exocytose er processen med at flytte materialer indefra a celle til ydersiden af cellen. Denne proces kræver energi og er derfor en type aktiv transport. Exocytose er en vigtig proces ved plante- og dyreceller da den udfører den modsatte funktion af endocytose. Ved endocytose bringes stoffer, der er eksterne til en celle, ind i cellen.
Ved exocytose transporteres membranbundne vesikler indeholdende cellulære molekyler til celle membran. Vesiklerne smelter sammen med cellemembranen og udviser deres indhold til det ydre af cellen. Processen med exocytose kan sammenfattes i et par trin.
Exocytose tjener flere vigtige funktioner, da det tillader celler at udskille affaldsstoffer og molekyler, såsom hormoner og proteiner. Eksocytose er også vigtig for kemisk signalmeddelelse og celle til celle-kommunikation. Derudover bruges eksocytose til at genopbygge cellemembranen ved at smelte sammen lipider og proteiner fjernet gennem endocytose tilbage i membranen.
Eksocytotiske vesikler indeholdende proteinprodukter stammer typisk fra en
organel kaldte Golgi-apparat, eller Golgi-kompleks. Proteiner og lipider syntetiseret i endoplasmisk retikulum sendes til Golgi-komplekser til ændring og sortering. Når de er forarbejdet, er produkterne indeholdt i sekretoriske vesikler, der knopper fra transfasen af Golgi-apparatet.Andre vesikler, der smelter sammen med cellemembranen, kommer ikke direkte fra Golgi-apparatet. Nogle vesikler dannes ud fra tidlige endosomer, som er membransække, der findes i cytoplasma. Tidlige endosomer smelter sammen med vesikler, der er internaliseret ved endocytose af cellemembranen. Disse endosomer sorterer det internaliserede materiale (proteiner, lipider, mikrober osv.) Og dirigerer stofferne til deres rette destinationer. Transportvesikler knopper fra de tidlige endosomer, der sender affaldsmateriale videre til lysosomer til nedbrydning, mens proteiner og lipider returneres til cellemembranen. Vesikler placeret ved synaptiske terminaler i neuroner er også eksempler på vesikler, der ikke er afledt af Golgi-komplekser.
Der er tre almindelige veje til eksocytose. En sti, konstitutiv eksocytose, involverer den regelmæssige sekretion af molekyler. Denne handling udføres af alle celler. Konstitutiv eksocytose fungerer til at levere membranproteiner og lipider til celleoverfladen og udvise stoffer til celleens ydre.
Reguleret eksocytose er afhængig af tilstedeværelsen af ekstracellulære signaler til udvisning af materialer i vesikler. Reguleret exocytose forekommer ofte i sekretoriske celler og ikke i alle celletyper. Sekretoriske celler opbevarer produkter såsom hormoner, neurotransmittere og fordøjelsesenzymer, der kun frigives, når de udløses af ekstracellulære signaler. Sekretoriske vesikler er ikke inkorporeret i celle membran men smeltes kun længe nok til at frigive deres indhold. Når levering er foretaget, reformeres vesiklerne og vender tilbage til cytoplasmaet.
En tredje vej til eksocytose i celler involverer fusion af vesikler med lysosomer. Disse organeller indeholder sure hydrolaseenzymer, der nedbryder affaldsmaterialer, mikrober, og cellulært affald. lysosomer bære deres fordøjede materiale til cellemembranen, hvor de smelter sammen med membranen og frigiver deres indhold i den ekstracellulære matrix.
Eksocytose forekommer i fire trin i konstitutiv eksocytose og i fem trin i reguleret eksocytose. Disse trin inkluderer vesikelhandel, bundning, docking, grundning og smeltning.
Eksocytose bruges af et antal celler i kroppen som et middel til at transportere proteiner og til celle til cellekommunikation. I bugspytkirtel, kaldte små klynger af celler holmer af Langerhans fremstille hormoner insulin og glukagon. Disse hormoner opbevares i sekretorisk granulat og frigives ved eksocytose, når der modtages signaler.
Når glukosekoncentration i blod er for høj, frigives insulin fra beta-celler, der forårsager celler og væv at optage glukose fra blodet. Når glukosekoncentrationerne er lave, udskilles glukagon fra ø-alfacellerne. Dette forårsager lever at konvertere lagret glycogen til glukose. Glukose frigøres derefter i blodet, hvilket får blodsukkerniveauet til at stige. Foruden hormoner udskiller pancreas også fordøjelsesenzymer (proteaser, lipaser, amylaser) ved eksocytose.
Synaptisk vesikeleksocytose forekommer i neuroner af nervesystem. Nerveceller kommunikerer ved hjælp af elektriske eller kemiske (neurotransmitters) signaler, der overføres fra den ene neuron til den næste. Neurotransmittorer transmitteres ved eksocytose. Det er kemiske meddelelser, der transporteres fra nerve til nerven ved synaptiske vesikler. Synaptiske vesikler er membranøse sække dannet ved endocytose af plasmamembranen ved præ-synaptiske nerveterminaler.
Når de er dannet, fyldes disse vesikler med neurotransmittere og sendes mod et område af plasmamembranen kaldet den aktive zone. Den synaptiske vesikel venter på et signal, en tilstrømning af calciumioner frembragt af et handlingspotentiale, som tillader vesiklen at lægge til grund ved den præ-synaptiske membran. Faktisk fusion af vesiklen med den præ-synaptiske membran forekommer først før en anden tilstrømning af calciumioner forekommer.
Efter modtagelse af det andet signal smeltes den synaptiske vesikel sammen med den præ-synaptiske membran, hvilket skaber en fusionspore. Denne pore udvides, når de to membraner bliver en, og neurotransmitterne frigøres i den synaptiske spalte (mellemrummet mellem de præ-synaptiske og post-synaptiske neuroner). Neurotransmitterne binder til receptorer på den post-synaptiske neuron. Den post-synaptiske neuron kan enten exciteres eller inhiberes ved binding af neurotransmitterne.
Mens eksocytose er en form for aktiv transport, der flytter stoffer og materialer fra en celle's indre til det ydre af cellen, er endocytose spejlet modsat. Ved endocytose transporteres stoffer og materialer, der er uden for en celle, ind i det indre af cellen. Ligesom exocytose kræver endocytose energi, så det er også en form for aktiv transport.
Som exocytose har endocytose flere forskellige typer. De forskellige typer er ens, idet den grundlæggende underliggende proces involverer plasmamembrandannelsen en lomme eller invagination og omgiver det underliggende stof, der skal transporteres ind i celle. Der er tre hovedtyper af endocytose: fagocytose, pinocytosesåvel som receptormedieret endocytose.