Lyzozómy: čo sú, štruktúra a funkcie v bunke

Všetci, ktorí sme študovali biológiu na strednej škole, sme dali časti bunky. Čo keď bunkové jadro, čo keď plazmatická membrána, čo keď Golgi a endoplazmatické retikulum... ale je tu časť, ktorá takmer vždy zostane nepovšimnutá.

Buď pre svoju veľkosť, alebo preto, že na pohľad sú veľmi jednoduché, lyzozómy nemali príliš veľký význam na hodinách biológie napriek tomu, že ak si neplnia svoje funkcie správne, sú s tým spojené zdravotné problémy fatálne.

Ideme im dať trochu do popredia a uvidíme, čo sú zač, aké funkcie plnia a aké choroby môžu spôsobiť, ak nefungujú správne.

• Súvisiaci článok: "Najdôležitejšie bunkové časti a organely: Zhrnutie"

Čo sú lyzozómy?

lyzozómy sú membránové štruktúry nachádzajúce sa vo vnútri buniek. V nich sú enzýmy, ktoré sa používajú na uskutočňovanie rôznych metabolických procesov v bunkovej cytoplazme a v niektorých organelách, degradujúce látky. Aby som tak povedal, tieto bubliny s enzýmami vo vnútri sú ako žalúdky bunky.

V neaktívnom stave je ich vzhľad zrnitý, zatiaľ čo pri aktivácii majú vezikulárny tvar s rôznou veľkosťou. Táto veľkosť môže byť medzi 0,1 a 1,2 μm a sú sférické. Tieto štruktúry možno nájsť vo všetkých živočíšnych bunkách, pričom sú charakteristickou súčasťou tohto typu buniek a sú tvorené Golgiho aparátom, ktorého hlavnou funkciou je transport a využitie enzýmy. Hoci sa Golgiho aparát nachádza aj v rastlinnej bunke, nenachádzajú sa v nej žiadne lyzozómy.

Aké látky možno nájsť v lyzozómoch?

V lyzozómoch nájdeme rôzne druhy enzýmov, ktoré sa budú špecializovať na trávenie rôznych druhov látok.. Aby sa enzýmy aktivovali, je potrebné, aby lyzozómy mali v sebe médium s kyslým pH, medzi 4,6 a 5,0. Medzi hlavné máme tri:

• Lipázy: trávia lipidy alebo tuky.
• Glukozidázy: rozkladajú a trávia sacharidy.
• Proteázy: trávenie bielkovín.
• Nukleázy: sú zodpovedné za nukleové kyseliny.

Každý lyzozóm môže obsahovať približne 40 hydrolytických enzýmov., teda enzýmy, ktoré katalyzujú chemickú reakciu medzi molekulou vody (H2O) a ďalšou alebo viacerými molekulami iných látok.

Klasifikácia látok podľa ich úlohy pri trávení

Rovnako vyššie uvedené enzýmy možno klasifikovať podľa ich úlohy počas celého procesu trávenia látok. Hovoríme teda o primárnych enzýmoch a sekundárnych enzýmoch:

1. primárne enzýmy

Pozostávajú len z hydrolázových enzýmov a neobsahujú iné vezikuly.. Sú to enzýmy, ktoré sa ešte nepodieľali na trávení látok.

2. sekundárne enzýmy

Sú kombináciou primárnych enzýmov s inými vezikulami. Tieto enzýmy by boli tie, ktoré sú zodpovedné za trávenie bunky, čistenie poškodených štruktúr, tento proces je známy ako vnútorné trávenie bunky.

Klasifikácia látok podľa materiálu, ktorý trávia

Okrem tejto klasifikácie máme jednu, ktorá sa týka toho, aký typ materiálu sú zodpovedné za trávenie, pričom majú heterofágne a autofagické vakuoly:

1. heterofágne vakuoly

sú enzýmy, ktoré sú zodpovedné za napadnutie a trávenie materiálu mimo bunky. Medzi časticami mimo bunky máme baktérie a zvyšky susedných buniek.

2. autofagické vakuoly

Látky, ktoré budú trávené týmito lyzozómami, pochádzajú z vnútorného prostredia bunky.

