Endozytose

Endozytose (griechisch éndon: innen; kytos: Zelle), die Aufnahme von Mikroorganismen, Partikeln oder gelöstem Material in eine Zelle.

Zellen können mittels Endozytose Objekte oder Substanzen aus dem Milieu aufnehmen, das sie umgibt: Handelt es sich um eine Aufnahme von festen Objekten wie anderen Zellen (z. B. Bakterien oder abgestorbenen Körperzellen), Zellbruchstücken oder Viren, so spricht man von Phagozytose, werden Moleküle oder kleinere Partikel aufgenommen, die in der umgebenden Flüssigkeit gelöst sind, spricht man von Pinozytose. Den Kontakt zwischen Zelle und aufzunehmendem Material stellen meist Rezeptoren an der Zelloberfläche her. Der gegenläufige Prozess zur Endozytose, bei dem Zellen Material aus ihrem Inneren nach außen absondern, heißt Exozytose.

Möglich wird Endozytose durch die flexible Struktur der die Zelle begrenzenden Plasmamembran. Sie kann sich einstülpen und um das aufzunehmende Material herumwölben. Treffen die beiden gewölbten Bereiche der Plasmamembran auf der gegenüberliegenden Seite aufeinander, gleiten die Lipidmoleküle der Membran ineinander und umschließen das Material. Das neu entstandene Membranbläschen (Vesikel) löst sich von der Plasmamembran und verschmilzt mit einer zelleigenen Vesikeln (man bezeichnet diese Vesikel auch als Endosomen oder Phagosomen). Nach Verschmelzung eines Endosoms mit einem Lysosom im Zytoplasma, das spezielle Enzyme enthält, wird das aufgenommene Material verwertet bzw. abgebaut.

Endozytose ist eine grundlegende Eigenschaft der Zellen von Eukaryonten (dazu gehören Tiere, Pflanzen, Pilze und Einzeller); Bakterien und andere Prokaryonten sind dazu nicht in der Lage. Bei Einzellern ist Endozytose oft unspezifisch, d. h. nicht durch Rezeptoren vermittelt, und dient ausschließlich der Nahrungsaufnahme. Deshalb bezeichnet man die Bläschen mit dem aufgenommenen Inhalt auch als Nahrungsvakuolen. Beim Menschen und bei höheren Tieren kommen Zellen, die Endozytose betreiben, fast überall im Organismus vor. Eine besondere Rolle spielen die am Immunsystem beteiligten Fresszellen (Granulozyten und Makrophagen, beides Leukozyten), die Krankheitserreger und andere Fremdsubstanzen sowie abgestorbenes Gewebe vernichten.

Nach der (heute allgemein anerkannten) Endosymbiontentheorie sind die Zellen der Eukaryonten in der Frühgeschichte der Evolution durch unvollständige Endozytose entstanden. Da die in einer typischen Eukaryontenzelle enthaltenen Chloroplasten (bei Pflanzen) bzw. Mitochondrien (bei Tieren und Pilzen) deutliche Übereinstimmungen mit Bakterien aufweisen, nimmt man an, dass diese (und andere) Zellorganellen ihren Ursprung in endozytotisch aufgenommenen Bakterien haben: Die Bakterien seien nach der Endozytose im Zytoplasma nicht verdaut worden, sondern seien eine dauerhafte Symbiose mit der betreffenden Zelle eingegangen. Auf ähnliche Weise werden auch die symbiotischen Knöllchenbakterien der Gattung Rhizobium, die bei Hülsenfrüchtlern die Stickstofffixierung übernehmen, in die Wurzelzellen ihrer Wirtspflanze aufgenommen.