Cada cèl·lula viva té un conjunt d'estructures que li permeten demostrar totes les propietats d'un organisme viu. Per funcionar correctament, la cèl·lula ha de rebre prou nutrients, descompondre'ls i alliberar energia, que després s'utilitza per donar suport als processos vitals.
En la primera etapa dels processos complexos de gestió de l'energia es troben els lisosomes de la cèl·lula, que s'uneixen al llarg de les vores de les cisternes aplanades del dictiosoma (complex de Golgi).
Com funcionen els lisosomes
Els lisosomes són cossos esfèrics d'una sola membrana amb un diàmetre de 0,2 a 2 micres, que contenen un complex d'enzims hidrolítics. Són capaços de descompondre qualsevol polímer natural o substància d'estructura complexa que entri a la cèl·lula com a substrat nutritiu o agent estrany:
- proteïnes i polipèptids;
- polisacàrids (midó, dextrines, glicogen);
- àcids nucleics;
- lípids.
Aquesta eficiència la proporcionen uns 40 tipus diferents d'enzims continguts entant a la matriu del lisosoma com a la cara interna de la membrana en estat adherent.
Química dels lisosomes
La membrana que envolta el lisosoma protegeix els orgànuls i altres components cel·lulars de ser digerits pel complex enzimàtic. Però després de tot, a la pròpia vesícula, tots els enzims són d'origen proteic, per què no es descomponen per proteases?
El fet és que dins dels lisosomes els enzims es troben en estat glicosilat. Aquesta "closca" d'hidrats de carboni els fa mal reconeguts pels enzims proteolítics.
La reacció de l'entorn dins del lisosoma és lleugerament àcida (pH 4,5–5), en contrast amb la reacció gairebé neutra del hialoplasma. Crea condicions favorables per a l'acció dels enzims i és proporcionada pel treball de la H+-ATPasa, que bombeja protons a l'orgànul.
Procés de transformació de lisosomes
Morfològicament, a la cèl·lula es distingeixen dos tipus principals de lisosomes: el primari i el secundari.
Els lisosomes primaris són petites vesícules, de paret llisa o vorejades, separades de les cisternes del complex de Golgi. Contenen un conjunt d'enzims hidrolítics formats prèviament sobre membranes EPR granulars (aspres). Fins a l'absorció del substrat nutritiu, els lisosomes es troben en forma inactiva.
Per tal que els enzims funcionin, les partícules d'aliments o els líquids han d'entrar al lisosoma. Això passa de dues maneres:
- Per autofàgia, quan una partícula d'aliment és presa per un lisosoma del citoplasma circumdant. En aquest cas, la membrana de l'orgànul s'invagina al punt de contacte amb la partículai forma una vesícula endocítica, i després s'encalla al lisosoma.
- Per heterofàgia, quan el lisosoma es fusiona amb vesícules endocíticas atrapades al citoplasma de la cèl·lula com a resultat de l'absorció de partícules sòlides o líquids de l'exterior.
Els lisosomes secundaris són vesícules que contenen tant enzims com substrat per a la digestió. Es caracteritzen per una activitat hidrolítica pronunciada i es formen com a resultat de l'absorció del substrat pel lisosoma primari.
Malgrat que les funcions del lisosoma es redueixen a la digestió (descomposició) de partícules orgàniques sòlides i substàncies dissoltes, la versatilitat del procés està assegurada per la capacitat dels lisosomes secundaris:
- fusiona amb lisosomes primaris que aporten una nova porció d'enzims;
- fusionar-se amb noves partícules d'aliment o vesícules endocítiques, mantenint un procés de descomposició continu;
- fusiona amb altres lisosomes secundaris per formar una gran estructura capaç d'absorbir altres orgànuls cel·lulars;
- absorbeix les vesícules pinocítiques i es converteixen en un cos multivesicular.
L'estructura del lisosoma no canvia dràsticament. Normalment només augmenta de mida.
Altres tipus de lisosomes
De vegades, la descomposició de substàncies que han entrat al lisosoma no arriba al final. Les partícules no digerides no s'eliminen de l'orgànul, sinó que s'hi acumulen. Després d'esgotar el subministrament d'enzims hidrolítics, el contingut es compacta i es processa, l'estructura del lisosoma es fa més complexa, en capes. També es poden dipositar pigments. El lisosoma es transforma en un cos residual.
A més, els cossos residuals romanen a la cèl·lula o s'eliminen per exocitosi.
Els autofagosomes es poden trobar a les cèl·lules protistes. Per la seva naturalesa, pertanyen a lisosomes secundaris. A l'interior d'aquests orgànuls es troben restes de grans components cel·lulars i estructures citoplasmàtiques. Es formen durant el dany cel·lular, l'envelliment dels orgànuls cel·lulars i serveixen per utilitzar components cel·lulars, alliberant monòmers.
Funcions del lisosoma a la cèl·lula
Els lisosomes, en primer lloc, proporcionen a la cèl·lula el material de construcció necessari, despolimeritzant les substàncies que hi han entrat.
La descomposició dels hidrats de carboni és un enllaç important en el metabolisme energètic de la cèl·lula, proporcionant un substrat per a la conversió en mitocondris.
Els lisosomes també són un enllaç de defensa del sistema immunitari del cos:
- Després de la fagocitosi dels bacteris per part dels leucòcits, els lisosomes aboquen el seu contingut a la cavitat de la vesícula fagocítica i destrueixen el microorganisme nociu.
- Allibera enzims proteolítics durant l'apoptosi - mort cel·lular programada.
- Utilitza els orgànuls cel·lulars danyats i "envellits".
En combinació amb la proliferació cel·lular, la participació dels lisosomes en el procés d'utilització de diverses estructures garanteix la renovació del cos.
