Lysosomer: hvad de er, struktur og funktioner i cellen

Alle os, der har læst biologi i gymnasiet, har givet cellens dele. Hvad nu hvis cellekernen, hvad nu hvis plasmamembranen, hvad hvis Golgi og endoplasmatisk retikulum... men der er en del, der næsten altid går ubemærket hen.

Enten på grund af deres størrelse eller fordi de i udseende er meget enkle, lysosomer har ikke haft meget fremtrædende plads i biologitimerne, på trods af at hvis de ikke udfører deres funktioner korrekt, er de tilhørende medicinske problemer fatale.

Vi vil give dem lidt fremtræden og se, hvad de er, hvilke funktioner de opfylder, og hvilke sygdomme de kan forårsage, hvis de ikke fungerer korrekt.

• Relateret artikel: "De vigtigste celledele og organeller: et resumé"

Hvad er lysosomer?

lysosomer er membranøse strukturer, der findes inde i celler. Inden for disse er enzymer, som bruges til at udføre forskellige metaboliske processer i cellens cytoplasma og i nogle organeller, nedbrydende stoffer. Så at sige er disse bobler med enzymer indeni dem som cellens maver.

I den inaktive tilstand er deres udseende granulært, mens de, når de aktiveres, har en vesikulær form, der varierer i størrelse. Denne størrelse kan være mellem 0,1 og 1,2 μm, og de er sfæriske. Disse strukturer kan findes i alle dyreceller, idet de er en karakteristisk del af denne type af celler og dannes af Golgi-apparatet, der har som hovedfunktion transport og brug af enzymer. Selvom Golgi-apparatet også findes i plantecellen, er der ingen lysosomer i det.

Hvilke stoffer kan findes i lysosomer?

Indenfor lysosomerne kan vi finde forskellige typer enzymer, som vil være specialiserede i at fordøje forskellige typer stoffer.. For at enzymerne kan aktiveres, er det nødvendigt, at lysosomerne har et medium med en sur pH-værdi inde i sig, mellem 4,6 og 5,0. Blandt de vigtigste har vi tre:

• Lipaser: fordøje lipider eller fedtstoffer.
• Glucosidaser: nedbryder og fordøjer kulhydrater.
• Proteaser: fordøje proteiner.
• Nukleaser: er ansvarlige for nukleinsyrer.

Hvert lysosom kan indeholde omkring 40 hydrolytiske enzymer., det vil sige enzymer, der katalyserer en kemisk reaktion mellem et vandmolekyle (H2O) og et andet eller flere molekyler af andre stoffer.

Klassificering af stoffer efter deres rolle i fordøjelsen

Ligeledes kan de førnævnte enzymer klassificeres efter deres rolle under hele processen med fordøjelse af stoffer. Så vi taler om primære enzymer og sekundære enzymer:

1. primære enzymer

De består kun af hydrolase-enzymer og indeholder ikke andre vesikler.. De er enzymer, der endnu ikke har deltaget i fordøjelsen af ​​stoffer.

2. sekundære enzymer

De er kombinationen af ​​primære enzymer med andre vesikler. Disse enzymer ville være dem, der er ansvarlige for at fordøje cellen, rense de strukturer, der er beskadiget, denne proces er kendt som intern fordøjelse af cellen.

Klassificering af stoffer efter det materiale, de fordøjer

Ud over denne klassificering har vi en, der refererer til, hvilken type materiale de er ansvarlige for at fordøje, med heterofage og autofagiske vakuoler:

1. heterofage vakuoler

er enzymerne, der er ansvarlige for at angribe og fordøje materiale uden for cellen. Mellem partikler uden for cellen har vi bakterier og rester af naboceller.

2. autofagiske vakuoler

De stoffer, der vil blive fordøjet med disse lysosomer, kommer fra cellens indre miljø.

• Du kan være interesseret i: "Hovedcelletyper i den menneskelige krop"

Struktur af denne del af cellen

Strukturen af ​​lysosomer er ikke særlig kompleks. De vises i form af sfæriske blodlegemer med variable dimensioner, der kan være mellem 100 og 150 nanometer (nm) i diameter. Selvom små, disse blodlegemer De kan repræsentere 5 % af cellens samlede volumen., en procentdel, der kan ændres afhængigt af fordøjelseshastigheden, som cellen bærer, dette er mængden af ​​stoffer, som den "adskiller".

Den mest bemærkelsesværdige del, efter de enzymer, som vi allerede har set, er den lysosomale membran.. Det er en simpel membran, som har til formål at forhindre de enzymer, der findes i lysosomet, i at spredes gennem cytoplasmaet. Da enzymer er stoffer, der inducerer processer, hvor molekyler "ødelægges", er det praktisk at Hold dem sikre, da ellers cellen ødelægges, hvilket inducerer autolyse af cellen. samme.

Hvis enzymerne er blevet syntetiseret forkert, kan det have alvorlige konsekvenser for cellen og dermed for hele organismen. Dette skyldes, at i dette tilfælde vil de resterende produkter, der opstår fra de metaboliske reaktioner, der forekommer i lysosomerne, forblive lagret i cellen, hvilket potentielt beskadiger den.

Et eksempel på en sygdom på grund af lysosomproblemer er glykogenose type II, hvor enzymet β-glucosidase er fraværende, hvilket får store mængder glykogen til at akkumulere i organerne, hvilket er noget dødeligt for organisme.

funktioner

Selvom det er lille, lysosomer udfører meget vigtige funktioner i kroppen.

