Endocitosi ed esocitosi: differenze e somiglianze

L’endocitosi e l’esocitosi sono i processi mediante i quali le cellule spostano materiali dentro o fuori dalla cellula che sono troppo grandi per passare direttamente attraverso il doppio strato lipidico della membrana cellulare. Grandi molecole, microrganismi e prodotti di scarto sono alcune delle sostanze spostate attraverso la membrana cellulare tramite esocitosi ed endocitosi.

Perché il trasporto di massa è importante per le celle?

Le membrane cellulari sono semi-permeabili, il che significa che permettono a certe piccole molecole e ioni di diffondersi passivamente attraverso di esse., Altre piccole molecole sono in grado di farsi strada dentro o fuori dalla cellula attraverso proteine o canali carrier.
Ma ci sono materiali che sono troppo grandi per passare attraverso la membrana cellulare utilizzando questi metodi. Ci sono momenti in cui una cellula avrà bisogno di inghiottire un batterio o rilasciare un ormone. È durante questi casi che sono necessari meccanismi di trasporto alla rinfusa.
Endocitosi ed esocitosi sono i meccanismi di trasporto di massa utilizzati negli eucarioti. Poiché questi processi di trasporto richiedono energia, sono noti come processi di trasporto attivi.,

Funzione vescicola in endocitosi ed esocitosi

Durante il trasporto di massa, sostanze più grandi o grandi pacchetti di piccole molecole vengono trasportate attraverso la membrana cellulare, nota anche come membrana plasmatica, per mezzo di vescicole – pensa alle vescicole come piccole sacche di membrana che possono fondersi con la membrana cellulare.
Le membrane cellulari sono costituite da un doppio strato lipidico. Le pareti delle vescicole sono anche costituite da un doppio strato lipidico, motivo per cui sono in grado di fondersi con la membrana cellulare., Questa fusione tra le vescicole e la membrana plasmatica facilita il trasporto di massa sia dentro che fuori della cellula.

Che cos’è l’endocitosi? Endocitosi definizione e scopi

L’endocitosi è il processo mediante il quale le cellule assorbono sostanze dall’esterno della cellula inghiottendole in una vescicola. Questi possono includere cose come i nutrienti per sostenere la cellula o gli agenti patogeni che le cellule immunitarie inghiottono e distruggono.
L’endocitosi si verifica quando una porzione della membrana cellulare si piega su se stessa, circondando il fluido extracellulare e varie molecole o microrganismi., La vescicola risultante si rompe e viene trasportata all’interno della cellula.
L’endocitosi serve a molti scopi, tra cui:

• Assunzione di nutrienti per la crescita, la funzione e la riparazione cellulare: le cellule hanno bisogno di materiali come proteine e lipidi per funzionare.
• Cattura di agenti patogeni o altre sostanze sconosciute che possono mettere in pericolo l’organismo: quando agenti patogeni come i batteri vengono identificati dal sistema immunitario, vengono inghiottiti dalle cellule immunitarie per essere distrutti.,
• Smaltimento di cellule vecchie o danneggiate: le cellule devono essere smaltite in modo sicuro quando smettono di funzionare correttamente per evitare danni ad altre cellule. Queste cellule vengono eliminate attraverso l’endocitosi.

Tipi di endocitosi

Esistono due tipi di endocitosi: fagocitosi e pinocitosi.
Fagocitosi
La fagocitosi, nota anche come alimentazione cellulare, è il processo mediante il quale le cellule interiorizzano particelle o cellule di grandi dimensioni, come cellule e batteri danneggiati.,
All’interno del corpo umano e in altri mammiferi, la fagocitosi è il modo in cui le cellule immunitarie inghiottono e distruggono microrganismi pericolosi o composti tossici. Macrofagi e neutrofili, tipi di globuli bianchi, sono i due fagociti primari. Questi globuli bianchi sono responsabili della rimozione delle cellule invecchiate e danneggiate, nonché dello smaltimento di microrganismi infettivi.
Pinocitosi
La pinocitosi, nota anche come bevanda cellulare, è comune nelle cellule vegetali e animali. Durante la pinocitosi, la cellula assume sostanze dal fluido extracellulare di cui ha bisogno per funzionare., Questi includono cose come acqua e sostanze nutritive.
L’endocitosi mediata dal recettore è un tipo specializzato di pinocitosi. Durante l’endocitosi mediata dal recettore, le macromolecole si legano ai recettori lungo la superficie della membrana plasmatica della cellula. L’assorbimento del colesterolo è un esempio di endocitosi mediata dal recettore.

I passi dell’endocitosi

Di seguito sono riportati i passi fondamentali dei due tipi di endocitosi.

Due tipi di endocitosi: fagocitosi e pinocitosi.,

Fagocitosi:

1. Una particella o una sostanza si lega ai recettori sulla superficie della cellula, stimolando il rilascio di pseudopodi (estensioni della membrana plasmatica riempite di citoplasma).
2. Gli pseudopodi circondano l’oggetto fino a quando le loro membrane si fondono, formando una vescicola fagocitica.
3. La vescicola fagocitaria si stacca dalla membrana cellulare, entrando nella cellula.
4. La vescicola fagocitaria si fonde con i lisosomi, che riciclano o distruggono il contenuto della vescicola.,

Pinocitosi:

1. Le molecole si legano ai recettori situati lungo la superficie della membrana cellulare.
2. La membrana plasmatica si piega formando una vescicola pinocitica che contiene le molecole e il fluido extracellulare.
3. La vescicola pinocitica si stacca dalla membrana cellulare all’interno della cellula.
4. La vescicola si fonde con gli endosomi precoci in cui i contenuti trovati all’interno sono ordinati.

