ליזוזומים: מה הם, מבנה ותפקודים בתא

כל אחד מאיתנו שלמד ביולוגיה בתיכון נתנו את חלקי התא. מה אם גרעין התא, מה אם קרום פלזמטי, מה אם גולגי ורטיקולום אנדופלזמי... אבל יש חלק שכמעט תמיד לא מורגש.

או בגלל הגודל שלהם או בגלל שבמראה, הם פשוטים מאוד, לליזוזומים לא הייתה בולטות רבה בשיעורי ביולוגיה, למרות העובדה שאם הם לא מבצעים את תפקידיהם בצורה נכונה, הבעיות הרפואיות הנלוות הן קטלניות.

אנחנו הולכים לתת להם קצת בולטות ולראות מה הם, אילו תפקידים הם ממלאים ואיזה מחלות הם יכולים לגרום אם הם לא פועלים כראוי.

• מאמר קשור: "חלקי התא והאברונים החשובים ביותר: סיכום"

מהם ליזוזומים?

ליזוזומים הם מבנים קרומיים המצויים בתוך תאים. בתוך אלה נמצאים אנזימים, המשמשים לביצוע תהליכים מטבוליים שונים בציטופלזמה של התא ובחלק מהאברונים, חומרים מפרקים. כביכול, הבועות האלה עם אנזימים בתוכם הן כמו הקיבה של התא.

במצב לא פעיל, המראה שלהם גרגירי, בעוד שבהפעלה יש להם צורה שלפוחית ​​בגודל משתנה. גודל זה יכול להיות בין 0.1 ל-1.2 מיקרומטר והם כדוריים. ניתן למצוא מבנים אלה בכל תאי בעלי החיים, בהיותם חלק אופייני לסוג זה של תאים ונוצרים על ידי מנגנון גולגי, שתפקידו העיקרי הובלה ושימוש ב אנזימים. למרות שמנגנון הגולגי נמצא גם בתא הצמח, אין בו ליזוזומים.

אילו חומרים ניתן למצוא בליזוזומים?

בתוך הליזוזומים נוכל למצוא סוגים שונים של אנזימים, אשר יתמחו בעיכול סוגים שונים של חומרים.. על מנת שהאנזימים יופעלו, יש צורך שלליזוזומים יהיה תווך עם pH חומצי בתוכם, בין 4.6 ל-5.0. בין העיקריים שבהם יש לנו שלושה:

• ליפאזות: מעכל שומנים או שומנים.
• גלוקוזידאזות: מפרקים ומעכלים פחמימות.
• פרוטאזות: מעכל חלבונים.
• נוקלאזות: אחראיות על חומצות גרעין.

כל ליזוזום יכול להכיל כ-40 אנזימים הידרוליטים., כלומר, אנזימים המזרזים תגובה כימית בין מולקולת מים (H2O) לבין מולקולה נוספת או כמה של חומרים אחרים.

סיווג חומרים לפי תפקידם בעיכול

כמו כן, ניתן לסווג את האנזימים הנ"ל לפי תפקידם במהלך כל תהליך העיכול של חומרים. אז, אנחנו מדברים על אנזימים ראשוניים ואנזימים משניים:

1. אנזימים ראשוניים

הם מורכבים מאנזימי הידרולאז בלבד ואינם מכילים שלפוחיות אחרות.. הם אנזימים שעדיין לא השתתפו בעיכול חומרים.

2. אנזימים משניים

הם השילוב של אנזימים ראשוניים עם שלפוחיות אחרות. אנזימים אלו יהיו אלה שאחראים על עיכול התא, ניקוי המבנים שניזוקו, תהליך זה מכונה עיכול פנימי של התא.

סיווג החומרים לפי החומר שהם מעכלים

בנוסף לסיווג זה, יש לנו אחד שמתייחס לאיזה סוג של חומר הם אחראים לעיכול, בעל ואקוולים הטרופאגיים ואוטופגיים:

1. ואקוולים הטרופאגיים

הם האנזימים ש אחראים לתקוף ולעכל חומר מחוץ לתא. בין חלקיקים מחוץ לתא יש לנו חיידקים ושאריות של תאים שכנים.

2. ואקוולים אוטופגיים

החומרים שיתעכלו עם הליזוזומים הללו מגיעים מהסביבה הפנימית של התא.

