Processo de exocitose, tipos, funções e exemplos

O exocitose É um processo pelo qual a célula expulsa o material fora do citoplasma através da membrana celular. Ocorre através de vesículas encontradas no interior celular, chamadas exossomos, que se fundem com a membrana plasmática e liberam seu conteúdo para o ambiente externo. O processo inverso é chamado de endocitose.

Como endocitose, é um processo exclusivo de células eucarióticas. As funções de endocitose e exocitose precisam estar em um equilíbrio dinâmico e preciso, para que a membrana celular mantenha o tamanho e a composição que a caracterizam.

Fonte de Ladyofhats [CC0]

A exocitose ocorre na célula em primeira instância para eliminar substâncias que não são digestivas por máquinas digestivas e que a entraram durante o processo endocítico. Além disso, é um mecanismo usado para liberar hormônios em diferentes níveis celulares.

A exocitose também pode transportar substâncias através de uma barreira celular, o que implica o acoplamento dos processos de entrada e saída na célula.

Uma substância pode ser capturada em um lado da parede de um vaso sanguíneo através do processo de pinocitose, mobilizar através da célula e ser liberada do outro lado por exocitose.

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Quais são os exossomos?

Os exossomos são pequenas vesículas de membrana de origem variada secretadas pela maioria dos tipos de células, e acredita -se que funções importantes nas comunicações intercelulares executam. Embora os exossomos tenham sido descritos recentemente, o interesse nessas vesículas aumentou dramaticamente nos últimos anos.

Essa descoberta despertou um interesse renovado no campo geral das vesículas secretas da membrana, envolvidas na modulação de comunicações intercelulares.

Inicialmente, os exossomos foram considerados como organelas celulares muito específicas com material descartado pela célula porque tinham componentes moleculares indesejados ou "lixo metabólico". Eles também foram vistos como um símbolo de morte celular porque transportaram substâncias residuais.

No entanto, após a descoberta de que eles contêm proteínas, lipídios e material genético (como moléculas envolvidas na regulamentação, incluindo RNM e Microarn), concluiu -se que eles podem afetar as células de uma maneira mais complexa.

Processo

Da mesma maneira que a endocitose, o processo de secreção celular requer energia na forma de ATP, pois constitui um processo ativo. O aparato de Golgi desempenha um papel fundamental na exocitose, uma vez que a membrana que empacota os materiais destinados à secreção celular é quebrada a partir disso.

As vesículas de transporte intracelular se originam do aparelho de Golgi, movendo -se com seu conteúdo através do citoplasma, ao longo dos microtúbulos citoplasmáticos, em direção à membrana celular, fundindo -se e liberando seu conteúdo para o fluido extracelular.

Endocitose e exocitose mantêm um equilíbrio na célula que permite preservar as dimensões e propriedades da membrana plasmática. Caso contrário, a membrana de uma célula mudaria suas dimensões quando foi estendida pela adição da membrana das vesículas de excreção que são adicionadas a ele.

Dessa maneira, o excesso de membrana adicionado na exocitose é integrado novamente pela endocitose, devolvendo esta membrana através das vesículas endocíticas ao aparelho de Golgi, onde é reciclado.

Exossomos não se originaram no aparelho de Golgi

Nem todo o material para exocitose vem da rede trans do aparelho de Golgi. Parte disso vem de endossomos iniciais. São organelas celulares especializadas em receber as vesículas formadas durante o processo de endocitose.

Dentro deles, depois de ser fundido com um endossomo, parte do conteúdo é reutilizada e transportada para a membrana celular por meio de vesículas que são formadas no próprio endossoma.

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Por outro lado, em terminais pré-sinápticos, os neurotransmissores são liberados em vesículas independentes para acelerar a comunicação nervosa. Estes últimos são frequentemente vesículas de exocitose constitutiva descritas posteriormente.

Pessoal

O processo de exocitose pode ser constitutivo ou intermitente, o último também é conhecido como exocitose regulamentada. As vesículas podem vir de compartimentos celulares, como endossomos primários (que também recebem vesículas endocíticas) ou produzem diretamente no domínio trans da conversa de Golgi.

