Lysosomer: vad de är, struktur och funktioner i cellen

Alla vi som har studerat biologi på gymnasiet har gett cellens delar. Tänk om cellkärna, tänk om plasmamembran, tänk om Golgi och endoplasmatiskt retikulum... men det finns en del som nästan alltid går obemärkt förbi.

Antingen på grund av sin storlek eller för att de till utseendet är väldigt enkla, lysosomer har inte haft mycket framträdande plats i biologiklasser, trots att om de inte utför sina funktioner korrekt, är de tillhörande medicinska problemen dödliga.

Vi ska ge dem en liten framträdande plats och se vad de är, vilka funktioner de fyller och vilka sjukdomar de kan orsaka om de inte fungerar korrekt.

• Relaterad artikel: "De viktigaste celldelarna och organellerna: En sammanfattning"

Vad är lysosomer?

lysosomer är membranstrukturer som finns inuti celler. Inom dessa finns enzymer, som används för att utföra olika metaboliska processer i cellens cytoplasma och i vissa organeller, nedbrytande ämnen. Så att säga, dessa bubblor med enzymer inuti dem är som cellens magar.

I det inaktiva tillståndet är deras utseende granulärt, medan de när de aktiveras har en vesikulär form, varierande i storlek. Denna storlek kan vara mellan 0,1 och 1,2 μm och de är sfäriska. Dessa strukturer kan hittas i alla djurceller, och är en karakteristisk del av denna typ av celler och som bildas av Golgi-apparaten, som har som sin huvudsakliga funktion transport och användning av enzymer. Även om Golgi-apparaten också finns i växtcellen, finns det inga lysosomer i den.

Vilka ämnen finns i lysosomer?

Inom lysosomerna kan vi hitta olika typer av enzymer, som kommer att vara specialiserade på att smälta olika typer av ämnen.. För att enzymerna ska aktiveras är det nödvändigt att lysosomerna har ett medium med ett surt pH inuti sig, mellan 4,6 och 5,0. Bland de viktigaste har vi tre:

• Lipaser: smälter lipider eller fetter.
• Glukosidaser: bryter ner och smälter kolhydrater.
• Proteaser: smälter proteiner.
• Nukleaser: är ansvariga för nukleinsyror.

Varje lysosom kan innehålla cirka 40 hydrolytiska enzymer., det vill säga enzymer som katalyserar en kemisk reaktion mellan en vattenmolekyl (H2O) och en annan eller flera molekyler av andra ämnen.

Klassificering av ämnen efter deras roll i matsmältningen

Likaså kan de tidigare nämnda enzymerna klassificeras efter deras roll under hela processen med nedbrytning av ämnen. Så vi pratar om primära enzymer och sekundära enzymer:

1. primära enzymer

De består endast av hydrolasenzymer och innehåller inga andra vesiklar.. De är enzymer som ännu inte har deltagit i nedbrytningen av ämnen.

2. sekundära enzymer

De är kombinationen av primära enzymer med andra vesiklar. Dessa enzymer skulle vara de som ansvarar för att smälta cellen, rengöra de strukturer som är skadade, denna process är känd som inre matsmältning av cellen.

Klassificering av ämnen efter vilket material de smälter

Utöver denna klassificering har vi en som hänvisar till vilken typ av material de är ansvariga för att smälta, som har heterofagiska och autofagiska vakuoler:

1. heterofagiska vakuoler

är enzymerna som är ansvariga för att attackera och smälta material utanför cellen. Mellan partiklar utanför cellen har vi bakterier och rester av närliggande celler.

2. autofagiska vakuoler

Ämnen som kommer att smältas med dessa lysosomer kommer från cellens inre miljö.

• Du kanske är intresserad av: "Huvudcelltyper i människokroppen"

Strukturen av denna del av cellen

Strukturen hos lysosomer är inte särskilt komplex. De uppträder i form av sfäriska kroppar, med varierande dimensioner som kan vara mellan 100 och 150 nanometer (nm) i diameter. Även om de är små, är dessa blodkroppar De kan representera 5 % av cellens totala volym., en procentandel som är modifierbar beroende på matsmältningshastigheten som cellen bär, detta är mängden ämnen som den "demonterar".

Den mest anmärkningsvärda delen, efter de enzymer som vi redan har sett, är det lysosomala membranet.. Det är ett enkelt membran som har till syfte att förhindra enzymerna som finns i lysosomen från att spridas genom cytoplasman. Eftersom enzymer är ämnen som inducerar processer där molekyler "förstörs", är det bekvämt att Håll dem säkra, eftersom annars cellen förstörs, vilket inducerar autolys av cellen. samma.

Om enzymerna har syntetiserats på ett felaktigt sätt kan det få allvarliga konsekvenser för cellen och följaktligen för hela organismen. Detta beror på att i det här fallet skulle restprodukterna som uppstår från de metaboliska reaktionerna som inträffar i lysosomerna förbli lagrade i cellen, vilket potentiellt skadar den.

Ett exempel på en sjukdom på grund av lysosomproblem är glykogenos typ II, där enzymet β-glukosidas är frånvarande, vilket gör att stora mängder glykogen ackumuleras i organen, vilket är något dödligt för organism.

funktioner

Även om det är litet, lysosomer utför mycket viktiga funktioner i kroppen.