• Mohlo by vás zaujímať: "Hlavné typy buniek ľudského tela"

Štruktúra tejto časti bunky

Štruktúra lyzozómov nie je príliš zložitá. Objavujú sa vo forme guľovitých teliesok s premenlivými rozmermi, ktoré môžu byť v priemere od 100 do 150 nanometrov (nm). Hoci malé, tieto krvinky Môžu predstavovať 5 % z celkového objemu bunky., percento, ktoré je modifikovateľné v závislosti od rýchlosti trávenia, ktorú bunka nesie, je to množstvo látok, ktoré „rozoberá“.

Najpozoruhodnejšia časť, po enzýmoch, ktoré sme už videli, je lyzozomálna membrána.. Je to jednoduchá membrána, ktorej účelom je zabrániť tomu, aby sa enzýmy nachádzajúce sa v lyzozóme rozptýlili cez cytoplazmu. Keďže enzýmy sú látky, ktoré vyvolávajú procesy, pri ktorých sa molekuly „ničia“, je vhodné Udržujte ich v bezpečí, pretože inak je bunka zničená, čo vedie k autolýze bunky. rovnaký.

Ak boli enzýmy nesprávne syntetizované, môže to mať vážne následky pre bunku a následne aj pre celý organizmus. V tomto prípade by totiž zvyškové produkty, ktoré vznikajú pri metabolických reakciách, ktoré sa vyskytujú v lyzozómoch, zostali uložené v bunke a potenciálne by ju poškodili.

Príkladom ochorenia spôsobeného problémami s lyzozómami je glykogenóza typu II, kde je enzým β-glukozidáza chýba, čo spôsobuje, že sa v orgánoch hromadí veľké množstvo glykogénu, čo je pre človeka smrteľné organizmu.

funkcie

Hoci malý, lyzozómy vykonávajú v tele veľmi dôležité funkcie.

1. degradácia látky

Hlavnou funkciou lyzozómov je trávenie látok, vonkajších aj vnútorných v bunke. Vnútorné látky môžu byť zložky, ktoré bunka už nepotrebuje, ale to môže byť ďalej degradované. Lyzozómy sú zodpovedné za zníženie zložitosti týchto látok, takže ich eliminácia je jednoduchšia.

Vykonávajú tiež vnútorné trávenie, ku ktorému dochádza v prípade poškodenia bunky. Týmto spôsobom sa strávia poškodené štruktúry alebo v prípade potreby celá bunka, ktorá sa nahradí novou a funkčnejšou.

2. Obranný mechanizmus

Lyzozómy sú okrem tráviacich látok veľmi dôležitým obranným mechanizmom bunky, od r sú schopné ho brániť pred útokom inváznych baktérií.

Majú na starosti obranu organizmu pred útokom baktérií, zachytávajú ich do vezikúl a trávia, čím aktivujú imunitnú odpoveď.

3. metabolický senzor

Lyzozómy sa okrem degradujúcich látok podieľajú na vnímaní metabolického stavu bunky. V skutočnosti, V závislosti od umiestnenia lyzozómových populácií majú viac degradujúcu funkciu alebo viac senzorickú.

Ukázalo sa, že perinukleárna populácia lyzozómov, to znamená v blízkosti bunkového jadra, sa viac podieľa na degradácie, kým iný, okrajovejší, by mal na starosti poznanie stavu dostupnosti zdrojov.

4. exocytóza

V posledných rokoch bolo vidieť, že lyzozómy majú schopnosť podieľať sa na exocytóze, teda odstraňovaní látok z vnútorného prostredia bunky.

Máme konkrétny prípad v pečeňových bunkách. Lysozómy pečeňových buniek sú zodpovedné za to, že tieto bunky vylučujú lyzozomálne enzýmy do žlče.

Cesty degradácie látok

Existujú tri cesty, ktorými sa látky, ktoré budú trávené v lyzozómoch, dostanú:

V prvom možno považovať lyzozómy za koncová stanica endocytovej dráhyje to spôsob, ktorým sa do bunky zavádzajú rôzne typy zlúčenín. Väčšina molekúl, ktoré sú touto cestou degradované, musí najskôr prejsť cez autofagické vakuoly.

