⁰ SPOSOBY POBIERANIA SUBSTANCJI DO KOMÓRKI

Endocytoza

Endocytoza jest to rodzaj masywnego transportu substancji hydrofilnych do wnętrza komórki wraz z błoną. Dzieli się ją na: :pinocytozę (pobietranie substancji płynnych)

fagocytrozę (pobieranie substancji stałych) Pinocytozę dzieli się dalej na:

1. endocytozę z udziałem receptorów:realizowaną przez pęcherzyki okryte klatryną (

2. pinocytozę przy udziale pęcherzyków nieokrytych (w zasadzie konstytutywna)

3. pinocytozę przy udziale pęcherzyków okrytych kaweoliną,

4. makropniocytozę

Endocytoza przy udziale receptorów

Cząsteczki klatryny-triskeliony mają trzy ramiona, które polimeryzując tworzą pięcio- i sześcioboki, tworzące „klateczkę" o średnicy ok. 200nm. Agregacja klatryny na powierzchni pęcherzyka zachodzi samoczynnie, ale nie jest bezpośrednia i wymaga udziału innych białek. Etapy endocytozy przy udziale pęcherzyków okrytych klatryną:

- Powstanie dołeczków na powierzchni błony - dołeczki okryte od strony cyto-plazmy wykazują wyraźną tworzą szczoteczkę.

• W dołeczkach receptory mogą być zgromadzone (np. dla LDL,), lub są tam wprowadzane dopiero po przyłączeniu się ligandu, (np. dla receptory dla czynników wzrostowych)

• - Dołeczki zagłębiają się i po 30 sek. stają się pęcherzykami okrytymi ca - później tracą okrywę i przechodząc w pęcherzykami nie okryte. ca ter ostatnie zlewają się ze sobą tworząc przedział endosomowy.

Pobór receptorów do pęcherzyków okrytych klatryna:

Receptory posiadają domeny zewnątrzkomórkową, wewnątrzbłonową oraz ogonek cytoplazmatyczny. umożliwia „złapanie" go w klateczkę klatrynową..

Pęcherzyki okryte klatrynę powstają również w TON i zawierają wtedy enzymy hydrolazowe Ta sama klatryna może zatem brać udział w pobieraniu różnych substancji są pobierane klatryna jest ta sama. umożliwiają to kompleksy białkowe - adaptory AP które pozwalają na rozpoznawanie różnych receptorów po­bieranych do pęcherzyków a tym samym pobór różnej treści poprzez dopasowanie klatryny do receptorów.

Adaptory zbudowane są z kompleksu białek: dwóch dużych adaptyn i dwóch mnie­jszych, adaptyn różnych dla AP1 ,AP2 i AP3.

- APl- działają przy TGN- na szlaku do przedziału endosomowego późnego

- AP2- działają przy błonie komórkowej na szlaku do przedziału endosomowego wczesnego

- AP3- działają pomiędzy przedziałem endosomowym wczesnym a późnym -lizosomy

- ?-TGN-obszar przypodstawny błony komórkowej,

2. Sygnały: w ogonku (domenie cytoplazmatycznej)

- motyw tyrozynowy YXXO lub NPYX (Y-tyrozyna - nieufosforylowana -

tylko wtedy taki sygnał może być rozpoznawane; jeżeli jest ufosforylowane

wówczas jest niewidzialne dla systemu AP; to zjawisko leży u podstaw regulacji

ilości tych receptorów)

Przedziały endosomowe:

Istnieją dwa rodzaje :wczesny (obwodowy) lub późny (wewnętrzny)_

przedział wczesny obwodowy)

przedział późny ewnętrzny)

• zlokalizowane w pobliżu TGN, średnica

• pęcherzyków wynosi do l um,

• wnętrze o większej gęstości elektronowej,

• niższe pH=5.5 - bardziej zakwaszone,

• ligandy docierająpo 5-15 min.,

• recyrkulacja receptorów do TGN,

• zawartość kierowana do lizosomów,

• elementy tubularne obecne

• 
  zlokalizowany pod błoną,

• średnica p.ęcherzyków wynosi ok. 0,3 µm,

• są elektronowo jasne,

• pH=6,5 - nieznacznie zakwaszony,

• ligandy docierają po l min. od pobrania,

• recyrkulacja receptorów do bł.kom.,

• skierowanie zawartości do end. późnych,

• elementy tubularne są liczne

Dzięki niskiemu pH, ligandy odłączane są od receptorów które powracają do błony; a zawartość pęcherzyków kierowana jest do przedziału endosomowego późnego. Pprzedział endosomowy jest stacją rozdzielczą na szlaku endocytozy (tak jak TGN na szlaku egzocytozy) -