Esempio di endocitosi

I macrofagi sono un tipo di globuli bianchi che svolgono un ruolo centrale nella protezione dei mammiferi contro agenti patogeni come batteri e virus., Quando un macrofago entra in contatto con un virus, diciamo un virus freddo nel sangue, può legarsi alla superficie cellulare del virus.
Successivamente, il macrofago formerà una vescicola attorno al virus, ingerendolo completamente. La vescicola quindi viaggia verso il citosol e si fonde con il lisosoma, dove il virus viene scomposto. Alcuni virus replicano” ingannando ” le cellule ospiti in endocytosing loro, a quel punto la cellula viene dirottato dal virus e viene incaricato di replicare il genoma del virus e capside.

Che cos’è l’esocitosi?, Esocitosi definizione e scopi

L’esocitosi è il processo mediante il quale le cellule spostano i materiali dall’interno della cellula nel fluido extracellulare. L’esocitosi si verifica quando una vescicola si fonde con la membrana plasmatica, consentendo il rilascio del suo contenuto all’esterno della cellula.
L’esocitosi ha i seguenti scopi:

• Rimozione di tossine o prodotti di scarto dall’interno della cellula: le cellule creano rifiuti o tossine che devono essere rimossi dalla cellula per mantenere l’omeostasi. Ad esempio, nella respirazione aerobica, le cellule producono i prodotti di scarto anidride carbonica e acqua durante la formazione di ATP., L’anidride carbonica e l’acqua vengono rimosse da queste cellule tramite esocitosi.
• Facilitare la comunicazione cellulare: le cellule creano molecole di segnalazione come ormoni e neurotrasmettitori. Vengono consegnati ad altre cellule dopo il loro rilascio dalla cellula attraverso l’esocitosi.
• Facilitando la crescita, la riparazione, la segnalazione e la migrazione della membrana cellulare: quando le cellule assorbono materiali dall’esterno della cellula durante l’endocitosi, usano lipidi e proteine dalla membrana plasmatica per creare vescicole., Quando certe vescicole esocitotiche si fondono con la membrana cellulare, ricostituiscono la membrana cellulare con questi materiali.

Tipi di esocitosi

Esocitosi regolata

La maggior parte delle vescicole esocitotiche contengono sostanze create all’interno del reticolo endoplasmatico per l’uso in altre parti del corpo, come neurotrasmettitori o ormoni. Queste molecole vengono quindi confezionate all’interno di uno strato di membrana chiamato vescicola.
Una volta escreti dal reticolo endoplasmatico, queste vescicole vengono trasportate all’apparato di Golgi (noto anche come complesso di Golgi) per ulteriori modifiche., Le molecole vengono poi confezionate ancora una volta in una vescicola che si fa strada verso la membrana plasmatica.
Il rilascio di queste molecole dalla cellula è definito esocitosi regolata perché l’espulsione dei materiali è controllata, o regolata, da segnali extracellulari che causano la depolarizzazione della membrana.
Esocitosi costitutiva

L’esocitosi costitutiva, al contrario, non richiede alcun segnale extracellulare. La maggior parte delle molecole che viaggiano verso la membrana plasmatica lo fanno usando questa via.,
Dopo l’esocitosi, alcune vescicole esocitotiche sono incorporate nella membrana plasmatica (fusione completa della vescicola), mentre altre ritornano all’interno della cellula dopo che il loro contenuto è stato rilasciato (questo è definito il percorso “kiss-and-run”). Altri rimangono ancorati alla membrana, dove possono essere utilizzati più volte (il percorso” kiss-and-stay”).

L’esocitosi comporta il passaggio di una vescicola dal reticolo endoplasmatico o dall’apparato di Golgi, attraverso il citoplasma alla membrana cellulare, dove si fonde e rilascia il suo contenuto.,

I passaggi dell’esocitosi

Di seguito è riportato uno schema dei passaggi fondamentali dell’esocitosi.

1. Si forma una vescicola, tipicamente all’interno del reticolo endoplasmatico e dell’apparato di Golgi o degli endosomi precoci.
2. La vescicola viaggia verso la membrana cellulare.
3. La vescicola si fonde con la membrana plasmatica, durante la quale i due doppi strati si fondono.
4. Il contenuto della vescicola viene rilasciato nello spazio extracellulare.
5. La vescicola si fonde o si separa dalla membrana cellulare.,

Esempio di esocitosi

Prendiamo il macrofago che abbiamo discusso nel nostro esempio di endocitosi. Una volta che il globulo bianco ha inghiottito un agente patogeno estraneo eliminarlo, alcune parti del patogeno non sono più necessari. Il macrofago si libera di questo materiale di scarto attraverso l’esocitosi, durante la quale le vescicole eseguono il materiale patogeno indesiderato.,

Endocitosi vs esocitosi: un confronto