Lizosom: delovanje in bolezni

Lizosomi so organele v celicah živih organizmov z nastalimi jedri (evkarionti). Lizosomi so vezikli celice, ki so obdani z membrano in vsebujejo prebavo encimi. Funkcija lizosomov, ki se vzdržujejo v kislem okolju, je razgraditi endogene in eksogene snovi in ​​po potrebi sprožiti celično uničenje (apoptozo).

Kaj je lizosom?

Lizosomi so mehurčki, majhni celični vključki v evkariontskih celicah, ki so obdani z membrano in vsebujejo široko paleto znotrajceličnih hidrolitičnih prebavnih organov. encimi znotraj njih. To so proteaze, nukleaze in lipaze, ki so prebavne encimi ki se lahko pokvari in razgradi beljakovin, nukleinska kislinain lipidov. Fragmenti se bodisi nadalje razgradijo in jih delno odstranijo ali pa jih presnova ponovno uporabi, tako rekoč reciklira. Lizosomi se zato imenujejo tudi lastni celici želodec. Notranjost lizosomov s premerom od 0.1 do 1.1 mikrometra se z delovanjem protonskih črpalk vzdržuje v kislem okolju s pH od 4.5 do 5.0. Visoko kislo okolje služi samozaščiti celice, saj so encimi aktivni le v kislem okolju. Če lizosom izprazni svoje encime v pH-nevtralen citosol, se ti takoj deaktivirajo in so neškodljivi za celico. Da bi preprečili napad na samo membrano prebavni encimi, membrana beljakovin so močno glikozilirani proti notranjosti.

Funkcija, dejanje in naloge

Glavna funkcija lizosomov je zagotoviti hidrolizo prebavni encimi degradirati beljakovin, nukleinska kislinain lipidov na zahtevo. To so lahko celici tuje snovi ali snovi, ki so lastne celici. Razgradnja celičnih lastnih snovi vključuje tudi apoptozo, vnaprej programirano celično smrt, pri kateri lizosomi s svojimi encimi prevzamejo bistveno tehnično funkcijo. Celici tuji delci, ki se nahajajo v zunajceličnem prostoru in so namenjeni razgradnji, se najprej z endocitozo prenesejo v celico. Zunanji celična membrana izboči navzven, teče okoli snovi, ki jo je treba razgraditi, nato pa se kot samostojen mehurček odcepi od celične membrane. Mehurčki se zlijejo z lizosomi, tako da se lahko začne proces razgradnje. Proces endocitoze in fuzije z lizosomom vedno poteka brez neposrednega stika s citoplazmo in je primerljiv s fagocitozo. Med samostojno obnovo celic se v lizosome za "fragmentacijo" dovajajo tudi druge organele in komponente citosola. Običajno se drobci ponovno uporabijo, torej reciklirajo, za obnovo aminokisline, beljakovine, nukleinska kislina in ogljikovi hidrati. Lizosomi imajo tudi pomembno vlogo pri apoptozi ali programirani celični smrti. Celica, ki je prejela signal za apoptozo, se po določenem programu skrči in razstavi, ne da bi katerikoli deli celice vstopili v zunajcelični prostor, kjer bi se takoj pojavile vnetne reakcije.

Nastanek, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Lizosomi se priročno pojavljajo v vsaki celici evkariontov z zelo redkimi izjemami. Samo število lizosomov na celico se razlikuje glede na vrsto celice in naloge celice v tkivu. Hidrolitske encime in beljakovine lizosomske membrane sintetizirajo ribosomi na endoplazmatskem retikulumu (ER). Nato so označeni v trans-Golgijevem aparatu, tako da niso naključno poslani v kakršne koli lizosome. Najpomembnejšo vlogo pri označevanju imata fosfotransferaza in drug encim, ki zaključi postopek označevanja. Kislo okolje v lizosomih zagotavlja ATPaza tipa V. Encim odcepi 2 H+ iona iz ATP s postopkom hidrolize in jih prenese v lizosom. Lizosomi so vključeni v zelo številne notranje in zunanje presnovne procese. Neposredno ali posredno merjenje njihovega števila ni možno in bi imelo majhen pomen. Zato ni mogoče podati nobene izjave o optimalnem številu lizosomov. Vsaka disfunkcija lizosomov se običajno resno čuti.

Bolezni in motnje

Znanih je več funkcionalne motnje lizosomov, ki vodi do resnih bolezni. Zelo redko pojavljajoča se – genetska – disfunkcija je posledica okvare fosfotransferaze. Nefunkcionalni encim vodi do nenadzorovanega sproščanja lizosomskih encimov v zunajcelični matriks. Hkrati se kopiči lipidov, mukopolisaharidi in glikoproteini v lizosomih, ki so pravzaprav namenjeni razgradnji in razgradnji. Ker pa jih ni prebavni encimi zaradi njihove napačne usmeritve se snovi vse več kopičijo v lizosomih. Ta avtosomna, recesivno dedna bolezen lizosomskega shranjevanja, imenovana I-celična bolezen, je posledica mutacije GNPTAB gen. Poznane so tudi druge bolezni lizosomskega skladiščenja, ki pa temeljijo na napačno sintetiziranih hidrolazah. Podobno kot pri bolezni I-celic se kopičijo nerazgrajene beljakovine, nukleinske kislinein lipidi. Vsem lizosomskim boleznim shranjevanja je skupno, da je razmerje med vnesenimi in izločenimi snovmi iz lizosomov moteno na škodo snovi, ki jih je treba izločiti. V lizosomih se pojavi resnična zastoja. Bolezni shranjevanja običajno vzamejo resen potek in niso ozdravljive v smislu odprave vzroka. Pri jemanju šibko alkalnih, lipofilnih je dodatno tveganje droge. Čeprav lahko prehajajo skozi membrane lizosomov od zunaj navznoter v nevtralni obliki, ne morejo preiti v nasprotni smeri, če jih protonira kislo okolje znotraj lizosomov, tako da je lizosomotropija, kopičenje droge v lizosomih, se lahko pojavi. The droge lahko doseže a koncentracija v lizosomih 100 do 1000-kratna koncentracija v kri plazme.