Endocitose: tipos e suas características, funções, exemplos - Ciência - 2023

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o endocitose Compreende os processos que permitem a entrada efetiva de diferentes materiais na célula.A membrana celular é uma estrutura bastante rígida no controle, tanto de entrada quanto de saída, de uma grande variedade de material extracelular e até mesmo de material citoplasmático. Junto com outros processos, como difusão simples e osmose, a célula integra o material necessário para o funcionamento adequado da célula.

À medida que o processo de endocitose ocorre, moléculas de grande tamanho molecular, partículas e mesmo misturas em solução entram. Isso ocorre a partir de invaginações ou sacos que se originam na membrana e entram no citoplasma na forma de vesículas onde serão processados pela maquinaria digestiva celular.

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

A célula eucariótica tem grande necessidade de energia, pois é maior (em média 1000 vezes maior) do que qualquer organismo procariótico. É por isso que a célula eucariótica necessita de mecanismos que permitam a entrada de materiais para que nela ocorra uma grande variedade de reações biossintéticas.

Tipos e suas características

Por meio do processo de endocitose, a célula mantém uma troca efetiva com o meio externo.

Durante este mecanismo celular, diversos materiais podem entrar na célula; assim, o processo de endocitose pode variar dependendo da natureza do material que é engolfado pela célula e se há mediadores no processo.

Esses processos em que a célula da membrana plasmática engloba grandes partículas são chamados de fagocitose. Da mesma forma, a célula também pode abranger moléculas e outras substâncias dissolvidas, chamando esse tipo de endocitose de "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 ser transferido para o interior da célula em vesículas especiais.

Todas as células eucarióticas absorvem líquidos e solutos por meio da pinocitose, entretanto, apenas algumas células especializadas realizam o processo de fagocitose, como veremos adiante.

-Fagocitose

A fagocitose é uma forma especializada de endocitose. Nesta oportunidade, grandes partículas ou moléculas, que incluem substâncias residuais, microrganismos e outras células, são ingeridas por meio de invaginações da membrana celular. Devido à natureza desse processo, é sugerido como a ação celular de "comer".

Como ocorre a fagocitose?

Partículas que são reconhecidas como "consumidas" ligam-se a receptores (especializados) que as reconhecem na superfície da célula. Esses receptores reconhecem principalmente resíduos de N-acetilglucosamida, manose, além de muitas outras proteínas, que desencadeiam a extensão dos pseudópodes que circundam a partícula e a engolfam.

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 fagossomas. Estes se ligam a um lisossoma (uma organela celular que contém uma ampla variedade de enzimas digestivas) para formar um vacúolo para processamento, decomposição e degradação do material denominado fagolisossomo.

Os fagolisossomos podem ser bastante grandes e heterogêneos, pois seu tamanho e forma são determinados pela quantidade de material que está sendo digerido.

Dentro desse vacúolo digestivo, a atividade enzimática gera uma grande quantidade de produtos essenciais que estarão disponíveis para serem utilizados como fonte de energia pela célula.

-Pinocitose

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 de membrana que são liberadas no citoplasma.

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

Como ocorre a pinocitose?

A pinocitose pode ocorrer de duas maneiras; de forma “fluida ou simples” ou de forma “absorvente”.

Ambos os tipos de pinocitose variam dependendo de como as substâncias em solução ou pequenas partículas são internalizadas. Na pinocitose fluida, as substâncias em solução entram na célula em função de 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 absortiva é um processo mais eficiente, a taxa de entrada de solutos no citoplasma é de 100 a 1000 vezes maior do que quando é realizada por pinocitose fluida, constituindo um processo especial de endocitose mediada por receptor.

-Endocitose mediada por receptores

A endocitose mediada por receptor é um processo de pinocitose especializado e o mais bem estudado dos processos de endocitose celular. Nesse ponto, as substâncias que entram no citosol entram no citosol de forma escolhida por meio da participação de receptores específicos que se encontram em maior concentração em pequenos setores da membrana plasmática.

As moléculas costumam se associar antecipadamente a receptores encontrados nas circunvoluções da superfície celular, chamadas de "depressões revestidas de clatrina". Essas depressões contêm, em alguns casos, mais de 20 receptores, cada um específico para uma determinada macromolécula.

