Exocytose : étapes

L’exocytose est un processus cellulaire par lequel de petites vésicules présentes à l’intérieur des cellules fusionnent avec la membrane cellulaire, expulsant ainsi leur contenu vers l’extérieur de la cellule. Il s’agit d’un processus actif qui nécessite de l’énergie à la fois pour le transport des vésicules depuis leur lieu de fabrication dans l’appareil de Golgi jusqu’à la partie de la membrane cellulaire où elles seront fusionnées, et pour le processus de fusion lui-même.

Ce type de processus biologique se produit dans toutes les cellules eucaryotes. L’exocytose remplit différentes fonctions dans les différents types de cellules et de tissus dont ces cellules font partie. De plus, elle est associée à l’endocytose (incorporation dans la cellule de matériel étranger), qui est le processus inverse de l’exocytose, pour réguler différents aspects de la fonction cellulaire.

types d’exocytose

Il existe deux types d’exocytose :

• exocytose constitutive
• exocytose régulée

Ces deux processus diffèrent par leur mode de démarrage, ainsi que par la fonction qu’ils remplissent, et sont décrits ci-dessous.

exocytose constitutive

Ce type d’exocytose se caractérise par se produire constamment au cours du cycle de vie normal de la cellule, sans l’intervention de signaux extracellulaires ou intracellulaires. Toutes les cellules de l’organisme réalisent ce type d’exocytose, qui permet la sécrétion des substances qui composent la matrice extracellulaire. Outre cette fonction, l’exocytose constitutive permet de maintenir l’équilibre de la membrane plasmique, puisqu’elle sert à reconstituer les molécules faisant partie de la membrane et perdues lors du processus d’endocytose.

exocytose régulée

L’exocytose régulée est un type d’exocytose contrôlée par des stimuli externes. Il consiste en un mécanisme de sécrétion de différentes substances chimiques, telles que des neurotransmetteurs, des hormones ou d’autres substances chimiques importantes, en réponse à un stimulus qui peut être à la fois chimique et électrique.

Par exemple, l’exocytose régulée est le mécanisme par lequel les neurones libèrent des neurotransmetteurs au niveau de la synapse neuronale ou de la jonction neuromusculaire. Ce processus est généralement déclenché par une augmentation de la concentration intracellulaire en ions Ca ²⁺ , qui peut être déclenchée par l’action d’un autre neurotransmetteur, ou par l’ouverture de canaux ioniques due à la dépolarisation de la membrane plasmique.

D’autre part, l’exocytose régulée est également le mécanisme par lequel les cellules pancréatiques libèrent des hormones, telles que l’insuline et le glucagon, pour réguler la glycémie. Dans ces cas, une faible concentration de ce glucide dans le sang, ou glycémie, est le stimulus chimique qui génère l’exocytose des vésicules contenant du glucagon, tandis qu’une concentration élevée stimule la libération d’insuline.

étapes de l’exocytose

Etape 1 – Transport des vésicules

Le mouvement ou le transport des vésicules endoplasmiques n’est pas aléatoire mais, au contraire, c’est un processus bien planifié et structuré. Une fois formées dans l’appareil de Golgi, les vésicules sont activement transportées (avec dépense énergétique, ATP) par des enzymes motrices (telles que les kinésines, les dynéines et les myosines) le long des microtubules du cytosquelette jusqu’à leur destination finale dans une région particulière de la membrane.

Étape 2 – Ancrage

L’étape d’ancrage consiste en le premier contact entre la vésicule et la face endoplasmique de la membrane cellulaire. Généralement, le processus d’ancrage se produit grâce au couplage entre une protéine sur la surface externe de la vésicule et un récepteur sur la face interne de la membrane plasmique cellulaire. Ce couplage ou ancre assure que la vésicule est au bon endroit pour libérer son contenu.

Étape 3 – Couplage

L’amarrage fait référence à un ancrage légèrement plus serré entre la vésicule et la membrane qui est produit par un ensemble de protéines inconnues. Dans les cas d’exocytose constitutive, c’est l’étape qui précède juste la fusion des deux membranes et la libération subséquente du contenu des vésicules dans l’espace extracellulaire. En revanche, dans le cas d’une exocytose régulée, l’amarrage est généralement suivi d’une quatrième étape qui précède la fusion et l’aboutissement de l’exocytose.

Étape 4 – Amorçage

L’amorçage est une étape qui n’est observée que dans l’exocytose régulée. Ce processus consiste à préparer la machinerie protéique qui facilitera la fusion et la libération ultérieure de neurotransmetteurs ou d’hormones lors de la réception du signal de sécrétion extracellulaire. Au cours de cette étape, le complexe trimérique appelé SNARE commence à être assemblé, ce qui fournit un couplage fixe pour la vésicule et permet une sécrétion rapide en cas de besoin.

