Трансцитозу є транспортування матеріалів з одного боку позаклітинного простору до іншої сторони. Хоча це явище може зустрічатися у всіх типах клітин - включаючи остеокласти та нейрони - воно характерне для епітелію та ендотелію.
Під час трансцитозу молекули транспортуються через ендоцитоз, опосередкований деяким молекулярним рецептором. Мембранозна везикула мігрує через волокна мікротрубочок, що складають цитоскелет, а на протилежній стороні епітелію вміст везикули вивільняється екзоцитозом.
За BQmUB2011162, з Wikimedia Commons
В ендотеліальних клітинах трансцитоз є незамінним механізмом. Ендотелії, як правило, утворюють непроникний бар'єр для макромолекул, таких як білки та поживні речовини.
Крім того, ці молекули занадто великі, щоб перетинати транспортерів. Завдяки процесу трансцитозу досягається транспорт цих частинок.
Відкриття
Існування трансцитозу було постульовано в 1950-х роках Паладом під час вивчення проникності капілярів, де він описує помітну популяцію везикул. Пізніше цей вид транспорту був виявлений у кровоносних судинах, наявних у скелетних та серцевих м’язах.
Термін "трансцитоз" був введений доктором Н. Сіміонеску разом зі своєю робочою групою, щоб описати проходження молекул з просвіту обличчя ендотеліальних клітин капілярів до інтерстиціального простору в мембранних пухирцях.
Характеристика процесу
Рух матеріалів всередині клітини може йти різними міжклітинними шляхами: переміщенням мембранних транспортерів, каналами чи порами, або трансцитозом.
Це явище є поєднанням процесів ендоцитозу, транспортування везикул через клітини та екзоцитозу.
Ендоцитоз полягає у введенні молекул у клітини, охоплюючи їх при інвагінації з цитоплазматичної мембрани. Утворена везикула вбудовується в цитозоль клітини.
Екзоцитоз - це зворотний процес ендоцитозу, коли клітина виділяє продукти. Під час екзоцитозу мембрани везикул зливаються з плазматичною мембраною і вміст виділяється у позаклітинне середовище. Обидва механізми є ключовими при транспортуванні великих молекул.
Трансцитоз дозволяє різним молекулам і частинкам проходити через цитоплазму клітини і переходити з однієї позаклітинної області в іншу. Наприклад, проходження молекул через ендотеліальні клітини в циркулюючу кров.
Це процес, який потребує енергії - він залежить від АТФ - і включає структури цитоскелету, де активові мікроволокни грають рухову роль, а мікротрубочки вказують напрямок руху.
Етапи
Трансцитоз - це стратегія, що використовується багатоклітинними організмами для селективного переміщення матеріалів між двома середовищами, не змінюючи їх складу.
Цей механізм транспорту включає наступні етапи: по-перше, молекула зв’язується зі специфічним рецептором, який можна знайти на верхівковій або базальній поверхні клітин. Далі йде процес ендоцитозу через покриті везикули.
По-третє, внутрішньоклітинний транзит везикули відбувається на протилежну поверхню, звідки її інтерналізували. Процес закінчується екзоцитозом транспортується молекули.
Певні сигнали здатні викликати процеси трансцитозу. Визначено, що полімерний рецептор імуноглобуліну, який називається pIg-R (полімерний рецептор імуноглобіну), зазнає трансцитозу в поляризованих епітеліальних клітинах.
Коли фосфорилювання залишку амінокислоти серину відбувається в положенні 664 цитоплазматичного домену pIg-R, індукується процес трансцитозу.
Крім того, є білки, пов'язані з трансцитозом (ТАП, пов'язані з транзитозом білки), які знаходяться в мембрані везикул, які беруть участь у процесі і втручаються в процес синтезу мембрани. Існують маркери цього процесу, і вони є білками близько 180 кД.
Види трансцитозу
Існує два типи трансцитозу, залежно від молекули, яка бере участь у процесі. Один - клатрин, білкова молекула, що бере участь в торгівлі везикулами всередині клітин, і кавеолін, інтегральний білок, присутній у специфічних структурах, званих кавеолами.
Перший вид транспорту, в якому бере участь клатрин, складається з високоспецифічного типу транспорту, оскільки цей білок має високу спорідненість до певних рецепторів, які зв'язуються з лігандами. Білок бере участь у процесі стабілізації інвагінації, що виробляється мембранозною везикулою.
Другий вид транспорту, опосередкований молекулою кавеоліну, має важливе значення в транспорті альбуміну, гормонів і жирних кислот. Ці везикули, що утворилися, менш специфічні, ніж у попередньої групи.
Особливості
Трансцитоз дозволяє клітинну мобілізацію великих молекул, переважно в тканинах епітелію, зберігаючи структуру рухомої частинки недоторканою.
Крім того, він є засобом, за допомогою якого немовлята здатні всмоктувати антитіла з материнського молока і вивільняються в позаклітинну рідину з епітелію кишечника.
Транспорт IgG
Імуноглобулін G, скорочено, IgG - це клас антитіл, що виробляються в присутності мікроорганізмів, будь то грибки, бактерії чи віруси.
Він часто зустрічається в рідинах організму, таких як кров і спинномозкова рідина. Крім того, це єдиний тип імуноглобуліну, здатний перетинати плаценту.
Найбільш вивченим прикладом трансцитозу є транспортування IgG від материнського молока у гризунів, які перетинають епітелій кишечника у потомства.
IgG вдається зв’язуватися з Fc-рецепторами, розташованими в просвітницькій частині клітин пензля, комплекс рецепторів ліганду ендоцитується в покритих везикулярних структурах, вони транспортуються через клітину, і вивільнення відбувається в базальній частині.
Просвіт кишечника має рН 6, тому цей рівень рН є оптимальним для зв’язування комплексу. Аналогічно, pH для дисоціації становить 7,4, що відповідає міжклітинної рідини на базальній стороні.
Ця різниця в pH між обома сторонами епітеліальних клітин кишечника дає можливість імуноглобулінам дістатись до крові. У ссавців цей самий процес дає можливість антитіла циркулювати від клітин жовткового мішка до плоду.
Список літератури
- Gómez, JE (2009). Вплив ізомерів ресвератролу на гомеостаз оксиду кальцію та азоту в клітинах судин. Університет Сантьяго де Компостела.
- Хіменес Гарсія, LF (2003). Клітинна та молекулярна біологія. Пірсон Освіта Мексики.
- Лодиш, Х. (2005). Клітинна та молекулярна біологія. Panamerican Medical Ed.
- Lowe, JS (2015). Гістологія людини Стівенса і Лоу. Elsevier Бразилія.
- Maillet, M. (2003). Клітинна біологія: посібник. Массон.
- Silverthorn, DU (2008). Фізіологія людини. Panamerican Medical Ed.
- Tuma, PL, & Hubbard, AL (2003). Трансцитоз: перетин клітинних бар'єрів. Фізіологічні огляди, 83 (3), 871–932.
- Уокер, Л.І. (1998). Проблеми клітинної біології. Університетське видавництво.