Endocitose: tipos e suas características, funções, exemplos

A endocitose inclui processos que permitem a entrada eficaz de diversos materiais para a célula A membrana da célula é uma estrutura de controlo bastante rigoroso, tanto de entrada e de saída, uma variedade de material extracelular e até mesmo material citoplasmático. Juntamente com outros processos, como simples difusão e osmose, a célula integra o material necessário para o bom funcionamento celular.

À medida que o processo de endocitose ocorre, grandes moléculas moleculares, partículas e até misturas na solução entram. Isso ocorre a partir de invaginações ou sacos originários da membrana e que entram na forma de vesículas no citoplasma, onde serão processados ​​pela maquinaria digestiva celular.

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Fonte: Trabalho derivado de Mariana Ruiz Villarreal: Gregor_0492 [CC0]

O processo de endocitose (entrada de material na célula), bem como exocitose (processo de saída de material da célula), são exclusivos em organismos eucarióticos .

A célula eucariótica possui grandes necessidades de energia, uma vez que excede em tamanho (em média 1000 vezes maior) qualquer organismo procariótico . É por esse motivo que a célula eucariótica precisa de mecanismos que permitam a entrada de materiais para que ocorra uma grande variedade de reações biossintéticas.

Tipos e suas características

Através do processo de endocitose, a célula mantém uma troca eficaz com o ambiente externo.

Materiais bastante diferentes podem entrar na célula durante esse mecanismo celular; Dessa maneira, o processo de endocitose pode variar dependendo da natureza do material que é ingerido pela célula e se existem mediadores no processo.

Os processos em que a célula da membrana plasmática engloba grandes partículas são chamados fagocitose . Da mesma forma, a célula também pode abranger moléculas e outras substâncias dissolvidas, sendo esse tipo de endocitose referido como ” pinocitose “.

Além desses processos, o material que entra na célula pode ser previamente selecionado em regiões especializadas da membrana plasmática. Nesse caso, a endocitose é mediada por receptores e o material que entra na célula é acoplado a esses receptores para serem transferidos para o interior celular em vesículas especiais.

Todas as células eucarióticas absorvem líquidos e solutos por meio da pinocitose, no entanto, apenas algumas células especializadas realizam o processo de fagocitose, como veremos mais adiante.

-Fagocitose

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Fagocitose

A fagocitose é uma modalidade especializada de endocitose. Nesta ocasião, grandes partículas ou moléculas, que incluem substâncias residuais, microorganismos e outras células, são ingeridas através de invaginações da membrana celular. Devido à natureza desse processo, é sugerido como a ação celular de “comer”.

Como ocorre a fagocitose?

As partículas que são reconhecidas como “consumidas” se ligam a receptores (especializados) que os reconhecem na superfície celular. Esses receptores reconhecem principalmente a N-acetilglucosamida, resíduos de manose, além de muitas outras proteínas, que desencadeiam a extensão dos pseudópodes que circundam a partícula e a envolvem.

O movimento desses pseudópodes é determinado principalmente pela ação dos filamentos de actina e miosina na superfície celular.

Uma vez capturados na membrana celular, eles entram no citosol na forma de grandes vesículas chamadas fagossomos. Eles vão se ligar a um lisossomo (organela celular que contém uma grande variedade de enzimas digestivas) para formar um vacúolo para processamento, ruptura e degradação de material chamado fagolisossomo.

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Os fagolisossomos podem ser bastante grandes e heterogêneos porque seu tamanho e forma são determinados pela quantidade de material digerido.

Dentro desse vacúolo digestivo, a atividade enzimática gera um grande número de produtos essenciais que estarão disponíveis para serem usados ​​como fonte de energia pela célula.

-Pinocitose

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Nutrição dos Protozoários. Pinocitose Imagem de: Jacek FH (derivado de Mariana Ruiz Villarreal). Tirada e editada em https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pinocitosis.svg.

