endocytose er den proces, hvormed celler internaliserer stoffer fra deres ydre miljø. Det er, hvordan celler får de næringsstoffer, de har brug for for at vokse og udvikle sig. Stoffer, der er internaliseret ved endocytose, inkluderer væsker, elektrolytter, proteinerog andre makromolekyler. Endocytose er også et af de måder, hvorpå hvide blodceller af immunsystem fange og ødelægge potentielle patogener inklusive bakterie og protister. Processen med endocytose kan sammenfattes i tre grundlæggende trin.
Der er tre primære typer endocytose: fagocytose, pinocytose og receptormedieret endocytose. fagocytose kaldes også "celle spisning" og involverer indtagelse af fast materiale eller madpartikler. pinocytose, også kaldet "celledrinkning", involverer indtagelse af molekyler opløst i væske. Receptormedieret endocytose involverer indtagelse af molekyler baseret på deres interaktion med receptorer på en celleoverflade.
For at endocytose kan forekomme, skal stoffer lukkes inde i en vesikel dannet fra cellemembranen, eller
plasma membran. Hovedkomponenterne i denne membran er proteiner og lipider, som hjælper med cellemembranfleksibilitet og molekyltransport. Phosfolipider er ansvarlige for at danne en dobbeltlagsbarriere mellem det ydre cellulære miljø og celleens indre. Phospholipider har hydrofil (tiltrukket af vand) hoveder og hydrofob (frastøttes af vand) haler. Når de er i kontakt med væske, arrangeres de spontant, så deres hydrofile hoveder vender mod cytosolen og ekstracellulær væske, medens deres hydrofobe haler bevæger sig væk fra væsken til det indre område af lipid-dobbeltlaget membran.Cellemembranen er semipermeabelhvilket betyder, at kun visse molekyler får lov til at diffundere over membranen. Stoffer, der ikke kan diffundere over cellemembranen, skal hjælpes på tværs af passiv diffusion processer (lettet diffusion), aktiv transport (kræver energi) eller ved endocytose. Endocytose involverer fjernelse af dele af cellemembranen til dannelse af vesikler og internalisering af stoffer. For at opretholde cellestørrelse skal membrankomponenter udskiftes. Dette opnås ved processen med exocytose. Modsat endocytose, exocytose involverer dannelse, transport og fusion af indre vesikler med cellemembranen for at udvise stoffer fra cellen.
fagocytose er en form for endocytose, der involverer opsving af store partikler eller celler. Phagocytose tillader immunceller, som makrofager, at befri kroppen af bakterier, kræftceller, virusinficerede celler eller andre skadelige stoffer. Det er også den proces, hvormed organismer som amøber henter mad fra deres miljø. Ved fagocytose, den fagocytiske celle eller fagocyt skal være i stand til at fastgøre til målcellen, internalisere den, nedbryde den og udvise affaldet. Denne proces, som den forekommer i immunceller, er beskrevet nedenfor.
Mens fagocytose involverer cellespisning, pinocytose involverer celledrinkning. Væsker og opløste næringsstoffer indtages i en celle ved hjælp af pinocytose. De samme grundlæggende trin til endocytose anvendes til pinocytose til at internalisere vesikler og til at transportere partikler og ekstracellulær væske inde i cellen. Når vesiklen er inde i cellen, kan vesiklen smelte sammen med et lysosom. Fordøjelsesenzymerne fra lysosomet nedbryder vesiklen og frigiver dens indhold i cytoplasmaen til anvendelse af cellen. I nogle tilfælde smelter vesiklen ikke sammen med et lysosom, men bevæger sig hen over cellen og smelter sammen med cellemembranen på den anden side af cellen. Dette er et middel, hvormed en celle kan genanvende cellemembranproteiner og lipider.
Pinocytose er ikke-specifik og forekommer ved to hovedprocesser: mikropinocytose og makropinocytose. Som navnene antyder, micropinocytosis involverer dannelse af små vesikler (0,1 mikrometer i diameter), mens makropinocytose involverer dannelse af større vesikler (0,5 til 5 mikrometer i diameter). Mikropinocytose forekommer i de fleste typer af kropsceller, og de små vesikler dannes ved spirende fra cellemembranen. Mikropinocytotiske vesikler kaldet caveolae blev først opdaget i endotel af blodkar. Makropinocytose observeres typisk i hvide blodlegemer. Denne proces adskiller sig fra mikropinocytose, idet vesiklerne ikke dannes ved spiring, men ved plasmamembranflæser. Ruffles er udvidede dele af membranen, der rager ud i den ekstracellulære væske og derefter foldes tilbage på sig selv. Dermed opsamles cellemembranen væsken, danner en vesikel og trækker vesiklen ind i cellen.
Receptormedieret endocytose er den proces, der anvendes af celler til selektiv internalisering af specifikke molekyler. Disse molekyler binder til specifikke receptorer på cellemembranen, inden de internaliseres ved endocytose. Membranreceptorer findes i regioner af plasmamembranen belagt med protein clatherine kendt som clatherine-belagte grove. Når det specifikke molekyle er bundet til receptoren, bliver pitregionerne internaliseret og dannet clatherine-coatede vesikler. Efter fusion med tidligt endosomer (membranbundne sække, der hjælper med at sortere internaliseret materiale), clatherine-overtrækket fjernes fra vesiklerne, og indholdet tømmes ind i cellen.