La exocitosis es un tipo de transporte a través de la membrana celular que permite la liberación de sustancias desde el citoplasma hacia el exterior de la célula. A través de este mecanismo, en general, se secretan las moléculas de exportación de gran tamaño (como proteínas, lipoproteínas, polisacáridos y polinucleótidos) que no pueden atravesar la membrana celular por otros medios.
Mecanismo de la exocitosis
Para que las sustancias puedan ser exportadas, primero son envueltas con una bicapa lipídica formando vesículas intracelulares que pueden tener entre 50 y 400 nm de diámetro. Este empaquetamiento ocurre, en general, en el Complejo de Golgi. Las vesículas resultantes son liberadas dentro del citoplasma celular y son cubiertas por la proteína clatrina, y por otras proteínas específicas como COP-I y COP-II que median el transporte de la vesícula hasta la membrana plasmática. Una vez listas, dichas vesículas se fusionan con la membrana de la célula desde su cara interna, y liberan el material que contienen hacia el exterior.
La fusión de las vesículas en la cara interna de la membrana plasmática se produce gracias a la acción de proteínas específicas denominadas ‘’de fusión’’ que median el proceso. Luego de la fusión, la membrana de la vesícula puede reciclarse retornando hacia el citoplasma mediante el proceso de endocitosis.
Existen dos tipos de mecanismo de exocitosis
– Mecanismo constitutivo: A través de este mecanismo, la exocitosis se produce de forma continua, secretando proteínas inmediatamente luego de que son sintetizadas dentro de la célula. Un ejemplo de este comportamiento se observa en la secreción de anticuerpos por parte de los linfocitos B plasmáticos. Todas las células presentan algún grado de exocitosis constitutiva de diferentes tipos de proteínas.
– Mecanismo de secreción regulada: Se da en células especializadas, como las neuronas, las células endocrinas y exocrinas. En este caso, las proteínas que serán secretadas se sintetizan y son almacenadas dentro de la célula en vesículas, y la exportación a través de exocitosis se produce, en general, en respuesta a señales o estímulos externos. Por ejemplo, la secreción de insulina por parte de las células glandulares del páncreas se produce en respuesta al aumento de los niveles de azúcar en el torrente sanguíneo, tras una ingesta de alimentos. Otro ejemplo que podemos mencionar es la liberación de neurotransmisores en las terminales sinápticas de las neuronas. En ese caso, la exocitosis se produce en respuesta a una señal que provoca la entrada masiva al citoplasma de iones calcio (Ca2+).
Dado que requiere gasto de energía, la exocitosis es de un tipo de transporte activo.
Moléculas de exportación
Las moléculas que suelen ser exportadas de la célula a través del mecanismo de exocitosis incluyen neurotransmisores (en las terminales sinápticas de las neuronas), enzimas digestivas (en algunos tipos celulares que forman el páncreas y el tubo digestivo), y hormonas (en las células glandulares de la hipófisis o del páncreas, entre otras).
Además, a través del mecanismo de exocitosis, los receptores de membrana y distintas proteínas integrales de membrana quedan ancladas en la membrana plasmática, formando primero parte de la membrana vesicular y luego incorporándose en la membrana plasmática cuando la vesícula se fusiona con la misma.
Destino final del material exportado por exocitosis
El destino final de las moléculas exportadas mediante el mecanismo de exocitosis tiene múltiples y variables destinos finales. Por ejemplo, las enzimas digestivas que producen las células del páncreas son vertidas finalmente en el tubo digestivo, ayudando a la digestión de los alimentos ingeridos.
Por otra parte, los neurotransmisores son los responsables de la transmisión de las señales entre las neuronas contiguas, y entre éstas y células efectoras, como las células musculares y glandulares. Gracias a este proceso, que ocurre con una rapidez en el orden de los milisegundos, somos capaces de regular nuestro medio interno e interactuar con el medio que nos rodea, entre otras cosas.
Las hormonas, por su parte, son moléculas que llegan al torrente sanguíneo. Allí son transportadas hacia lugares lejanos dentro del cuerpo, y tendrán una gran variedad de efectos en células distantes. Por ejemplo, las hormonas son las responsables de la regulación de los procesos reproductivos que ocurren en nuestro organismo.
Como se mencionó anteriormente, también hay moléculas que pueden quedan ancladas en la cara externa de la membrana celular. En este caso, dichas moléculas permiten la interacción de la célula con su medio circundante. Por ejemplo, muchos de estos receptores reciben las señales de hormonas o neurotransmisores secretados por otras células del organismo. Una vez unido a su ligando, los receptores generan cascadas de señalización intracelulares que tienen múltiples efectos, muchos de los cuales involucran la regulación de la expresión génica.
Autora
Escrito por Tatiana Bengochea para la Edición #118 de Enciclopedia Asigna, en 11/2022. Tatiana es Lic. en Ciencias Biológicas y Prof. en Biología. Graduada en la UBA, Arg.