Lizosomi: što su, struktura i funkcije u stanici

Svi mi koji smo učili biologiju u srednjoj školi dali smo dijelove stanice. Što ako je stanična jezgra, što ako je plazmatska membrana, što ako je Golgi i endoplazmatski retikulum... ali postoji dio koji gotovo uvijek ostaje nezapažen.

Bilo zbog svoje veličine ili zato što su, izgledom, vrlo jednostavni, lizosomi nisu imali veliku važnost u nastavi biologije, unatoč činjenici da ako ne obavljaju svoje funkcije ispravno, povezani medicinski problemi su kobni.

Dat ćemo im malo važnosti i vidjeti što su, koje funkcije ispunjavaju i koje bolesti mogu izazvati ako ne rade ispravno.

• Povezani članak: "Najvažniji dijelovi stanice i organele: sažetak"

Što su lizosomi?

lizosomi su membranske strukture koje se nalaze unutar stanica. Unutar njih su enzimi, koji se koriste za obavljanje različitih metaboličkih procesa u staničnoj citoplazmi iu nekim organelama, razgrađuju tvari. Da tako kažem, ti mjehurići s enzimima unutar njih su poput želuca stanice.

U neaktivnom stanju izgledaju zrnasto, a kada su aktivirane imaju mjehurasti oblik, različite veličine. Ova veličina može biti između 0,1 i 1,2 μm i oni su sferični. Te se strukture mogu naći u svim životinjskim stanicama, te su karakterističan dio ove vrste stanica i nastaje pomoću Golgijevog aparata, čija je glavna funkcija transport i korištenje enzima. Iako se Golgijev aparat nalazi i u biljnoj stanici, u njoj nema lizosoma.

Koje se tvari mogu naći u lizosomima?

Unutar lizosoma nalazimo različite vrste enzima, koji će biti specijalizirani za probavu različitih vrsta tvari.. Da bi se enzimi aktivirali, potrebno je da lizosomi unutar sebe imaju medij s kiselim pH, između 4,6 i 5,0. Među glavnima imamo tri:

• Lipaze: probavljaju lipide ili masti.
• Glukozidaze: razgrađuju i probavljaju ugljikohidrate.
• Proteaze: probavljaju proteine.
• Nukleaze: odgovorne su za nukleinske kiseline.

Svaki lizosom može sadržavati oko 40 hidrolitičkih enzima., odnosno enzime koji kataliziraju kemijsku reakciju između molekule vode (H2O) i druge ili više molekula drugih tvari.

Podjela tvari prema njihovoj ulozi u probavi

Isto tako, navedeni enzimi mogu se klasificirati prema njihovoj ulozi tijekom cjelokupnog procesa probave tvari. Dakle, govorimo o primarnim enzimima i sekundarnim enzimima:

1. primarni enzimi

Sastoje se samo od enzima hidrolaze i ne sadrže druge vezikule.. Oni su enzimi koji još nisu sudjelovali u probavi tvari.

2. sekundarni enzimi

Oni su kombinacija primarnih enzima s drugim vezikulama. Ovi enzimi bi bili oni koji su zaduženi za probavu stanice, čišćenje struktura koje su oštećene, taj proces je poznat kao unutarnja probava stanice.

Podjela tvari prema materijalu koji probavljaju

Uz ovu klasifikaciju, imamo onu koja se odnosi na vrstu materijala koji su odgovorni za probavu, s heterofagnim i autofagnim vakuolama:

1. heterofagne vakuole

su enzimi koji odgovorni su za napad i probavu materijala izvan stanice. Između čestica izvan stanice imamo bakterije i ostatke susjednih stanica.

2. autofagne vakuole

Tvari koje će se probaviti s ovim lizosomima dolaze iz unutarnjeg okoliša stanice.

• Možda će vas zanimati: "Glavni tipovi stanica ljudskog tijela"

Građa ovog dijela stanice

Struktura lizosoma nije vrlo složena. Pojavljuju se u obliku kuglastih tjelešaca, promjenjivih dimenzija koje mogu biti između 100 i 150 nanometara (nm) u promjeru. Iako male, ove tjelešce Mogu predstavljati 5% ukupnog volumena ćelije., postotak koji se može mijenjati ovisno o brzini probave koju stanica nosi, to je količina tvari koju ona "rastavlja".

Najznačajniji dio, nakon enzima koje smo već vidjeli, je lizosomska membrana.. To je jednostavna membrana čija je svrha spriječiti enzime koji se nalaze unutar lizosoma da se rasprše kroz citoplazmu. Budući da su enzimi tvari koje induciraju procese u kojima se molekule "uništavaju", zgodno je Čuvajte ih na sigurnom, jer se inače stanica uništava, izazivajući autolizu stanice. isti.

Ako su enzimi nepravilno sintetizirani, to može imati ozbiljne posljedice za stanicu, a time i za cijeli organizam. To je zato što bi u ovom slučaju zaostali produkti koji proizlaze iz metaboličkih reakcija koje se odvijaju unutar lizosoma ostali pohranjeni u stanici, potencijalno je oštećujući.

Primjer bolesti uzrokovane problemima lizosoma je glikogenoza tipa II, gdje je enzim β-glukozidaza odsutan, što uzrokuje nakupljanje velikih količina glikogena u organima, što je pogubno za organizam.

funkcije

Iako mali, lizosomi obavljaju vrlo važne funkcije u tijelu.