Przedział endosomowy bierze udział w polaryzacji wtórnej komórki (pierwotna ma miejsce dzięki obecności TGN) przez ukierunkowaną recyrkulację receptorów. Mogą one krążyć między błoną przyszczytową a przedziałem wczesnym lub między błoną przypod-stawno-boczną a przedziałem późnym

Substancje pobierane na drodze endocytozy z udziałem receptorów:

O białka transportowe: LDL, transferyna, transkobalamina, transtyretyna -

związane z dostarczaniem dla kom. substancji odżywczychlub jej niezbędnych.,

O hormony białkowe: czynniki wzrostowe (EGF, insulina, NGF), HCG, MSH,

O glikoproteidy: enzymy lizosomowe, asjaloglikoproteidy, tyhoglobuliny,

O inne białka surowicy,

O niektóre wirusy,

O toksyny bakteryjne (np.: pseudosomonas, dyphterii).

Pobieranie LDL

Cząsteczki LDL (Iow density lipoproteins) składają się z ok. 500 cz. cholesterolu zlo-kalizo^anego wewnętrznie, oraz pokrywy zewnętrznej składającej się z białek. Generalnie komórka może albo syntetyzować cholesterol (w RE_gi) albo'pobierać go przez błonę. W warunkach dostatecznej podaży cholesterolu przeważa jego pobieranie, a synteza uruchamiań jest przy niedoborze cholesterolu.

Receptor dla LDL znajduje się w dołeczku i rozpoznaje białka warstwy zewn. LDL. Po rozpoznaniu białka lipoproteiny, formuje się pęcherzyk najpierw okryty, a później odkryty, który dalej łączy się z przedziałem endosomowym, gdzie dochodzi do odłączenia ligandu (tutaj LDL)który zostaje skierowywany do lizosomów i tam strawiony.

Warunkiem rozpoznania LDL jest obecność tzw. motywu rozpoznawczego, którego de­fekt prowadzi do tego, że LDL jest nie wychwytywany, co często prowadzi do podniesionego poziomu HDL i samego cholesterolu we krwi, co dalej predysponuje do miażdżycy naczyń.

Pobieranie transferyny (Fe)

Transferyna jest białkiem połączonym z Fe. Swoisty receptor łączy się z kompleksem transferyny tworzy się pęcherzyk okryty, następnie pęcherzyk nagi, który fiizjuje z przedziałem endosomowym -wczesnym dalej przechodzi do przedziału endosomowego późnego. Tam, w odróżnieniu od pobierania LDL odłącza się tylko żelazo, a nie cały kompleks. Białko (transporter - apoferytyna) wraz z receptorem powraca do błony komórkowej i tam w pH obojętnym zostaje odłączone od receptora wracając do krwi. Apoferytyna w pH kwaśnym jest bardzo silnie przyłączona do swojego receptora.

Gdy mamy do czynienia z zdefektowanym receptorem bez odcinka cytoplazmatycznego wówczas nie może on bierać udziału w transporcie ligandów. Taki receptor przyłącza Ugand, ale nie wchodzi do pęcherzyka - nie ulega internalizacji (jest to proces zagłębiania błony z zawartością przy formowaniu pęcherzyka).

REGULACJA RECEPTORÓW „W DÓŁ"

Jest to zjawisko (tzw. „down regulation") regulacji ilości receptorów na błonie mogących wiązać ligand. Polega ono na zmniejszaniu liczby tych regeptorów na błonie przy nadmiernej ekspozycji na ligant (np.: hormon) po przez skierowanie go na szlak lizosomowy. Dzięki temu zmniejsza się ekspozycja na błonie tego receptora.

