Лизозоми: какво представляват, структура и функции в клетката

Всички, които сме учили биология в гимназията, сме дали частите на клетката. Какво ако клетъчно ядро, какво ако плазматична мембрана, какво ако Голджи и ендоплазмен ретикулум... но има част, която почти винаги остава незабелязана.

Или поради техния размер, или защото на външен вид са много прости, лизозомите не са имали голяма известност в часовете по биология, въпреки факта, че ако не изпълняват функциите си правилно, свързаните с тях медицински проблеми са фатални.

Ще ги изтъкнем малко и ще видим какво представляват, какви функции изпълняват и какви заболявания могат да причинят, ако не работят правилно.

• Свързана статия: "Най-важните клетъчни части и органели: Резюме"

Какво представляват лизозомите?

лизозоми са мембранни структури, намиращи се вътре в клетките. В тях има ензими, които се използват за извършване на различни метаболитни процеси в клетъчната цитоплазма и в някои органели, разграждащи вещества. Така да се каже, тези мехурчета с ензими вътре в тях са като стомасите на клетката.

В неактивно състояние видът им е гранулиран, докато когато са активирани, те имат везикуларна форма, различна по размер. Този размер може да бъде между 0,1 и 1,2 μm и те са сферични. Тези структури могат да бъдат намерени във всички животински клетки, като са характерна част от този тип на клетките и се образува от апарата на Голджи, като основната му функция е транспортирането и използването на ензими. Въпреки че апаратът на Голджи се намира и в растителната клетка, в него няма лизозоми.

Какви вещества могат да бъдат намерени в лизозомите?

В рамките на лизозомите можем да намерим различни видове ензими, които ще бъдат специализирани в смилането на различни видове вещества.. За да се активират ензимите, е необходимо лизозомите да имат среда с киселинно pH вътре в тях, между 4,6 и 5,0. Сред основните имаме три:

• Липази: усвояват липиди или мазнини.
• Глюкозидази: разграждат и усвояват въглехидратите.
• Протеази: смила протеини.
• Нуклеази: отговарят за нуклеиновите киселини.

Всяка лизозома може да съдържа около 40 хидролитични ензима., тоест ензими, които катализират химическа реакция между молекула вода (H2O) и друга или няколко молекули други вещества.

Класификация на веществата според ролята им в храносмилането

По същия начин гореспоменатите ензими могат да бъдат класифицирани според тяхната роля по време на целия процес на смилане на веществата. И така, говорим за първични ензими и вторични ензими:

1. първични ензими

Те се състоят само от хидролазни ензими и не съдържат други везикули.. Те са ензими, които все още не са участвали в смилането на веществата.

2. вторични ензими

Те са комбинация от първични ензими с други везикули. Тези ензими биха били тези, които отговарят за храносмилането на клетката, почистване на увредените структури, като този процес е известен като вътрешно храносмилане на клетката.

Класификация на веществата според материала, който усвояват

В допълнение към тази класификация, имаме такава, която се отнася до това какъв тип материал те са отговорни за смилането, имайки хетерофагични и автофагични вакуоли:

1. хетерофагични вакуоли

са ензимите, които са отговорни за атакуването и смилането на материал извън клетката. Между частиците извън клетката имаме бактерии и останки от съседни клетки.

2. автофагични вакуоли

Веществата, които ще бъдат усвоени с тези лизозоми, идват от вътрешната среда на клетката.

• Може да се интересувате от: "Основните видове клетки на човешкото тяло"

Структура на тази част от клетката

Структурата на лизозомите не е много сложна. Те се появяват под формата на сферични частици с променливи размери, които могат да бъдат около между 100 и 150 нанометра (nm) в диаметър. Макар и малки, тези корпускули Те могат да представляват 5% от общия обем на клетката., процент, който може да се променя в зависимост от скоростта на храносмилане, която клетката носи, това е количеството вещества, които тя "разглобява".

Най-забележителната част, след ензимите, които вече видяхме, е лизозомната мембрана.. Това е проста мембрана, която има за цел да предотврати разпръскването на ензимите, намиращи се в лизозомата, през цитоплазмата. Тъй като ензимите са вещества, които предизвикват процеси, при които молекулите се „унищожават“, е удобно да Пазете ги в безопасност, тъй като в противен случай клетката се унищожава, предизвиквайки автолиза на клетката. един и същ.

Ако ензимите са синтезирани неправилно, това може да има сериозни последствия за клетката и съответно за целия организъм. Това е така, защото в този случай остатъчните продукти, които възникват от метаболитните реакции, които се случват в лизозомите, ще останат съхранявани в клетката, като потенциално ще я увредят.

Пример за заболяване, дължащо се на проблеми с лизозомите, е гликогеноза тип II, при която ензимът β-глюкозидаза е липсва, което води до натрупване на големи количества гликоген в органите, което е нещо фатално за организъм.

функции

Макар и малък, лизозомите изпълняват много важни функции в тялото.

1. разграждане на веществото

Основната функция на лизозомите е да усвояват вещества, както външни, така и вътрешни за клетката. Вътрешните вещества могат да бъдат компоненти, от които клетката вече не се нуждае, но това може да бъде допълнително влошено. Лизозомите са отговорни за намаляването на сложността на тези вещества, така че тяхното елиминиране да е по-лесно.

