Transcytóza je transport materiálu z jedné strany extracelulárním prostoru na druhé straně. Přestože se tento jev může vyskytovat ve všech typech buněk - včetně osteoklastů a neuronů - je charakteristický epitelem a endotelem.
Během transcytózy jsou molekuly transportovány prostřednictvím endocytózy, zprostředkované nějakým molekulárním receptorem. Membránový vezikul migruje přes mikrotubulární vlákna, která tvoří cytoskelet a na opačné straně epitelu se obsah vezikula uvolňuje exocytózou.
Autor: BQmUB2011162, z Wikimedia Commons
V endoteliálních buňkách je transcytóza nezbytným mechanismem. Endotelia mají tendenci vytvářet nepropustné bariéry pro makromolekuly, jako jsou proteiny a živiny.
Navíc jsou tyto molekuly příliš velké na to, aby procházely transportéry. Díky procesu transcytózy je dosaženo přenosu těchto částic.
Objev
Existenci transcytózy postuloval Palade v 50. letech 20. století při studiu propustnosti kapilár, kde popisuje prominentní populaci vesikul. Později byl tento typ transportu objeven v krevních cévách přítomných v kosterním a srdečním svalu.
Termín „transcytóza“ vytvořil Dr. N. Simionescu spolu se svou pracovní skupinou, aby popsal průchod molekul z luminální plochy endoteliálních buněk kapilár do intersticiálního prostoru v membránových váčcích.
Vlastnosti procesu
Pohyb materiálů v buňce může sledovat různé transcelulární cesty: pohyb membránovými transportéry, kanály nebo póry nebo transcytózou.
Tento jev je kombinací procesů endocytózy, transportu vezikul přes buňky a exocytózy.
Endocytóza spočívá v zavedení molekul do buněk, které je zahrnuje ve invaginaci z cytoplazmatické membrány. Vzniklá váčka je inkorporována do cytosolu buňky.
Exocytóza je reverzní proces endocytózy, kde buňka vylučuje produkty. Během exocytózy se vezikulové membrány fúzují s plazmatickou membránou a obsah se uvolňuje do extracelulárního prostředí. Oba mechanismy jsou klíčové pro transport velkých molekul.
Transcytóza umožňuje, aby různé molekuly a částice procházely cytoplazmou buňky a přecházely z jedné extracelulární oblasti do druhé. Například průchod molekul endoteliálními buňkami do cirkulující krve.
Je to proces, který potřebuje energii - je závislý na ATP - a zahrnuje struktury cytoskeletu, kde aktinová mikrofilamenty hrají motorickou roli a mikrotubuly ukazují směr pohybu.
Fáze
Transcytóza je strategie používaná mnohobuněčnými organismy pro selektivní pohyb materiálů mezi dvěma prostředími, aniž by došlo ke změně jejich složení.
Tento transportní mechanismus zahrnuje následující stádia: nejprve se molekula váže na specifický receptor, který lze nalézt na apikálním nebo bazálním povrchu buněk. Poté následuje proces endocytózy skrz pokryté vezikuly.
Zatřetí dochází k intracelulárnímu přenosu vesikuly na opačný povrch, odkud byl internalizován. Proces končí exocytózou transportované molekuly.
Některé signály jsou schopné spouštět transcytózní procesy. Bylo zjištěno, že polymerní imunoglobulinový receptor zvaný pIg-R (polymerní imunoglobinový receptor) podléhá transcytóze v polarizovaných epiteliálních buňkách.
Když fosforylace zbytku aminokyseliny serinu nastane v poloze 664 cytoplazmatické domény pIg-R, je indukován proces transcytózy.
Kromě toho existují proteiny spojené s transcytózou (TAP, proteiny spojené s transytózou), které se nacházejí v membráně váčků, které se účastní procesu a zasahují do procesu membránové fúze. Existují markery tohoto procesu a jsou to proteiny asi 180 kD.
Druhy transcytózy
Existují dva typy transcytózy, v závislosti na molekule zapojené do procesu. Jedním z nich je clathrin, proteinová molekula podílející se na transportu vezikul uvnitř buněk, a caveolin, integrální protein přítomný ve specifických strukturách zvaných caveolae.
První typ transportu, který zahrnuje clathrin, sestává z vysoce specifického typu transportu, protože tento protein má vysokou afinitu pro určité receptory, které se vážou na ligandy. Protein se účastní procesu stabilizace inaginace produkované membránovým váčkem.
Druhý typ transportu, zprostředkovaný molekulou caveolinu, je nezbytný pro transport albuminu, hormonů a mastných kyselin. Tyto vytvořené vezikuly jsou méně specifické než ty předchozí skupiny.
Funkce
Transcytóza umožňuje buněčnou mobilizaci velkých molekul, zejména v tkáních epitelu, a udržuje strukturu pohybující se částice neporušenou.
Kromě toho představuje prostředek, kterým jsou kojenci schopni absorbovat protilátky z mateřského mléka a uvolňovat se do extracelulární tekutiny ze střevního epitelu.
Transport IgG
Imunoglobulin G, zkráceně IgG, je třída protilátek produkovaných v přítomnosti mikroorganismů, ať už plísní, bakterií nebo virů.
Často se vyskytuje v tělesných tekutinách, jako je krev a mozkomíšní mok. Dále je to jediný typ imunoglobulinu, který je schopen procházet placentou.
Nejstudovanějším příkladem transcytózy je transport IgG z mateřského mléka u hlodavců, které procházejí epitelem střeva u potomků.
IgG se dokáže vázat na receptory Fc umístěné v luminální části kartáčových buněk, komplex ligandového receptoru je endocytován v zakrytých vezikulárních strukturách, transportuje se buňkou a v základní části dochází k uvolňování.
Lumen střeva má pH 6, takže tato úroveň pH je optimální pro vazbu komplexu. Podobně je hodnota pH pro disociaci 7,4, což odpovídá intercelulární tekutině na bazální straně.
Tento rozdíl v pH mezi oběma stranami epiteliálních buněk střeva umožňuje imunoglobulinům dosáhnout krve. U savců tento stejný proces umožňuje protilátkám cirkulovat z buněk žloutkového vaku do plodu.
Reference
- Gómez, JE (2009). Účinky izomerů resveratrolu na homeostázu oxidu vápenatého a oxidu dusnatého ve cévních buňkách. Univerzita Santiago de Compostela.
- Jiménez García, LF (2003). Buněčná a molekulární biologie. Pearsonovo vzdělávání Mexika.
- Lodish, H. (2005). Buněčná a molekulární biologie. Panamerican Medical Ed.
- Lowe, JS (2015). Stevens & Lowe Human Histology. Elsevier Brazílie.
- Maillet, M. (2003). Biologie buněk: manuální. Masson.
- Silverthorn, DU (2008). Fyziologie člověka. Panamerican Medical Ed.
- Tuma, PL, a Hubbard, AL (2003). Transcytóza: překračování buněčných bariér. Physiological Reviews, 83 (3), 871–932.
- Walker, LI (1998). Problémy buněčné biologie. Vydavatelství univerzity.