Endocitosis y exocitosis

Las células transportan material a su interior y a su exterior a través de la membrana celular, que es una barrera formada por una doble capa de lípidos con componentes de proteínas e hidratos de carbono incrustados.

Algunas moléculas pueden difundir a través de la membrana, o ser transportadas a través de ella con la ayuda de proteínas unidas a la membrana.

Para el transporte de cargas más grandes, las células utilizan la endocitosis y la exocitosis para transportar el material dentro y fuera de la célula, respectivamente.

A grandes rasgos, existen cinco categorías de moléculas que intentan atravesar la membrana celular.

Las pequeñas moléculas no polares, como el oxígeno o el dióxido de carbono, son capaces de difundir rápidamente a través de la membrana celular.

Las moléculas pequeñas y polares, como el agua, también pueden cruzar, pero muy lentamente.

Las moléculas grandes y no polares, como la vitamina A, son asimismo muy lentas para atravesar la membrana celular.

Las moléculas grandes y polares, como la glucosa, así como los iones altamente polares y cargados, como Na+, K+, Cl-, o las moléculas que poseen una carga, como los aminoácidos, tienen muy pocas probabilidades de atravesar por sí solas una membrana celular.

Así, muchas de estas moléculas (algunas comunes son el agua, la glucosa y los iones), atraviesan la membrana mediante proteínas de transporte.

Algunos ejemplos de proteínas transportadoras son los canales, como sucede en las acuaporinas (un canal de agua) y con los canales de cloruro, que permiten que los iones de cloruro atraviesen las membranas, o los transportadores, como el transportador de glucosa.

Sin embargo, cuando la célula necesita transportar una gran cantidad de moléculas, o una molécula muy grande, recurre al transporte masivo, que tiene dos modalidades: la endocitosis y la exocitosis.

La endocitosis es un proceso utilizado por las células para engullir material extracelular.

Por su parte, la exocitosis es el proceso contrario, durante el cual las células expulsan material al espacio extracelular.

Tanto la endocitosis como la exocitosis necesitan energía en forma de trifosfato de adenosina o ATP, utilizado en el movimiento de las sustancias dentro y fuera de la célula.

Existen tres tipos de endocitosis: fagocitosis, pinocitosis y endocitosis mediada por receptor.

La fagocitosis (donde fago significa comer) es utilizada por los leucocitos, como los macrófagos y los neutrófilos, que patrullan el cuerpo en busca de desechos, bacterias y células muertas que comer.

Imaginemos que un macrófago se encuentra con un estreptococo especialmente molesto: primero, el estreptococo se adhiere a los receptores del macrófago en su superficie celular.

A continuación, el macrófago extiende unas proyecciones en forma de brazo, denominadas seudópodos, alrededor del estreptococo, como un abrazo mortal.

A continuación, el estreptococo es engullido lentamente por la membrana celular, que se invagina para formar una vesícula en su cara interna.

La vesícula se separa entonces de la membrana celular formando un fagosoma.

Durante este paso, una bomba de electrones utiliza el ATP para bombear protones hacia el fagosoma, reduciendo el pH en su interior.

En el citoplasma, el fagosoma se encuentra con un orgánulo llamado lisosoma, que contiene enzimas digestivas.

El lisosoma y el fagosoma se fusionan, uniendo sus contenidos para formar una estructura conocida como fagolisosoma.

Dentro del fagolisosoma, las enzimas lisosomales comienzan a destruir las bacterias con la ayuda de un pH ácido.

Una vez que todo ha terminado, el lisosoma se dirige a la membrana celular para expulsar los restos al espacio extracelular, a modo de un eructo celular.

Por su parte, pinocitosis significa "la célula bebe".

En la pinocitosis, la membrana plasmática de la célula se invagina para formar una pequeña copa alrededor de las porciones de líquido extracelular y los solutos que se disuelven en ella.

Entonces los bordes de la copa se juntan, para formar una vesícula.

Dado que la célula no está realmente "comiendo" nada más que el soluto ocasional, el resultado no es un fagosoma, sino simplemente una vesícula.

La vesícula de pinocitosis es mucho más pequeña que un fagosoma.