Eksotsütoos

Eksotsütoos on ainete vabastamine raku seest väljapoole. See keeruline protsess toimub mitmes etapis. Eristatakse konstitutiivset eksotsütoosi ja stimuleeritud eksotsütoosi.

Mis on eksotsütoos?

Ainete väljutamine rakust on määratletud kui eksotsütoos. Protsess on väga kiire ja kompaktne. Ained vabastatakse rakusisest ruumist, s.o raku seest, rakkudevahelisse ruumi, väljaspool raku. Endotsütoos on täpselt vastupidine.

Kuna raku metaboolsete protsesside käigus tekkivaid kõrvalsaadusi ja jäätmeid ei saa raku sisemuses püsivalt säilitada, eemaldatakse need tooted.

Golgi aparaat (raku organell, mis asub otse rakutuuma kõrval ja vastutab valkude kohandamise eest) ahendab end jäätmematerjalidega täidetud vesiikulitega. Need on eksosoomid. Need väldivad jäätmete kokkupuudet tsütoplasmaga (raku plasma).

Selle vältimine on eriti oluline, kuna kõrvaltooted, mida enam ei vajata, võivad raku organellidega kokkupuutel kahjustada. Kui eksosoom tabab rakumembraani, sulandub see sellega ja tühjendab selle sisu raku välispinnale.

Funktsioon ja ülesanne

Eksotsütoos ei mängi suurt rolli ainult lammaste eemaldamisel rakust. Eksotsütoosil on oluline roll ka hormoonide ja neurotransmitterite (biokeemiline messenger - aine ühelt närvilt teisele edastamiseks) raku kontrollitud eemaldamisel ja vabanemisel.

Eristatakse kahte peamist eksotsütoosi tüüpi: konstitutiivne eksotsütoos on protsess, mille käigus membraaniproteiinid integreeritakse rakumembraani ja biomembraan (eraldav kiht rakukambrite vahel) uuendatakse või laiendatakse.

Protsess on tuntud kui rakumembraani biogenees. Konstitutiivne eksotsütoos on eriti oluline tugi- ja sidekoe rakkudes, kuna valke eraldub ka väljapoole.

Stimuleeritud eksotsütoosi korral on spetsiifiliseks stiimuliks hormoon. See asub retseptoril (raku sihtmolekul, mis on tundlik teatud stiimulite suhtes) raku pinnal ja käivitab signaali raku sees. See mängib olulist rolli hormoonide vabanemisel verre ja seedetrakti sekretsioonide vabastamisel seedesüsteemi tselluloosi. Stimuleeritud eksotsütoosi oluline näide on insuliini kohaletoimetamine.

Insuliini sekretsioon on eksotsütoosi protsess. Insuliini toodetakse kõhunäärmes. Vabanemist stimuleerib suurenenud glükoosisisaldus ning ka vabad rasvhapped ja aminohapped. Beetarakud toodavad rohkem adenosiintrifosfaati ja see viib kaaliumsõltuvate kanalite ummistumiseni.

Insuliini vabanemist aktiveerivad rakuvälisest ruumist beetarakkudesse tungivad kaltsiumiioonid. Insuliini vesiikulid sulanduvad beetaraku rakumembraaniga ja tühjenevad väljapoole. Insuliin on hakanud vabanema. Insuliin tagab tasakaalustatud veresuhkru taseme. Kui see protsess on häiritud, on diabeedi oht.

Osa spermat, mis koosneb eesnäärme sekretsioonist, seostatakse ka eksotsütoosiga. Toodetud sekretsioon transporditakse rakkudest välja eksotsütoosi kaudu kusejuhi.

Hormoonide vabanemisel on eriline tähtsus eksotsütoosil. Hormoonide vabastamise protsess on analoogne. Vallandav signaal on elektriline impulss vabastavas lahtris. Hormoon, näiteks adrenaliin, vabaneb vereringes pärast selle vabanemist ümbritsevasse koesse. Sõltuvalt sihtorganist vallandab see erineva reaktsiooni.

Lisaks hormoonidele on eksotsütoosi oluline toode ka neurotransmitterid. Nad edastavad närvirakkude vahel elektrilise närviimpulsi.

Siiani on suur hulk neurotransmittereid, millel on inimkehale positiivne mõju. Perifeerse närvisüsteemi kõige olulisem neurotransmitter on atsetüülkoliin. See virgatsaine võimaldab närviimpulsse lihastesse edastada. Kui süsteem on tasakaalust väljas, võivad Parkinsoni tõve sümptomid esile kutsuda dopamiini puudus ajus.

Glutamaat on ajus oluline. See virgatsaine on vajalik liikumise juhtimiseks, sensoorseks tajumiseks ja ka mälu jaoks. Alzheimeri tõvega patsientidel on glutamaadi vabanemine ja imendumine häiritud.

Haigused ja tervisehäired

Keha toksiinid võivad ära hoida neurotransmitterite eksotsütoosi. Näiteks on teetanusebakterite toksiinid mürgised. Selle tulemuseks on krambid ja halvatus.

Päriliku metaboolse haiguse tsüstiline fibroos on ka ebaõige eksotsütoosi põhjus. Mõjutatud rakud ei saa ümbritsevasse koesse tungida. Selle tagajärjel muutuvad bronhide sekretsioon, kõhunäärme, sapi ja sisemiste suguelundite sekretsioon viskoosseks ja mõjutatud elundites esinevad funktsionaalsed häired.

Üldiselt lahkuvad viirused peremeesrakust eksotsütoosi kaudu ja ründavad seetõttu võõraid rakke. Viirusevastaseid ravimeid võetakse selleks, et peatada viiruse paljunemine. Need on ravimid, mis pärsivad paljunemist.

Paljude haiguste ennetamiseks on nüüd võimalik vaktsineerida. Vaktsineerimine valmistab immuunsussüsteemi ette kaitsma patogeene. Immuunsüsteem tunneb ära võõrstruktuure ja moodustab antikehi.

Väga keerukate viiruste, näiteks HI-viiruse (HIV) või C-hepatiidi korral pole see veel võimalik. Kuna viirused võivad ettearvamatu aja jooksul muutuda, on vaktsiini väljatöötamine väga keeruline.

Kasvavad teadmised neurotransmitterite funktsioonide kohta pakuvad lähtepunkte ka tõhusate ravimite, näiteks depressiooni, väljatöötamiseks.