• אולי יעניין אותך: "סוגי התאים העיקריים של גוף האדם"

מבנה של חלק זה של התא

המבנה של ליזוזומים אינו מורכב במיוחד. הם מופיעים בצורה של גופים כדוריים, בעלי ממדים משתנים שיכולים להיות בקוטר של בין 100 ל-150 ננומטר (ננומטר). למרות שהם קטנים, אלה גופיות הם יכולים לייצג 5% מהנפח הכולל של התא., אחוז שניתן לשינוי בהתאם לקצב העיכול שהתא נושא, זוהי כמות החומרים שהוא "מפרק".

החלק המדהים ביותר, אחרי האנזימים שכבר ראינו, הוא הממברנה הליזוזומלית.. זהו ממברנה פשוטה, שמטרתה למנוע מהאנזימים המצויים בתוך הליזוזום להתפזר דרך הציטופלזמה. מכיוון שאנזימים הם חומרים המעוררים תהליכים שבהם מולקולות "נהרסות", נוח שמרו על בטיחותם, מכיוון שאם לא כן, התא נהרס, מה שגורם לאוטוליזה של התא. אותו.

אם האנזימים סונתזו בצורה לא נכונה, עלולות להיות לכך השלכות חמורות על התא, וכתוצאה מכך, על האורגניזם כולו. הסיבה לכך היא שבמקרה זה, התוצרים השיוריים הנובעים מהתגובות המטבוליות המתרחשות בתוך הליזוזומים יישארו מאוחסנים בתא, ועלולים לגרום לו נזק.

דוגמה למחלה הנובעת מבעיות ליזוזומים היא גליקוגנוזיס מסוג II, כאשר האנזים β-glucosidase הוא חסר, מה שגורם להצטברות כמויות גדולות של גליקוגן באיברים, מה שגורם לקטלניות עבור אורגניזם.

פונקציות

אמנם קטן, ליזוזומים מבצעים פונקציות חשובות מאוד בגוף.

1. פירוק חומר

תפקידם העיקרי של הליזוזומים הוא לעכל חומרים, חיצוניים ופנימיים לתא. חומרים פנימיים יכולים להיות רכיבים שהתא כבר לא צריך, אבל זה יכול להידרדר עוד יותר. הליזוזומים אחראים להפחתת המורכבות של חומרים אלו כך שסילוקם יהיה קל יותר.

הם גם מבצעים עיכול פנימי, המתרחש במקרה שהתא ניזוק. בדרך זו מתעכלים המבנים הפגועים או, במידת הצורך, כל התא יוחלף בתא חדש ומתפקד יותר.

2. מנגנון הגנה

ליזוזומים, בנוסף לעיכול חומרים, הם מנגנון הגנה חשוב מאוד עבור התא, שכן מסוגלים להגן עליו מפני התקפת חיידקים פולשים.

הם מופקדים על הגנה על האורגניזם מפני התקפת חיידקים, לכידתם בשלפוחיות ועיכולן, ובכך להפעיל את התגובה החיסונית.

3. חיישן מטבולי

ליזוזומים, בנוסף לחומרים משפילים, משתתפים בתפיסת המצב המטבולי של התא. למעשה, בהתאם למיקומן של אוכלוסיות הליזוזומים, יש להן תפקיד משפיל יותר או חושי יותר.

נראה שאוכלוסיית הליזוזומים הפר-גרעינית, כלומר קרובה לגרעין התא, מעורבת יותר ב- השפלה, בעוד שאחר, פריפריאלי יותר, יהיה אחראי לדעת את מצב הזמינות של אֶמְצָעִי.

4. אקסוציטוזיס

בשנים האחרונות ניתן לראות כי לליזוזומים יש יכולת להשתתף באקסוציטוזיס, כלומר סילוק חומרים מהסביבה הפנימית של התא.

יש לנו מקרה מסוים בתאי כבד. הליזוזומים של תאי הכבד אחראים לכך שתאים אלו מפרישים אנזימים ליזוזומים לתוך המרה.

מסלולי פירוק חומרים

ישנם שלושה מסלולים שבהם מגיעים החומרים שעומדים להתעכל בליזוזומים:

בראשון, ליזוזומים יכולים להיחשב כאל תחנת הקצה של המסלול האנדוציטי, זו הדרך שבה סוגים שונים של תרכובות מוכנסים לתא. רוב המולקולות שמתפוררות בדרך זו חייבות לעבור תחילה דרך הוואקווולים האוטופגיים.

