Exocytose

Exocytose est le processus de libération de substances de l'intérieur de la cellule vers l'extérieur. Ce processus complexe se déroule en plusieurs étapes. Une distinction est faite entre l'exocytose constitutive et l'exocytose stimulée.

Qu'est-ce que l'exocytose?

Le rejet de substances de la cellule est défini comme une exocytose. Le processus est très rapide et compact. Des substances sont libérées de l'espace intracellulaire, c'est-à-dire de l'intérieur de la cellule, dans l'espace intercellulaire, à l'extérieur de la cellule. C'est exactement le contraire de l'endocytose.

Étant donné que les sous-produits et les déchets qui surviennent au cours des processus métaboliques dans la cellule ne peuvent pas être stockés en permanence à l'intérieur de la cellule, ces produits sont éliminés.

L'appareil de Golgi (organite cellulaire qui se trouve directement à côté du noyau cellulaire et est responsable de l'adaptation des protéines) se resserre avec des vésicules remplies de déchets. Ce sont les exosomes. Ceux-ci empêchent les déchets d'entrer en contact avec le cytoplasme (plasma cellulaire).

Empêcher cela est particulièrement important, car les sous-produits qui ne sont plus nécessaires peuvent causer des dommages lorsqu'ils entrent en contact avec des organites cellulaires. Lorsque l'exosome frappe la membrane cellulaire, il fusionne avec elle et vide le contenu à l'extérieur de la cellule.

Fonction et tâche

L'exocytose ne joue pas seulement un rôle majeur dans l'élimination de la matière ovine de la cellule. L'exocytose joue également un rôle important dans l'élimination contrôlée par les cellules et la libération d'hormones et de neurotransmetteurs (substance messagère biochimique permettant de transmettre des informations d'un nerf à l'autre).

On distingue deux grands types d'exocytose: l'exocytose constitutive est le processus par lequel les protéines membranaires sont intégrées dans la membrane cellulaire et la biomembrane (couche de séparation entre les compartiments cellulaires) se renouvelle ou se dilate.

Le processus est connu sous le nom de biogenèse de la membrane cellulaire. L'exocytose constitutive est particulièrement importante dans les cellules du tissu de soutien et conjonctif, car les protéines sont également libérées vers l'extérieur.

Dans l'exocytose stimulée, le stimulus spécifique est une hormone. Il est situé sur un récepteur (molécule cible d'une cellule sensible à certains stimuli) à la surface de la cellule et déclenche un signal à l'intérieur de la cellule. Cela joue un rôle important dans la libération d'hormones dans le sang et dans la libération de sécrétions digestives dans la pulpe du système digestif. Un exemple important d'exocytose stimulée est l'administration d'insuline.

La sécrétion d'insuline est un processus d'exocytose. L'insuline est produite dans le pancréas. La libération est stimulée par une teneur accrue en glucose et également par des acides gras libres et des acides aminés. Les cellules bêta produisent plus d'adénosine triphosphate, ce qui entraîne un blocage des canaux potassiques.

La libération d'insuline est activée par des ions calcium pénétrant dans les cellules bêta depuis l'espace extracellulaire. Les vésicules d'insuline fusionnent avec la membrane cellulaire de la cellule bêta et se vident vers l'extérieur. L'insuline a commencé à être libérée. L'insuline assure un taux de sucre dans le sang équilibré. Si ce processus est perturbé, il existe un risque de diabète.

Une partie du sperme, qui consiste en la sécrétion de la prostate, est également associée à une exocytose. La sécrétion produite est transportée hors des cellules par exocytose dans l'uretère.

L'exocytose est particulièrement importante pour la libération d'hormones. Le processus de libération des hormones est analogue. Le signal de déclenchement est une impulsion électrique dans la cellule de déclenchement. L'hormone, comme l'adrénaline, est libérée dans la circulation sanguine après avoir été libérée dans les tissus environnants. Selon l'organe cible, il déclenche une réaction différente.

En plus des hormones, les neurotransmetteurs sont également un produit important de l'exocytose. Ils transmettent l'influx nerveux électrique entre les cellules nerveuses.

Jusqu'à présent, il existe un grand nombre de neurotransmetteurs qui ont un effet positif sur le corps humain. Le neurotransmetteur le plus important du système nerveux périphérique est l'acétylcholine. Cette substance messagère permet la transmission de l'influx nerveux aux muscles. Si le système est déséquilibré, les symptômes de la maladie de Parkinson peuvent être déclenchés par un manque de dopamine dans le cerveau.

Le glutamate est important dans le cerveau. Cette substance messagère est nécessaire pour le contrôle du mouvement, pour la perception sensorielle et aussi pour la mémoire. La libération et l'absorption du glutamate sont altérées chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer.

Maladies et affections

L'exocytose des neurotransmetteurs peut être évitée par des toxines dans le corps. Par exemple, les toxines des bactéries tétaniques sont toxiques. Cela entraîne des crampes et une paralysie.

La maladie métabolique héréditaire de la fibrose kystique est également une cause d'exocytose incorrecte. Les cellules affectées ne peuvent pas pénétrer dans les tissus environnants. En conséquence, la sécrétion bronchique, la sécrétion du pancréas, la bile et les organes génitaux internes deviennent visqueux et des troubles fonctionnels se produisent dans les organes affectés.

En général, les virus quittent la cellule hôte par exocytose et attaquent donc les cellules étrangères. Les antiviraux sont pris pour empêcher le virus de se multiplier. Ce sont des médicaments qui inhibent la reproduction.

Pour prévenir de nombreuses maladies, il est désormais possible de se faire vacciner. La vaccination prépare le système immunitaire à se défendre contre les agents pathogènes. Le système immunitaire reconnaît les structures étrangères et forme des anticorps.

Cela n'est pas encore possible avec des virus très complexes, tels que le virus HI (VIH) ou l'hépatite C. Étant donné que les virus peuvent changer dans un temps imprévisible, il est très difficile de développer un vaccin.

La connaissance croissante des fonctions des neurotransmetteurs fournit également des points de départ pour le développement de médicaments efficaces, comme pour la dépression.