Em contraste com o processo explicado acima, a pinocitose é um processo no qual pequenas partículas são ingeridas continuamente, que na maioria dos casos estão na forma solúvel. Aqui, a célula envolve pequenas quantidades de material com a formação de vesículas na membrana que são liberadas no citoplasma.

O processo de pinocitose é basicamente considerado a ação celular de “beber”, uma vez que a maior parte do material que entra na célula é líquida.

Como ocorre a pinocitose?

Pinocitose pode ocorrer de duas maneiras; “fluido ou simples” ou “absorvente”.

Ambos os tipos de pinocitose variam dependendo de como as substâncias em solução ou as pequenas partículas são internalizadas. Na pinocitose fluida, as substâncias em solução entram na célula com base em um gradiente de concentração com o meio extracelular e, por sua vez, depende da velocidade com que as vesículas pinocíticas se formam na membrana celular.

A pinocitose absorvente é um processo mais eficiente, a taxa de entrada de soluto no citoplasma é 100 a 1000 vezes maior do que quando realizada por pinocitose fluida, constituindo um processo especial de endocitose mediada por receptor.

Endocitose mediada por receptores

O receptor – endocitose mediada é pinocitose especializado e melhor estudados processos de endocitose celular. Nesse ponto, as substâncias que entram no citosol entram de maneira escolhida através da participação de receptores específicos encontrados em maior concentração em pequenos setores da membrana plasmática.

Freqüentemente, as moléculas são previamente associadas a receptores encontrados nas convoluções da superfície celular denominadas “depressões revestidas de clatrina”. Em alguns casos, essas depressões contêm mais de 20 receptores, cada um específico para uma macromolécula específica.

As vesículas formadas nessas regiões especializadas da membrana serão cobertas pela proteína clatrina e incluirão assim que a vesícula for liberada nos receptores da membrana do citoplasma (vários tipos), além de também internalizar pequenas quantidades de líquido extracelular .

Em contraste, na pinocitose fluida, o material que entra na célula não é selecionado e as vesículas formadas na membrana celular não possuem revestimento de clatrina, mas mais frequentemente por proteínas como a caveolina. Esse processo também é chamado de endocitose independente da clatrina.

Existem também alguns vacúolos maiores que inserem o material em solução na célula em um processo conhecido como “macropinocitose”. Durante esse processo, não há seletividade material.

Funções

A endocitose possui uma grande variedade de negociações dentro da célula, no entanto, elas variam se forem organismos unicelulares ou multicelulares ou o tipo de requisitos que a célula possui em um determinado momento.

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Funções da fagocitose

O processo pode ser considerado um processo primário de alimentação ou um método de defesa e disposição de resíduos. Nos organismos protozoários e nos metazoários inferiores (por exemplo, nas amebas), a fagocitose é um mecanismo para capturar partículas de alimentos, sejam substâncias residuais, bactérias ou outros protozoários.

Esses organismos detectam o material a ser ingerido através de receptores de membrana e o envolvem com projeções da membrana formando uma grande vesícula que será processada dentro do organismo.

Por outro lado, na maioria dos organismos, a fagocitose cumpre outras funções que não a nutrição celular. Nesse caso, a fagocitose é usada por células especializadas chamadas fagócitos “profissionais”, que eliminam substâncias residuais e agentes invasores do corpo como mecanismo de defesa.

Funções da pinocitose

A função da pinocitose consiste basicamente em incluir material em solução para a célula. Os solutos e metabólitos absorvidos são destinados ao metabolismo celular e também utilizados na síntese de várias proteínas de grande interesse no funcionamento do corpo.

Por outro lado, o material que entra pode ser selecionado para fornecer ao metabolismo celular energia em primeira mão.

Exemplos

A endocitose ocorre em várias escalas dentro de organismos eucarióticos. A seguir, mencionaremos alguns exemplos destacados:

Fagocitose

Nos mamíferos , bem como em outros vertebrados , existem vários tipos de células que fazem parte do tecido sanguíneo, chamadas células brancas do sangue juntas. Essas células agem como fagócitos profissionais, o que significa que são células que engolem material.

