Λυσοσώματα είναι οργανίδια στα κύτταρα των έμβιων με αναπτυγμένους κυτταρικούς πυρήνες (ευκαρυωτικά). Τα λυσοσώματα είναι κυστίδια ενός κυττάρου που περιβάλλονται από μια μεμβράνη και περιέχουν πεπτικά ένζυμα. Η αποστολή των λυσοσωμάτων που διατηρούνται σε όξινο περιβάλλον είναι η διάσπαση ενδογενών και εξωγενών ουσιών και, εάν είναι απαραίτητο, η έναρξη της κυτταρικής καταστροφής (απόπτωση).
Τι είναι το λυσόσωμα;
Τα λυσοσώματα είναι κυστίδια, δηλ. Εγκλείσματα μικρών κυττάρων σε ευκαρυωτικά κύτταρα, τα οποία περιβάλλονται από μια μεμβράνη και περιέχουν διάφορα ενδοκυτταρικά, υδρολυτικά πεπτικά ένζυμα μέσα. Αυτές είναι πρωτεάσες, νουκλεάσες και λιπάσες, δηλαδή πεπτικά ένζυμα που μπορούν να διασπάσουν και να διασπάσουν πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα και λίπη.
Τα θραύσματα διασπώνται περαιτέρω και μερικώς απορρίπτονται ή επαναχρησιμοποιούνται από τον μεταβολισμό, για να ανακυκλωθούν. Τα λυσοσώματα επομένως αναφέρονται επίσης ως στομάχι του ίδιου του κυττάρου. Το εσωτερικό των λυσοσωμάτων με διάμετρο 0,1 έως 1,1 μικρόμετρα διατηρείται σε όξινο μέσο με ρΗ 4,5 έως 5,0 με τη δραστηριότητα των αντλιών πρωτονίων. Το έντονα όξινο περιβάλλον χρησιμεύει για την προστασία του ίδιου του κυττάρου, επειδή τα ένζυμα είναι ενεργά μόνο σε όξινο περιβάλλον.
Εάν ένα λυσόσωμα αδειάσει τα ένζυμα του στο ουδέτερο με ρΗ κυτοσόλιο, απενεργοποιούνται αμέσως και είναι ακίνδυνα για το κύτταρο. Για να μην προσβληθεί η ίδια η μεμβράνη από τα πεπτικά ένζυμα, οι πρωτεΐνες της μεμβράνης γλυκοζυλιώνονται έντονα στο εσωτερικό.
Λειτουργία, εφέ & εργασίες
Η κύρια δουλειά των λυσοσωμάτων είναι η παροχή υδρολυτικών πεπτικών ενζύμων για τη διάσπαση πρωτεϊνών, νουκλεϊκών οξέων και λιπών όταν χρειάζεται. Αυτές μπορεί να είναι ουσίες που είναι ξένες στο κύτταρο ή στις δικές τους. Η διάσπαση των κυτταρικών ουσιών περιλαμβάνει επίσης την απόπτωση, τον προ-προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο στον οποίο τα λυσοσώματα με τα ένζυμα τους αναλαμβάνουν μια ουσιαστική τεχνική λειτουργία.
Μη κυτταρικά σωματίδια που βρίσκονται στον εξωκυτταρικό χώρο και προορίζονται για αποικοδόμηση μεταφέρονται πρώτα στο κύτταρο με ενδοκυττάρωση. Η εξωτερική μεμβράνη των κυττάρων στρέφεται προς τα έξω, ρέει γύρω από την ουσία προς διάσπαση και στη συνέχεια χωρίζεται από την κυτταρική μεμβράνη ως ανεξάρτητο κυστίδιο. Τα κυστίδια συντήκονται με λυσοσώματα έτσι ώστε να μπορεί να ξεκινήσει η διαδικασία διάσπασης. Η διαδικασία της ενδοκυττάρωσης και της σύντηξης με λυσόσωμα πραγματοποιείται πάντα χωρίς άμεση επαφή με το κυτταρόπλασμα και είναι συγκρίσιμη με την φαγοκυττάρωση.
Ως μέρος της ανεξάρτητης διαδικασίας ανανέωσης των κυττάρων, άλλα οργανίδια και συστατικά του κυτοσολίου τροφοδοτούνται επίσης στα λυσοσώματα για «αποσύνθεση». Κατά κανόνα, τα θραύσματα επαναχρησιμοποιούνται για την ανοικοδόμηση αμινοξέων, πρωτεϊνών, νουκλεϊκών οξέων και υδατανθράκων, δηλαδή ανακυκλωμένων. Τα λυσοσώματα παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στην απόπτωση, τον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο. Το κύτταρο που έχει λάβει το σήμα απόπτωσης συρρικνώνεται και αποσυναρμολογείται μετά από ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα, χωρίς τμήματα του κυττάρου να εισέλθουν στον εξωκυτταρικό χώρο, όπου οι φλεγμονώδεις αντιδράσεις θα γίνονταν αμέσως.
