Лизосомы: что это такое, строение и функции в клетке

Всем нам, изучавшим биологию в средней школе, даны части клетки. Что если клеточное ядро, что если плазматическая мембрана, что если Гольджи и эндоплазматический ретикулум... но есть часть, которая почти всегда остается незамеченной.

То ли из-за своих размеров, то ли потому, что с виду они очень простые, лизосомы не имели большого значения на уроках биологии, несмотря на то, что при неправильном выполнении своих функций связанные с этим медицинские проблемы фатальны.

Мы уделим им немного внимания и посмотрим, что они из себя представляют, какие функции выполняют и какие болезни могут вызывать, если работают неправильно.

• Статья по теме: "Наиболее важные части клетки и органеллы: резюме"

Что такое лизосомы?

лизосомы представляют собой мембранные структуры внутри клеток. В их составе находятся ферменты, которые используются для осуществления различных метаболических процессов в цитоплазме клеток и в некоторых органеллах, разлагающих вещества. Так сказать, эти пузыри с энзимами внутри них, как желудки клетки.

В неактивном состоянии они имеют зернистый вид, а при активации имеют везикулярную форму, различающуюся по размеру. Этот размер может составлять от 0,1 до 1,2 мкм, и они имеют сферическую форму. Эти структуры можно найти во всех животных клетках, являясь характерной частью этого типа. клеток и формируется аппаратом Гольджи, основной функцией которого является транспорт и использование ферменты. Хотя аппарат Гольджи есть и в растительной клетке, лизосом в ней нет.

Какие вещества входят в состав лизосом?

В лизосомах мы можем найти различные типы ферментов, специализирующихся на переваривании различных типов веществ.. Для активации ферментов необходимо, чтобы лизосомы имели внутри себя среду с кислым pH от 4,6 до 5,0. Среди основных у нас есть три:

• Липазы: переваривают липиды или жиры.
• Глюкозидазы: расщепляют и переваривают углеводы.
• Протеазы: переваривают белки.
• Нуклеазы: отвечают за нуклеиновые кислоты.

Каждая лизосома может содержать около 40 гидролитических ферментов., то есть ферменты, катализирующие химическую реакцию между молекулой воды (H2O) и другой или несколькими молекулами других веществ.

Классификация веществ по их роли в пищеварении.

Точно так же вышеупомянутые ферменты можно классифицировать по их роли в течение всего процесса переваривания веществ. Итак, мы говорим о первичных ферментах и ​​вторичных ферментах:

1. первичные ферменты

Они состоят только из ферментов гидролазы и не содержат других везикул.. Это ферменты, еще не участвовавшие в переваривании веществ.

2. вторичные ферменты

Они представляют собой комбинацию первичных ферментов с другими везикулами.. Эти ферменты должны отвечать за переваривание клетки, очистку поврежденных структур, этот процесс известен как внутреннее пищеварение клетки.

Классификация веществ по материалу, который они переваривают

В дополнение к этой классификации у нас есть классификация, относящаяся к типу материала, за переваривание которого они отвечают, имея гетерофагические и аутофагические вакуоли:

1. гетерофагальные вакуоли

это ферменты, которые отвечают за атаку и переваривание материала вне клетки. Между частицами вне клетки у нас есть бактерии и остатки соседних клеток.

2. аутофагические вакуоли

Вещества, которые будут перевариваться этими лизосомами, поступают из внутренней среды клетки.

• Вам может быть интересно: "Основные типы клеток человеческого организма."

Строение этой части клетки

Строение лизосом не очень сложное. Они появляются в виде сферических корпускул с переменными размерами, которые могут составлять от 100 до 150 нанометров (нм) в диаметре. Несмотря на небольшие размеры, эти тельца Они могут составлять 5% от общего объема клетки., процент, который можно изменить в зависимости от скорости пищеварения, которую несет клетка, это количество веществ, которые она «разбирает».

Самая примечательная часть, после ферментов, которые мы уже видели, — это лизосомальная мембрана.. Это простая мембрана, предназначенная для предотвращения распространения ферментов, находящихся в лизосомах, через цитоплазму. Поскольку ферменты — это вещества, вызывающие процессы, при которых происходит «разрушение» молекул, удобно Держите их в безопасности, так как в противном случае клетка разрушается, вызывая автолиз клетки. такой же.

Если ферменты синтезированы неправильно, это может иметь серьезные последствия для клетки, а следовательно, и для всего организма. Это связано с тем, что в этом случае остаточные продукты, возникающие в результате метаболических реакций, происходящих в лизосомах, останутся в клетке, потенциально повреждая ее.

Примером заболевания, вызванного проблемами с лизосомами, является гликогеноз типа II, при котором фермент β-глюкозидаза отсутствует, что приводит к накоплению большого количества гликогена в органах, что является фатальным для организм.

функции

Хоть и маленький, лизосомы выполняют очень важные функции в организме.

1. разложение вещества

Основной функцией лизосом является переваривание веществ, как внешних, так и внутренних по отношению к клетке. Внутренние вещества могут быть компонентами, которые больше не нужны клетке, но это может быть дополнительно ухудшено. Лизосомы отвечают за уменьшение сложности этих веществ, чтобы их удаление было легче.

