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Exozytose ist eine Art des Stofftransports aus der Zelle heraus. Dabei verschmelzen, „fusionieren“ im Cytosol liegende Vesikel mit der Zellmembran und geben so die in ihnen gespeicherten Stoffe frei. Die erste Verbindung zwischen dem Lumen des Vesikels und dem Extrazellularraum wird als Fusionspore bezeichnet. Die genaue Beschaffenheit der Fusionspore sowie die biophysikalischen Mechanismen der Membranfusion sind noch ungeklärt. Rein physikalisch wirken bei sehr naher Annäherung zweier Membranen riesige Abstoßungskräfte. Dennoch vollzieht sich z. B. die Exozytose synaptischer Vesikel innerhalb von einer Millisekunde.
Man kann die Exozytose in 2 verschiedene Arten aufteilen:
Über die konstitutive oder ungetriggerte Exozytose werden Membranproteine in die Zellmembran integriert und die Biomembran, bestehend aus einer Lipiddoppelschicht, wird erneuert oder erweitert. Dieser Vorgang ist auch als Biogenese der Zellmembran bekannt. Andererseits werden über die konstitutive Exozytose auch Proteine in die extrazelluläre Matrix abgegeben. Diese Art der Exozytose ist besonders wichtig bei Zellen des Binde- und Stützgewebes, wie z. B. Fibroblasten und Osteoblasten.[1]
Die Aktivierung der stimulierten bzw. getriggerten Exozytose erfordert einen spezifischen Reiz. Meist ist dieser Reiz ein Hormon, das sich an einen spezifischen Rezeptor auf der Zelloberfläche bindet, dadurch eine Signalkaskade im Inneren der Zelle auslöst, welche dann im Endeffekt die Verschmelzung des Exosoms mit der Zellmembran zur Folge hat.
Diese Form der Exozytose spielt eine wichtige Rolle bei der Abgabe von Hormonen ins Blut und der Abgabe von Verdauungssekreten in den Nahrungsbrei im Verdauungssystem. Ein Beispiel hierfür ist die Insulinabgabe. In den Insulin produzierenden Zellen (Langerhanssche Inseln in der Bauchspeicheldrüse) werden die Hormonmoleküle in Vesikel verpackt und zur Zelloberfläche transportiert. Dort verschmelzen (fusionieren) die Vesikel mit der Zellmembran und das Insulin wird nach außen abgeben.
Auch neue Plasmamembrankomponenten werden so vom Golgi-Apparat – ihrem Herstellungsort – zur Membran transportiert.
Anhand von Abb. 3 werden im Folgenden die grundlegenden Vorgänge schematisch dargestellt. Sie spielen sich auf molekularer Ebene im Nanometerbereich ab und laufen mit noch mehr Zwischenschritten ab.
Die Exozytose ist auf molekularem Level ein kompliziertes Wechselspiel zwischen verschiedensten Molekülen und folgt genau definierten Funktionsabläufen. Sie hat sich jedoch im Laufe der Evolution als erfolgreich und effektiv erwiesen.