Macrófagos, linfócitos e neutrófilos (leucócitos) são responsáveis ​​por eliminar e ingerir microorganismos infecciosos do corpo.

Os fagócitos presentes no sangue geralmente funcionam melhor quando podem capturar o patógeno em uma superfície, como a parede de um vaso sanguíneo ou um coágulo de fibrina.

Essas células participam de funções imunes específicas e inespecíficas; existem até fagócitos especializados em apresentar antígenos para desencadear a resposta imune.

Além disso, os macrófagos “principalmente” são responsáveis por engulf e remover cerca de 10 de Novembro de células vermelhas do sangue, e outras células velhas e resíduos produtos para manter um contínuo processo de renovação celular. Juntamente com os linfócitos, eles atuam na destruição da maioria dos patógenos no corpo.

Pinocitose

O processo de pinocitose é geralmente bastante eficaz na incorporação de material extracelular. No caso da pinocitose absorvente, os receptores localizados nas vesículas da membrana com membrana revestida por clatrina podem reconhecer fatores de crescimento, vários hormônios, proteínas transportadoras, lipoproteínas e outras proteínas.

Um exemplo clássico desse processo é a captura de colesterol dos receptores na membrana. O colesterol é transportado para a corrente sanguínea na forma de lipoproteínas, sendo os LDCs ou lipoproteínas de baixa densidade os mais mobilizados.

No entanto, uma grande variedade de metabólitos, como a vitamina B12 e até o ferro, também são capturados no processo, materiais que a célula não pode internalizar através de processos ativos de transporte. Ambos os metabólitos que determinam a síntese da hemoglobina, uma proteína especializada no transporte de oxigênio no sangue.

Por outro lado, o material também é integrado à célula de forma eficiente, através da pinocitose fluida. Nas células endoteliais dos vasos sanguíneos, as vesículas transportam uma grande quantidade de solutos e fluidos da corrente sanguínea para o espaço intracelular.

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Endocitose, “um processo em larga escala”

A endocitose é um processo muito comum em células eucarióticas, no qual o material é integrado em solução e na forma de macromoléculas e até células e microorganismos inteiros.

No caso de endocitose mediada por receptor, as depressões proteicas revestidas com clatrina ocupam cerca de 2% da superfície total da membrana celular. Cada uma dessas depressões tem meia-vida de dois minutos, o que faz com que toda a membrana celular seja internalizada dentro de um período de 1 a 2 horas.

Isso significa que 3 a 5% da membrana é internalizada a cada minuto, em média, o que nos dá uma idéia da magnitude do processo e da renovação contínua da membrana celular.

Os macrófagos presentes no tecido sanguíneo, por exemplo, “absorvem” até 35% do seu volume citoplasmático em cerca de uma hora, 3% da membrana plasmática a cada minuto e 100% em cerca de meia hora.

Desvantagem da endocitose

Embora seja um processo essencial para a nutrição celular, a absorção de resíduos e a captura de microrganismos externos, durante processos como a endocitose mediada por receptores, muitos vírus e patógenos entram na célula. A gripe e o HIV seguem essa rota como um caminho de entrada direta no interior da célula.

O que acontece após a endocitose?

As vesículas liberadas no citoplasma e o material que as envolve são processadas por lisossomos. Nos lisossomos, existe uma poderosa bateria de enzimas, onde as substâncias presentes nas vesículas são degradadas para produtos que podem ser usados ​​pelo metabolismo celular.

No entanto, no processo de degradação, vários componentes da membrana plasmática são recuperados. Receptores específicos para depressões revestidas com clatrina e outros materiais, como várias proteínas de membrana, são enviados para o aparelho de Golgi ou para a superfície celular para serem reintegrados em vesículas de reciclagem.

Esse processo de reciclagem é muito conveniente e ocorre na mesma velocidade com que as vesículas são formadas, pois a membrana celular sintetiza apenas 5% de sua superfície a cada hora.

Referências

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