Lysosomer: hva de er, struktur og funksjoner i cellen

Alle vi som har studert biologi på videregående har gitt delene av cellen. Hva om cellekjernen, hva om plasmamembranen, hva om Golgi og endoplasmatisk retikulum... men det er en del som nesten alltid går ubemerket hen.

Enten på grunn av størrelsen eller fordi de i utseende er veldig enkle, lysosomer har ikke hatt mye fremtredende plass i biologitimer, til tross for at hvis de ikke utfører funksjonene sine riktig, er de tilhørende medisinske problemene dødelige.

Vi skal gi dem litt fremtreden og se hva de er, hvilke funksjoner de fyller og hvilke sykdommer de kan forårsake hvis de ikke fungerer som de skal.

• Relatert artikkel: "De viktigste celledelene og organellene: en oppsummering"

Hva er lysosomer?

lysosomer er membranøse strukturer som finnes inne i celler. Innenfor disse er enzymer, som brukes til å utføre ulike metabolske prosesser i cellens cytoplasma og i enkelte organeller, nedbrytende stoffer. Så å si, disse boblene med enzymer inni seg er som cellens mager.

I inaktiv tilstand er utseendet deres granulært, mens når de aktiveres, har de en vesikulær form, varierende i størrelse. Denne størrelsen kan være mellom 0,1 og 1,2 μm og de er sfæriske. Disse strukturene kan finnes i alle dyreceller, og er en karakteristisk del av denne typen av celler og blir dannet av Golgi-apparatet, som har som hovedfunksjon transport og bruk av enzymer. Selv om Golgi-apparatet også finnes i plantecellen, er det ingen lysosomer i det.

Hvilke stoffer kan finnes i lysosomer?

Innenfor lysosomene kan vi finne ulike typer enzymer, som vil være spesialisert på å fordøye ulike typer stoffer.. For at enzymene skal aktiveres, er det nødvendig at lysosomene har et medium med sur pH inni seg, mellom 4,6 og 5,0. Blant de viktigste har vi tre:

• Lipaser: fordøye lipider eller fett.
• Glukosidaser: bryter ned og fordøyer karbohydrater.
• Proteaser: fordøye proteiner.
• Nukleaser: er ansvarlige for nukleinsyrer.

Hvert lysosom kan inneholde omtrent 40 hydrolytiske enzymer., det vil si enzymer som katalyserer en kjemisk reaksjon mellom et vannmolekyl (H2O) og et annet eller flere molekyler av andre stoffer.

Klassifisering av stoffer i henhold til deres rolle i fordøyelsen

På samme måte kan de nevnte enzymene klassifiseres i henhold til deres rolle under hele prosessen med fordøyelse av stoffer. Så vi snakker om primære enzymer og sekundære enzymer:

1. primære enzymer

De består kun av hydrolase-enzymer og inneholder ikke andre vesikler.. De er enzymer som ennå ikke har deltatt i fordøyelsen av stoffer.

2. sekundære enzymer

De er kombinasjonen av primære enzymer med andre vesikler. Disse enzymene vil være de som har ansvaret for å fordøye cellen, rense strukturene som er skadet, denne prosessen er kjent som intern fordøyelse av cellen.

Klassifisering av stoffer i henhold til materialet de fordøyer

I tillegg til denne klassifiseringen har vi en som refererer til hvilken type materiale de er ansvarlige for å fordøye, med heterofage og autofagiske vakuoler:

1. heterofage vakuoler

er enzymene som er ansvarlige for å angripe og fordøye materiale utenfor cellen. Mellom partikler utenfor cellen har vi bakterier og restene av naboceller.

2. autofagiske vakuoler

Stoffene som vil bli fordøyd med disse lysosomene kommer fra det indre miljøet i cellen.

• Du kan være interessert i: "Hovedcelletyper i menneskekroppen"

Strukturen til denne delen av cellen

Strukturen til lysosomer er ikke veldig kompleks. De vises i form av sfæriske korpuskler, med variable dimensjoner som kan være rundt mellom 100 og 150 nanometer (nm) i diameter. Selv om de er små, er disse blodlegemene De kan representere 5 % av det totale volumet av cellen., en prosentandel som kan endres avhengig av fordøyelseshastigheten som cellen bærer, dette er mengden stoffer som den "demonterer".

Den mest bemerkelsesverdige delen, etter enzymene som vi allerede har sett, er den lysosomale membranen.. Det er en enkel membran, som har som formål å hindre enzymene som finnes i lysosomet fra å spre seg gjennom cytoplasmaet. Siden enzymer er stoffer som induserer prosesser der molekyler "ødelegges", er det praktisk å Hold dem trygge, siden ellers blir cellen ødelagt, noe som induserer autolyse av cellen. samme.

Hvis enzymene er feil syntetisert, kan det få alvorlige konsekvenser for cellen og følgelig for hele organismen. Dette er fordi, i dette tilfellet, vil restproduktene som oppstår fra de metabolske reaksjonene som oppstår i lysosomene forbli lagret i cellen, og potensielt skade den.

Et eksempel på en sykdom på grunn av lysosomproblemer er glykogenose type II, hvor enzymet β-glukosidase er fraværende, noe som fører til at store mengder glykogen samler seg i organene, noe som er dødelig for organisme.

funksjoner

Selv om det er lite, lysosomer utfører svært viktige funksjoner i kroppen.

