Lizozomi: ce sunt, structura și funcțiile în celulă

Toți cei care am studiat biologia în liceu am dat părțile celulei. Dacă nucleul celular, dacă membrana plasmatică, dacă Golgi și reticulul endoplasmatic... dar există o parte care aproape întotdeauna trece neobservată.

Fie din cauza dimensiunii lor, fie pentru că, în aparență, sunt foarte simple, lizozomii nu au avut prea multă importanță la orele de biologie, în ciuda faptului că dacă nu își îndeplinesc funcțiile corect, problemele medicale asociate sunt fatale.

O să le acordăm puțină importanță și să vedem ce sunt, ce funcții îndeplinesc și ce boli pot provoca dacă nu funcționează corect.

• Articol înrudit: "Cele mai importante părți celulare și organele: un rezumat"

Ce sunt lizozomii?

lizozomi sunt structuri membranoase care se găsesc în interiorul celulelor. În cadrul acestora se află enzimele, care sunt folosite pentru a desfășura diferite procese metabolice în citoplasma celulară și în unele organite, substanțe degradante. Ca să spunem așa, aceste bule cu enzime în interior sunt ca stomacurile celulei.

În starea inactivă, aspectul lor este granular, în timp ce la activare au o formă veziculoasă, cu dimensiuni variabile. Această dimensiune poate fi între 0,1 și 1,2 μm și sunt sferice. Aceste structuri pot fi întâlnite în toate celulele animale, fiind o parte caracteristică acestui tip de celule si fiind format din aparatul Golgi, avand ca functie principala transportul si folosirea enzime. Deși aparatul Golgi se găsește și în celula vegetală, nu există lizozomi în ea.

Ce substanțe se găsesc în lizozomi?

In cadrul lizozomilor putem gasi diferite tipuri de enzime, care vor fi specializate in digerarea diferitelor tipuri de substante.. Pentru ca enzimele sa fie activate este necesar ca lizozomii sa aiba in interiorul lor un mediu cu pH acid, intre 4,6 si 5,0. Printre cele principale avem trei:

• Lipaze: digeră lipidele sau grăsimile.
• Glucozidaze: descompun și digeră carbohidrații.
• Proteaze: digeră proteinele.
• Nucleazele: sunt responsabile pentru acizii nucleici.

Fiecare lizozom poate conține aproximativ 40 de enzime hidrolitice., adică enzime care catalizează o reacție chimică între o moleculă de apă (H2O) și o altă sau mai multe molecule de alte substanțe.

Clasificarea substantelor in functie de rolul lor in digestie

La fel, enzimele menționate mai sus pot fi clasificate în funcție de rolul lor pe parcursul întregului proces de digestie a substanțelor. Deci, vorbim despre enzime primare și enzime secundare:

1. enzime primare

Ele constau numai din enzime hidrolaze și nu conțin alte vezicule.. Sunt enzime care nu au participat încă la digestia substanțelor.

2. enzime secundare

Sunt o combinație de enzime primare cu alte vezicule. Aceste enzime ar fi cele care se ocupă de digerarea celulei, de curățarea structurilor care sunt deteriorate, acest proces fiind cunoscut sub numele de digestia internă a celulei.

Clasificarea substanțelor în funcție de materialul pe care îl digeră

Pe lângă această clasificare, avem una care se referă la ce tip de material sunt responsabili de digerare, având vacuole heterofagice și autofagice:

1. vacuole heterofagice

sunt enzimele care sunt responsabili pentru atacarea și digerarea materialului din afara celulei. Între particulele din afara celulei avem bacterii și rămășițele celulelor învecinate.

2. vacuole autofagice

Substanțele care vor fi digerate cu acești lizozomi provin din mediul intern al celulei.

• Te-ar putea interesa: "Principalele tipuri de celule ale corpului uman"

Structura acestei părți a celulei

Structura lizozomilor nu este foarte complexă. Ele apar sub formă de corpusculi sferici, cu dimensiuni variabile care pot fi în jur de 100 și 150 de nanometri (nm) în diametru. Deși mici, acești corpusculi Ele pot reprezenta 5% din volumul total al celulei., un procent care este modificabil în funcție de viteza de digestie pe care o poartă celula, aceasta este cantitatea de substanțe pe care o „dezasambla”.

Cea mai remarcabilă parte, după enzimele pe care le-am văzut deja, este membrana lizozomală.. Este o membrană simplă, care are scopul de a împiedica dispersarea enzimelor găsite în lizozom prin citoplasmă. Deoarece enzimele sunt substanțe care induc procese în care moleculele sunt „distruse”, este convenabil să Păstrați-le în siguranță, deoarece, în caz contrar, celula este distrusă, inducând autoliza celulei. la fel.

Dacă enzimele au fost sintetizate necorespunzător, poate avea consecințe grave asupra celulei și, în consecință, asupra întregului organism. Acest lucru se datorează faptului că, în acest caz, produșii reziduali care apar din reacțiile metabolice care apar în interiorul lizozomilor ar rămâne stocați în celulă, potențial dăunând-o.

Un exemplu de boală datorată problemelor cu lizozomi este glicogenoza de tip II, unde enzima β-glucozidaza este absent, ceea ce determină acumularea unor cantități mari de glicogen în organe, fiind ceva fatal pentru organism.

funcții

Deși mic, lizozomii îndeplinesc funcții foarte importante în organism.