1. ämnesnedbrytning

Lysosomers huvudsakliga funktion är att smälta ämnen, både externa och interna i cellen. Inre ämnen kan vara komponenter som cellen inte längre behöver, men det kan försämras ytterligare. Lysosomer är ansvariga för att minska komplexiteten hos dessa ämnen så att deras eliminering är lättare.

De utför också inre matsmältning, vilket sker om cellen skadas. På så sätt smälts de skadade strukturerna eller, vid behov, hela cellen ersätts av en ny och mer funktionell.

2. Försvarsmekanism

Lysosomer, förutom att smälta ämnen, är en mycket viktig försvarsmekanism för cellen, eftersom är kapabla att försvara den från attacken av invaderande bakterier.

De är ansvariga för att försvara organismen från attacker av bakterier, fånga in dem i blåsor och smälta dem, vilket aktiverar immunsvaret.

3. metabolisk sensor

Lysosomer deltar, förutom nedbrytande ämnen, i uppfattningen av cellens metaboliska tillstånd. Faktiskt, Beroende på var lysosompopulationerna befinner sig har de en mer nedbrytande funktion eller en mer sensorisk funktion..

Man har sett att den perinukleära populationen av lysosomer, det vill säga nära cellkärnan, är mer involverad i nedbrytning, medan en annan, mer perifer, skulle vara ansvarig för att veta tillståndet för tillgängligheten av Resurser.

4. exocytos

På senare år har man sett att lysosomer har förmågan att delta i exocytos, det vill säga avlägsnande av ämnen från cellens inre miljö.

Vi har ett speciellt fall i leverceller. Levercellernas lysosomer är ansvariga för att dessa celler utsöndrar lysosomala enzymer i gallan.

Ämnesnedbrytningsvägar

Det finns tre vägar genom vilka de ämnen som kommer att smältas i lysosomerna anländer:

I den första kunde lysosomer betraktas som ändstationen för den endocytiska vägenDetta är sättet på vilket olika typer av föreningar introduceras i cellen. De flesta av de molekyler som bryts ned på denna väg måste först passera genom de autofagiska vakuolerna.

Den andra hänvisar till ohjälpsamma partiklar som har fagocyterats, såsom bakterier eller restpartiklar från andra celler. Dessa partiklar måste finnas inne i lysosomerna så att de kan smältas, vilket säkerställer att de slutar elimineras utan att skada cellen i deras passage. Facket där de är fångade kommer att mogna till vad som kallas en fagosom, som kommer att smälta samman med lysosomen när den förra mognar.

Den tredje nedbrytningsvägen är autofagi. Det är en process som sker i alla organeller när de skadas. Lysosomer deltar i olika typer av autofagi, anpassar sig till den skadade organellen i fråga och cellens behov, eller hur räddningsbar den är.

lysosomala sjukdomar

Lysosomala sjukdomar är de som orsakas av okontrollerad frisättning av enzymer utanför cellen, eller också på grund av en felfunktion i lysosomerna, vilket leder till ackumulering av skadliga ämnen.

sfingolipidos

Det är ett medicinskt tillstånd som framkallar en uppsättning sjukdomar. Det orsakas av ett fel i ett av enzymerna som ansvarar för att bryta ner sfingolipider, några mycket vanliga ämnen i hjärnan.

På grund av detta inducerar tillståndet hjärnskador, vilket orsakar intellektuell funktionsnedsättning och för tidig död. Bland sjukdomarna på grund av sfingolipidos kan vi hitta Krabbes sjukdom, Tay-Sachs sjukdom, Gauchers sjukdom och Niemann-Picks sjukdom.

Wolfmans sjukdom

Det är en medfödd lipidos. Det är ärftligt, överförs genom autosomalt recessivt arv och orsakas av brist på ett lysosomalt enzym, surt lipas, dess produktion kodad på den långa armen av kromosom 10.

Maglipas har funktionen att bryta ner kort- och långkedjiga triglycerider, såväl som kolesterolestrar till sina basenheter. När du inte har detta enzym, ackumuleras dessa triglycerider och estrar i olika organ.

De första symtomen uppträder under de första veckorna av livet, att vara kräkningar, diarré, förstorad lever och mjälte, utspänd buk, progressiv undernäring och stoppa viktkurvan. Det utvecklas mycket snabbt till värre symtom och slutar med barnets död efter ett år.

Glykogenos typ II eller Pompes sjukdom

Det är en defekt av surt maltas, defekt som gör att glykogen visas lagrat i lysosomer utan att brytas ned ordentligt.

Det är en mycket sällsynt och försvagande muskelsjukdom som drabbar både barn och vuxna. I barndomen visar det sig redan under de första månaderna, men i mer vuxna stadier kan det dyka upp plötsligt, med en långsammare progression.

I båda åldersgrupperna det finns muskelsvaghet och uppkomsten av andningsproblem. Hos barn verkar hjärtat förstorat, förutom att det inte kan stödja huvudet.

Denna sjukdom anses vara pan-etnisk, det vill säga den förekommer i alla raser, men procentsatserna varierar från ras till ras. Incidensen hos afroamerikanska barn är mycket hög, 1 på 14 000, medan det hos vuxna vuxna är 1 på 60 000 och hos barn 1 på 100 000.

Bibliografiska referenser:

• Cooper, G. M., Hausmann, R. E (2011). Cellen. Madrid: Marban.
• Kuehnel, W. (2003). Color Atlas of Cytology, Histology, & Microscopic Anatomy (4:e upplagan). thieme. sid. 34. ISBN 1-58890-175-0.