Те също така извършват вътрешно храносмилане, което се случва в случай на увреждане на клетката. По този начин увредените структури се усвояват или при необходимост цялата клетка се заменя с нова и по-функционална.

2. Защитен механизъм

Лизозомите, в допълнение към усвояването на веществата, са много важен защитен механизъм за клетката, тъй като са в състояние да го защитят от атаката на нахлуващите бактерии.

Те са отговорни за защитата на организма от атаката на бактериите, като ги улавят във везикули и ги усвояват, като по този начин активират имунния отговор.

3. метаболитен сензор

Лизозомите, освен че разграждат веществата, участват във възприемането на метаболитното състояние на клетката. Всъщност, В зависимост от местоположението на лизозомните популации, те имат по-деградираща функция или по-сензорна.

Вижда се, че перинуклеарната популация на лизозомите, т.е. близо до клетъчното ядро, е по-ангажирана в разграждане, докато друг, по-периферен, ще отговаря за познаването на състоянието на наличността на ресурси.

4. екзоцитоза

През последните години се наблюдава, че лизозомите имат способността да участват в екзоцитозата, тоест отстраняването на вещества от вътрешната среда на клетката.

Имаме частен случай в чернодробните клетки. Лизозомите на чернодробните клетки са отговорни за тези клетки, секретиращи лизозомни ензими в жлъчката.

Пътища на разграждане на веществото

Има три пътя, по които веществата, които ще бъдат усвоени в лизозомите, пристигат:

В първия лизозомите могат да се разглеждат като крайната станция на ендоцитния път, това е начинът, по който различни видове съединения се въвеждат в клетката. Повечето от молекулите, които се разграждат по този път, трябва първо да преминат през автофагичните вакуоли.

Второто се отнася до неполезни частици, които са били фагоцитирани, като бактерии или остатъчни частици от други клетки. Тези частици трябва да се съдържат в лизозомите, така че да могат да бъдат усвоени, като по този начин се гарантира, че в крайна сметка ще бъдат елиминирани, без да увреждат клетката при преминаването им. Отделението, в което са хванати, ще узрее в това, което се нарича фагозома, която ще се слее с лизозомата, след като първата узрее.

Третият път на разграждане е автофагията. Това е процес, който протича във всички органели, когато са увредени. Лизозомите участват в различни видове аутофагия, като се адаптират към въпросната увредена органела и нуждите на клетката или доколко е спасима.

лизозомни заболявания

Лизозомни заболявания са тези, които са причинени от неконтролирано освобождаване на ензими извън клетката, или също поради неправилно функциониране на лизозомите, което води до натрупване на вредни вещества.

сфинголипидоза

Това е медицинско състояние, което предизвиква набор от заболявания. Причинява се от неизправност в един от ензимите, отговорни за разграждането на сфинголипидите, някои много често срещани вещества в мозъка.

Поради това състоянието предизвиква мозъчно увреждане, причиняващо интелектуално увреждане и преждевременна смърт. Сред заболяванията, дължащи се на сфинголипидоза, можем да открием болестта на Krabbe, болестта на Tay-Sachs, болестта на Gaucher и болестта на Niemann-Pick.

Болест на Волфман

Това е вродена липидоза. Това е наследствено, предава се по автозомно-рецесивен път на наследяване и се причинява от дефицит на лизозомен ензим, киселинна липаза, нейното производство е кодирано в дългото рамо на хромозома 10.

Стомашната липаза има функцията да разгражда триглицеридите с къса и дълга верига, както и естерите на холестерола до техните основни единици. Когато нямате този ензим, тези триглицериди и естери се натрупват в различни органи.

Първите симптоми се появяват през първите седмици от живота, като повръщане, диария, увеличен черен дроб и далак, подуване на корема, прогресиращо недохранване и спиране на кривата на теглото. Развива се много бързо до по-лоши симптоми и завършва със смърт на бебето след година.

Гликогеноза тип II или болест на Помпе

Това е дефект на киселата малтаза, дефект, който кара гликогенът да изглежда складиран в лизозомите, без да бъде правилно разграден.

Това е много рядко и инвалидизиращо мускулно заболяване, което засяга както деца, така и възрастни. В детска възраст се проявява още през първите месеци, но в по-възрастните може да се появи внезапно, с по-бавна прогресия.

И в двете възрастови групи има мускулна слабост и появата на респираторни проблеми. При децата сърцето изглежда увеличено, освен че не може да поддържа главата.

Това заболяване се счита за общоетническо, т.е. появява се при всички раси, но процентите варират от раса до раса. Честотата при афро-американските деца е много висока, 1 на 14 000, докато при възрастните от бялата раса това е 1 на 60 000, а при децата е 1 на 100 000.

Библиографски справки:

• Купър, Г. М., Хаусман, Р. E (2011). Клетката. Мадрид: Марбан.
• Кюнел, В. (2003). Цветен атлас по цитология, хистология и микроскопска анатомия (4-то издание). тиме. стр. 34. ISBN 1-58890-175-0.