Secreción
Definición de secreción
La secreción se refiere a los métodos utilizados por los organismos para mover activamente moléculas fabricadas dentro de una célula al espacio exterior de la célula. Estas sustancias secretadas suelen ser proteínas funcionales, aunque pueden ser una gama diversa de productos no proteicos, como los esteroides. Este proceso contrasta con la excreción, que implica eliminar los productos de desecho.
El propósito de la secreción
A menudo, las sustancias secretadas actúan como señales de corta o larga distancia hacia otro tipo de célula o tejido. Por ejemplo, las neuronas secretan neurotransmisores para enviar un mensaje a las neuronas vecinas, mientras que la glándula pituitaria secreta varios tipos de hormonas que viajan a través del torrente sanguíneo para actuar por todo el cuerpo. Estos tipos de señales de larga distancia pueden tener diversas funciones, incluso en los órganos reproductivos, la función renal y el metabolismo.
En otros casos, las sustancias secretadas juegan un papel funcional crucial dentro de un tipo de órgano o tejido. En el estómago, por ejemplo, las glándulas gástricas contienen tres tipos de células diferentes que secretan componentes de ácido gástrico. Las células mucosas secretan moco lubricante, las células parietales secretan ácido clorhídrico y las células principales secretan el precursor de la enzima digestiva de proteínas, la pepsina. Todos estos trabajan en conjunto para descomponer los alimentos dentro del estómago.
¿Cómo se produce la secreción?
La secreción puede ocurrir a través de muchas vías, según el tipo de célula y la sustancia que se transporta. En última instancia, el material secretado debe atravesar la membrana celular o, en algunos casos, debe insertarse en la membrana celular. Algunas de las principales vías secretoras se analizan a continuación.
La vía ER-Golgi y los porosomas
En la vía tradicional ER-Golgi, los productos secretores se producen primero en el retículo endoplásmico (ER). Luego se insertan en vesículas de transporte, que son recipientes esféricos formados por una bicapa lipídica. Estos luego viajan al aparato de Golgi, donde su contenido se modifica, se marca para la exportación y se empaqueta en vesículas secretoras especializadas, muy parecido a pegar una etiqueta de envío a un paquete y cargarlo en un camión de reparto. La compartimentación de la vía secretora es importante para mantener las proteínas separadas del entorno químico en el citosol, lo que puede provocar reacciones químicas que cambian la estructura y función de algunas proteínas de formas indeseables.
Después de salir del aparato de Golgi, las vesículas secretoras transportan su carga a lo largo del citoesqueleto hasta la membrana celular, donde interactúan con estructuras conocidas como porosomas. Estos porosomas son poros de fusión de forma cónica incrustados en pequeños hoyos en la membrana celular, con 3-4 porosomas por hoyo. Después de que las vesículas se acoplan, se hinchan y la acumulación de presión resultante ayuda a expulsar su contenido al espacio exterior de la célula. El diámetro del porosoma aumenta para permitir que salga el material de las vesículas. Varias proteínas diferentes forman un anillo de fusión alrededor de la porción estrecha del porosoma y participan en la fusión de la vesícula.membrana a la membrana celular para facilitar la liberación del contenido de vesículas. Algunas de estas proteínas residen en la membrana de la vesícula e interactúan con proteínas que forman un anillo de fusión alrededor de la base del porosoma.
El proceso de utilizar vesículas para mover material desde el interior hacia el exterior de la membrana celular se conoce como exocitosis. En algunos tipos de células, se usa una forma especializada de exocitosis. Las neuronas contienen proteínas de fusión específicas que permiten la liberación rápida y sincrónica de neurotransmisores para enviar una señal de una neurona a otra.
En la imagen de arriba, la vesícula que transporta las sustancias que se secretan se fusiona con el porosoma de la membrana celular (también conocida como membrana plasmática ).
Transportadores de membrana
En algunos casos, las proteínas del citosol se mueven a través de la membrana celular a través de proteínas transportadoras en lugar de exocitosis. Cuando esto sucede, no se empaquetan en vesículas, sino que deben ser transportadas individualmente por proteínas especializadas en la membrana celular.
Lisosomas
Aunque los lisosomas son orgánulos que generalmente se consideran importantes para la degradación, también cumplen funciones en la secreción. En ciertos tipos de células especializadas, la vía secretora lisosómica se usa con frecuencia, incluso en células pigmentarias y células madre sanguíneas. Al igual que las vesículas secretarias, los lisosomas pueden fusionarse con la membrana celular para liberar su contenido, aunque se utiliza un conjunto diferente de proteínas para el proceso de fusión.
Secreción en procariotas
Los procariotas, como las bacterias, carecen de orgánulos unidos a la membrana, como el ER y el aparato de Golgi, pero la secreción puede ocurrir a través de muchas otras vías. Por ejemplo, las bacterias gramnegativas usan seis métodos diferentes, etiquetados como Tipos I-VI, todos los cuales usan estructuras moleculares únicas para mover productos a través de la membrana celular. Gran parte de lo que las bacterias secretan activamente es dañino para otras células, y la investigación en curso sobre estos sistemas secretores es útil para desarrollar tratamientos con antibióticos.
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