Exozytose
Exozytose findet auf molekularer Ebene statt.
Die Exozytose beschreibt den Abtransport von von Stoffen aus einer Zeller heraus. Die im Cytosol liegenden Vesikel verschmelzen hierbei mit der Zellmembran. Man spricht auch von einer Fusionierung. Auf diese Art und Weise werden die gespeicherten Stoffe freigegeben.
Dabei bezeichnet man die erste Verbindung zwischen dem Lumen des Vesikels und dem Extrazellularraum auch als Fusionspore.
Es kommt auf physikalischer Ebene zu großen Abstoßungskräften der beiden Membranen. Die Exozytose findet innerhalb weniger Millisekunden statt.
Die Exozytose wird unterschiedenen in 2 verschiedenen Arten und zwar in die:
- konstitutive Exozytose
- und die rezeptorvermittelte Exozytose
Die konstitutive Exozytose
Sie wird auch als ungetriggerte Exozytose bezeichnet bei der Membranproteine in die Zellmembran aufgenommen (integriert) werden. Die Biomembran (Lpiddoppe.schicht) erweitert und erneuert sich so.
Man bezeichnet diesen Vorgang auch als Biogenese der Zellmembran. Es kommt auch zur Abgabe von Proteinen in die extrazelluläre Matrix. Man findet diese Art der Exozytose vor allem im Stützgewebe und Bindegewebe wie den Osteoblasten und Fibrobalasten.
Die stimulierte Exozytose
Man spricht hier auch von der getriggerten Exozytose die durch einen bestimmten Reiz erfolgt. Häufig wird dieser Reiz durch ein Hormon ausgelöst, welches sich an einen spezifischen Rezeptor der Zellmembran bindet. Es kommt so zu einer Signalkaskade im Inneren der Zelle und so zu einer Verschmelzung der Zellmembran mit dem Exosom.
Gerade bei der Abgabe von Hormonen in das Blut sowie der Abgabe von Verdauungssekreten des Nahrungsbreis im Verdauungssystem spielt die stimulierte Exozytose eine große Rolle. So kann zum Beispiel Insulin in Vesikel verpackt von den Insulin-produzierenden Zellen, den Langerhansschen Inseln der Bauchspeicheldrüse, zur Zelloberfläche befördert werden. Hier kommt es zur Fusion von Zellmembran mit dem Vesikel, so dass das Insulin nach außen hin abgegeben wird.
Durch Liganden, wie einem Hormon, kann ein Rezeptor auf der Zelloberfläche aktiviert werden. So kann kann dieser frei im Cytosol schwimmende Moleküle verändern. So ensteht cAMP aus ATP oder DAG und InsP3 aus PInsP2.
Solange bis sich das Ligand vom Rezeptor löst kann dieser mehrfach diese Stoffe spalten.
So kommt es bei der Exozytose zu verschiedenen Wechselwirkungen der Moleküle.
Es kommt durch cAMP und InsP3 zu einer Konformationsänderung von Transmembranmolekülen, den Carrier-Molekülen. So können Kalziumionen Ca2+ in die Zelle aufgenommen werden. So wird das Anfangssingal durch diese Singalransduktion verstärkt.
Im endoplasmatischen Retikulum des transmembranen Carriers in der Membran sind Kalziumionen gespeichert. Durch das DAG wird dieser Carrier aktiviert.
So werden Ca2+ losgelöst und strömen in die Zelle. Das Exosom gelangt an die Zelloberfläche, verschmilzt mit der Zellmembran und wird entleert wieder ins Zellinnere transportiert. Dieser Vorgang wird auch als Vesicle Recycling bezeichnet. Hierfür werden viele Moleküle des Cytoskelettes wie Mikrotubuli-Moleküle benötigt sowie ATP-verbrauchende Kinesin-Moleküle welche das Exosom an den Mikrotubuli entlang ziehen. Die Mikrotublui-Moleküle dienen hier als eine Art von Schiene.