να μετακινηθεί σε άλλες περιοχές του κυττάρου στο κυτταρόπλασμα. Αυτή η μορφή ενδοκυττάρωσης είναι επίσης σημαντική επειδή μπορεί να μεταφέρει εξωκυτταρικό υγρό μέσω του κυττάρου χωρίς αυτό να αλληλεπιδρά ή να επηρεάζει το κυτταρόπλασμα. Όπως αναφέρθηκε, αυτή η κατανάλωση κυττάρων εμφανίζεται σε κάθε τύπο κυττάρου.

Ενδοκυττάρωση που προκαλείται από υποδοχείς – Ενδοκυττάρωση με μεσολάβηση υποδοχέα και ενδοκυττάρωση με μεσολάβηση Caveolae

Οι δύο τελευταίοι τύποι ενδοκυττάρωσης είναι ελαφρώς πιο εξειδικευμένοι και απαιτούν διαφορετική κυτταρική τεχνολογία για να εμφανιστούν. Στην ενδοκυττάρωση που προκαλείται από κλαθρίνη, μεγαλύτερα μακρομόρια λαμβάνονται σε ένα κύτταρο μέσω συγκεντρωμένων περιοχών επικαλυμμένων με κλαθρίνη κυστιδίων. Το Clathrin είναι μια πρωτεΐνη τριχώματος στα κοιλώματα με δράση που μοιάζει με τρίχες. Αυτά τα κοιλώματα σε μια πλασματική μεμβράνη διευκολύνουν την ευκολότερη κίνηση των μεγάλων μορίων και βρίσκονται σχεδόν σε όλους τους τύπους κυττάρων. Ορισμένα μόρια έχουν διαφορετικούς υποδοχείς και τα επικαλυμμένα με cathrin κοιλώματα είναι σε θέση να παρέχουν τα απαραίτητα «κλειδιά» για το «κλείδωμα» της μεμβράνης.

Τα Caveolae είναι παρόμοια με την ενδοκυττάρωση που προκαλείται από υποδοχείς, αλλά τα κυστίδια δεν είναι επικαλυμμένα με κλαθρίνη, αλλά μια άλλη πρωτεΐνη της μεμβράνης μεταφοράς που ονομάζεται caveolin. Είναι μικρά κυστίδια σε σχήμα μπουκαλιού που περιμένουν κάτω από την κυτταρική μεμβράνη και έχουν παρόμοια λειτουργία με τα κοίλώματα με επικάλυψη κλαθρίνης. Τα Caveolae είναι εξαιρετικά άφθονα σε ορισμένους τύπους κυττάρων, καταλαμβάνοντας συχνά περισσότερο από το 20% της επιφάνειας της πλασματικής μεμβράνης.

(Φωτογραφία:OpenStax/Wikimedia Commons)

Μια τελευταία λέξη

Αυτές οι διαδικασίες είναι απαραίτητες για την επιβίωσή μας καθημερινά, και όμως δεν έχουμε συνειδητό έλεγχο πάνω τους. Είναι ένα ακόμη παράδειγμα του πόσο εντυπωσιακό και περίπλοκο είναι το σώμα μας και πώς ακόμη και οι πιο απλές διαδικασίες στο μικρότερο επίπεδο της ζωής μπορούν να έχουν μετρήσιμες επιπτώσεις στην υγεία. Όπως τόσο συχνά παρατηρείται και σχολιάζεται στην επιστήμη, ο μικρόκοσμος αντανακλά τον μακρόκοσμο. Ακριβώς όπως καταναλώνουμε φαγητό από το περιβάλλον μας, το ίδιο κάνουν και τα κύτταρά μας, και ενώ δεν συλλαμβάνουμε τα χάμπουργκερ μας με μια πλασματική μεμβράνη, υπάρχουν σίγουρα παραλληλισμοί, αν προσέξετε!