1. stoffets nedbrytning

Hovedfunksjonen til lysosomer er å fordøye stoffer, både eksternt og internt i cellen. Innvendige stoffer kan være komponenter som cellen ikke lenger trenger, men det kan forringes ytterligere. Lysosomer er ansvarlige for å redusere kompleksiteten til disse stoffene, slik at deres eliminering er lettere.

De utfører også intern fordøyelse, som oppstår i tilfelle cellen blir skadet. På denne måten fordøyes de skadede strukturene eller, om nødvendig, hele cellen erstattes av en ny og mer funksjonell.

2. Forsvarsmekanisme

Lysosomer, i tillegg til å fordøye stoffer, er en svært viktig forsvarsmekanisme for cellen, siden er i stand til å forsvare den fra angrep fra invaderende bakterier.

De har ansvaret for å forsvare organismen mot angrep av bakterier, fange dem i vesikler og fordøye dem, og dermed aktivere immunresponsen.

3. metabolsk sensor

Lysosomer, i tillegg til nedbrytende stoffer, deltar i oppfatningen av cellens metabolske tilstand. Faktisk, Avhengig av plasseringen av lysosompopulasjonene, har de en mer nedbrytende funksjon eller en mer sensorisk funksjon..

Det har blitt sett at den perinukleære populasjonen av lysosomer, det vil si nær cellekjernen, er mer involvert i forringelse, mens en annen, mer perifer, ville være ansvarlig for å vite tilstanden til tilgjengeligheten av ressurser.

4. eksocytose

De siste årene har man sett at lysosomer har evnen til å delta i eksocytose, det vil si fjerning av stoffer fra cellens indre miljø.

Vi har et spesielt tilfelle i leverceller. Lysosomene til levercellene er ansvarlige for at disse cellene skiller ut lysosomale enzymer inn i gallen.

Stoffnedbrytningsveier

Det er tre veier som stoffene som skal fordøyes i lysosomene kommer til:

I den første kan lysosomer betraktes som endestasjonen til den endocytiske banen, dette er måten forskjellige typer forbindelser introduseres på i cellen. De fleste av molekylene som brytes ned på denne ruten må først passere gjennom de autofagiske vakuolene.

Den andre refererer til unyttige partikler som har blitt fagocytert, for eksempel bakterier eller gjenværende partikler fra andre celler. Disse partiklene må holdes inne i lysosomene slik at de kan fordøyes, og dermed sikre at de ender opp med å bli eliminert uten å skade cellen i deres passasje. Rommet der de er fanget, vil modnes til det som kalles et fagosom, som vil smelte sammen med lysosomet når førstnevnte modnes.

Den tredje nedbrytningsveien er autofagi. Det er en prosess som skjer i alle organeller når de blir skadet. Lysosomer deltar i ulike typer autofagi, tilpasser seg den aktuelle skadede organellen og cellens behov, eller hvor bergbar den er.

lysosomale sykdommer

Lysosomale sykdommer er de som er forårsaket av ukontrollert frigjøring av enzymer utenfor cellen, eller også på grunn av en funksjonsfeil i lysosomene, som fører til akkumulering av skadelige stoffer.

sfingolipidose

Det er en medisinsk tilstand som induserer en rekke sykdommer. Det er forårsaket av en funksjonsfeil i et av enzymene som er ansvarlige for å bryte ned sfingolipider, noen svært vanlige stoffer i hjernen.

På grunn av dette induserer tilstanden hjerneskade, noe som forårsaker intellektuell funksjonshemming og for tidlig død. Blant sykdommene på grunn av sfingolipidose kan vi finne Krabbe sykdom, Tay-Sachs sykdom, Gaucher sykdom og Niemann-Pick sykdom.

Wolfmans sykdom

Det er en medfødt lipidose. Det er arvelig, overføres ved autosomal recessiv arv, og er forårsaket av mangel på et lysosomalt enzym, sur lipase, dets produksjon kodet på den lange armen til kromosom 10.

Gastrisk lipase har som funksjon å bryte ned kort- og langkjedede triglyserider, samt kolesterolestere til deres grunnleggende enheter. Når du ikke har dette enzymet, akkumuleres disse triglyseridene og estrene i ulike organer.

De første symptomene vises i løpet av de første ukene av livet, være oppkast, diaré, forstørret lever og milt, oppblåst mage, progressiv underernæring og stoppe vektkurven. Det utvikler seg veldig raskt til verre symptomer og ender med at babyen dør etter et år.

Glykogenose type II eller Pompes sykdom

Det er en defekt av sur maltase, defekt som får glykogen til å vises lagret i lysosomer uten å bli ordentlig brutt ned.

Det er en svært sjelden og invalidiserende muskelsykdom som rammer både barn og voksne. I barndommen manifesterer den seg allerede i løpet av de første månedene, men i flere voksne stadier kan den dukke opp plutselig, med en langsommere progresjon.

I begge aldersgruppene det er muskelsvakhet og utseendet til luftveisproblemer. Hos barn virker hjertet forstørret, i tillegg til at det ikke er i stand til å støtte hodet.

Denne sykdommen regnes som pan-etnisk, det vil si at den vises i alle raser, men prosentene varierer fra rase til rase. Forekomsten hos afroamerikanske barn er svært høy, 1 av 14 000, mens hos kaukasiske voksne er dette 1 av 60 000 og hos barn 1 av 100 000.

Bibliografiske referanser:

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