Den transcytose er transporten af materialer fra den ene side af det ekstracellulære rum til den anden side. Selvom dette fænomen kan forekomme i alle celletyper - inklusive osteoklaster og neuroner - er det karakteristisk for epithelia og endotel.
Under transcytose transporteres molekyler gennem endocytose, formidlet af en eller anden molekylær receptor. Den membranøse vesikel vandrer gennem mikrotubulusfibre, der udgør cytoskelettet, og på den modsatte side af epitel frigøres indholdet af vesiklen ved eksocytose.
Af BQmUB2011162, fra Wikimedia Commons
I endotelceller er transcytose en uundværlig mekanisme. Endotelerne har en tendens til at danne uigennemtrængelige barrierer for makromolekyler, såsom proteiner og næringsstoffer.
Desuden er disse molekyler for store til at krydse transporterne. Takket være transcytose-processen opnås transporten af disse partikler.
Opdagelse
Eksistensen af transcytose blev postuleret i 1950'erne af Palade mens han studerede kapillærernes permeabilitet, hvor han beskriver en fremtrædende bestand af vesikler. Senere blev denne type transport opdaget i blodkar, der findes i skelet- og hjertemuskler.
Udtrykket "transcytose" blev opfundet af Dr. N. Simionescu sammen med sin arbejdsgruppe for at beskrive passagen af molekyler fra luminalfladen af endotelcellerne i kapillærerne til det mellemliggende rum i membranøse vesikler.
Procesegenskaber
Bevægelse af materialer inden i cellen kan følge forskellige transcellulære ruter: bevægelse af membrantransportører, gennem kanaler eller porer eller ved transcytose.
Dette fænomen er en kombination af processerne med endocytose, transport af vesikler gennem celler og exocytose.
Endocytose består af introduktion af molekyler i celler, der omfatter dem i en invagination fra den cytoplasmatiske membran. Den dannede vesikel inkorporeres i cytosolen i cellen.
Exocytose er den omvendte proces med endocytose, hvor cellen udskiller produkterne. Under eksocytose smelter vesikelmembranerne sammen med plasmamembranen, og indholdet frigøres i det ekstracellulære miljø. Begge mekanismer er nøglen til transport af store molekyler.
Transcytose giver forskellige molekyler og partikler mulighed for at passere gennem cytoplasmaet i en celle og passere fra en ekstracellulær region til en anden. F.eks. Passage af molekyler gennem endotelceller ind i cirkulerende blod.
Det er en proces, der har brug for energi - den er afhængig af ATP - og involverer cytoskeletets strukturer, hvor aktinmikrofilamenter spiller en motorisk rolle og mikrotubuli indikerer bevægelsesretningen.
Niveauer
Transcytose er en strategi, der anvendes af flercellede organismer til selektiv bevægelse af materialer mellem to miljøer uden at ændre deres sammensætning.
Denne transportmekanisme involverer de følgende trin: først bindes molekylet til en specifik receptor, der kan findes på den apikale eller basale overflade af celler. Dette efterfølges af endocytoseprocessen gennem dækkede vesikler.
For det tredje sker intracellulær transit af vesiklen til den modsatte overflade, hvorfra den blev internaliseret. Processen slutter med eksocytosen af det transporterede molekyle.
Visse signaler er i stand til at udløse transcytose-processer. Det er blevet bestemt, at en polymer immunoglobulinreceptor kaldet pIg-R (polymer immunoglobinreceptor) gennemgår transcytose i polariserede epitelceller.
Når fosforylering af en rest af aminosyreserinen finder sted i position 664 i det cytoplasmatiske domæne i pIg-R, induceres en transcytose-proces.
Derudover er der proteiner, der er forbundet med transcytose (TAP, transytoseassocierede proteiner), der findes i membranen til vesiklerne, der deltager i processen og griber ind i processen med membranfusion. Der er markører for denne proces, og de er proteiner på ca. 180 kD.
Typer af transcytose
Der er to typer transcytose, afhængigt af molekylet, der er involveret i processen. Den ene er clathrin, et proteinmolekyle, der er involveret i handel med vesikler i cellerne, og caveolin, et integreret protein, der er til stede i specifikke strukturer kaldet caveolae.
Den første transporttype, der involverer clathrin, består af en meget specifik transporttype, fordi dette protein har en høj affinitet for visse receptorer, der binder til ligander. Proteinet deltager i stabiliseringsprocessen for invagination produceret af den membranøse vesikel.
Den anden type transport, formidlet af caveolinmolekylet, er essentiel i transporten af albumin, hormoner og fedtsyrer. Disse dannede vesikler er mindre specifikke end dem fra den foregående gruppe.
Funktioner
Transcytose tillader cellulær mobilisering af store molekyler, hovedsageligt i vævene i epitelet, hvilket holder strukturen af den bevægende partikel intakt.
Derudover udgør det det middel, hvorpå spædbørn er i stand til at absorbere antistofferne fra modermælken og frigøres i den ekstracellulære væske fra tarmepitelet.
IgG-transport
Immunoglobulin G, forkortet, IgG, er en klasse af antistof produceret i nærværelse af mikroorganismer, hvad enten det er svampe, bakterier eller vira.
Det findes ofte i kropsvæsker, såsom blod og cerebrospinalvæske. Desuden er det den eneste type immunglobulin, der er i stand til at krydse morkagen.
Det mest studerede eksempel på transcytose er transporten af IgG fra modermælk i gnavere, der krydser tarmens epitel i afkommet.
IgG formår at binde til Fc-receptorer placeret i den luminale del af børsteleceller, ligandreceptorkomplekset endocyteres i dækkede vesikulære strukturer, de transporteres gennem cellen og frigørelse sker i basaldelen.
Tarmens lumen har en pH på 6, så dette pH-niveau er optimalt til kompleksets binding. Tilsvarende er pH til dissociation 7,4, svarende til den intercellulære væske på basalsiden.
Denne forskel i pH mellem begge sider af tarmenes epitelceller gør det muligt for immunoglobuliner at nå blodet. Hos pattedyr gør denne samme proces det muligt for antistoffer at cirkulere fra æggesækcellerne til fosteret.
Referencer
- Gómez, JE (2009). Virkninger af resveratrol-isomerer på calcium- og nitrogenoxidhomeostase i vaskulære celler. Santiago de Compostela Universitet.
- Jiménez García, LF (2003). Cellulær og molekylærbiologi. Pearson Education of Mexico.
- Lodish, H. (2005). Cellulær og molekylærbiologi. Panamerican Medical Ed.
- Lowe, JS (2015). Stevens & Lowe Human Histology. Elsevier Brasilien.
- Maillet, M. (2003). Cellebiologi: manual. Masson.
- Silverthorn, DU (2008). Human fysiologi. Panamerican Medical Ed.
- Tuma, PL, & Hubbard, AL (2003). Transcytose: krydsning af cellulære barrierer. Fysiologiske anmeldelser, 83 (3), 871–932.
- Walker, LI (1998). Cellebiologiske problemer. University Publishing House.