Flusso di membrana

Come Flusso di membrana vengono riassunti tutti i processi del trasferimento di massa intercellulare attraverso il sistema endomembrana. Questi includono, soprattutto, endocitosi, esocitosi e transcitosi, che consentono alle cellule di assorbire e rilasciare sostanze spostando la membrana. I disturbi del flusso della membrana possono causare la morte cellulare (apoptosi).

Qual è il flusso della membrana?

Il trasporto di sostanze tra le singole cellule del corpo corrisponde al trasporto della membrana. I due metodi più importanti di trasporto di massa intercellulare sono l'endocitosi e l'esocitosi. Durante l'esocitosi, le sostanze vengono rilasciate da una cellula. Nell'endocitosi, d'altra parte, i materiali non cellulari vengono assorbiti in una cellula. A questo scopo, la cellula si capovolge e quindi restringe la sostanza nella sua membrana cellulare. Questo processo crea vescicole e vacuoli.

Se una biomembrana si sposta parzialmente durante il trasporto di sostanze, si parla di flusso di membrana. Il flusso della membrana avviene nel sistema endomembrana. Questo sistema corrisponde alla totalità di tutti gli organelli eucariotici tra i quali esiste una connessione per il trasporto vescicolare.

Oltre al reticolo endoplasmatico, agli endosomi, ai lisosomi e alla membrana plasmatica (membrana cellulare), anche l'apparato di Golgi fa parte del sistema endomembrana. Al contrario, i perossisomi, i mitocondri e il nucleo cellulare sono esclusi dal sistema. S.

Sia l'endocitosi che l'esocitosi dovrebbero essere menzionate come processi di trasporto nel contesto del flusso di membrana. Una terza via di trasporto del trasporto della sostanza che sposta la membrana è la transcitosi, cioè il trasporto mediato dal recettore di una sostanza attraverso una membrana cellulare.

Funzione e compito

L'endocitosi del flusso di membrana (o trasporto di materiale che sposta la membrana) corrisponde a una invaginazione della biomembrana. La cellula assorbe una goccia di liquido, alcune macromolecole o grandi parti di cibo attraverso l'inaginazione. A volte trasforma anche cellule più piccole nella sua membrana.

Dopo che la sostanza è stata incorporata, la cellula restringe un endosoma nel citoplasma, che da quel momento in poi appartiene al sistema endomembrana. Il mezzo circostante migra parzialmente all'interno della cellula. L'endocitosi è o fagocitosi e quindi ha particelle solide come bersaglio, oppure corrisponde alla pinocitosi e prende le molecole disciolte.

In connessione con il flusso di membrana, è rilevante anche l'endocitosi mediata dal recettore, in cui i recettori dell'asialoglicoproteina assicurano il riconoscimento delle particelle e quindi innescano l'assorbimento all'interno delle cellule. Questo tipo di flusso di membrana è rilevante, ad esempio, per l'assorbimento del colesterolo.

Occorre distinguere tra esocitosi ed endocitosi del trasporto di sostanze attraverso il trasferimento della membrana. Durante questo processo, le sostanze vengono trasportate fuori dall'interno della cellula e rilasciate nell'ambiente della cellula. Le sostanze trasportate in questo modo sono, ad esempio, sostanze che vengono prodotte dalla cellula stessa. Ma anche resti indigesti possono lasciare la cella in questo modo. Una cosiddetta vescicola esoma o trasporto si fonde con la membrana della cellula durante il processo di trasporto. Un doppio strato lipidico avvolge l'esoma all'esterno.

Normalmente, l'esocitosi è associata all'endocitosi e viene quindi chiamata endocitosi accoppiata a esocitosi. La combinazione di endocitosi ed esocitosi previene l'ingrandimento cellulare senza ostacoli. L'endocitosi accoppiata all'esocitosi salva anche la cellula dalla sintesi di vescicole e proteine ​​di membrana per scopi di trasporto. Per questo motivo, qui viene spesso utilizzato il riciclaggio delle vescicole.

La terza via di trasporto del flusso di membrana è la transcitosi, nota anche come citopempsi. Questo è un trasporto dipendente dal recettore che trasporta materiale extracellulare attraverso una cellula e quindi corrisponde a una combinazione di esocitosi ed endocitosi. La vescicola formata nel processo rilascia la cellula a una cellula vicina o la trasporta nello spazio extracellulare. Il contenuto della vescicola rimane invariato. Questa modalità di trasporto colpisce principalmente le cellule epiteliali nei vasi sanguigni e nell'intestino.

I principali recettori noti per la transcitosi sono i recettori Fc di un certo gruppo, che si trovano nella placenta e nell'epitelio intestinale infantile apicale. Nella placenta, sono i principali responsabili del trasporto delle IgG materne nel bambino.

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Malattie e disturbi

Se il trasporto di sostanze è disturbato da processi di trasporto che cambiano la membrana, ciò è spesso dovuto a una mutazione nelle proteine ​​di trasporto, negli enzimi di trasporto o nei recettori coinvolti. Numerose malattie sono associate a un trasporto difettoso della membrana.

I tumori, ad esempio, sono associati a endocitosi difficile. Lo stesso vale per le infezioni e le malattie neurogenerative come le neuropatie con ridotta capacità di deambulazione e ridotta velocità di conduzione nervosa o disturbi sensoriali. Ad esempio, l'endocitosi è interrotta nella malattia di Huntington. In queste malattie, le cellule nervose morenti innescano sintomi come disturbi del movimento e cambiamenti nella personalità. Una mutazione nella proteina huntingtina è la causa della malattia.

Anche l'esocitosi disturbata può avere gravi conseguenze. L'esocitosi dei neurotrasmettitori può essere ostacolata dalle tossine, ad esempio. Le tossine batteriche possono causare crampi o paralisi ostruendo il flusso della membrana. L'esocitosi è anche influenzata da disturbi nelle malattie metaboliche come la fibrosi cistica. In questa malattia, oltre alle secrezioni bronchiali, le secrezioni pancreatiche e biliari diventano viscose, il che si traduce in disturbi funzionali degli organi. La pinocitosi disturbata è ora associata a malattie come l'Alzheimer, disturbi metabolici, livelli elevati di colesterolo e cambiamenti nella personalità.

In definitiva, il flusso di membrana disturbato può anche provocare gravi disturbi nel tratto gastrointestinale ed è quindi talvolta associato a malattie gastrointestinali. Gli effetti delle restrizioni nel flusso della membrana sono corrispondentemente diversi e nel peggiore dei casi provocano la morte cellulare. Nel contesto dei disturbi del flusso di membrana, le cellule spesso non sono in grado di assorbire alcune o solo alcune sostanze vitali e possono difficilmente o per niente espellere sostanze superflue o addirittura tossiche.