Εξοκύτωση είναι η διαδικασία της μετακίνησης υλικών από μέσα σε ένα κύτταρο στο εξωτερικό του κελύφους. Αυτή η διαδικασία απαιτεί ενέργεια και ως εκ τούτου είναι ένα είδος ενεργού μεταφοράς. Η εξωκύτωση είναι μια σημαντική διαδικασία φυτικά και ζωικά κύτταρα καθώς εκτελεί την αντίθετη λειτουργία του ενδοκυττάρωση. Στην ενδοκύτωση, οι ουσίες που είναι εξωτερικές σε ένα κύτταρο εισάγονται στο κύτταρο.
Στην εξωκυττάρωση, κυστίδια συνδεδεμένα με μεμβράνη που περιέχουν κυτταρικά μόρια μεταφέρονται στο κυτταρική μεμβράνη. Τα κυστίδια διασυνδέονται με την κυτταρική μεμβράνη και αποβάλλουν τα περιεχόμενά τους στο εξωτερικό της κυψέλης. Η διαδικασία της εξωκυττάρωσης μπορεί να συνοψιστεί σε λίγα βήματα.
Η εξωκύτωση εξυπηρετεί αρκετές σημαντικές λειτουργίες, καθώς επιτρέπει στα κύτταρα να εκκρίνουν απορριπτόμενες ουσίες και μόρια, όπως ορμόνες και πρωτεΐνες. Η εξocytosis είναι επίσης σημαντική για το χημικό μήνυμα και την επικοινωνία μεταξύ κυττάρων και κυττάρων. Επιπλέον, η εξωκύτωση χρησιμοποιείται για την ανοικοδόμηση της κυτταρικής μεμβράνης με σύντηξη
λιπίδια και οι πρωτεΐνες απομακρύνονται μέσω ενδοκυττάρωσης πίσω στη μεμβράνη.Τα εξωκυτταρικά κυστίδια που περιέχουν πρωτεϊνικά προϊόντα τυπικά προέρχονται από ένα organelle ονομάζεται Συσκευές Golgi, ή Σύμπλεγμα Golgi. Πρωτεΐνες και λιπίδια που συντίθενται στο ενδοπλασματικό δίκτυο αποστέλλονται σε συγκροτήματα Golgi για τροποποίηση και διαλογή. Μόλις υποβληθούν σε επεξεργασία, τα προϊόντα περιέχονται σε εκκριτικά κύπελλα, τα οποία προέρχονται από τη μετωπική επιφάνεια της συσκευής Golgi.
Άλλα κυστίδια που διασυνδέονται με την κυτταρική μεμβράνη δεν προέρχονται απευθείας από τη συσκευή Golgi. Έχουν σχηματιστεί μερικές κυστίδια πρώιμα ενδοσώματα, τα οποία είναι σάκοι μεμβράνης που βρίσκονται στο κυτόπλασμα. Τα πρώιμα ενδοσώματα συγχωνεύονται με κυστίδια εσωτερικευμένα από ενδοκυττάρωση της κυτταρικής μεμβράνης. Αυτά τα ενδοσώματα ταξινομούν το εσωτερικό υλικό (πρωτεΐνες, λιπίδια, μικρόβια κλπ.) Και κατευθύνουν τις ουσίες στους σωστούς προορισμούς τους. Τα κυστίδια μεταφοράς μεταβάλλονται από τα πρώιμα ενδοσώματα που στέλνουν τα απόβλητα λυσοσώματα για την αποικοδόμηση, ενώ επιστρέφουν πρωτεΐνες και λιπίδια στην κυτταρική μεμβράνη. Vesicles που βρίσκονται στα συνοπτικά τερματικά στο νευρώνες είναι επίσης παραδείγματα κυστιδίων που δεν προέρχονται από σύμπλοκα Golgi.
Υπάρχουν τρία κοινά μονοπάτια εξωκυττάρωσης. Ένα μονοπάτι, συστατική εξωκύτωση, περιλαμβάνει την τακτική έκκριση μορίων. Αυτή η ενέργεια εκτελείται από όλα τα κελιά. Η συστατική εξωκυττάρωση λειτουργεί για την παροχή πρωτεϊνών και λιπιδίων μεμβράνης στην επιφάνεια του κυττάρου και για την αποβολή ουσιών στο εξωτερικό του κυττάρου.
Ρυθμιζόμενη εξωκύτωση βασίζεται στην παρουσία εξωκυτταρικών σημάτων για την απομάκρυνση υλικών μέσα σε κυστίδια. Η ρύθμιση της εξωκυττάρωσης συμβαίνει συχνά στα εκκριτικά κύτταρα και όχι σε όλα τύπους κυττάρων. Τα εκκριτικά κύτταρα αποθηκεύουν προϊόντα όπως ορμόνες, νευροδιαβιβαστές και πεπτικά ένζυμα που απελευθερώνονται μόνο όταν ενεργοποιούνται από εξωκυτταρικά σήματα. Τα εκκριτικά κύπελλα δεν ενσωματώνονται στο κυτταρική μεμβράνη αλλά ασφαλίζονται μόνο για αρκετό καιρό για να απελευθερώσουν το περιεχόμενό τους. Μόλις γίνει η παράδοση, τα κυστίδια μεταμορφώνονται και επιστρέφουν στο κυτταρόπλασμα.
Μια τρίτη οδός για την εξωκυττάρωση στα κύτταρα περιλαμβάνει τη σύντηξη των κυστιδίων με λυσοσώματα. Αυτά τα οργανίδια περιέχουν ένζυμα όξινης υδρολάσης που διασπούν τα απορρίμματα, μικροβίων, και κυτταρικά υπολείμματα. Λυσοσώματα μεταφέρουν το αφομοιωμένο υλικό τους στην κυτταρική μεμβράνη όπου τήζονται με τη μεμβράνη και απελευθερώνουν τα περιεχόμενά τους στην εξωκυτταρική μήτρα.
