Endocitoze ir šķidru vai cietu vielu uzņemšana šūnā. Šajā procesā fagocitozi šūna izmanto, lai uzņemtu cietas daļiņas, savukārt pinocitozi izmanto, lai internalizētu izšķīdušo molekulas.
Kas ir endocitoze?
Endocitoze ir šķidru vai cietu vielu uzņemšana šūnā. Eikariotu šūnām ir puscaurlaidīga šūnu membrānu ka caur to var iziet tikai dažas daļiņas. Lai makromolekulas iekļūtu šūnā, membrāna ir jāieurbj. Endocitoze ļauj daļiņas uzņemt no ārpusšūnu telpas, un pastāv divas dažādas endocitozes formas - pinocitoze un fagocitoze. Endocitozi galvenokārt izmanto šķidrumu un makromolekulu uzņemšanai, izvadīšanai patogēni un uzturēt vielmaiņu. Turklāt endocitozei ir svarīga loma ārpusšūnu signālu pārraidē.
Funkcija un loma
Endocitozi lieto, lai ņemtu lielākas daļiņas, makromolekulas un molekulas šūnā, kas notiek, izmantojot transporta vezikulas. Pēc signalizācijas molekulas ir saistītas ar šūnas virsmu, šūnu membrānu ir ievilkts, aptverot absorbēto kravu. Šūnas iekšpusē veidojas vezikula, ko sauc par endosomu. Tūkstošiem šo pūslīšu pēc tam kravu transportē caur šūnu, kur tā tiek vai nu pārstrādāta, vai degradēta. Endocitoze ļauj kontrolēt uzņemšanu, kā arī tai ir būtiska loma imūnās atbildes reakcijā, audu un šūnu attīstībā, šūnu komunikācijā un signālu pārnešanā. Turklāt tas ir iesaistīts arī neironu signālu transdukcijā. Endocitozi var izmantot mikroorganismu atbaidīšanai; tomēr ir iespējams arī vīrusi vai nevēlami mikroorganismi iekļūst šūnā ar endocītu ceļu. Kopumā var atšķirt divas dažādas endocitozes formas: pinocitozi un fagocitozi. Ar fagocitozes palīdzību var internalizēt lielākas daļiņas, ieskaitot, piemēram, makrofāgus vai leikocīti, ko sauc arī par fagocītiem. Fagocitozi galvenokārt izmanto pārtikas uzņemšanai, un tā atbrīvojas no deģenerētām šūnām un ārpusšūnu atliekām. Fagocitozi mediē Fc receptors, kas atpazīst daļiņas, kas apzīmētas ar IgG molekulām. Fagocitozi sauc arī par “svešķermeņa uzņemšanu”, jo šūna satur svešķermeņus. Šī spēja piemīt vienšūnu vai mazšūnu eikariotiem, kuru vidū ir, piemēram, aļģes vai sēnītes. Fagocitoze ļauj ķermenim cīnīties ar eksogēniem antigēniem, piemēram ,. baktērijas. MHC-II receptori atceras daļiņas, kas ir sadrumstalotas, lai tās varētu atvairīt, ja tām atkal uzbrūk. Cilvēka ķermenī ir vairāki šūnu veidi, kas spēj fagocitozi. Tie ietver:
- Dendritiskās šūnas
- Makrofāgi, kas atrodas audos
- Monocīti
- Granulocīti
Fagocitozes process ir cieši saistīts ar imunitāti cilvēkiem. Tādēļ šūnām, kurām ir iespēja iziet fagocitozi, ir svarīga loma aizsardzībā pret vīrusu vai baktēriju slimībām. Pinocitoze ietver ārpusšūnu šķidruma uzņemšanu, un ļoti īsā laikā šūna internalizē ārpusšūnu šķidrumu un tajā izšķīdušās vielas. Šo procesu sauc arī par šķidrās fāzes endocitozi. Eikariotu šūnās ir četras atšķirīgas pinocitozes formas: makropinocitoze, no klatrīna atkarīga endocitoze, ar caveolae starpniecību saistīta endocitoze un no klatrīna un caveolae neatkarīga endocitoze. Makropinocitozes gadījumā notiek plazmas membrānas saplūšana ar garajiem membrānas izvirzījumiem, aizķerot daudz ārpusšūnu šķidruma. Izmantojot no klatrīna atkarīgo endocitozi, ārpusšūnu molekulas tiek internalizētas. Tas ļauj nepārtraukti uzņemt svarīgas vielas, piemēram, dzelzs. Kaveolas ir plazmas membrānas invaginācijas, kurām ir pudeles forma un kuras šūnā pilda daudzas funkcijas. Piemēram, viņi ir atbildīgi par signāla pārraidi. Tomēr caveolae tiek ļoti lēnām internalizēta šūnās, tāpēc lielu daudzumu ārpusšūnu šķidruma neuzņem caveolea mediētā endocitoze. No klathrīna neatkarīgi mehānismi ir atrodami neiroendokrīnās šūnās un neironos, kur tie ir iesaistīti proteīni plazmas membrānā.
Slimības un traucējumi
Endocitoze ir šūnu process, kurā tiek pārraidīti signāli un uzsūcas pārtika. Ja rodas šī procesa traucējumi, var rasties slimības. Vairākas slimības var attiecināt uz membrānas transporta defektu, ieskaitot audzējus, infekcijas un neiroģeneratīvas slimības. Piemēram, Rab ģimenes gēnu mutācijas izraisa Charcot-Marie-Tooth neiropātiju. Šis sindroms ir perifērijas slimība nervu sistēmas kurā spēja staigāt ir ierobežota. Pēdu deformācijas rodas un muskuļi nogurums ļoti ātri. Muskuļu atrofija var rasties arī pēdās un apakšstilbos vai apakšdelmos un rokās. Turklāt nervu vadīšanas ātrums tiek samazināts, un skartās personas cieš no maņu traucējumiem. Muskuļi refleksa ir novājināti vai vispār nav, un dzīves laikā var rasties arī skeleta deformācijas. Tiek traucēta arī endocitoze Hantingtona slimība. Hantingtona ir arī neirodeģeneratīva slimība, kurā mirst nervu šūnas un rodas tādi simptomi kā demenci, rodas kustību traucējumi vai rakstura izmaiņas. Hantingtona ir iedzimta slimība, ko izraisa olbaltumvielu Hunttin. Ietekmētajām personām pamata triplets CAG notiek līdz 250 reizēm, savukārt veseliem indivīdiem tas notiek tikai 9 līdz 35 reizes. Pirmie simptomi parasti kļūst acīmredzami vecumā no 30 līdz 40 gadiem, lai gan slimība var ilgt līdz 20 gadiem un galu galā ir letāla.