Sekretion

Als Sekretion (lateinisch secretio „Absonderung“, Verb sezernieren von lat. secernere „absondern“) oder Absonderung wird die Abgabe von flüssigen Stoffen, die (im Gegensatz zum Exkret bei der Exkretion) eine bestimmte Funktion erfüllen, durch einzelne Zellen oder Drüsen bezeichnet. Das Sekret wird unwillkürlich abgeschieden; die Regelung geschieht durch das vegetative Nervensystem sowie durch Rückkopplungsmechanismen, an denen teilweise Hormone beteiligt sind.

Werden die Stoffe an innere oder äußere Körperoberflächen abgegeben, spricht man von exokriner Sekretion. Werden sie dagegen in den Extrazellularraum abgegeben, spricht man von innerer Sekretion; gelangt das Sekret von dort aus in den Blutkreislauf, spricht man von endokriner Sekretion oder Inkretion und das Drüsenprodukt wird auch als Inkret bezeichnet.

Andere Formen der inneren Sekretion sind die autokrine Sekretion (Wirkung des Sekrets auf die absondernde Zelle selbst) und die parakrine Sekretion (Wirkung des Sekrets auf die unmittelbare Umgebung).

Ein Sekret kann unterschiedliche Aufgaben erfüllen:

Dabei kann ein Sekret gleichzeitig mehrere dieser Funktionen erfüllen: Die Galle dient beispielsweise sowohl der Ausscheidung als auch der Verdauung.

Auf zellulärer Ebene wird auch die Ausschleusung eines einzelnen Proteins als Sekretion bezeichnet. Diese Proteine (zum Beispiel Immunglobuline (Antikörper) oder Bestandteile der extrazellulären Matrix) heißen dann auch sekretorische Proteine.

Ferner unterscheidet man die konstitutive Sekretion von der regulierten Sekretion (siehe auch Exozytose):

Der Sekretionsweg ist grundsätzlich in allen eukaryotischen Zellen gleich: Vesikel bewegen die produzierten Proteine aus dem Endoplasmatischen Retikulum (ER) über den Golgi-Apparat zur Plasmamembran. Nur die Menge der produzierten sekretorischen Proteine variiert. Zum Beispiel werden in Pflanzenzellen Produkte wie Kollagen sezerniert, während im menschlichen Verdauungssystem einige Enzyme produziert werden.[1]

Erstens synthetisieren Ribosomen in der Membran des Endoplasmatischen Retikulums Proteine. Dies wird als Translation bezeichnet. Diese Proteine werden entweder cotranslational in die ER-Membran eingebunden (integrale Proteine) oder treten in das ER-Lumen ein, wo ihr Signalpeptid abgespalten wird. Dort werden die Proteine gefaltet und kann eine N-Glykosylierung stattfinden.[2]

Zweitens werden Proteine in Transportvesikel verpackt. Diese Transportvesikel lösen sich von dem Spenderorganell ab und verschmelzen mit der Zielmembran, um ihre Fracht (= Proteine) freizusetzen.

Der dritte Schritt ist die Verschmelzung der Transportvesikel entweder mit der cis-Seite des Golgi-Apparates oder mit einem weiteren Vesikel zur Bildung eines neuen cis-Golgis. Vom cis-Golgi gehen auch einige Vesikel zurück zum ER.

Danach bewegen sich die Proteine innerhalb des Golgi von der cis- zur trans-Seite, während der Golgi-Apparat O-Glykosylierungen einfügt oder die N-Glykosylierungen modifiziert. Wenn das Protein zum Lysosomen transportiert werden soll, erhält es außerdem eine Mannose-6-phosphat-Markierung.

Abschließend werden die modifizierten Proteine entweder vom trans-Golgi zur Plasmamembran transportiert[1] oder zum Lysosomen. Die Anfangs als integrale Proteine synthetisierten Proteine befinden sich auch nun immer noch in der Membran.

Im Allgemeinen haben alle Zellkompartimente unterschiedliche molekulare Marker auf ihrer Membran. Ähnlich haben Transportvesikel unterschiedliche Mäntel, die unterschiedliche Ladung auswählen. Untereinheiten in den Mänteln führen sie zu verschiedenen Zellkompartimenten. Die drei Hauptsorten beschichteter Vesikel sind Clathrin-Vesikel, COPI-Vesikel und COPII-Vesikel. COPII-Vesikel knospen vom Endoplasmatischen Retikulum ab. COPI-Vesikel transportieren Proteine innerhalb des Golgi von Cisternae zu Cisternae. Clathrin-Vesikel transportieren Proteine vom trans-Golgi entweder zu Endosomen oder direkt zur Plasmamembran.[2]

Schema des sekretorischen Wegs.