Εκπαίδευση, εμφάνιση, ιδιότητες και βέλτιστες τιμές
Πρακτικά, με πολύ λίγες εξαιρέσεις, λυσοσώματα εμφανίζονται σε κάθε κύτταρο των ευκαρυωτικών. Μόνο ο αριθμός των λυσοσωμάτων ανά κύτταρο ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο των κυττάρων και τις εργασίες του κυττάρου στον ιστό. Τα υδρολυτικά ένζυμα και οι πρωτεΐνες της μεμβράνης λυσοσώματος συντίθενται από ριβοσώματα στο ενδοπλασματικό δίκτυο (ER). Στη συνέχεια επισημαίνονται στη συσκευή trans-Golgi έτσι ώστε να μην μεταφέρονται τυχαία σε κανένα λυσόσωμα.
Ο πιο σημαντικός ρόλος στην επισήμανση παίζεται από μια φωσφοτρανσφεράση και ένα άλλο ένζυμο που ολοκληρώνει τη διαδικασία επισήμανσης. Το όξινο περιβάλλον εντός των λυσοσωμάτων διασφαλίζεται από ATPase τύπου V. Το ένζυμο διασπά 2 ιόντα Η + από το ΑΤΡ μέσω της διαδικασίας υδρόλυσης και τα μεταφέρει στο λυσόσωμα. Τα λυσοσώματα εμπλέκονται σε μεγάλο αριθμό εσωτερικών και εξωτερικών μεταβολικών διεργασιών. Η άμεση ή έμμεση μέτρηση του αριθμού τους δεν είναι δυνατή και θα είχε μικρή ενημερωτική αξία. Επομένως, δεν μπορεί να γίνει δήλωση σχετικά με τον βέλτιστο αριθμό λυσοσωμάτων. Τυχόν δυσλειτουργίες στα λυσοσώματα είναι συνήθως πολύ αισθητές.
Ασθένειες & Διαταραχές
Υπάρχουν πολλές γνωστές δυσλειτουργίες λυσοσωμάτων που οδηγούν σε σοβαρή ασθένεια. Μια πολύ σπάνια - γενετική - λειτουργική διαταραχή προκαλείται από ένα ελάττωμα στη φωσφοτρανσφεράση. Το μη λειτουργικό ένζυμο οδηγεί σε ανεξέλεγκτη απελευθέρωση των λυσοσωμικών ενζύμων στην εξωκυτταρική μήτρα.
Ταυτόχρονα υπάρχει συσσώρευση λιπιδίων, βλεννοπολυσακχαριτών και γλυκοπρωτεϊνών στα λυσοσώματα, τα οποία στην πραγματικότητα προορίζονται για αποικοδόμηση και αποικοδόμηση. Όμως, επειδή δεν υπάρχουν πεπτικά ένζυμα λόγω της λανθασμένης κατεύθυνσής τους, οι ουσίες συσσωρεύονται όλο και περισσότερο στα λυσοσώματα. Αυτή η αυτοσωμική, υπολειπόμενη κληρονομική λυσοσωμική ασθένεια αποθήκευσης, γνωστή ως ασθένεια I-κυττάρων, βασίζεται σε μια μετάλλαξη στο γονίδιο GNPTAB. Άλλες ασθένειες αποθήκευσης λυσοσωμάτων είναι γνωστές, αλλά βασίζονται σε λανθασμένα συνθεμένες υδρολάσες. Παρόμοια με την ασθένεια των κυττάρων I, εδώ υπάρχουν επίσης συσσωρεύσεις μη αποικοδομημένων πρωτεϊνών, νουκλεϊκών οξέων και λιπιδίων.
Όλες οι ασθένειες αποθήκευσης λυσοσωμάτων έχουν από κοινού ότι ο λόγος των εισαγόμενων ουσιών και των ουσιών που απορρίπτονται από τα λυσοσώματα διαταράσσεται εις βάρος των προς απόρριψη ουσιών. Υπάρχει μια πραγματική συμφόρηση στα λυσοσώματα. Οι ασθένειες αποθήκευσης συνήθως παίρνουν μια σοβαρή πορεία και δεν μπορούν να θεραπευτούν όσον αφορά την εξάλειψη της αιτίας.
Ένας άλλος κίνδυνος προκύπτει κατά τη λήψη λιπόφιλων φαρμάκων με αδύναμη βάση. Μπορούν να διέλθουν από τις μεμβράνες των λυσοσωμάτων σε ουδέτερη μορφή από το εξωτερικό προς το εσωτερικό, αλλά όχι προς την αντίθετη κατεύθυνση εάν είναι πρωτονιωμένα από το όξινο περιβάλλον μέσα στα λυσοσώματα, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε λυσοσωματοποίηση, συσσώρευση φαρμάκων στα λυσοσώματα .Οι φαρμακευτικές ουσίες στα λυσοσώματα μπορούν να φτάσουν μια συγκέντρωση 100 έως 1000 φορές τη συγκέντρωση στο πλάσμα του αίματος.