Étape 5 – Fusion

La dernière étape du processus d’exocytose est la fusion des deux membranes phospholipidiques. Cette fusion dans le cas d’une exocytose régulée est contrôlée et réalisée par le complexe SNARE. Avec le début de la fusion, un pore commence à se former qui relie l’intérieur de la vésicule à l’espace extracellulaire, permettant ainsi la libération du contenu de la vésicule. Dans certains cas, la fusion est complète, la totalité de la membrane de la vésicule faisant partie de la membrane cellulaire, y compris toutes les protéines associées à la membrane dans la vésicule. Dans d’autres cas, après la formation du pore et la libération du contenu de la vésicule, celle-ci se sépare de la membrane et retourne dans le cytoplasme.

Fonction de l’exocytose

L’exocytose peut remplir les fonctions suivantes :

Récepteurs express à la surface des cellules

La plupart des protéines que la cellule possède sont synthétisées sur les ribosomes qui tapissent le réticulum endoplasmique rugueux (RE), et cela inclut toutes les protéines associées à la membrane cellulaire telles que les antigènes, les récepteurs, les canaux ioniques, les transporteurs, etc. Toutes ces protéines sont synthétisées, modifiées et associées à la membrane vésiculaire lors de leur transit du RE à l’appareil de Golgi et, grâce à la fusion avec la membrane cellulaire en fin d’exocytose, ces protéines finissent par s’intégrer dans ladite membrane.

Réguler la taille et la composition de la membrane

Comme nous venons de le voir, chaque fois qu’une vésicule fusionne avec la membrane cellulaire, la première fournit à la seconde toutes les protéines qu’elle contient. Cependant, ce n’est pas tout ce qu’il vous offre. En plus de ces protéines, l’exocytose fournit également à la membrane un certain nombre de phospholipides qui augmentent la surface totale de la membrane cellulaire, la rendant plus grande. Puisque l’endocytose fait exactement le contraire, l’équilibre entre l’exocytose et l’endocytose est capable de contrôler la taille de la membrane cellulaire.

Sécréter les substances qui composent la matrice extracellulaire

De nombreuses cellules doivent libérer différentes substances dans l’espace extracellulaire pour créer le bon environnement pour leur fonctionnement et donner aux différents tissus les propriétés qu’ils devraient avoir. Beaucoup de ces substances sont sécrétées par exocytose constitutive.

libérer des neurotransmetteurs

Les neurones communiquent entre eux en utilisant des messages chimiques sous la forme de substances spéciales appelées neurotransmetteurs. Ces substances sont sécrétées pour stimuler un certain type d’effet, soit pour exciter soit pour inhiber les cellules réceptrices, qui peuvent être des muscles (auquel cas elles cherchent à contracter ou à détendre un muscle), des glandes hormonales (telles que la glande surrénale) ou d’autres neurones ( auquel cas ils cherchent à générer ou à inhiber des potentiels d’action). Dans tous ces cas, les neurotransmetteurs sont libérés via une exocytose régulée.

libération d’hormones

En plus de permettre la libération de neurotransmetteurs qui stimulent ou inhibent les différentes glandes hormonales de l’organisme, l’exocytose est aussi le mécanisme par lequel ces mêmes hormones sont libérées. Encore une fois, il s’agit d’un processus d’exocytose régulée.

Transit des nutriments

La combinaison de l’endocytose et de l’exocytose permet aux cellules qui tapissent notre intestin d’absorber les nutriments des aliments digérés dans la lumière intestinale, de les transporter et finalement de les libérer dans le sang à partir des vaisseaux voisins, afin qu’ils puissent être transportés vers le reste du corps. où ils sont nécessaires. . Alors que la capture des grosses macromolécules nutritives s’effectue par phagocytose, leur libération dans le sang s’effectue par exocytose.

Les références

CORDIS | Commission européenne . (2013). CORDIS. https://cordis.europa.eu/article/id/151139-fundamental-mechanisms-of-exocytosis/en

Megías, MPM (2020, 6 avril). La cellule. 5. Trafic vésiculaire. exocytose. Atlas d’histologie végétale et animale. https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/5-exocytosis.php

Nofal, S. (2007, 7 février). Les vésicules amorcées peuvent être distinguées des vésicules amarrées en analysant leur mobilité . Journal des neurosciences. https://www.jneurosci.org/content/27/6/1386

En lignePizarro D., J. (2013). Mécanisme d’exocytose des granules d’insuline . MCU. https://1library.co/article/mecanismo-de-exocytosis-de-los-gr%C3%A1nulos-de-insulina.qogendmz

Signification de l’exocytose . (2017, 17 novembre). Significations. https://www.meanings.com/exocytose/

Réseaux technologiques. (2020, 18 mai). Endocytose et exocytose : différences et similitudes . https://www.technologynetworks.com/immunology/articles/endocytosis-and-exocytosis-differences-and-similarities-334059