Η εξωκύτωση εμφανίζεται σε τέσσερα βήματα συστατική εξωκύτωση και σε πέντε βήματα ρυθμιζόμενη εξωκύτωση. Αυτά τα βήματα περιλαμβάνουν τη διακίνηση κυψελίδων, τη σύνδεση, την αποδέσμευση, την εκκίνηση και την τήξη.
Η εξωκύτωση χρησιμοποιείται από έναν αριθμό κυττάρων στο σώμα ως μέσο μεταφοράς πρωτεϊνών και για επικοινωνία μεταξύ κυττάρων και κυττάρων. Στο παγκρέας, μικρές συστάδες κυττάρων που ονομάζονται νησίδες του Langerhans παράγουν το ορμόνες ινσουλίνη και γλυκαγόνη. Αυτές οι ορμόνες φυλάσσονται σε εκκριτικά κοκκία και απελευθερώνονται με εξωκύτωση όταν λαμβάνονται σήματα.
Όταν η συγκέντρωση γλυκόζης στο αίμα είναι υπερβολικά υψηλή, η ινσουλίνη απελευθερώνεται από κύτταρα βήτα νησιδίων που προκαλούν κύτταρα και ιστούς να πάρει τη γλυκόζη από το αίμα. Όταν οι συγκεντρώσεις γλυκόζης είναι χαμηλές, η γλυκαγόνη εκκρίνεται από κύτταρα άλφα νησίδων. Αυτό προκαλεί το συκώτι για τη μετατροπή του αποθηκευμένου γλυκογόνου σε γλυκόζη. Στη συνέχεια, η γλυκόζη απελευθερώνεται στο αίμα προκαλώντας αύξηση των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα. Εκτός από τις ορμόνες, το πάγκρεας εκκρίνει επίσης πεπτικά ένζυμα (πρωτεάσες, λιπάσες, αμυλάσες) με εξωκύτωση.
Εξωκυττάρωση των συνάψεων κυστιδίων εμφανίζεται στο νευρώνες απο νευρικό σύστημα. Τα νευρικά κύτταρα επικοινωνούν μέσω ηλεκτρικών ή χημικών (νευροδιαβιβαστών) σημάτων που περνούν από έναν νευρώνα στο επόμενο. Οι νευροδιαβιβαστές μεταδίδονται με εξωκύτωση. Είναι χημικά μηνύματα από τα οποία μεταφέρονται νεύρο να νεύρων από τα συνοπτικά κυστίδια. Τα συναπτικά κυστίδια είναι μεμβρανώδεις σάκοι που σχηματίζονται από ενδοκυττάρωση της μεμβράνης πλάσματος σε προ-συναπτικά νευρικά τερματικά.
Μόλις σχηματιστούν, αυτά τα κυστίδια γεμίζουν με νευροδιαβιβαστές και στέλνονται προς μια περιοχή της μεμβράνης του πλάσματος που ονομάζεται ενεργή ζώνη. Το συναπτικό κυστίδιο περιμένει ένα σήμα, μια εισροή ιόντων ασβεστίου που προκαλείται από ένα δυναμικό δράσης, το οποίο επιτρέπει στην κυστική κυψελίδα να αποκολληθεί στην προ-συναπτική μεμβράνη. Η πραγματική σύντηξη του κυστιδίου με την προ-συναπτική μεμβράνη δεν λαμβάνει χώρα μέχρι να εμφανιστεί μια δεύτερη εισροή ιόντων ασβεστίου.
Μετά τη λήψη του δεύτερου σήματος, το συναπτικό κυστίδιο διασυνδέεται με την προ-συναπτική μεμβράνη δημιουργώντας πόρους σύντηξης. Αυτός ο πόρος επεκτείνεται καθώς οι δύο μεμβράνες γίνονται ένα και οι νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται στη συναπτική σχισμή (χάσμα μεταξύ των προ-συναπτικών και των μετασυναπτικών νευρώνων). Οι νευροδιαβιβαστές δεσμεύονται στους υποδοχείς στον μετα-συναπτικό νευρώνα. Ο μετασυναπτικός νευρώνας μπορεί είτε να διεγείρεται είτε να αναστέλλεται από τη σύνδεση των νευροδιαβιβαστών.
Ενώ η εξωκύτωση είναι μια μορφή ενεργού μεταφοράς που μετακινεί ουσίες και υλικά από το εσωτερικό ενός κυττάρου προς το εξωτερικό του κυττάρου, η ενδοκύτωση είναι ο αντίθετος καθρέφτης. Στην ενδοκύτωση, ουσίες και υλικά που βρίσκονται έξω από ένα κύτταρο μεταφέρονται στο εσωτερικό του κυττάρου. Όπως και η εξωκυττάρωση, η ενδοκύτωση απαιτεί ενέργεια, έτσι είναι και μια μορφή ενεργή μεταφορά.
Όπως και η εξωκύτωση, η ενδοκύτωση έχει διάφορους τύπους. Οι διάφοροι τύποι είναι παρόμοιοι στο ότι η βασική υποκείμενη διαδικασία περιλαμβάνει τη δημιουργία μεμβράνης πλάσματος μια τσέπη ή μια διείσδυση και που περιβάλλει την υποκείμενη ουσία που πρέπει να μεταφερθεί στην κύτταρο. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι ενδοκυττάρωσης: φαγοκυττάρωση, pinocytosis, καθώς και ενδοκυττάρωση που προκαλείται από υποδοχείς.