O que é exocitose , que formas existem e onde ocorre a exocitose? Você pode encontrar todas as respostas neste post.
A exocitose é entendida como a ejeção de substâncias (por exemplo, neurotransmissores ) da célula . A exocitose é um processo complexo que envolve várias etapas e é controlado por uma sequência de interações proteína-proteína.
O processo de exocitose é mostrado aqui como um exemplo para a exocitose de neurotransmissores. A divisão em etapas individuais é principalmente por razões didáticas – na realidade, a exocitose é um processo muito rápido e compacto: menos de 500 µs decorrem entre o influxo de íons Ca 2+ e a fusão das vesículas.
Exocitose simplesmente explicada
Exocitose (exocitose) (grego: exo = “fora”) descreve um processo no qual uma bolha envolta em membrana (= vesícula ) do interior da célula se funde com a membrana plasmática e libera seu conteúdo para o exterior .
A exocitose serve para contrabandear resíduos e subprodutos de processos metabólicos para fora da célula. Além disso, as células também podem liberar substâncias úteis para o exterior por meio de exocitose. Estes podem ser neurotransmissores ou hormônios , por exemplo , que permitem uma comunicação suave entre várias células.
Em princípio, você pode distinguir entre exocitose constitutiva e estimulada . Na exocitose estimulada, um estímulo (por exemplo, hormônio) é responsável pela liberação das substâncias, o que não ocorre na exocitose constitutiva. Ocorre sem ativação externa e garante, por exemplo, que as biomembranas possam ser expandidas.
A exocitose contrasta com a endocitose , que descreve a captação de vesículas para o interior da célula.definição
A exocitose é um processo de transporte no qual substâncias sólidas ou líquidas são transportadas do interior da célula (= espaço intracelular ) para fora da célula (= espaço extracelular ). As substâncias são acondicionadas em vesículas, que geralmente são liberadas pelo aparelho de Golgi .
O que é exocitose?
Como nossas membranas celulares permitem apenas seletivamente a difusão de moléculas pequenas ou não polares , moléculas grandes, como longas cadeias de carboidratos ou proteínas, não podem passar pelas membranas. É por isso que essas substâncias são acondicionadas em vesículas e removidas das células por exocitose.
Aparelho de Golgi
Muitos processos metabólicos na célula produzem resíduos ou subprodutos que não podem ser armazenados dentro da célula indefinidamente. Para se livrar dessas substâncias, o aparelho de Golgi (= “coordenador da exocitose”) libera pequenos sacos (vesículas) envoltos por membranas nos quais essas substâncias residuais são armazenadas.
Você também pode se referir às vesículas como exossomos neste caso . Como resultado, as substâncias nocivas não podem mais interagir com outros componentes celulares. Eles agora podem ser liberados seletivamente da célula para o espaço extracelular via exocitose. Bem útil!
As vesículas migram do aparelho de Golgi em direção à membrana celular, onde a membrana da vesícula eventualmente se funde com a membrana plasmática da célula . Esta fusão cria uma abertura para o exterior da célula . A abertura agora libera o conteúdo da vesícula para o meio ambiente. A membrana da vesícula, que também é composta por uma dupla camada de fosfolipídios , pode então se integrar totalmente à membrana plasmática.
secreção de exocitose
No entanto, a exocitose também é importante na liberação (secreção) de inúmeras substâncias. Um exemplo aqui são as enzimas digestivas do pâncreas ou os neurotransmissores das células nervosas, que transmitem (lat. transmissore) a informação de célula nervosa para célula nervosa, por exemplo, para dar a seus músculos o comando para pegar uma bola.
fagocitose
A exocitose também pode ocorrer como o último passo da fagocitose (“comer celular”). Por fagocitose você pode entender a absorção de partículas sólidas ou células inteiras através da membrana celular. Depois que essas partículas foram digeridas, o material não digerido pode ser removido da célula por exocitose. É o caso, por exemplo, de protozoários como a ameba , cujo sistema digestivo consiste em endocitose e exocitose.
