TRASPORTO VESCICOLARE
ORIGINE
DESTINAZIONE
Verso altri organelli
(trasporto intracellulare)
Dalle membrane
degli organelli
Verso l’ambiente extracellulare
(esocitosi)
Dalla membrana
plasmatica
Verso l’ambiente
intracellulare (endocitosi)
ENDOCITOSI
La membrana si invagina
formando una cavità contenente
macromolecole o altro materiale
La membrana si chiude
formando una vescicola
La vescicola si distacca
Le vescicole di endocitosi sono indirizzate ai lisosomi
endosoma
Vescicola
contenente enzimi
lisosomiali
Lisosoma
maturo
Vescicola
endocitica
Lisosomi
Lisosomi
Lisosomi
La fusione con un
endosoma forma il
lisosoma maturo
Vescicola che trasporta
idrolasi acide
(lisosoma primario)
Apparato di Golgi
Gli endosomi funzionano da centri di smistamento del materiale endocitato
Ambiente extracellulare
Vescicole di
endocitosi
Endosoma
precoce
Trasferimento a un lisosoma
Endosoma
precoce
Rilascio di idrolasi
Endosoma
tardivo
Vescicola di
trasporto carica di
idrolasi acide
Golgi
Lisosoma
ENDOCITOSI
nutrizione
Fagocitosi
difesa
rimozione di detriti
Controllo del volume e dell’area
superficiale della cellula
(endocitosi aspecifica o generalizzata)
Pinocitosi
Internalizzazione di
macromolecole specifiche
(endocitosi mediata da recettore)
ASSUNZIONE DI PARTICELLE E MACROMOLECOLE
nutrizione
Fagocitosi
difesa
rimozione di detriti
Endocitosi aspecifica
Endocitosi
Endocitosi mediata da recettore
ASSUNZIONE DI PARTICELLE E MACROMOLECOLE
nutrizione
Fagocitosi
difesa
rimozione di detriti
Pinocitosi
Endocitosi aspecifica
Endocitosi mediata da recettore
FAGOCITOSI
Un’ameba ingerisce un microrganismo
FAGOCITOSI
leukocyte
bacterium
Un globulo bianco distrugge un batterio
FAGOCITOSI
Un macròfago elimina due globuli rossi invecchiati
L’autofagia porta alla degradazione di componenti della cellula stessa
AUTOFAGIA
FAGOCITOSI
fagosoma
autofagosoma
L’autofagia implica la formazione di vacuoli fagocitici come la fagocitosi
L’autofagia svolge importanti funzioni fisiologiche
- Eliminazione di organelli malfunzionanti o superflui
- Eliminazione di proteine danneggiate
- Eliminazione di patogeni intracellulari
PINOCITOSI
Una cellula ingerisce goccioline di liquido (endocitosi aspecifica)
Endocitosi mediata da recettore
proteina di
rivestimento
recettore
vescicola
rivestita
fossetta
rivestita
ligando
La proteina di rivestimento è la
clatrina
L’endocitosi mediata da recettore è stata scoperta grazie
ad uno studio su una predisposizione ereditaria
l’ipercolesterolemia familiare
(M. Brown & J. Goldstein)
La maggior parte del colesterolo è trasportata nel sangue sotto forma di
particelle lipoproteiche note come lipoproteine a bassa densità (LDL)
APOB100
Particella LDL
L’endocitosi mediata da recettore delle LDL
INIBISCE LA PRODUZIONE ENDOGENA
DI COLESTEROLO
Una delle numerose alterazioni riscontrate nel recettore delle LDL
L’endocitosi mediata da recettore serve anche per
l’assorbimento di vari metaboliti come il ferro
Transferrina-Fe
Recettore della transferrina
l’endocitosi mediata da recettore è sfruttata dai virus
per entrare nelle cellule ospiti
Caveolina: SV40
Le malattie da accumulo lisosomiale sono un gruppo
di più di 40 patologie genetiche caratterizzate
dall’accumulo di metaboliti nei lisosomi
Nella maggior parte dei casi una specifica sostanza, o classe di
sostanze, si accumula perché gli enzimi digestivi sono difettosi o
assenti
normale
degradazione
lisosomiale
substrato
complesso
piccoli prodotti diffusibili
carenza di enzimi
lisosomiali
prodotti non metabolizzati accumulati
Le sostanze accumulate sono di solito polisaccaridi o lipidi e il
danno è localizzato in tipi cellulari ricchi dello specifico substrato o
specializzati nella degradazione
La malattia di Tay-Sachs si verifica in seguito a un deficit dell’enzima
lisosomiale Esosaminidasi A e determina l’accumulo del ganglioside GM2
Neurone di un paziente affetto dalla malattia di Tay-Sachs
La malattia di Gaucher si verifica in seguito a un deficit dell’enzima
lisosomiale glucocerebrosidasi e determina l’accumulo di glucocerebrosidi
Macrofagi Gaucher nel midollo osseo un paziente affetto
In altri casi gli enzimi richiesti sono normali ma vengono
secreti invece che essere diretti ai lisosomi come nella
malattia a cellule I (con inclusioni)
La malattia è dovuta al difetto di un singolo gene che codifica per
una GlcNAc-fosfotransferasi, l’enzima che “marca” gli enzimi
lisosomiali nel Golgi
ERT (enzyme replacement therapy): l’enzima sintetizzato in
vitro viene somministrato per via endovenosa
Malattia di Gaucher
Malattia di Fabry
MPS I
Glicogenosi II
MPS II
MPS VI
ERT
Lisosomi ingrossati nella
cellula non trattata
L’enzima si lega al
recettore del M6P
e viene endocitato
L’enzima somministrato per
via endovenosa raggiunge
le singole cellule
L’enzima raggiunge i
lisosomi
Alcune vie endocitiche non portano ai lisosomi
L’endocitosi può essere utilizzata per regolare la concentrazione di
proteine sulla membrana plasmatica (es. trasportatore del glucosio)
L’insulina scatena una via di segnalazione che causa la rapida inserzione di trasportatori del
glucosio sulla membrana plasmatica, aumentando così l’assunzione di glucosio
Macromolecole possono essere trasferite attraverso foglietti
epiteliali tramite transcitosi
Un neonato ottiene anticorpi dal latte della madre trasportandoli attraverso l’epitelio
intestinale
