exocitoză este procesul de mutare a materialelor din interiorul unei celulă spre exteriorul celulei. Acest proces necesită energie și, prin urmare, este un tip de transport activ. Exocitoza este un proces important de celule vegetale și animale întrucât îndeplinește funcția opusă de endocitoză. În endocitoză, substanțele care sunt externe unei celule sunt aduse în celulă.
În exocitoză, veziculele legate de membrană care conțin molecule celulare sunt transportate la membrana celulara. Veziculele fuzionează cu membrana celulară și își expulză conținutul la exteriorul celulei. Procesul exocitozei poate fi rezumat în câțiva pași.
Exocitoza servește mai multe funcții importante, deoarece permite celulelor să secrete substanțe și molecule reziduale, cum ar fi hormoni și proteine. Exocitoza este importantă, de asemenea, pentru mesageria semnalului chimic și comunicarea dintre celule și celule. În plus, exocitoza este utilizată pentru a reconstrui membrana celulară prin fuziune lipide și proteine eliminate prin endocitoză înapoi în membrană.
Veziculele exocitotice care conțin produse proteice sunt de obicei derivate dintr-un an organelle numit aparate Golgi, sau Complexul Golgi. Proteine și lipide sintetizate în reticulul endoplasmatic sunt trimise la complexele Golgi pentru modificare și sortare. Odată prelucrate, produsele sunt conținute în vezicule secretoare, care se extind de pe fața trans a aparatului Golgi.
Alte vezicule care fuzionează cu membrana celulară nu provin direct din aparatul Golgi. Unele vezicule sunt formate din endosomi precoce, care sunt sacuri de membrană care se găsesc în citoplasma. Endosomii timpurii fuzionează cu veziculele interiorizate prin endocitoza membranei celulare. Aceste endosomi sortează materialul interiorizat (proteine, lipide, microbi etc.) și direcționează substanțele către destinațiile lor corespunzătoare. Veziculele de transport pornesc de la endosomi timpurii care trimit materiale reziduale lizozomi pentru degradare, revenind proteine și lipide la membrana celulară. Vezicule situate la terminalele sinaptice din neuroni sunt de asemenea exemple de vezicule care nu sunt derivate din complexele Golgi.
Există trei căi comune ale exocitozei. O cale, exocitoză constitutivă, implică secreția regulată de molecule. Această acțiune este realizată de toate celulele. Exocitoza constitutivă funcționează pentru a livra proteinele membranelor și lipidele pe suprafața celulei și pentru a expulza substanțele în exteriorul celulei.
Exocitoza reglementată se bazează pe prezența semnalelor extracelulare pentru expulzarea materialelor din vezicule. Exocitoza reglementată apare frecvent în celulele secretoare și nu în toate tipuri de celule. Celulele secretoare stochează produse precum hormoni, neurotransmițători și enzime digestive care sunt eliberate numai atunci când sunt declanșate de semnale extracelulare. Veziculele secretorii nu sunt încorporate în membrana celulara dar fuzionați suficient de mult pentru a-și elibera conținutul. După efectuarea nașterii, veziculele se reformează și revin la citoplasmă.
O a treia cale de exocitoză în celule implică fuziunea veziculelor cu lizozomi. Aceste organele conțin enzime de hidrolază acidă care descompun materiale reziduale, microbi, și resturi celulare. lizozomi își transportă materialul digerat la membrana celulară unde se contopește cu membrana și își eliberează conținutul în matricea extracelulară.
Exocitoza apare în patru etape exocitoză constitutivă iar în cinci pași în exocitoza reglementată. Acești pași includ traficul de vezicule, fixarea, fixarea, amorsarea și fuziunea.
Exocitoza este folosită de o serie de celule din organism ca mijloc de transport a proteinelor și pentru comunicarea de la celule la celule. În pancreas, numite mici grupuri de celule insulele Langerhans produce hormoni insulină și glucagon. Acești hormoni sunt depozitați în granule secretoare și eliberați prin exocitoză la primirea semnalelor.
Când concentrația de glucoză în sânge este prea mare, insulina este eliberată din celulele beta ale insulelor care provoacă celule și șervețele să preia glucoza din sânge. Când concentrațiile de glucoză sunt scăzute, glucagonul este secretat de celulele insulei alfa. Acest lucru cauzează ficat pentru a converti glicogenul depozitat în glucoză. Glicemia este apoi eliberată în sânge provocând creșterea nivelului de glucoză din sânge. Pe lângă hormoni, pancreasul secretă și enzime digestive (proteaze, lipaze, amilaze) prin exocitoză.
Exocitoza veziculelor sinaptice se întâmplă în neuroni din sistem nervos. Celulele nervoase comunică prin semnale electrice sau chimice (neurotransmițători) care sunt transmise de la un neuron la altul. Neurotransmițătorii se transmit prin exocitoză. Sunt mesaje chimice care sunt transportate de la nerv a nervii prin vezicule sinaptice. Veziculele sinaptice sunt sacuri membranoase formate prin endocitoza membranei plasmatice la terminalele nervului pre-sinaptic.
Odată formate, aceste vezicule sunt umplute cu neurotransmițători și trimise către o zonă a membranei plasmatice numită zonă activă. Veziculul sinaptic așteaptă un semnal, un flux de ioni de calciu adus de un potențial de acțiune, care permite veziculei să se afle la nivelul membranei pre-sinaptice. Fuziunea efectivă a veziculei cu membrana pre-sinaptică nu apare până când nu apare un al doilea flux de ioni de calciu.
După primirea celui de-al doilea semnal, vezicula sinaptică fuzionează cu membrana pre-sinaptică creând un poru de fuziune. Acest poru se extinde pe măsură ce cele două membrane devin una și neurotransmițătorii sunt eliberați în fanta sinaptică (decalaj între neuronii pre-sinaptici și post-sinaptici). Neurotransmițătorii se leagă de receptorii din neuronul post-sinaptic. Neuronul post-sinaptic poate fi excitat sau inhibat de legarea neurotransmițătorilor.
În timp ce exocitoza este o formă de transport activ care mișcă substanțe și materiale din interiorul unei celule în exteriorul celulei, endocitoza, este oglinda opusă. În endocitoză, substanțele și materialele care se află în afara unei celule sunt transportate în interiorul celulei. Ca și exocitoza, endocitoza necesită energie, deci este și o formă de transport activ.
Ca și exocitoza, endocitoza are mai multe tipuri diferite. Diferitele tipuri sunt similare prin faptul că procesul de bază de bază implică formarea membranei plasmatice un buzunar sau o invaginare și care înconjoară substanța de bază care trebuie transportată în celulă. Există trei tipuri majore de endocitoză: fagocitoza, pinocitoză, precum și endocitoza mediată de receptori.