1. degradarea substanței

Funcția principală a lizozomilor este de a digera substanțele, atât externe cât și interne celulei. Substanțele interne pot fi componente de care celula nu mai are nevoie, dar asta poate fi degradat și mai mult. Lizozomii sunt responsabili pentru reducerea complexității acestor substanțe pentru ca eliminarea lor să fie mai ușoară.

Ei efectuează și digestia internă, care are loc în cazul în care celula este deteriorată. În acest fel, structurile deteriorate sunt digerate sau, dacă este necesar, întreaga celulă să fie înlocuită cu una nouă și mai funcțională.

2. Mecanism de aparare

Lizozomii, pe lângă digerarea substanțelor, reprezintă un mecanism de apărare foarte important pentru celulă, deoarece sunt capabili să-l apere de atacul bacteriilor invadatoare.

Aceștia sunt responsabili cu apărarea organismului de atacul bacteriilor, prinzându-le în vezicule și digerându-le, activând astfel răspunsul imun.

3. senzor metabolic

Lizozomii, pe lângă substanțele degradante, participă la percepția stării metabolice a celulei. De fapt, În funcție de localizarea populațiilor de lizozomi, acestea au o funcție mai degradantă sau una mai senzorială.

S-a văzut că populația perinucleară de lizozomi, adică aproape de nucleul celular, este mai implicată în degradare, în timp ce altul, mai periferic, s-ar ocupa de cunoașterea stării de disponibilitate a resurse.

4. exocitoză

În ultimii ani s-a văzut că lizozomii au capacitatea de a participa la exocitoză, adică la îndepărtarea substanțelor din mediul intern al celulei.

Avem un caz particular în celulele hepatice. Lizozomii celulelor hepatice sunt responsabili pentru secretarea enzimelor lizozomale de aceste celule în bilă.

Căile de degradare a substanței

Există trei căi prin care sosesc substanțele care urmează să fie digerate în lizozomi:

În primul, lizozomii ar putea fi considerați ca stația finală a căii endocitare, acesta este modul prin care sunt introduse diferite tipuri de compuși în celulă. Majoritatea moleculelor care sunt degradate prin această cale trebuie să treacă mai întâi prin vacuolele autofagice.

Al doilea se referă la particule inutile care au fost fagocitate, cum ar fi bacteriile sau particulele reziduale din alte celule. Aceste particule trebuie să fie conținute în interiorul lizozomilor pentru a putea fi digerate, asigurându-se astfel că ajung să fie eliminate fără a deteriora celula în trecerea lor. Compartimentul în care sunt prinși se va maturiza în ceea ce se numește fagozom, care se va fuziona cu lizozomul odată ce primul se maturizează.

A treia cale de degradare este autofagia. Este un proces care are loc în toate organelele atunci când sunt deteriorate. Lizozomii participă la diferite tipuri de autofagie, adaptându-se la organelele deteriorate în cauză și la nevoile celulei sau la cât de salvabil este.

boli lizozomale

Boli lizozomale sunt cele care sunt cauzate de eliberarea necontrolată a enzimelor în afara celulei, sau și din cauza unei defecțiuni a lizozomilor, care duc la acumularea de substanțe nocive.

sfingolipidoza

Este o afecțiune medicală care induce un set de boli. Este cauzată de o defecțiune a uneia dintre enzimele responsabile cu descompunerea sfingolipidelor, unele substanțe foarte comune în creier.

Din această cauză, afecțiunea induce leziuni ale creierului, provocând dizabilitate intelectuală și moarte prematură. Printre bolile datorate sfingolipidozei putem găsi boala Krabbe, boala Tay-Sachs, boala Gaucher și boala Niemann-Pick.

boala Wolfman

Este o lipidoză congenitală. Este ereditară, transmisă prin moștenire autosomal recesivă și este cauzată de deficiența unei enzime lizozomale, lipaza acidă, producția sa codificată pe brațul lung al cromozomului 10.

Lipaza gastrică are funcția de a descompune trigliceridele cu lanț scurt și lung, precum și esterii de colesterol în unitățile lor de bază. Când nu ai această enzimă, aceste trigliceride și esteri se acumulează în diferite organe.

Primele simptome apar în primele săptămâni de viață, fiind vărsături, diaree, mărire a ficatului și splinei, distensie abdominală, malnutriție progresivă și oprirea curbei de greutate. Evoluează foarte repede spre simptome mai grave și se termină cu moartea bebelușului după un an.

Glicogenoza tip II sau boala Pompe

Este un defect al maltazei acide, defect care face ca glicogenul să apară stocat în lizozomi fără a fi defalcat corespunzător.

Este o boală musculară foarte rară și debilitantă, care afectează atât copiii, cât și adulții. În copilărie se manifestă deja în primele luni, dar în stadiile mai adulte poate apărea brusc, cu o progresie mai lentă.

În ambele grupe de vârstă există slăbiciune musculară și apariția problemelor respiratorii. La copii inima apare mărită, pe lângă faptul că nu poate susține capul.

Această boală este considerată pan-etnică, adică apare la toate rasele, dar procentele variază de la rasă la rasă. Incidența la copiii afro-americani este foarte mare, 1 la 14.000, în timp ce la adulții caucazieni aceasta este de 1 la 60.000, iar la copii este de 1 la 100.000.

Referințe bibliografice:

• Cooper, G. M., Hausmann, R. E (2011). Celula. Madrid: Marban.
• Kuehnel, W. (2003). Atlas de culoare de citologie, histologie și anatomie microscopică (ediția a IV-a). hoţ. p. 34. ISBN 1-58890-175-0.