Endositoz ve Ekzositoz Prof. Dr Endositoz ve Ekzositoz Prof. Dr. Davut Alptekin Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı

ENDOSİTOZ Hücreler kanal proteinleri aracılığı ile küçük molekülleri fosfolipit tabakasından geçirirler. Zardaki proteinler aracılığı ile geçemeyen makromoleküller ve partiküller hücre içerisine endositoz ile alınırlar. İçeriye doğru alınacak madde plazma zarının bir kısmı tarafından kuşatılarak içeriye doğru tomurcuk şeklinde bir vezikül ile alınırlar. Endositoz terimi 1963 yılında Christian deDuve tarafından büyük partiküllerin yutulması, küçük veziküllerle de sıvıların ve makromoleküllerin alınması için kullanılmıştır. Bugün fagositoz hücrenin yemesi, pinositoz ise hücrenin içmesi olarak açıklanmaktadır.

Fagositoz (Hücrenin Yemesi) Fagositoz ile hücre; bakterileri, hücre kalıntılarını hatta bütün bir hücre gibi büyük partikülleri içerisine alabilir. Hücre yüzeyindeki reseptöre partikülün bağlanması fagositik hücrelerde (Lökositler, Histiyosit vd) aktine dayalı hareket olan psödopod oluşumunu tetikler. Psödopod partikülü kuşatır ve fagozom oluşur. Fagozomlar daha sonra lizozomlarla birleşerek fagolizozomları oluşturur. İçerisindeki asit hidrolazlar tarafından alınan madde sindirilir.

Fagositoz amip gibi tek hücreli canlılarda besin amaçlı oluşurken, çok hücreli hayvanlarda ise fagositoz vücudu istila eden mikroorganizmalara karşı savunma, yaşlı yada ölmüş hücreleri vücuttan atma amaçlı oluşturulur. Memelilerde iki önemli fagositik hücre olan makrofajlar ve nötrofiller enfekte dokulardan mikroorganizmaları uzaklaştırarak vücudun savunma sisteminde önemli rol oynar. Dalak ve karaciğerdeki makrofajlar ise günde 1011’den fazla yaşlı eritrositlerin yok edilmesinden sorumludur.

Monosit Nötrofil

Makrofajlarda Fagositoz

Amiplerde Fagositoz

Endositoz ile alınan maddeler besin maddeleri veya yabancı maddeler olabilir. Her ikisi de içeri alınan fagozom içerisinde lizozom enzimleri ile sindirilir. Hücre için gerekli olanlar hücrede kalır. Gereksiz ve zararlılar ise eksositoz ile hücre zarına taşınarak buradan intersellüler alana bırakılır. Buradan da dolaşım sistemine geçerek böbreklerden süzülüp vücuttan dışarı atılır. Bu esnada endositoz ile koparılan hücre zarı tekrar eksositoz ile yerine konmuş olur.

Reseptör Destekli Endositoz Fagositozun aksine pinositoz ökaryot hücreler arasında genelleşmiştir. Burada sadece özel makromoleküllerin seçilerek içeri alınması sağlanır. Bu da özel reseptörler aracılığı ile olur. İçeri alınacak olan makromoleküller önce hücre yüzeyindeki reseptörlere bağlanır. Bu reseptörler klatrin-kaplı çukurlar denen özel bölgelerde toplanır. Bu çukurlardaki reseptörlere bağlanan moleküller küçük klatrin-kaplı vezikülleri oluşturur. Bu veziküller hücre içerisine alınır. Daha sonra içeriğini lizozoma boşaltır ve geri hücre zarına döner.

Memeli hücrelerinde kolesterolün alınımı; Reseptör-aracılıklı endositoz ile olur. Kolesterol kan dolaşımında lipoprotein partikülleri şeklinde taşınır. En yaygın olanı LDL’dir. LDL hücre yüzeyinde klatrin-kaplı çukurlarda toplanmış olan özel reseptörlere tutunur ve hücre içine veziküller halinde alınır. Sonra lizozomlara aktarılır. Kolesterol buradan da hücre tarafından kullanılmak üzere serbest bırakılır. Bu olay özellikle karaciğer hücrelerinde gerçekleşir. KC hücreleri LDL kolesterolü hem sentezleyerek kana verir, hem de metabolize etmek için kandan geri alır.

Pinositoz

Endositoz

Endositoz

Klatrin-kaplı çukurlar

Klatrin-kaplı çukurlar

Ailesel hiperkolesterolomili hastalarda LDL reseptörlerinde mutasyon vardır. Bu reseptörlerin sitoplazmik kuyruklarında tek bir amino asitin (Tirozinin Sistein’e dönüşümü) değişimi ile LDL hücre içerisine alınamamaktadır. Reseptörlere bağlanan LDL (ligant) reseptörün sitoplazmik uzantısı ile adaptör proteine bağlanır. Bununda bağlı olduğu klatrin zarın biçimini bozan sepet şeklinde bulunur ve içeri doğru çukuru oluşturur. Sitoplazmik kuyrukta tek bir amino asit değişimi ile adaptör proteine bağlantı oluşamaz ve sonuçta vezikül oluşmaz.

Klatrin kaplı çukurlar ile endositoz engellendiğinde hücre zarı yüzeyinde bulunan Kaveola denilen 50-80nm çapındaki özel çukurlar aracılığı ile sıvıların ve zara bağlı bazı moleküllerin endositozu devam eder.

Endositozda protein trafiği Klatrin kaplı veziküller hücre içerisine alındıktan sonra kılıflarını (Klatrin) atarak erken endozomlarla birleşir. Bu olay LDL’nin reseptörden ayrılmasını sağlar. Erken endozoma gelen LDL taşıma vezikülleri ile geç endozomlara ulaşır. Bu esnada erken endozomlardan kopan içi boş veziküller plazma zarına geri döner. Geç endozomlardan kopan LDL içeren veziküller lizozomal enzimlerin tamamını elde ederek lizozomlarda olgunlaşır. Endositoz ile alınan materyaller lizozom içinde asit hidrolazlar tarafından parçalanır. LDL serbest bırakılarak hücre tarafından kullanılır.