2.1 Mobilização das vesículas
No estado de repouso da célula, as vesículas não flutuam livremente no citoplasma , mas estão ligadas à sinapsina no esqueleto de actina do botão terminal . Quando ocorre um potencial de ação , a membrana pré- sináptica é despolarizada . Os canais de cálcio dependentes de voltagem se abrem e há um influxo de íons Ca 2+ no lobo terminal. A sinapsina é fosforilada e assim muda sua conformação . As vesículas se desprendem de sua ancoragem no citoesqueleto.
2.2 Fixação à membrana plasmática
Após a fixação de uma vesícula secretora à membrana celular, forma-se o chamado complexo SNARE . Consiste em moléculas que estão parcialmente ancoradas na membrana celular (SNAP-25 e sintaxina), parcialmente na membrana da vesícula (sinaptobrevina ). Através da formação do complexo, ambas as membranas se ligam uma à outra.
Fusão de membranas
A sinaptobrevina se enrola em uma hélice, unindo as membranas. As membranas se fundem e o conteúdo da vesícula é esvaziado na fenda sináptica.
Entre 10 e 200 vesículas são esvaziadas por um potencial de ação. Cada vesícula contém cerca de 5.000 a 20.000 moléculas de acetilcolina .
formas de exocitose
Basicamente, você pode distinguir entre duas formas de exocitose: exocitose constitutiva e estimulada .
Exocitose constitutiva
Durante a exocitose constitutiva , as proteínas de membrana são incorporadas na biomembrana por transporte vesicular . Isso pode ser expandido ou renovado como resultado. Além disso, as vesículas também liberam proteínas para o espaço extracelular. Estes garantem estabilidade e suporte, especialmente para as células do tecido conjuntivo e de suporte, como os fibroblastos.
A exocitose constitutiva ocorre espontaneamente sem ativação externa ; é, portanto, independente de estímulos externos. No entanto, o transporte de vesículas requer energia na forma de GTP.
Exocitose estimulada
No caso da exocitose estimulada, por outro lado, é necessário um estímulo especial para desencadear a liberação das vesículas (=exossomo) através da membrana celular. Na maioria dos casos, esse estímulo é um hormônio que se liga a um receptor na membrana celular. O receptor e o hormônio se encaixam como uma chave em uma fechadura. Isso aciona uma via de sinalização que faz com que a vesícula se funda com a membrana celular.
Essa via de sinalização resulta em um influxo de íons cálcio (Ca 2+ ). Isso leva a uma mudança nas concentrações de íons dentro da célula, o que faz com que os exossomos se fundam com a membrana plasmática. Desta forma, por exemplo, os hormônios podem ser liberados no sangue de forma controlada ou secreções digestivas para digerir nossos alimentos. Como não precisamos de alguns hormônios ou enzimas digestivas em altas concentrações no corpo o tempo todo, é importante que um mecanismo de controle funcione aqui.
Exemplos Exocitose estimulada
Um exemplo concreto disso é o hormônio insulina , que é liberado das células do pâncreas via exocitose quando há muito açúcar (glicose) em nosso sangue. Este é o caso quando comemos algo que contém carboidratos, como pão ou macarrão. Para baixar novamente o nível de açúcar no sangue e garantir a regulação, as células liberam insulina.
Outro exemplo é a comunicação entre as células nervosas. Quando um impulso elétrico atinge o final de uma célula nervosa, vesículas contendo neurotransmissores (por exemplo, adrenalina ou acetilcolina) são liberadas através da membrana (= membrana pré-sináptica). Os neurotransmissores podem então se acoplar a canais nas membranas das células nervosas a jusante (= membrana pós-sináptica) e, assim, garantir que a informação seja transmitida. Essas informações podem, por exemplo, fazer seus reflexos funcionarem ou pegar uma bola em um esporte.
Mas o que realmente acontece com as vesículas vazias? Desde que nosso corpo desenvolveu um sistema de reciclagem. A vesícula vazia é transportada de volta para o interior da célula, onde é novamente preenchida com conteúdo. Inteligente certo?