Per funzionare correttamente e rimanere in buona salute, le cellule devono assorbire determinati nutrienti e altre sostanze. Molte delle molecole necessarie per la salute delle cellule, comprese proteine ??e altri nutrienti, sono troppo grandi per passare attraverso la membrana cellulare, quindi la cellula dipende da un processo chiamato endocitosi per assorbire queste sostanze. L’endocitosi consente alla cellula di circondare le molecole vitali con la sua membrana cellulare, assorbendole così nel corpo della cellula.
Durante l’endocitosi, una porzione della membrana cellulare circonda la sostanza da assorbire, formando una tasca che si proietta all’interno della cellula. Questa membrana quindi si chiude attorno alla sostanza, creando una vescicola chiamata endosoma o fagosoma che migra poi nel citoplasma della cellula. L’endosoma fornisce il suo contenuto ad un’altra struttura all’interno della cellula chiamata lisosoma. Endosomi e lisosomi si fondono insieme, consentendo un processo digestivo all’interno del lisosoma. Un processo simile, chiamato esocitosi, si verifica al contrario per espellere sostanze dall’interno della cellula.
A seconda del tipo di sostanza che viene assorbita, l’endocitosi può essere indicata con termini diversi. La fagocitosi comporta l’assorbimento cellulare di un materiale solido e, nella pinocitosi, la cellula assorbe un liquido. Anche la macropinocitosi assorbe liquidi, ma spesso porta anche materiale solido allo stesso tempo. Molti virus sfruttano la macropinocitosi per entrare nelle cellule. I virus stimolano la cellula ad assorbire liquidi extracellulari, quindi viaggiano nella cellula insieme al liquido.
L’endocitosi mediata da clatrina utilizza recettori specializzati per attrarre e assorbire materiali specifici come lipoproteine ??e anticorpi. Nell’endocitosi mediata da clatrina, la cellula forma una fossa, o una caverna, sulla membrana esterna. Questa fossa è ricoperta di recettori. Quando la fossa viene riempita con le lipoproteine ??o altre molecole che sono destinate ad attaccarsi ai recettori esistenti, l’area snocciolata forma una vescicola e viene assorbita nella cellula. La maggior parte delle cellule ha le caverne sulla superficie della membrana, ma alcune, in particolare i neuroni o le cellule nervose, non ne hanno.
L’endocitosi funge anche da meccanismo di difesa contro i batteri assorbendo i batteri nella cellula, quindi distruggendoli all’interno del liposoma. Batteri come i batteri della salmonella mettono in corto circuito questo processo producendo una proteina che rende impossibile la fusione del fagosoma con il liposoma. La tubercolosi si diffonde attraverso le cellule in modo simile. In condizioni normali, il fagosoma è rivestito con proteina contenente triptofano-aspartato, che viene rimosso quando il fagosoma e il lisosoma si fondono. Il batterio della tubercolosi impedisce la rimozione delle proteine ??del mantello, quindi il fagosoma non può fondersi con il lisosoma.