1. razgradnja tvari

Glavna funkcija lizosoma je probaviti tvari, vanjske i unutarnje u stanici. Unutarnje tvari mogu biti komponente koje stanica više ne treba, ali to se može dodatno degradirati. Lizosomi su odgovorni za smanjenje kompleksnosti ovih tvari tako da je njihova eliminacija lakša.

Također vrše unutarnju probavu, koja se događa u slučaju oštećenja stanice. Na taj se način probavljaju oštećene strukture ili, po potrebi, cijela stanica zamjenjuje novom i funkcionalnijom.

2. Obrambeni mehanizam

Lizosomi su, osim što probavljaju tvari, vrlo važan obrambeni mehanizam za stanicu, budući da sposobni su ga obraniti od napada napadačkih bakterija.

Oni su zaduženi za obranu organizma od napada bakterija, hvataju ih u vezikule i probavljaju te tako aktiviraju imunološki odgovor.

3. metabolički senzor

Lizosomi, osim u razgradnji tvari, sudjeluju u percepciji metaboličkog stanja stanice. Zapravo, Ovisno o položaju populacija lizosoma, oni imaju više degradirajuću funkciju ili više senzornu.

Uočeno je da je perinuklearna populacija lizosoma, to jest populacija blizu stanične jezgre, više uključena u degradacije, dok bi drugi, periferniji, bio zadužen za poznavanje stanja dostupnosti resursi.

4. egzocitoza

Posljednjih godina pokazalo se da lizosomi imaju sposobnost sudjelovanja u egzocitozi, odnosno uklanjanju tvari iz unutarnjeg okoliša stanice.

Imamo poseban slučaj u stanicama jetre. Lizosomi jetrenih stanica odgovorni su za izlučivanje lizosomskih enzima u žuč.

Putevi razgradnje tvari

Postoje tri puta kojima tvari koje će se probaviti dolaze u lizosome:

U prvom bi se lizosomi mogli smatrati krajnja stanica endocitnog puta, ovo je način na koji se razne vrste spojeva unose u stanicu. Većina molekula koje se razgrađuju ovim putem prvo moraju proći kroz autofagne vakuole.

Drugi se odnosi na beskorisne čestice koje su fagocitirane, poput bakterija ili rezidualnih čestica iz drugih stanica. Te se čestice moraju nalaziti unutar lizosoma kako bi se mogle probaviti, čime se osigurava da na kraju budu eliminirane bez oštećenja stanice tijekom prolaska. Odjeljak u kojem su zarobljeni sazrijet će u ono što se zove fagosom, koji će se spojiti s lizosomom nakon što prvi sazrije.

Treći put degradacije je autofagija. To je proces koji se događa u svim organelama kada su oštećene. Lizosomi sudjeluju u različitim vrstama autofagije, prilagođavajući se dotičnom oštećenom organelu i potrebama stanice, odnosno koliko je to moguće spasiti.

lizosomske bolesti

Lizosomske bolesti su one koje nastaju nekontroliranim otpuštanjem enzima izvan stanice, ili također zbog neispravnog rada lizosoma, koji dovode do nakupljanja štetnih tvari.

sfingolipidoza

To je zdravstveno stanje koje uzrokuje niz bolesti. To je uzrokovano kvar u jednom od enzima odgovornih za razgradnju sfingolipida, neke vrlo česte tvari u mozgu.

Zbog toga ovo stanje uzrokuje oštećenje mozga, uzrokujući intelektualne nedostatke i preranu smrt. Među bolestima uzrokovanim sfingolipidozom nalazimo Krabbeovu bolest, Tay-Sachsovu bolest, Gaucherovu bolest i Niemann-Pickovu bolest.

Wolfmanova bolest

To je kongenitalna lipidoza. Nasljedna je, prenosi se autosomno recesivnim nasljeđivanjem, a uzrokuje je nedostatak lizosomskog enzima, kisele lipaze, čija je proizvodnja kodirana na dugom kraku kromosoma 10.

Želučana lipaza ima funkciju razgradnje triglicerida kratkog i dugog lanca, kao i estera kolesterola do njihovih osnovnih jedinica. Kada nemate ovaj enzim, ti se trigliceridi i esteri nakupljaju u raznim organima.

Prvi simptomi pojavljuju se tijekom prvih tjedana života, budući da povraćanje, proljev, povećanje jetre i slezene, nadutost trbuha, progresivna pothranjenost i zaustavljanje krivulje težine. Vrlo brzo se razvija do pogoršanja simptoma i završava smrću djeteta nakon godinu dana.

Glikogenoza tipa II ili Pompeova bolest

To je defekt kisele maltaze, defekt koji uzrokuje da se glikogen čini pohranjenim u lizosomima, a da nije pravilno razgrađen.

To je vrlo rijetka i iscrpljujuća bolest mišića, koja pogađa i djecu i odrasle. U djetinjstvu se očituje već u prvim mjesecima, ali u zrelijim fazama može se pojaviti iznenada, sa sporijom progresijom.

U obje dobne skupine postoji slabost mišića i pojava respiratornih problema. U djece se srce čini uvećanim, osim što ne može poduprijeti glavu.

Ova bolest se smatra pannacionalnom, odnosno pojavljuje se kod svih rasa, ali postoci variraju od rase do rase. Učestalost kod afroameričke djece je vrlo visoka, 1 na 14 000, dok je u odraslih bijelaca 1 na 60 000, a u djece 1 na 100 000.

Bibliografske reference:

• Cooper, G. M., Hausmann, R. E (2011). Stanica. Madrid: Marban.
• Kuehnel, W. (2003). Atlas citologije, histologije i mikroskopske anatomije u boji (4. izdanje). thieme. str. 34. ISBN 1-58890-175-0.