Exozytose

Synonym: Exocytose
Englisch: exocytosis

1 Definition

Unter Exozytose versteht man das Ausschleusen von Stoffen (z.B. Neurotransmittern) aus der Zelle. Die Exozytose ist ein komplexer Prozess, der in mehreren Schritten verläuft und durch eine Sequenz von Protein-Protein-Wechselwirkungen gesteuert wird.

2 Ablauf

Der Ablauf der Exozytose wird hier beispielhaft für die Exozytose von Neurotransmittern dargestellt. Die Aufteilung in Einzelschritte hat dabei vorwiegend didaktische Gründe - in Wirklichkeit handelt es sich bei der Exozytose um einen sehr schnellen, kompakten Vorgang: Vom Einstrom der Ca²⁺-Ionen bis zur Fusion der Vesikel vergehen weniger als 500 µs.

2.1 Mobilisierung der Vesikel

Im Ruhezustand der Zelle flotieren die Vesikel nicht frei im Zytoplasma, sondern sind mit Synapsin in das Aktinskelett des Endknöpfchens eingebunden. Trifft ein Aktionspotential ein, wird die präsynaptische Membran depolarisiert. Die spannungsabhängigen Calciumkanäle öffnen sich und es kommt zu einem Einstrom von Ca²⁺-Ionen in das Endknöpfchen. Das Synapsin wird phosphoryliert und ändert dadurch seine Konformation. Die Vesikel lösen sich aus ihrer Verankerung im Zellskelett.

2.2 Anheften an die Plasmamembran

Nach der Anlagerung eines sekretorischen Vesikels an die Zellmembran bildet sich ein so genannter SNARE-Komplex. Er besteht aus Molekülen, die teils in der Zellmembran verankert sind (SNAP-25 und Syntaxin), teils in der Vesikelmembran (Synaptobrevin). Durch die Bildung des Komplexes heften sich beide Membranen aneinander.

2.3 Fusion der Membranen

Synaptobrevin rollt sich zu einer Helix auf und zieht damit die Membranen zueinander. Die Membranen fusionieren, der Vesikelinhalt entleert sich in den synaptischen Spalt.

Durch ein Aktionspotential werden zwischen 10 und 200 Vesikel entleert. Jedes Vesikel enthält dabei etwa 5.000 - 20.000 Acetylcholin-Moleküle.