O reconhecimento de proteínas em direção a um caminho de exocitose ou outro será dado pela detecção de regiões compartilhadas entre proteínas.

Via exocitose constitutiva

Este tipo de exocitose ocorre em todas as células e incessantemente. Aqui, muitas proteínas solúveis são continuamente expulsas à célula externa.

Esta rota de exocitose não é regulada pelo que está sempre em processo. Nas células calciformes intestinais e fibroblastos de tecido conjuntivo, por exemplo, a exocitose é constitutiva, uma vez que ocorre constantemente. As células calciformes liberam o muco constantemente, enquanto os fibroblastos liberam colágeno.

Em muitas células polarizadas nos tecidos, a membrana é dividida em dois domínios diferentes (domínio apical e basolateral), que contêm uma série de proteínas relacionadas à sua diferenciação funcional.

Nesses casos, a partir da rede trans de Golgi, as proteínas são transportadas seletivamente para os diferentes domínios por rota constitutiva.

Isso é realizado por pelo menos dois tipos de vesículas secretoras constitutivas que são direcionadas diretamente ao domínio apical ou basolateral dessas células polarizadas.

Caminho de exocitose regulamentada

Esse processo é exclusivo de células especializadas para secreção, na qual uma série de proteínas ou produtos glandulares é selecionada pelo domínio trans do aparelho de Golgi e enviado para vesículas secretoras especiais, onde estão concentradas e depois liberadas na matriz extracelular quando recebem alguns Estímulo extracelular.

Muitas células endócrinas que armazenam hormônios nas vesículas secretoras, começam a exocitose somente depois de reconhecer um sinal do exterior celular, sendo um processo intermitente.

A fusão de vesículas na membrana celular é um processo comum em vários tipos de células (de neurônios a células endócrinas).

Proteínas envolvidas no processo de exocitose regulamentada

Duas famílias de proteínas estão envolvidas no processo de exocitose:

• O RAB, que cuida da ancoragem da vesícula biliar na membrana e dá especificidade ao transporte vesicular. Eles geralmente estão associados ao GTP em sua forma ativa.
• Por outro lado, as proteínas da caixa enfrentam a fusão entre as membranas. Um aumento na concentração de cálcio (Ca2+) dentro da célula funciona como um sinal no processo.

A proteína Rab reconhece o aumento de Ca2 intracelular e inicia a ancoragem da vesícula biliar na membrana. A área da vesícula biliar que se fundiu abre e libera seu conteúdo para o espaço extracelular, enquanto a vesícula biliar se funde com a membrana celular.

Exocitose "beijos e corridas"?

Nesse caso, a vesícula biliar que está se preparando para se fundir com a membrana não faz completamente, mas faz isso temporariamente uma pequena abertura na membrana. É quando o interior da vesícula biliar entra em contato com a parte externa da célula, liberando seu conteúdo.

Poro fecha imediatamente depois e a vesícula biliar está do lado citoplasmático. Este processo está intimamente ligado à sinapse do hipocampo.

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Funções

As células realizam o processo de exocitose, para transportar e liberar moléculas grandes e lipofóbicas, como proteínas sintetizadas nas células. É também um mecanismo pelo qual eles se destacam dos resíduos que permanecem nos lisossomos após a digestão intracelular.

A exocitose é um intermediário importante na ativação de proteínas que permanecem armazenadas e inativas (zimogênios). As enzimas digestivas, por exemplo, são produzidas e armazenadas, ativadas após serem liberadas das células para o lúmen intestinal através do referido processo.

A exocitose também pode atuar como um processo de transcitose. Este último consiste em um mecanismo que permite que algumas substâncias e moléculas atravessem o citoplasma de uma célula, passando para uma região extracelular para outra região extracelular.

O movimento de vesículas de transcitose depende do citoesqueleto celular. Microfibras de actina têm um papel motor, enquanto os microtúbulos indicam a direção a ser seguida pela vesícula biliar.

A transcitose permite que moléculas grandes atravessem um epitélio, permanecendo ileso. Nesse processo, os bebês absorvem anticorpos maternos através do leite. Estes são absorvidos na superfície apical do epitélio intestinal e são liberados em direção ao fluido extracelular.

