2.4.1. Endocitosis

En la endocitosis, el material que ingiere la célula es rodeado por una porción de la membrana plasmática, que primero experimenta una invaginación (repliegue hacia el interior) y luego se estrangula, originando una vesícula endocítica. Según la naturaleza de las partículas englobadas y del tipo de vesícula que se forme se distinguen varias formas de endocitosis:

1. Endocitosis mediada por receptor

   Este proceso comprende las siguientes etapas:

   • Unos receptores específicos de la membrana plasmática reconocen y se unen a las moléculas a ingresar (los ligandos).
   • Los receptores unidos a sus ligandos difunden hasta regiones especializadas de la membrana, los hoyos o depresiones revestidas de clatrina, que a su vez excluyen a otras proteínas de membrana. La clatrina es una proteína filamentosa que se ensambla en la cara interna de la membrana formando una red de pentágonos y hexágonos semejante a un cesto, e induce la deformación de los hoyos hasta convertirlos en vesículas revestidas; en el proceso participan otras proteínas, como las adaptinas o la dinamina [ver ilustración ↓].
     
     La absorción de colesterol transportado por lipoproteínas de baja densidad (LDL), es un ejemplo de endocitosis mediada por receptor (fuente: ASH).
   • Cuando la vesícula se ha separado de la membrana se libera rápidamente de la cubierta de clatrina (que se dirige a la membrana para formar nuevos hoyos revestidos) y experimenta una creciente acidificación de su medio interno debida a bombas de clase V que inyectan H⁺. Como consecuencia, los ligandos se disocian progresivamente de sus receptores.
   • Simultáneamente se añaden, por fusión, nuevas vesículas recién llegadas de la membrana con su carga de receptores y ligandos, a la par que los receptores desprovistos de sus ligandos se agrupan en vesículas aplanadas que retornan a la membrana plasmática, reciclándolos. Así pues, nos encontramos frente a una especie de intercambiador en la ruta de importación de la célula. Este orgánulo se llama endosoma. Habitualmente los endosomas, o porciones de ellos, se fusionan con lisosomas primarios —vesículas cargadas de enzimas hidrolíticas que digieren a los ligandos—, como veremos en la Unidad 9.

     Se conocen más de veinticinco receptores diferentes que utilizan la ruta de los hoyos revestidos de clatrina, como los receptores de LDL, esto es, las lipoproteínas que transportan colesterol (véase la ilustración anterior, más arriba), o los de transferrina —una proteína que transporta hierro por la sangre—. Ciertos casos de hipercolesterolemia familiar están directamente relacionados con la síntesis defectuosa de los receptores de LDL.

2. Pinocitosis

   Este término, derivado del griego pinō (“beber”), alude a la captación inespecífica de pequeñas gotas de líquido extracelular y del material disuelto en él, mediante la formación de vesículas pinocíticas; estas suelen estar revestidas de clatrina, aunque a menudo la pinocitosis se inicia en caveolas (pequeñas invaginaciones de la membrana plasmática) recubiertas de una proteína llamada caveolina. Hay células que ingieren cada media hora una cantidad de líquido igual a la octava parte de su propio volumen… junto con toda su membrana plasmática. Es evidente que la membrana que se adentra mediante pinocitosis debe retornar rápidamente a la superficie por exocitosis; de hecho, la pinocitosis es la principal proveedora de membranas para formar vesículas de exocitosis.

3. Fagocitosis

   En el caso de grandes partículas como microorganismos o restos celulares, algunas células emiten pseudópodos, proyecciones de la membrana y del citoplasma dirigidas por actina (una proteína contráctil del citoesqueleto) que rodean la partícula a ingerir hasta formar una vesícula de gran tamaño — el fagosoma—; posteriormente, el fagosoma se fusionará con un lisosoma primario para digerir la partícula (véase la ilustración siguiente al final de este párrafo). Diversos protozoos se alimentan por fagocitosis, pero en los animales solo ciertas células sanguíneas, como los macrófagos, llevan a cabo este proceso, y siempre con el fin de eliminar microorganismos infecciosos o células moribundas (cien mil millones de glóbulos rojos de una persona se fagocitan así cada día). La fagocitosis no es un proceso inespecífico, ya que depende de receptores de anticuerpos y de otras proteínas que previamente se unen al intruso, como veremos en la Unidad 10. [ver ilustración ↓].

   
   Fagocitosis de bacterias: un macrófago fagocita un neumococo, y una célula del mesenterio a una Rickettsia (fuentes: http://phil.cdc.gov/phil y ASH).