השני מתייחס חלקיקים לא מועילים שעברו פגוציטוזה, כגון חיידקים או חלקיקים שיוריים מתאי אחרים. חלקיקים אלה חייבים להיות מוכלים בתוך הליזוזומים כדי שיוכלו להתעכל, ובכך להבטיח שהם יסולקו בסופו של דבר מבלי לפגוע בתא במעברם. התא שבו הם לכודים יבשיל למה שנקרא פאגוזום, אשר יתמזג עם הליזוזום ברגע שהראשון יתבגר.

המסלול השלישי של השפלה הוא אוטופגיה. זהו תהליך המתרחש בכל האברונים כאשר הם ניזוקים. הליזוזומים משתתפים בסוגים שונים של אוטופגיה, מסתגלים לאברון הפגוע המדובר ולצורכי התא, או עד כמה ניתן להציל אותו.

מחלות ליזוזומליות

מחלות ליזוזומליות הם אלו שנגרמים משחרור בלתי מבוקר של אנזימים מחוץ לתא, או גם עקב תקלה של הליזוזומים, מה שמוביל להצטברות של חומרים מזיקים.

ספינגוליפידוזיס

זהו מצב רפואי הגורם למערכת של מחלות. זה נגרם על ידי תקלה באחד האנזימים האחראים לפירוק ספינגוליפידים, כמה חומרים נפוצים מאוד במוח.

בשל כך, המצב גורם לנזק מוחי, הגורם למוגבלות אינטלקטואלית ולמוות בטרם עת. בין המחלות הנובעות מספינגוליפידוזיס נוכל למצוא את מחלת קראבה, מחלת טיי-זקס, מחלת גושה ומחלת נימן-פיק.

מחלת וולפמן

זוהי ליפידוזיס מולדת. זה תורשתי, מועבר בתורשה אוטוזומלית רצסיבית, והוא נגרם על ידי מחסור באנזים ליזוזומלי, ליפאז חומצי, הייצור שלו מקודד על הזרוע הארוכה של כרומוזום 10.

לליפאז קיבה יש את הפונקציה של פירוק טריגליצרידים קצרים וארוכי שרשרת, כמו גם אסטרים של כולסטרול ליחידות הבסיסיות שלהם. כאשר אין לך אנזים זה, הטריגליצרידים והאסטרים הללו מצטברים באיברים שונים.

התסמינים הראשונים מופיעים במהלך השבועות הראשונים לחיים, להיות הקאות, שלשולים, כבד וטחול מוגדלים, התנפחות בטן, תת תזונה מתקדמת ועצירת עקומת המשקל. זה מתפתח מהר מאוד לתסמינים גרועים יותר ומסתיים עם מותו של התינוק לאחר שנה.

גליקוגנוזיס מסוג II או מחלת פומפה

זה פגם של חומצה מלטאז, פגם אשר גורם לגליקוגן להופיע מאוחסן בליזוזומים מבלי להתפרק כראוי.

זוהי מחלת שרירים נדירה ומתישה, הפוגעת בילדים ובמבוגרים כאחד. בילדות זה מתבטא כבר בחודשים הראשונים, אבל בשלבים בוגרים יותר זה יכול להופיע פתאום, עם התקדמות איטית יותר.

בשתי קבוצות הגיל יש חולשת שרירים והופעת בעיות נשימה. אצל ילדים הלב נראה מוגדל, בנוסף לכך שלא ניתן לתמוך בראש.

מחלה זו נחשבת פאן-אתנית, כלומר, היא מופיעה בכל הגזעים, אך האחוזים משתנים מגזע לגזע. השכיחות בילדים אפרו-אמריקאים גבוהה מאוד, 1 ל-14,000, בעוד שאצל מבוגרים קווקז זה 1 ל-60,000 ובילדים היא 1 ל-100,000.

הפניות ביבליוגרפיות:

• קופר, ג. מ., האוזמן, ר. E (2011). התא. מדריד: מרבן.
• קוהנל, וו. (2003). אטלס צבע של ציטולוגיה, היסטולוגיה ואנטומיה מיקרוסקופית (מהדורה רביעית). thieme. ע. 34. ISBN 1-58890-175-0.