Klatrin-független endocitózis

Bár évtizedekkel előbb (az 1970-es években) ismerték meg a klatrin szerepét és funkcióját az endoszomális rendszerben, és sokáig egyedüli szerepet tulajdonítottak neki az pinocitotikus vezikulák képzésében, az utóbbi húsz év ezt a szemléletet alapvetően megváltoztatta. Igaz, még mindig jóval kevesebbet tudunk a klatrin-független folyamatokról.

A kaveolák

Először az úgynevezett kaveolákat („kis üregek”) fedezték fel, amelyek palackformájú betüremkedések a plazmamembrán belső felszínén (14. ábra). Fénymikroszkópos módszerekkel látható burok nem képződik a kaveola körül, a membrán görbülését a lipidréteg citoszolikus felébe ékelődő és oligomerizálódó fehérjék, a kaveolinok teszik lehetővé (13. ábra).

13. ábra A kaveolinok és a plazmamembrán kapcsolata. Az ábrán látható, hogy a kaveolinok a membrán belső felszínének koleszterinjeivel, illetve a külső rétegben található szfingolipidekkel lépnek kapcsolatba, ily módon speciális összetételű membrándomének, lipidraftok területén koncentrálódnak. Oligomerizációjuk révén képesek a membrán görbítésére, palack formájú betüremkedéseket, kaveolákat képezve.

Speciális interakciók révén a kaveolinok teszik lehetővé azt is, hogy a kaveolák membránjában lipidraftok, azaz különleges, koleszterinben, szfingolipidben és más glikolipidekben gazdag területek alakulnak ki. Az itt lokalizálódó lipidek és maga a kaveolin is a kaveola területére koncentrál olyan membránfehérjéket, amelyek közös folyamatokban – például jelátviteli központként - működnek együtt a sejtfelszínen. A membrán biogenezise során a kaveolákat alkotó raftok összeszerelődése bizonyos mértékig már a Golgi-készülék területén elkezdődik, és a szekréció után a plazmamembránban fejeződik be.

A kaveolákat először endotélsejteken azonosították, azóta szinte minden sejttípus felszínén megtalálták őket. Sőt, egyes esetekben a plazmamembrán területének egyharmadát is magukban foglalhatják. Emiatt korábban endocitotikus képleteknek gondolták őket, ma már egyértelmű, hogy a kaveolák inkább a sejtfelszín stabil komponensei, fő szerepük a jelátviteli folyamatokban működő komponensek együtt tartásában van. Speciális esetekben azonban dinamin közreműködésével leválhatnak a citoszolba, és a korai endoszómával egyesülhetnek. Megfigyelték, hogy ez általában egyes jelátviteli folyamatok során, vagy a sejt élete szempontjából abnormális helyzetekben, például vírusfertőzés hatására következhet be. A kapillárisok endotélsejtjeiben, ahol nagyon nagy arányban vannak jelen, fontos szerepet játszanak a kapilláris permeabilitásának biztosításában, például úgy, hogy az apikális és a bazális felszín kaveolái egybenyílnak, csatornát képezve (14. ábra).

14. ábra A felső elektronmikroszkópos felvételen a kapillárisok falát bélelő endotélsejtek és a membránjukban található sok kaveola (nyilak) látható. Lumen: a kapilláris ürege; BL: bazális membrán. Alsó rajz: az endotélsejteken keresztül zajló transzport egyik fő útvonalát a kaveolák biztosítják, akár lefűződés és transzcitózis, akár az apikális és bazális kaveolák egybenyílása révén.

A klatrin- és kaveola-független endocitózis

Az egyéb pinocitotikus folyamatokról lévő ismereteink – azon kívül, hogy léteznek - még hiányosabbak. A kísérletek értelmezését nagyon megnehezíti, hogy sok fehérje többféle endocitotikus folyamatban is szerepet játszik, ezért az egyik gátlása vagy serkentése a másikat is befolyásolhatja. Sok esetben nem vezikulák, hanem megnyúlt tubuláris képletek fűződnek le, és nem mindig dinamin segítségével. Általában lipidraftok endocitózisa zajlik ily módon, és különösen jellemző, hogy a GPI- (glikozil-foszfatidil-inozitol-) horgonnyal rendelkező fehérjék többsége így internalizálódik.

A makropinocitózis

A kortikális aktinhálózat nagymértékű átrendeződésével járó membrán-fodrozódás és a képződött fodrok fúziója alakítja ki a makropinocitózis során a leendő vezikulát, amelynek mérete sokszorosan meghaladja az egyéb endocitotikus képződmények méretét (2. ábra). Általában nem-szelektíven fogadja magába az extracelluláris folyadékot a benne levő anyagokkal együtt. Szerepe például a makrofágok működésében alapvető: így nagy hatékonysággal vesznek mintát a környezetből, majd az endomembrán rendszerben történő processzálás után a sejtbe jutott idegen fehérjékből származó peptideket antigén-prezentálás céljából visszajuttatják a plazmamembránba. A makropinocitózis mértéke igen nagy lehet: egy makrofág például térfogatának óránként akár 25-30%-át is felveheti ily módon.