Endocytóza je proces, kterým buňky internalizovat látky z jejich vnějšího prostředí. Je to, jak buňky získávají živiny, které potřebují k růstu a vývoji. Látky internalizované endocytózou zahrnují tekutiny, elektrolyty, proteinya další makromolekuly. Endocytóza je také jedním z prostředků, kterými bílé krvinky z imunitní systém zachytit a zničit potenciální patogeny včetně bakterie a protisté. Proces endocytózy lze shrnout do tří základních kroků.
Existují tři primární typy endocytózy: fagocytóza, pinocytóza a receptorem zprostředkovaná endocytóza. Fagocytóza se také nazývá „buněčné stravování“ a zahrnuje příjem pevného materiálu nebo potravinových částic. Pinocytóza, také nazývané „pití buněk“, zahrnuje příjem molekul rozpuštěných v tekutině. Endocytóza zprostředkovaná receptorem zahrnuje příjem molekul na základě jejich interakce s receptory na povrchu buňky.
Aby došlo k endocytóze, musí být látky uzavřeny do vezikuly vytvořené z buněčné membrány, nebo plazmatická membrána. Hlavními složkami této membrány jsou proteiny a lipidy, které napomáhají flexibilitě buněčné membrány a transportu molekul. Fosfolipidy jsou odpovědné za vytvoření dvojvrstvé bariéry mezi vnějším buněčným prostředím a vnitřkem buňky. Fosfolipidy mají
hydrofilní (přitahované k vodě) hlav a hydrofobní (odpuzené vodou) ocasy. Při kontaktu s kapalinou se spontánně uspořádají tak, aby jejich hydrofilní hlavy směřovaly k cytosolu a extracelulární tekutinu, zatímco jejich hydrofobní ocasy se pohybují pryč od tekutiny do vnitřní oblasti lipidové dvojvrstvy membrána.Buněčná membrána je polopropustný, což znamená, že pouze určité molekuly mohou difundovat přes membránu. Látky, které se nemohou rozptylovat přes buněčnou membránu, musí pomoci pasivní difúze procesy (usnadněná difúze), aktivní transport (vyžaduje energii) nebo endocytózou. Endocytóza zahrnuje odstranění částí buněčné membrány pro tvorbu vezikul a internalizaci látek. Aby se zachovala velikost buněk, musí být komponenty membrány vyměněny. Toho je dosaženo procesem exocytóza. Naproti endocytóze, exocytóza zahrnuje tvorbu, transport a fúzi vnitřních váčků s buněčnou membránou za účelem vytlačení látek z buňky.
Fagocytóza je forma endocytózy, která zahrnuje pohlcení velkých částic nebo buněk. Fagocytóza umožňuje imunitním buňkám, jako jsou makrofágy, zbavit organismus bakterií, rakovinných buněk, buněk infikovaných virem nebo jiných škodlivých látek. Je to také proces, kterým organismy, jako jsou améby, získávají potravu ze svého prostředí. Ve fagocytóze fagocytární buňka nebo fagocyt musí být schopen se připojit k cílové buňce, internalizovat ji, degradovat ji a vyloučit odmítnutí. Tento proces, jak se vyskytuje v imunitních buňkách, je popsán níže.
Zatímco fagocytóza zahrnuje stravování buněk, pinocytóza zahrnuje pití buněk. Tekutiny a rozpuštěné živiny jsou do buňky odebírány pinocytózou. Stejné základní kroky endocytózy se používají v pinocytóze k internalizaci vezikul a k transportu částic a extracelulární tekutiny uvnitř buňky. Jakmile je uvnitř buňky, může se váčka spojit s lysozomem. Trávicí enzymy z lysozomu degradují váčku a uvolňují její obsah do cytoplazmy pro použití buňkou. V některých případech se vezikul neuzavírá s lysozomem, ale putuje napříč buňkou a fúzuje s buněčnou membránou na druhé straně buňky. To je jeden způsob, kterým buňka může recyklovat proteiny a lipidy buněčné membrány.
Pinocytóza je nespecifická a vyskytuje se dvěma hlavními procesy: mikropinocytózou a makropinocytózou. Jak jména napovídají, mikropinocytóza zahrnuje tvorbu malých vesikul (o průměru 0,1 mikrometrů), zatímco makropinocytóza zahrnuje tvorbu větších vezikul (průměr 0,5 až 5 mikrometrů). Mikropinocytóza se vyskytuje ve většině typů tělesných buněk a drobné váčky se tvoří pučením z buněčné membrány. Mikropinocytotické vezikuly nazývané caveolae byly poprvé objeveny v endotelu krevních cév. Makropinocytóza je obvykle pozorována u bílých krvinek. Tento proces se liší od mikropinocytózy v tom, že vesikuly nejsou tvořeny pučením, nýbrž volány plazmatické membrány. Volány jsou prodloužené části membrány, které vyčnívají do extracelulární tekutiny a poté se ohýbají zpět na sebe. Přitom buněčná membrána nabere tekutinu, vytvoří vezikulu a vtáhne vezikulu do buňky.
Endocytóza zprostředkovaná receptorem je proces používaný buňkami pro selektivní internalizaci specifických molekul. Tyto molekuly se vážou na specifické receptory na buněčné membráně dříve, než jsou internalizovány endocytózou. Membránové receptory se nacházejí v oblastech plazmatické membrány potažené proteinem clatherinem známým jako jámy potažené clatherinem. Jakmile se specifická molekula váže na receptor, oblasti jámy se internalizují a vytvoří se váčky pokryté klatherinem. Po roztavení se brzy endozomy (vaky vázané na membránu, které pomáhají třídit internalizovaný materiál), claterinový povlak je odstraněn z vezikul a obsah je vyprázdněn do buňky.