Los receptorów:

• powrót do błony komórkowej (dla LDL, transferyna)

• strawienie receptorów (dla czynników wzrostowych np.:EGF)

• przemieszczenie receptorów do innej błony (dla IgA) - proces transcytozy przede wszystkim zachodzi w gruczole mlecznym i kom nabłonka jelitowego.

Rola przedziału endosomowego:

N -oddzielanie ligandów od receptorów (tzw. kwaśna kąpiel)

N -recyrkulacja „oczyszczonych receptorów"

N -segregacja treści pobranych w endpcytozie

N -szybka modulacja składu błony komórkowej - pewne składniki mogą być przechowywane w przedziale (np.: kanały jonowe, akwaporyny)

N -magazynowanie pewnych substancji (przede wszystkim komórka jajowa)

N -wnikanie toksyn bakteryjnych i wirusów.

N - udział w regulacji normalnej proliferacji komórek i transformacji nowotworowej

Pobór pęcherzyków nieokrytych

Jest to pinocytoza przy udziale pęcherzyków nieokrytych („konstytutywna") Przy zatrzymaniu endocytozy klatrynowej, wzmaga się transport przy pomocy pęcherzyków nieokrytych dzięki czemu uzupełnia się niedobór produktów wprowadzanych endocytozą kla-trynową, ale równocześnie pobierane są te substancje w stężeniach znacznie mniejszych i „zanieczyszczone" innymi związkami pobieranymi.

Pęcherzyki okryte kaweoliną

Są to malutkie pęcherzyki, które tworzą ugrupowania zgromadzone w pobliżu błony. Nie wiadomo czy odrywają się od błony. Charakteryzują się obecnością białek: zakotwiczonych za pomocą GPI (wiązania glikozylofosfoinozytolowego) oraz siingomieliny i gliko-lipidów.

W ścianach kaweoli znajdują się białka do transportu Ca²⁺ i kwasu foliowego.
Nie wiemy, czy kaweole przemieszczają się wraz z zawartością.

Makropinocytoza

Jest ona zupełnie nieswoista. Występuje ona po pobudzeniu komórki przez czynniki wzrostowe lub inne substancje o podobnych funkcjach, komórka zaczyna wtedy „połykać" olbrzymie porcje płynu.

Fagocytoza

Substancje pobierane są w formie stałej. Wyróżniamy dwa rodzaje fagocytozy:

1. fagocytoza niespecyficzna - gdy dopasowywanie polega na oddziaływaniu sił hydrofobowych pomiędzy pochłanianą cząsteczką a błoną.

2. fagocytoza specyficzna - gdy fagocytowane cząstki są opłaszczone przez dodatkowe białka (np. zespół opłaszczający dopełniacza lub przeciwciała - immunofagocytoza). W obu przypadkach dopasowywanie polega na zasadzie zamka błyskawicznego.

Makrofag musi odłączyć się od podłoża aby mógł fagocytować, gdyż wówczas jego integryny są przesuwane w okolice przyłączanej bakterii. Ta funkcjonalna polaryzacja białek szkieletowych komórki dotyczy także filamentów aktynowych i miozynowych, wykorzystywanych do aktywnego wciągnięcia pobieranej cząsteczki do wnętrza komórki.

Dochodzi do rekrutacji dodatkowych białek, przez ich fosforylację katalizowaną przez enzym kinazę tyrozynową, związaną z odpowiednim receptorem. Wciąganie cząstki do wnętrza komórki wymaga energji (ATP) wykorzystywanej do utworzenia interakcji między aktyną i miozyną, których współdziałanie umożliwia aktywne wciąganie substancji do wnętrza komórki.

RÓŻNICE MIĘDZY FAGOCYTOZĄ A PlNOCYTOZĄ

	PINOCYTOZA	FAGOCYTOZA
rodzaj pobieranych substancji	płyny subst. Rozpuszczone, małe wirusy toksyny bakteryjne	cz. stałe, większe, bakterie, komórki, fragm. włókien
zachowanie się powierzchni błony	wpuklanie	„wspinanie" się wypustek
udział filamentów aktynowych	nie	tak
przebieg procesu	ciągły lub indukowany	indukowany
zużycie energii	?	tak

Cyobiologia Medyczna (7)

Cyobiologia Medyczna (7)

---