Druhý odkazuje na neužitočné častice, ktoré boli fagocytované, ako sú baktérie alebo zvyškové častice z iných buniek. Tieto častice musia byť obsiahnuté vo vnútri lyzozómov, aby mohli byť strávené, čím sa zabezpečí, že budú nakoniec eliminované bez poškodenia bunky pri ich prechode. Kompartment, v ktorom sú uväznené, dozrie na to, čo sa nazýva fagozóm, ktorý sa spojí s lyzozómom, keď dozrie prvý.

Treťou cestou degradácie je autofágia. Je to proces, ktorý sa vyskytuje vo všetkých organelách, keď sú poškodené. Lyzozómy sa podieľajú na rôznych typoch autofágie, prispôsobujú sa príslušnej poškodenej organele a potrebám bunky, alebo ako je možné ju zachrániť.

lyzozomálne ochorenia

Lysozomálne choroby sú tie, ktoré sú spôsobené nekontrolovaným uvoľňovaním enzýmov mimo bunky, alebo tiež v dôsledku poruchy lyzozómov, ktoré vedú k hromadeniu škodlivých látok.

sfingolipidóza

Ide o zdravotný stav, ktorý vyvoláva súbor chorôb. Je to spôsobené tým porucha jedného z enzýmov zodpovedných za rozklad sfingolipidov, niektoré veľmi bežné látky v mozgu.

V dôsledku toho tento stav vyvoláva poškodenie mozgu, čo spôsobuje mentálne postihnutie a predčasnú smrť. Medzi ochoreniami spôsobenými sfingolipidózou môžeme nájsť Krabbeho chorobu, Tay-Sachsovu chorobu, Gaucherovu chorobu a Niemann-Pickovu chorobu.

Wolfmanova choroba

Ide o vrodenú lipidózu. Je dedičná, prenáša sa autozomálne recesívnou dedičnosťou a je spôsobená tzv nedostatok lyzozomálneho enzýmu, kyslej lipázy, jej tvorba kódovaná na dlhom ramene chromozómu 10.

Žalúdočná lipáza má funkciu štiepenia triglyceridov s krátkym a dlhým reťazcom, ako aj esterov cholesterolu na ich základné jednotky. Keď tento enzým nemáte, tieto triglyceridy a estery sa hromadia v rôznych orgánoch.

Prvé príznaky sa objavujú počas prvých týždňov života, bytie vracanie, hnačka, zväčšenie pečene a sleziny, abdominálna distenzia, progresívna podvýživa a zastavenie krivky hmotnosti. Vyvíja sa veľmi rýchlo k horším príznakom a končí smrťou bábätka po roku.

Glykogenóza typu II alebo Pompeho choroba

Ide o defekt kyslej maltázy, defekt ktorý spôsobuje, že sa glykogén javí ako uložený v lyzozómoch bez toho, aby sa správne rozložil.

Ide o veľmi zriedkavé a vysiľujúce ochorenie svalov, ktoré postihuje deti aj dospelých. V detskom veku sa prejavuje už počas prvých mesiacov, ale vo viacerých dospelých štádiách sa môže objaviť náhle, s pomalšou progresiou.

V oboch vekových skupinách dochádza k svalovej slabosti a objaveniu sa dýchacích problémov. U detí sa srdce zdá byť zväčšené, okrem toho, že nedokáže podoprieť hlavu.

Táto choroba sa považuje za panetnickú, to znamená, že sa vyskytuje u všetkých rás, ale percentá sa líšia od rasy k rase. Výskyt u afroamerických detí je veľmi vysoký, 1 zo 14 000, zatiaľ čo u dospelých belochov je to 1 zo 60 000 a u detí je to 1 zo 100 000.

Bibliografické odkazy:

• Cooper, G. M., Hausmann, R. E (2011). Bunka. Madrid: Marban.
• Kuehnel, W. (2003). Farebný atlas cytológie, histológie a mikroskopickej anatómie (4. vydanie). thieme. p. 34. ISBN 1-58890-175-0.