Endocitose é o processo pelo qual células internalizar substâncias de seu ambiente externo. É assim que as células obtêm os nutrientes de que precisam para crescer e se desenvolver. As substâncias internalizadas pela endocitose incluem fluidos, eletrólitos, proteínase outras macromoléculas. A endocitose é também um dos meios pelos quais glóbulos brancos do sistema imunológico capturar e destruir possíveis patógenos, incluindo bactérias e protistas. O processo de endocitose pode ser resumido em três etapas básicas.
Existem três tipos principais de endocitose: fagocitose, pinocitose e endocitose mediada por receptor. Fagocitose também é chamado de "comer células" e envolve a ingestão de material sólido ou partículas de alimentos. Pinocitose, também chamado de "consumo de células", envolve a ingestão de moléculas dissolvidas em líquidos. Endocitose mediada por receptores envolve a ingestão de moléculas com base em sua interação com os receptores na superfície da célula.
Para que ocorra endocitose, as substâncias devem ser fechadas dentro de uma vesícula formada a partir da membrana celular, ou
membrana de plasma. Os principais componentes dessa membrana são proteínas e lipídios, que auxiliam na flexibilidade da membrana celular e no transporte de moléculas. Os fosfolipídios são responsáveis por formar uma barreira de dupla camada entre o ambiente celular externo e o interior da célula. Os fosfolipídios têm hidrofílico (atraídos pela água) cabeças e hidrofóbico (repelido pela água) caudas. Quando em contato com o líquido, eles se organizam espontaneamente para que suas cabeças hidrofílicas fiquem de frente para o citosol e líquido extracelular, enquanto suas caudas hidrofóbicas se afastam do líquido para a região interna da bicamada lipídica membrana.A membrana celular é semi-permeável, o que significa que apenas certas moléculas podem se difundir através da membrana. Substâncias que não podem se difundir através da membrana celular devem ser ajudadas difusão passiva processos (difusão facilitada), transporte ativo (requer energia) ou por endocitose. A endocitose envolve a remoção de porções da membrana celular para a formação de vesículas e internalização de substâncias. Para manter o tamanho da célula, os componentes da membrana devem ser substituídos. Isso é realizado pelo processo de exocitose. Oposto à endocitose, exocitose envolve a formação, transporte e fusão de vesículas internas com a membrana celular para expelir substâncias da célula.
Fagocitose é uma forma de endocitose que envolve a absorção de grandes partículas ou células. A fagocitose permite que células imunes, como macrófagos, livrem o corpo de bactérias, células cancerígenas, células infectadas por vírus ou outras substâncias nocivas. É também o processo pelo qual organismos como as amebas obtêm alimentos de seu ambiente. Na fagocitose, a célula fagocítica ou fagócito deve ser capaz de se conectar à célula de destino, internalizá-la, degradá-la e expulsar o lixo. Esse processo, como ocorre nas células imunológicas, é descrito abaixo.
Enquanto a fagocitose envolve a ingestão de células, pinocitose envolve beber celular. Fluidos e nutrientes dissolvidos são levados para a célula por pinocitose. Os mesmos passos básicos da endocitose são utilizados na pinocitose para internalizar as vesículas e transportar partículas e fluido extracelular para dentro da célula. Uma vez dentro da célula, a vesícula pode se fundir com um lisossomo. As enzimas digestivas do lisossomo degradam a vesícula e liberam seu conteúdo no citoplasma para uso da célula. Em alguns casos, a vesícula não se funde com um lisossomo, mas viaja através da célula e se funde com a membrana celular do outro lado da célula. Este é um meio pelo qual uma célula pode reciclar proteínas e lipídios da membrana celular.
A pinocitose é inespecífica e ocorre por dois processos principais: micropinocitose e macropinocitose. Como os nomes sugerem, micropinocitose envolve a formação de pequenas vesículas (0,1 micrômetro de diâmetro), enquanto macropinocitose envolve a formação de vesículas maiores (0,5 a 5 micrômetros de diâmetro). A micropinocitose ocorre na maioria dos tipos de células do corpo e as minúsculas vesículas se formam brotando da membrana celular. Vesículas micropinocitóticas chamadas caveolae foram descobertos pela primeira vez no endotélio dos vasos sanguíneos. A macropinocitose é normalmente observada nos glóbulos brancos. Esse processo difere da micropinocitose, pois as vesículas não são formadas por brotamento, mas por babados na membrana plasmática. Folhos são porções estendidas da membrana que se projetam no fluido extracelular e depois se dobram. Ao fazer isso, a membrana celular aspira o fluido, forma uma vesícula e puxa a vesícula para dentro da célula.
Endocitose mediada por receptores é o processo usado pelas células para a internalização seletiva de moléculas específicas. Essas moléculas se ligam a receptores específicos na membrana celular antes de serem internalizadas pela endocitose. Os receptores de membrana são encontrados em regiões da membrana plasmática revestidas com a proteína clatherine conhecida como fossas revestidas de clatherine. Uma vez que a molécula específica se liga ao receptor, as regiões das fossas são internalizadas e as vesículas revestidas por clatherine são formadas. Depois de fundir com o endossomas (sacos ligados à membrana que ajudam a classificar o material internalizado), o revestimento de Clatherine é removido das vesículas e o conteúdo é esvaziado na célula.