Eksocitoze ir vielu izdalīšanās process no šūnas iekšpuses uz ārpusi. Šis sarežģītais process notiek vairākos posmos. Izšķir konstitutīvo eksocitozi un stimulēto eksocitozi.
Kas ir eksocitoze?
Eksocitoze ir vielu izdalīšanās process no šūnas iekšpuses uz ārpusi. Attēlā redzams šūnas interjers ar komponentiem. Vielu izvadīšana no šūnas ir definēta kā eksocitoze. Process ir ļoti ātrs un kompakts. Vielas tiek atbrīvotas no intracelulārās telpas, ti, no šūnas iekšpuses, starpšūnu telpā, ārpus šūnas. Tieši pretējs gadījums ir endocitoze. Tā kā blakusproduktus un atkritumus, kas rodas šūnas vielmaiņas procesos, nevar pastāvīgi uzglabāt šūnā, šie produkti tiek noņemti. Golgi aparāts (šūnu organelle, kas atrodas tieši kodolā un ir atbildīgs par olbaltumvielu pielāgošanu), ir saista sevi ar atkritumu produktiem, kas piepildīti ar vezikulām. Tās ir eksosomas. Tie novērš atkritumu produktu nonākšanu saskarē ar citoplazmu (šūnu plazmu). Tā novēršana ir īpaši svarīga, jo vairs nevajadzīgi blakusprodukti, saduroties ar šūnu organoīdiem, var izraisīt bojājumus. Kad eksosoms sastopas ar šūnu membrānu, tas saplūst ar to un iztukšo saturu šūnas ārējā daļā.
Funkcija un uzdevums
Eksocitozei ir liela loma ne tikai aitu vielu izvadīšanā no šūnas. Eksocitozei ir arī svarīga loma šūnu kontrolētā noņemšanā un atbrīvošanā hormoni un neirotransmiteri (bioķīmiskais kurjers informācijas pārraidei no viena nerva uz otru). Izšķir divus galvenos eksocitozes veidus: konstitutīvā eksocitoze ir process, kurā notiek membrāna proteīni ir integrēti šūnu membrānu un biomembrāna (atdalošais slānis starp šūnu nodalījumiem) tiek atjaunots vai paplašināts. Procesu sauc par šūnu membrānu bioģenēze. Konstitutīvā eksocitoze ir īpaši svarīga balsta un saistaudu šūnās, kā proteīni tiek izlaisti arī ārpusē. Stimulētās eksocitozes gadījumā specifiskais stimuls ir hormons. Tas atrodas pie receptora (šūnas mērķa molekula, kas ir jutīga pret specifiskiem stimuliem) uz šūnas virsmas un izraisa signālu šūnas iekšienē. Tam ir svarīga loma hormoni stāšanās asinis un gremošanas sekrēciju izdalīšanās gremošanas sistēmas pārtikas putrā. Svarīgs stimulētās eksocitozes piemērs ir insulīna atlaidiet. Insulīna izdalīšanās ir eksocitozes process. Insulīna tiek ražots aizkuņģa dziedzerī. Sekrēciju stimulē palielināta glikoze līmeņos un arī bez maksas taukskābes un aminoskābes. Beta šūnas ražo vairāk adenozīns trifosfātu, un tas noved pie kālijs-atkarīgi kanāli. Insulīna sekrēcija tiek aktivizēta kā kalcijs joni no ārpusšūnu telpas nonāk beta šūnās. Insulīna pūslīši saplūst ar beta šūnas šūnas membrānu un iztukšojas uz āru. Ir sākusies insulīna sekrēcija. Insulīns nodrošina līdzsvarotu asinis glikoze līmenī. Ja šis process ir traucēts, pastāv risks diabēts. Daļa no sperma, kas sastāv no Prostatas, ir saistīta arī ar eksocitozi. Izveidotā sekrēcija no šūnām tiek transportēta uz urīnvada ar eksocitozi. Hormonu sekrēcijai eksocitoze ieņem īpašu vietu. Hormonu izdalīšanās process ir līdzīgs. Aktivizējošais signāls ir elektriskais impulss atbrīvojošajā šūnā. Hormons, piemēram, epinefrīns, pēc izlaišanas audu vidē tiek izlaists asinīs. Tas izraisa atšķirīgu reakciju atkarībā no mērķa orgāna. Neirotransmiteri kopā ar hormoni, ir arī svarīgs eksocitozes produkts. Viņi pārraida elektrisko nervu impulsu starp nervu šūnām. Līdz šim ir liels skaits neirotransmiteru, kas pozitīvi ietekmē cilvēka ķermeni. Iespējams, vissvarīgākais neiromeditors perifērijas nervu sistēmas is acetilholīns. Šī neiromeditors ļauj pārnest nervu impulsus uz muskuļiem. Ja sistēma izkļūst no kiltera, Parkinsona slimības simptomi, piemēram, var izraisīt trūkums dopamīna iekš smadzenes. Glutamāts ir svarīga loma smadzenes.Šī kurjera viela ir nepieciešama kustību kontrolei, maņu uztverei un arī atmiņa. Tādējādi Alcheimera pacientu atbrīvošana un uzņemšana glutamāts ir traucēta.
Slimības un traucējumi
Neirotransmiteru eksocitozi var novērst ar toksīniem organismā. Piemēram, toksīni no baktērijas of stingumkrampji ir toksiska iedarbība. Tā rezultātā rodas krampji un paralīze. Mantotā vielmaiņas slimība cistiskā fibroze ir arī nepareizas eksocitozes cēlonis. Skartās šūnas nevar iekļūt apkārtējos audos. Tā rezultātā bronhu sekrēcija, aizkuņģa dziedzera sekrēcija, žults un iekšējie dzimumorgāni kļūst viskozi, un skartajos orgānos rodas disfunkcijas. Parasti vīrusi atstāj saimniekšūnu eksocitozes ceļā un tāpēc inficē svešas šūnas. Lai apturētu vīrusi, tiek veikti pretvīrusu līdzekļi. Šie ir narkotikas kas kavē pavairošanu. Lai novērstu daudzas slimības, tagad ir iespējams vakcinēties. Vakcinācija sagatavo imūnā sistēma lai cīnītos pret patogēni. imūnā sistēma atzīst svešas struktūras un formas antivielas. Ļoti sarežģīta gadījumā vīrusi, piemēram, HI vīruss (HIV) vai hepatīts C, tas vēl nav iespējams. Tā kā vīrusi var mainīties neparedzamā laikā, vakcīnas izstrāde ir ļoti sarežģīta. Pieaugošās zināšanas par neirotransmiteru funkcijām sniedz arī sākumpunktus efektīvu izstrādei narkotikas, piemēram, domēnam depresija.