Также они осуществляют внутреннее пищеварение, возникающее при повреждении клетки. Таким образом, поврежденные структуры перевариваются или, при необходимости, вся клетка заменяется новой и более функциональной.

2. Защитный механизм

Лизосомы, помимо переваривания веществ, являются очень важным защитным механизмом клетки, т.к. способны защитить его от нападения вторгшихся бактерий.

Они отвечают за защиту организма от нападения бактерий, улавливая их в пузырьках и переваривая их, тем самым активируя иммунный ответ.

3. метаболический датчик

Лизосомы, помимо деградирующих веществ, участвуют в восприятии метаболического состояния клетки. Фактически, В зависимости от расположения лизосомных популяций они выполняют более деструктивную или сенсорную функцию..

Было замечено, что перинуклеарная популяция лизосом, т. е. близкая к ядру клетки, более вовлечена в деградации, в то время как другой, более периферийный, будет отвечать за знание состояния доступности Ресурсы.

4. экзоцитоз

В последние годы было замечено, что лизосомы обладают способностью участвовать в экзоцитозе, т. е. удалении веществ из внутренней среды клетки.

У нас есть особый случай в клетках печени. Лизосомы клеток печени ответственны за то, что эти клетки секретируют лизосомальные ферменты в желчь.

Пути деградации вещества

Есть три пути поступления веществ, которые будут переварены в лизосомах:

Во-первых, лизосомы можно рассматривать как конечная станция эндоцитарного пути, это способ, которым различные типы соединений вводятся в клетку. Большинство молекул, расщепляющихся таким путем, должны сначала пройти через аутофагические вакуоли.

Второй относится к бесполезные частицы, подвергшиеся фагоцитозу, такие как бактерии или остаточные частицы из других клеток. Эти частицы должны содержаться внутри лизосом, чтобы их можно было переварить, таким образом гарантируя, что в конечном итоге они будут устранены без повреждения клетки при их прохождении. Компартмент, в котором они застряли, созреет в так называемую фагосому, которая сольется с лизосомой, как только первая созреет.

Третий путь деградации — аутофагия. Это процесс, происходящий во всех органеллах при их повреждении. Лизосомы участвуют в различных типах аутофагии, адаптируясь к рассматриваемой поврежденной органелле и потребностям клетки или к тому, насколько ее можно спасти.

лизосомные заболевания

Лизосомальные заболевания те, которые вызваны неконтролируемым высвобождением ферментов за пределы клетки, а также из-за нарушения работы лизосом, что приводит к накоплению вредных веществ.

сфинголипидоз

Это медицинское состояние, которое вызывает ряд заболеваний. Это вызвано нарушение работы одного из ферментов, ответственных за расщепление сфинголипидов, некоторые очень распространенные вещества в головном мозге.

Из-за этого состояние вызывает повреждение головного мозга, вызывая умственную отсталость и преждевременную смерть. Среди заболеваний, вызванных сфинголипидозом, можно найти болезнь Краббе, болезнь Тея-Сакса, болезнь Гоше и болезнь Ниманна-Пика.

болезнь Вольфмана

Это врожденный липидоз. Он наследственный, передается по аутосомно-рецессивному типу и вызывается дефицит лизосомального фермента, кислой липазы, его продукция кодируется на длинном плече хромосомы 10.

Желудочная липаза выполняет функцию расщепления триглицеридов с короткой и длинной цепью, а также сложных эфиров холестерина до их основных единиц. Когда у вас нет этого фермента, эти триглицериды и сложные эфиры накапливаются в различных органах.

Первые симптомы появляются в течение первых недель жизни, будучи рвота, диарея, увеличение печени и селезенки, вздутие живота, прогрессирующее недоедание и остановить весовую кривую. Он очень быстро развивается в худшие симптомы и заканчивается смертью ребенка через год.

Гликогеноз II типа или болезнь Помпе

Это дефект кислой мальтазы, дефект которого заставляет гликоген храниться в лизосомах без должного расщепления.

Это очень редкое и изнурительное мышечное заболевание, поражающее как детей, так и взрослых. В детском возрасте она проявляется уже в первые месяцы, но в более взрослом возрасте может появиться внезапно, с более медленным прогрессированием.

В обеих возрастных группах появляется мышечная слабость и появление проблем с дыханием. У детей сердце кажется увеличенным, кроме того, что оно не может поддерживать голову.

Это заболевание считается панэтническим, то есть оно проявляется у всех рас, но проценты варьируются от расы к расе. Заболеваемость у афроамериканских детей очень высока, 1 на 14 000, в то время как у взрослых европеоидов — 1 на 60 000, а у детей — 1 на 100 000.

Библиографические ссылки:

• Купер, Г. М., Хаусман Р. Э (2011). Клетка. Мадрид: Марбан.
• Кюнель, В. (2003). Цветной атлас цитологии, гистологии и микроскопической анатомии (4-е издание). тиме. п. 34. ISBN 1-58890-175-0.