Exocytose est le processus de déplacement de matériaux à l'intérieur d'un cellule à l'extérieur de la cellule. Ce processus nécessite de l'énergie et est donc un type de transport actif. L'exocytose est un processus important de cellules végétales et animales car il remplit la fonction opposée de endocytose. Dans l'endocytose, des substances externes à une cellule sont introduites dans la cellule.
Dans l'exocytose, les vésicules liées à la membrane contenant des molécules cellulaires sont transportées membrane cellulaire. Les vésicules fusionnent avec la membrane cellulaire et expulsent leur contenu vers l'extérieur de la cellule. Le processus d'exocytose peut être résumé en quelques étapes.
L'exocytose remplit plusieurs fonctions importantes car elle permet aux cellules de sécréter des déchets et des molécules, comme les hormones et protéines. L'exocytose est également importante pour la messagerie de signaux chimiques et la communication de cellule à cellule. De plus, l'exocytose est utilisée pour reconstruire la membrane cellulaire par fusion
lipides et les protéines retirées par endocytose dans la membrane.Les vésicules exocytotiques contenant des produits protéiques sont généralement dérivées organelle appelé le Appareil de Golgi, ou Complexe de Golgi. Protéines et lipides synthétisés dans le réticulum endoplasmique sont envoyés aux complexes de Golgi pour modification et tri. Une fois transformés, les produits sont contenus dans des vésicules sécrétoires qui bourgeonnent de la face trans de l'appareil de Golgi.
D'autres vésicules qui fusionnent avec la membrane cellulaire ne proviennent pas directement de l'appareil de Golgi. Certaines vésicules sont formées de endosomes précoces, qui sont des sacs membranaires trouvés dans cytoplasme. Les endosomes précoces fusionnent avec les vésicules intériorisées par l'endocytose de la membrane cellulaire. Ces endosomes trient le matériel internalisé (protéines, lipides, microbes, etc.) et dirigent les substances vers leurs destinations appropriées. Les vésicules de transport bourgeonnent des premiers endosomes, envoyant des déchets vers lysosomes pour la dégradation, tout en renvoyant les protéines et les lipides à la membrane cellulaire. Vésicules situées aux terminaux synaptiques les neurones sont également des exemples de vésicules qui ne sont pas dérivées de complexes de Golgi.
Il existe trois voies courantes d'exocytose. Une voie, exocytose constitutive, implique la sécrétion régulière de molécules. Cette action est effectuée par toutes les cellules. L'exocytose constitutive fonctionne pour fournir des protéines membranaires et des lipides à la surface de la cellule et pour expulser des substances vers l'extérieur de la cellule.
Exocytose régulée repose sur la présence de signaux extracellulaires pour l'expulsion des matériaux dans les vésicules. L'exocytose régulée se produit couramment dans les cellules sécrétoires et pas dans tous types de cellules. Les cellules sécrétoires stockent des produits tels que les hormones, les neurotransmetteurs et les enzymes digestives qui ne sont libérés que lorsqu'ils sont déclenchés par des signaux extracellulaires. Les vésicules sécrétoires ne sont pas incorporées dans le membrane cellulaire mais fusionnez seulement assez longtemps pour libérer leur contenu. Une fois l'accouchement effectué, les vésicules se reforment et retournent dans le cytoplasme.
Une troisième voie d'exocytose dans les cellules implique la fusion des vésicules avec lysosomes. Ces organites contiennent des enzymes hydrolases acides qui décomposent les déchets, microbeset les débris cellulaires. Lysosomes transporter leur matériel digéré à la membrane cellulaire où ils fusionnent avec la membrane et libèrent leur contenu dans la matrice extracellulaire.
L'exocytose se déroule en quatre étapes exocytose constitutive et en cinq étapes exocytose régulée. Ces étapes incluent le trafic de vésicules, l'attache, l'amarrage, l'amorçage et la fusion.
L'exocytose est utilisée par un certain nombre de cellules du corps comme moyen de transport des protéines et pour la communication de cellule à cellule. dans le pancréas, de petits groupes de cellules appelés îlots de Langerhans produire le les hormones insuline et glucagon. Ces hormones sont stockées dans des granules sécrétoires et libérées par exocytose lors de la réception des signaux.
Lorsque la concentration de glucose dans le du sang est trop élevé, l'insuline est libérée par les cellules bêta des îlots, provoquant tissus pour absorber le glucose du sang. Lorsque les concentrations de glucose sont faibles, le glucagon est sécrété par les cellules alpha des îlots. Cela provoque la foie pour convertir le glycogène stocké en glucose. Le glucose est ensuite libéré dans le sang, entraînant une augmentation de la glycémie. En plus des hormones, le pancréas sécrète également des enzymes digestives (protéases, lipases, amylases) par exocytose.
Exocytose synaptique des vésicules se produit dans les neurones du système nerveux. Les cellules nerveuses communiquent par des signaux électriques ou chimiques (neurotransmetteurs) qui sont transmis d'un neurone au suivant. Les neurotransmetteurs sont transmis par exocytose. Ce sont des messages chimiques qui sont transportés de nerf au nerf par des vésicules synaptiques. Les vésicules synaptiques sont des sacs membraneux formés par l'endocytose de la membrane plasmique aux terminaisons nerveuses pré-synaptiques.
Une fois formées, ces vésicules sont remplies de neurotransmetteurs et envoyées vers une zone de la membrane plasmique appelée zone active. La vésicule synaptique attend un signal, un afflux d'ions calcium provoqué par un potentiel d'action, qui permet à la vésicule de s'arrimer à la membrane pré-synaptique. La fusion réelle de la vésicule avec la membrane pré-synaptique ne se produit pas avant un deuxième afflux d'ions calcium.
Après avoir reçu le deuxième signal, la vésicule synaptique fusionne avec la membrane pré-synaptique créant un pore de fusion. Ce pore se dilate lorsque les deux membranes deviennent une et les neurotransmetteurs sont libérés dans la fente synaptique (écart entre les neurones pré-synaptiques et post-synaptiques). Les neurotransmetteurs se lient aux récepteurs du neurone post-synaptique. Le neurone post-synaptique peut être excité ou inhibé par la liaison des neurotransmetteurs.
Alors que l'exocytose est une forme de transport actif qui déplace les substances et les matériaux de l'intérieur d'une cellule vers l'extérieur de la cellule, l'endocytose est le miroir opposé. Dans l'endocytose, les substances et les matériaux qui sont à l'extérieur d'une cellule sont transportés à l'intérieur de la cellule. Comme l’exocytose, l’endocytose nécessite de l’énergie, c’est aussi une forme de transport actif.
Comme l'exocytose, l'endocytose a plusieurs types différents. Les différents types sont similaires en ce que le processus sous-jacent de base implique la formation de la membrane plasmique une poche ou une invagination et entourant la substance sous-jacente qui doit être transportée dans le cellule. Il existe trois principaux types d'endocytose: la phagocytose, pinocytose, ainsi que l'endocytose médiée par les récepteurs.