Endocytose

Net zo Endocytose verwijst naar de opname van vloeibare of vaste stoffen door een cel. Met behulp van fagocytose neemt de cel vaste deeltjes op, terwijl bij pinocytose opgeloste moleculen worden geïnternaliseerd.

Wat is endocytose?

Eukaryote cellen hebben een semipermeabel celmembraan waar maar een paar deeltjes doorheen kunnen. Het membraan moet worden gepenetreerd zodat ook macromoleculen in de cel kunnen komen. Deeltjes uit de extracellulaire ruimte kunnen worden opgenomen door endocytose, waarbij er twee verschillende vormen van endocytose zijn: pinocytose en fagocytose.

Met behulp van endocytose worden voornamelijk vloeistoffen en macromoleculen opgenomen, worden pathogenen geëlimineerd en wordt het metabolisme op peil gehouden. Endocytose speelt ook een belangrijke rol bij de overdracht van extracellulaire signalen.

Functie en taak

Met behulp van endocytose worden grotere deeltjes, macromoleculen en moleculen in de cel opgenomen, wat gebeurt via transportblaasjes. Nadat de signaalmoleculen aan het celoppervlak zijn gebonden, wordt het celmembraan omgekeerd en wordt de geabsorbeerde lading omsloten. Een blaasje genaamd een endosoom vormt zich in de cel. Duizenden van deze blaasjes dragen de lading vervolgens door een cel, die ze hergebruiken of afbreken.

Endocytose maakt een gecontroleerde opname mogelijk en het speelt ook een belangrijke rol bij de immuunrespons, de ontwikkeling van weefsels en cellen, celcommunicatie en signaaltransductie. Het is ook betrokken bij neuronale signaaloverdracht.

Met behulp van endocytose kunnen micro-organismen worden afgeweerd, maar het is ook mogelijk dat virussen of ongewenste micro-organismen de cel endocytisch binnendringen.

In totaal kunnen twee verschillende vormen van endocytose worden onderscheiden: pinocytose en fagocytose. Door middel van fagocytose kunnen grotere deeltjes worden geïnternaliseerd, waaronder macrofagen of leukocyten, ook wel fagocyten genoemd.

Fagocytose wordt voornamelijk gebruikt voor voedselopname en verwijdert gedegenereerde cellen en extracellulaire afzettingen. Fagocytose wordt gemedieerd door de Fc-receptor, die deeltjes herkent die zijn gemarkeerd met IgG-moleculen.

Fagocytose wordt ook wel "opname van vreemd lichaam" genoemd omdat de cel vreemd materiaal opneemt. Eukaryoten met een of enkele cellen, zoals algen of schimmels, hebben dit vermogen.

Met behulp van fagocytose kan het lichaam exogene antigenen zoals bacteriën bestrijden. De MHC-II-receptoren onthouden de deeltjes die zijn afgebroken, zodat ze bij verdere besmetting kunnen worden afgestoten.

Er zijn verschillende soorten cellen in het menselijk lichaam die in staat zijn tot fagocytose. Deze omvatten:

• dendritische cellen
• Macrofagen in het weefsel
• Monocyten
• Granulocyten

Het proces van fagocytose hangt nauw samen met de menselijke immuniteit. Daarom spelen cellen die het vermogen hebben om te fagocyteren een belangrijke rol bij de afweer tegen virale of bacteriële ziekten.

Pinocytose absorbeert extracellulaire vloeistof en de cel internaliseert de extracellulaire vloeistof en de stoffen die erin zijn opgelost binnen een zeer korte tijd. Dit proces staat ook bekend als endocytose in de vloeistoffase.

Er zijn vier verschillende vormen van pinocytose in eukaryote cellen: macropinocytose, clathrine-afhankelijke endocytose, caveolae-gemedieerde endocytose en clathrine- en caveolae-onafhankelijke endocytose.

Als onderdeel van macropinocytose versmelt het plasmamembraan met de lange membraanuitsteeksels, waardoor veel extracellulaire vloeistof wordt vastgehouden.

Extracellulaire moleculen worden geïnternaliseerd door middel van clathrine-afhankelijke endocytose. Dit betekent dat belangrijke stoffen zoals ijzer continu kunnen worden opgenomen.

Caveolae zijn invaginaties van het plasmamembraan die de vorm hebben van een fles en tal van functies vervullen in de cel. Ze zijn bijvoorbeeld verantwoordelijk voor de signaaltransductie. Caveolae worden echter zeer langzaam in de cellen geïnternaliseerd, zodat geen grote hoeveelheden extracellulaire vloeistof worden geabsorbeerd door caveolea-gemedieerde endocytose.

Clathrine-onafhankelijke mechanismen worden aangetroffen in neuro-endocriene cellen en in neuronen, waar ze betrokken zijn bij de heropname van eiwitten in het plasmamembraan.

Ziekten en aandoeningen

Endocytose is een cellulair proces waardoor signalen worden overgedragen en voedsel wordt ingenomen. Als dit proces wordt verstoord, kunnen ziekten optreden.

Een aantal ziekten is terug te voeren op een defect in het membraantransport, waaronder bijvoorbeeld tumoren, infecties of neurogeneratieve ziekten. De neuropathie van Charcot-Marie-Tooth wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door mutaties in de genen van de Rab-familie.

Dit syndroom is een ziekte van het perifere zenuwstelsel waarbij het lopen verstoord is. Voetafwijkingen treden op en de spieren worden zeer snel moe. Spierverspilling kan ook optreden in de voeten en onderbenen of in de onderarmen en handen. Bovendien wordt de zenuwgeleidingssnelheid verminderd en lijden de getroffenen aan sensorische stoornissen. Spierreflexen zijn verzwakt of volledig afwezig, en ook skeletvervormingen kunnen in de loop van het leven optreden.

Endocytose is ook verstoord bij de ziekte van Huntington. De ziekte van Huntington is ook een neurodegeneratieve ziekte waarbij zenuwcellen afsterven en symptomen zoals dementie, bewegingsstoornissen of persoonlijkheidsveranderingen optreden.

Huntington is een erfelijke ziekte die wordt veroorzaakt door het eiwit huntingtine. De basis triplet CAG komt tot 250 keer voor bij de getroffenen, terwijl het slechts 9 tot 35 keer voorkomt bij gezonde mensen. De eerste symptomen worden meestal merkbaar tussen de leeftijd van 30 en 40 jaar, hoewel de ziekte tot 20 jaar kan duren en uiteindelijk een fatale afloop kan hebben.