Exossomos como mensageiros intercelulares

No sistema imunológico, vesículas ou exossomos excretores, desempenham um papel importante na comunicação intercelular. Foi demonstrado que algumas células, como linfócitos B, secretam exossomos com moléculas essenciais para resposta imune adaptativa.

Esses exossomas também possuem transptídeos MHC específicos para MHC para células T específicas do sistema imunológico.

As células dendríticas também secretam exossomos com complexos de peptídeos MHC, que induzem respostas imunes antitumorais. Vários estudos indicaram que esses exossomos são excretados por algumas células e capturados por outros.

Dessa maneira, elementos moleculares importantes, como antígenos ou complexos peptídicos, que aumentam a faixa de antígenos que apresentam células são adicionados ou obtêm.

Da mesma forma, esse processo de troca de informações aumenta a eficácia da indução de respostas imunes, ou mesmo sinais negativos que levam à morte da célula -alvo.

Algumas tentativas foram realizadas no uso de exossomos, como um tipo de terapia contra o câncer em humanos, com o objetivo de transmitir informações que modula as células tumorais, levando -as à apoptose.

Exemplos

Em organismos como protozoários e esponjas que apresentam digestão intracelular, as substâncias nutricionais são absorvidas pela fagocitose e os restos não digeríveis são extraídos da célula por exocitose. No entanto, em outros organismos, o processo se torna mais complexo.

Exocitose em vertebrados

Em mamíferos durante a formação de eritrócitos, o núcleo, juntamente com outros contratos de organelas, tornando -se vestigial. Isso é então envolvido em uma vesícula biliar e expulso da célula através do processo de exocitose.

Por outro lado, muitas células endócrinas que armazenam hormônios em vesículas excretores, começam a exocitose somente depois de reconhecer um sinal da célula externa.

A exocitose cumpre papéis importantes em alguns mecanismos de respostas corporais, como inflamação. Este mecanismo de resposta é mediado principalmente pela histamina, presente em células de cevada.

Quando a histamina é liberada no exterior da célula através da exocitose, permite a dilatação dos vasos sanguíneos, tornando -os mais permeáveis. Além disso, a sensibilidade nos nervos do sensor aumenta, causando sintomas de inflamação.

Exocitose na liberação de neurotransmissores

Os neurotransmissores se movem rapidamente através da União Sináptica, juntando -se aos receptores de porção pós -sináptica. O armazenamento e liberação de neurotransmissores é realizado por um processo de várias etapas.

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Uma das etapas mais relevantes é a união das vesículas sinápticas para a membrana pré -sináptica e a liberação de seu conteúdo por exocitose para fenda sináptica. A liberação de serotonina por células neuronais ocorre dessa maneira.

Nesse caso, o mecanismo é desencadeado pela despolarização celular, que induz a abertura dos canais de cálcio e, uma vez que ele entra na célula, promove o mecanismo de expulsão desse neurotransmissor através das vesículas excretárias.

Exocitose em outros eucariotos

A exocitose é o meio pelo qual as proteínas da membrana são implantadas na membrana celular.

Nas células vegetais, a exocitose é usada na constituição das paredes celulares. Através desse processo, algumas proteínas e certos carboidratos que foram sintetizados no aparelho de Golgi, para o exterior da membrana, para serem usados ​​na construção da referida estrutura.

Em muitos protistas com parede celular ausente, há vacúolos contráteis que exercem a função das bombas celulares, eles reconhecem o excesso de água dentro do interior da célula e a expulsa fora dela, fornecendo um mecanismo de regulação osmótica. A operação da vacuola contrátil é realizada como um processo de exocitose.

Alguns vírus usam exocitose

Vírus de DNA com embalagem, use a exocitose como mecanismo de libertação. Após a multiplicação e montagem do virion na célula hospedeira e uma vez adquirido uma membrana envolvente da nucleoproteína, ele abandona o núcleo celular, emigrando para o retículo endoplasmático e a partir daí para as vesículas de expulsão.

Através desse mecanismo de liberação, a célula hospedeira permanece sem danos aparentes, em contraste com muitos outros vírus vegetais e animais que causam uma autólise celular para sair dessas células.

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