Eksocitoza

Eksocitoza je postopek sproščanja snovi iz notranjosti celice v zunanjo stran. Ta zapleten postopek poteka v več korakih. Razlikujemo med konstitutivno eksocitozo in stimulirano eksocitozo.

Kaj je eksocitoza?

Odvajanje snovi iz celice je opredeljeno kot eksocitoza. Postopek je zelo hiter in kompakten. Snovi se sprostijo iz medceličnega prostora, to je iz notranjosti celice, v medcelični prostor, zunaj celice. Ravno obratno je pri endocitozi.

Ker stranskih proizvodov in odpadnih produktov, ki nastanejo med presnovnimi procesi v celici, ni mogoče trajno skladiščiti v notranjosti celice, se ti proizvodi odstranijo.

Golgijev aparat (celična organela, ki leži neposredno ob celičnem jedru in je odgovoren za prilagajanje beljakovin), se omeji z mehurčki, napolnjenimi z odpadnimi snovmi. To so eksosomi. Te preprečujejo, da bi odpadni materiali prišli v stik s citoplazmo (celično plazmo).

Preprečevanje tega je še posebej pomembno, saj stranski proizvodi, ki niso več potrebni, lahko povzročijo škodo, ko pridejo v stik s celicnimi organeli. Ko eksozom udari v celično membrano, se z njim zlije in izprazni vsebino v zunanjost celice.

Funkcija in naloga

Eksocitoza nima samo velike vloge pri odstranjevanju ovčje snovi iz celice. Eksocitoza ima tudi pomembno vlogo pri celično nadzorovanem odstranjevanju in sproščanju hormonov in nevrotransmiterjev (biokemična prenašalna snov za prenos informacij iz enega živca v drugega).

Razlikujemo med dvema glavnima vrstama eksocitoze: konstitutivna eksocitoza je postopek, pri katerem se membranski proteini integrirajo v celično membrano in se biomembrana (ločilna plast med celičnimi oddelki) obnovi ali razširi.

Postopek je znan kot biogeneza celične membrane. Konstitutivna eksocitoza je še posebej pomembna v celicah podpornega in vezivnega tkiva, saj se beljakovine sproščajo tudi navzven.

Pri stimulirani eksocitozi je specifični dražljaj hormon. Nahaja se na receptorju (ciljna molekula celice, ki je občutljiva na določene dražljaje) na celični površini in sproži signal znotraj celice. To ima pomembno vlogo pri sproščanju hormonov v kri in pri sproščanju prebavnih izločkov v kašo v prebavnem sistemu. Pomemben primer stimulirane eksocitoze je dajanje insulina.

Izločanje insulina je proces eksocitoze. Inzulin nastaja v trebušni slinavki. Sproščanje spodbuja povečana vsebnost glukoze in tudi proste maščobne kisline in aminokisline. Beta celice proizvajajo več adenozin trifosfata in to vodi do blokade kanalov odvisnih kanalov.

Sprostitev inzulina aktivirajo kalcijevi ioni, ki prodirajo v beta celice iz zunajceličnega prostora. Inzulinski vezikli se zlijejo s celično membrano beta celice in praznijo navzven. Insulin se je začel sproščati. Insulin zagotavlja uravnoteženo raven sladkorja v krvi. Če je ta proces moten, obstaja nevarnost diabetesa.

Del sperme, ki ga sestavljajo izločki iz prostate, je povezan tudi z eksocitozo. Izdelani izloček se iz celic prenaša z eksocitozo v sečnico.

Eksocitoza je še posebej pomembna za sproščanje hormonov. Postopek sproščanja hormonov je analogen. Sprožilni signal je električni impulz v sprostitveni celici. Hormon, kot je adrenalin, se sprosti v krvni obtok, potem ko se sprosti v okoliško tkivo. Glede na ciljni organ sproži drugačno reakcijo.

Poleg hormonov so pomembni produkti eksocitoze tudi nevrotransmiterji. Prenašajo električni živčni impulz med živčnimi celicami.

Zaenkrat obstaja veliko število nevrotransmiterjev, ki pozitivno vplivajo na človeško telo. Najpomembnejši nevrotransmiter v perifernem živčnem sistemu je acetilholin. Ta sporočilna snov omogoča prenos živčnih impulzov do mišic. Če je sistem zunaj ravnotežja, lahko simptome Parkinsonove bolezni sproži pomanjkanje dopamina v možganih.

Glutamat je pomemben v možganih. Ta sporočilna snov je potrebna za nadzor gibanja, za čutno zaznavanje in tudi za spomin. Sproščanje in absorpcija glutamata je pri bolnikih z Alzheimerjevo boleznijo oslabljena.

Bolezni in bolezni

Eksocitozo nevrotransmiterjev lahko preprečimo s strupi v telesu. Na primer, strupi bakterij tetanusa so strupeni. Posledica tega so krči in ohromelost.

Tudi podedovana metabolična bolezen cistična fibroza je vzrok za nepravilno eksocitozo. Prizadete celice ne morejo prodreti v okoliško tkivo. Posledica tega je, da bronhialni izločanje, izločanje trebušne slinavke, žolča in notranjih spolnih organov postanejo viskozne in se na prizadetih organih pojavijo funkcionalne motnje.

Na splošno virusi zapustijo gostiteljsko celico skozi eksocitozo in zato napadejo tuje celice. Za preprečevanje množenja virusa jemljemo protivirusne snovi. To so zdravila, ki zavirajo razmnoževanje.

Da bi preprečili številne bolezni, je zdaj mogoče cepiti. Cepljenje pripravi imunski sistem na obrambo pred patogeni. Imunski sistem prepozna tuje strukture in tvori protitelesa.

To še ni mogoče pri zelo zapletenih virusih, kot sta virus HI (HIV) ali hepatitis C. Ker se virusi lahko spremenijo v nepredvidljivem času, je razvoj cepiva zelo težaven.

Naraščajoče znanje o funkcijah nevrotransmiterjev daje tudi izhodišča za razvoj učinkovitih zdravil, na primer za depresijo.