As vesículas formadas nessas regiões especializadas da membrana, serão revestidas pela proteína clatrina, e incluirão, uma vez que a vesícula é liberada no citoplasma, os receptores de membrana (vários tipos deles), e também irão internalizar pequenas quantidades de fluido extracelular .

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

Existem também alguns vacúolos maiores que entram no material em solução na célula em um processo conhecido como "macropinocitose". Durante este processo, não há seletividade de material.

Características

A endocitose possui uma ampla variedade de funções dentro da célula, porém estas variam se se tratar de organismos unicelulares ou multicelulares ou o tipo de necessidades que a célula possui em um determinado momento.

Funções de fagocitose

O processo pode ser considerado um processo de alimentação primária ou um método de defesa e eliminação de resíduos. Em protozoários e organismos metazoários inferiores (por exemplo, amebas), a fagocitose é um mecanismo para capturar partículas de alimentos, sejam eles resíduos, bactérias ou outros protozoários.

Esses organismos detectam o material a ser ingerido por meio de receptores de membrana e o envolvem com projeções da membrana, formando uma grande vesícula que será processada no interior do organismo.

Por outro lado, na maioria dos organismos, a fagocitose cumpre outras funções além da nutrição celular. Nesse caso, a fagocitose é usada por células especializadas chamadas fagócitos "profissionais", que eliminam do corpo tanto as substâncias residuais quanto os agentes invasores como mecanismo de defesa.

Funções da pinocitose

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

Por outro lado, o material de entrada pode ser selecionado para fornecer energia de primeira mão para o metabolismo celular.

Exemplos

A endocitose ocorre em várias escalas nos organismos eucarióticos. Aqui, vamos mencionar alguns exemplos notáveis:

Fagocitose

Em mamíferos, bem como em outros vertebrados, existem várias classes de células que fazem parte do tecido sanguíneo, chamadas de glóbulos brancos. Essas células agem como fagócitos profissionais, o que significa que são células especializadas em engolir material.

Macrófagos, linfócitos e neutrófilos (leucócitos), são responsáveis pela eliminação e ingestão de microorganismos infecciosos do corpo.

Os fagócitos presentes no sangue geralmente funcionam melhor quando podem prender 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, havendo até fagócitos especializados em apresentar antígenos para desencadear a resposta imune

Além disso, os macrófagos "principalmente" são responsáveis por engolfar e eliminar aproximadamente 10¹¹ glóbulos vermelhos, além de outras células velhas e substâncias residuais, para manter um processo de renovação celular contínua. Junto com os linfócitos, eles trabalham para destruir a maioria dos patógenos no corpo.

Pinocitose

O processo de pinocitose costuma ser bastante eficaz na incorporação de material extracelular. Na pinocitose absortiva, os receptores localizados nas vesículas da fossa da membrana revestida de clatrina podem reconhecer fatores de crescimento, vários hormônios, proteínas transportadoras, bem como lipoproteínas e outras proteínas.

Um exemplo clássico desse processo é a captura do colesterol dos receptores da membrana. O colesterol é transportado para a corrente sanguínea na forma de lipoproteínas, sendo as mais comumente mobilizadas LDC ou lipoproteínas de baixa densidade.

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

Por outro lado, o material também é integrado à célula de forma eficiente, por meio 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.

Endocitose, "um processo em grande escala"

A endocitose é um processo muito comum em células eucarióticas, nas quais o material é integrado tanto em solução quanto na forma de macromoléculas e até mesmo células inteiras e microrganismos.

No caso de endocitose mediada por receptor, as depressões revestidas de 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 em 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 ideia da magnitude do processo e da contínua renovação pela qual passa a membrana celular.

Os macrófagos presentes no tecido sanguíneo, por exemplo, "engolfam" até 35% de 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 substâncias residuais e a captura de microrganismos externos, durante processos como a endocitose mediada por receptor, muitos vírus e patógenos entram na célula. A influenza e o HIV seguem essa rota como forma direta de entrar na célula.

O que acontece após a endocitose?

As vesículas liberadas no citoplasma e o material que as envolve são processados pelos lisossomas. Nos lisossomos existe uma poderosa bateria enzimática onde as substâncias presentes nas vesículas são degradadas em produtos utilizáveis pelo metabolismo celular.

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

Esse processo de reciclagem é muito conveniente e ocorre na mesma velocidade com que as vesículas se formam, já que a membrana celular só sintetiza 5% de sua superfície a cada hora.

Referências

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