1. stoffets nedbrydning

Lysosomers hovedfunktion er at fordøje stoffer, både eksterne og interne i cellen. Indre stoffer kan være komponenter, som cellen ikke længere har brug for, men det kan forringes yderligere. Lysosomer er ansvarlige for at reducere kompleksiteten af ​​disse stoffer, så deres eliminering er lettere.

De udfører også intern fordøjelse, som opstår i tilfælde af, at cellen er beskadiget. På denne måde fordøjes de beskadigede strukturer eller, hvis det er nødvendigt, hele cellen erstattes af en ny og mere funktionel.

2. Forsvarsmekanisme

Lysosomer er, udover at fordøje stoffer, en meget vigtig forsvarsmekanisme for cellen, da er i stand til at forsvare det mod angreb af invaderende bakterier.

De er ansvarlige for at forsvare organismen mod angreb af bakterier, fange dem i vesikler og fordøje dem, og dermed aktivere immunresponset.

3. metabolisk sensor

Lysosomer deltager udover nedbrydende stoffer i opfattelsen af ​​cellens metaboliske tilstand. Faktisk, Afhængig af placeringen af ​​lysosompopulationerne har de en mere nedbrydende funktion eller en mere sensorisk funktion.

Det er blevet set, at den perinukleære population af lysosomer, det vil sige tæt på cellekernen, er mere involveret i nedbrydning, mens en anden, mere perifer, ville være ansvarlig for at kende tilstanden af ​​tilgængeligheden af ressourcer.

4. eksocytose

I de senere år har man set, at lysosomer har evnen til at deltage i exocytose, det vil sige fjernelse af stoffer fra cellens indre miljø.

Vi har et særligt tilfælde i leverceller. Lysosomerne af levercellerne er ansvarlige for, at disse celler udskiller lysosomale enzymer i galden.

Stofnedbrydningsveje

Der er tre veje, hvorpå de stoffer, der skal fordøjes i lysosomerne, ankommer:

I den første kunne lysosomer betragtes som endestationen af ​​den endocytiske vej, det er den måde, hvorpå forskellige typer forbindelser indføres i cellen. De fleste af de molekyler, der nedbrydes ad denne vej, skal først passere gennem de autofagiske vakuoler.

Den anden henviser til uhjælpsomme partikler, der er blevet fagocyteret, såsom bakterier eller resterende partikler fra andre celler. Disse partikler skal være indeholdt inde i lysosomerne, så de kan fordøjes og dermed sikre, at de ender med at blive elimineret uden at beskadige cellen i deres passage. Rummet, hvori de er fanget, vil modnes til det, der kaldes et fagosom, som vil smelte sammen med lysosomet, når førstnævnte modnes.

Den tredje nedbrydningsvej er autofagi. Det er en proces, der sker i alle organeller, når de bliver beskadiget. Lysosomer deltager i forskellige typer autofagi, tilpasser sig den pågældende beskadigede organel og cellens behov, eller hvor reddelig den er.

lysosomale sygdomme

Lysosomale sygdomme er dem, der er forårsaget af ukontrolleret frigivelse af enzymer uden for cellen, eller også på grund af en funktionsfejl i lysosomerne, som fører til ophobning af skadelige stoffer.

sphingolipidose

Det er en medicinsk tilstand, der fremkalder en række sygdomme. Det er forårsaget af en funktionsfejl i et af de enzymer, der er ansvarlige for at nedbryde sphingolipider, nogle meget almindelige stoffer i hjernen.

På grund af dette inducerer tilstanden hjerneskade, hvilket forårsager intellektuelle handicap og for tidlig død. Blandt sygdommene på grund af sphingolipidosis kan vi finde Krabbe sygdom, Tay-Sachs sygdom, Gaucher sygdom og Niemann-Pick sygdom.

Wolfmans sygdom

Det er en medfødt lipidose. Det er arveligt, overføres ved autosomal recessiv arv og er forårsaget af mangel på et lysosomalt enzym, syrelipase, dets produktion kodet på den lange arm af kromosom 10.

Gastrisk lipase har den funktion at nedbryde kort- og langkædede triglycerider, såvel som kolesterolestere til deres basisenheder. Når du ikke har dette enzym, ophobes disse triglycerider og estere i forskellige organer.

De første symptomer opstår i løbet af de første uger af livet, at være opkastning, diarré, forstørret lever og milt, abdominal udspilning, progressiv underernæring og stoppe vægtkurven. Det udvikler sig meget hurtigt til værre symptomer og ender med barnets død efter et år.

Glykogenose type II eller Pompes sygdom

Det er en defekt af sur maltase, defekt som får glykogen til at dukke op lagret i lysosomer uden at blive ordentligt nedbrudt.

Det er en meget sjælden og invaliderende muskelsygdom, der rammer både børn og voksne. I barndommen viser det sig allerede i løbet af de første måneder, men i mere voksne stadier kan det opstå pludseligt med en langsommere progression.

I begge aldersgrupper der er muskelsvaghed og forekomsten af ​​luftvejsproblemer. Hos børn ser hjertet forstørret ud, ud over at det ikke er i stand til at støtte hovedet.

Denne sygdom betragtes som pan-etnisk, det vil sige, den optræder i alle racer, men procenterne varierer fra race til race. Hyppigheden hos afroamerikanske børn er meget høj, 1 ud af 14.000, mens det hos kaukasiske voksne er 1 ud af 60.000 og hos børn er det 1 ud af 100.000.

Bibliografiske referencer:

• Cooper, G. M., Hausmann, R. E (2011). Cellen. Madrid: Marban.
• Kuehnel, W. (2003). Farveatlas for cytologi, histologi og mikroskopisk anatomi (4. udgave). thieme. s. 34. ISBN 1-58890-175-0.