Објави:
Функције, типови и болести лизосома
Тхе лизосоми то су мембранске честице које се налазе између митохондрија и микросома који садрже широк спектар дигестивних ензима (приближно 50) који се углавном користе за варење и елиминацију прекомерних или излизаних органела, честица хране и вируса или бактерија.
Користећи колоквијалнији термин, могло би се рећи да су лизосоми као желудац ћелије.
Лизосоми су окружени мембраном састављеном од фосфолипида који раздвајају унутрашњост лизосома од спољашњег окружења мембране. Фосфолипиди су исти молекули ћелија који формирају ћелијску мембрану која окружује целу ћелију. Лизосоми варирају у величини од 0.1 до 1.2 микрометара.
Његове специфичне функције укључују:
- варење макромолекула из фагоцитозе, ендоцитозе и аутофагије.
- варење бактерија и других отпадних материјала.
- поправка оштећења плазматске мембране која делује као мембрански фластер.
- и апоптоза.
Они се често називају "самоубилачким врећама" због њихове улоге у аутолизи.
Откриће лизосома
Лизосоме је открио белгијски цитолог и биохемичар Цхристиан Рене де Дуве 1950-их. Де Дуве је добио дио Нобелове награде за медицину 1974. године за откриће лизосома и других органела познатих као пероксисоми..
Де Дуве је открио лизосоме биохемијским методама и електронском микроскопијом. Ово основно откриће довело је до тренутног разумевања неколико наслеђених поремећаја узрокованих дефектним лизосомалним протеинима, укључујући Таи-Сацх болест и Гауцхерову болест..
Типови
Недавна истраживања показују да постоје два типа лизосома: секреторни и конвенционални лизосоми.
Лизосоми секретори
Нађени су секреторни лизосоми, али не искључиво, у различитим ћелијама имуног система, као што су Т лимфоцити, изведени из хематопоетске ћелијске линије.
Секреторни лизосоми су комбинација конвенционалних лизосома и секреторних гранула. Они се разликују од конвенционалних лизосома по томе што садрже одређени секреторни производ ћелије у којој се налазе.
Т лимфоцити, на пример, садрже секреторне производе (перфорин и гранзиме) који могу да нападају и инфициране и туморске ћелије.
"Комби ћелије" секреторног лизосома такође садрже хидролазе, мембранске протеине и имају лакоћу регулисања пХ конвенционалних лизосома. Ова регулаторна функција одржава киселу средину у којој се секреторни производи одржавају у неактивном облику.
Зрели секреторни лизосоми се крећу унутар цитоплазме до плазма мембране. Овде се чувају у режиму мировања са снажним секретима "бојевих глава" које су неактивне, али спремне.
Када је Т лимфоцитна ћелија савршено фокусирана на циљну ћелију, излучивање се "покреће", а промене у околини и хемикалијама, укључујући пХ, активирају излучевине пре блокирања циља.
Све ово се ради са прецизном контролом локације и времена не само да би се максимизирао ефекат на циљ, већ и како би се смањиле колатералне штете на сусједне пријатељске ћелије..
Генетски контролисани поремећаји секреторних лизосома могу довести до поремећаја синтезе тромбоцита, типа имунодефицијенције и хипопигментације..
Конвенционални лизосоми
Лизосоми се налазе у ћелији као органеле који се могу поново користити, а када се дешава ћелијска деоба, свака ћерка ћелија прима серију лизосома. Сматра се да се депоновање хемикалија у лизосому може "допунити" снабдевањем Голги апарата.
Хемикалије су произведене у ендоплазматском ретикулуму, модификоване у Голги апарату и транспортоване до лизосома у везикулама. Модификација у Голгијевом апарату укључује "означавање циља" на молекуларном нивоу који осигурава да се везикула доставља лизосому, а не плазматској мембрани или другдје.
"Ознака" се враћа у Голги апарат за поновну употребу. Материјал из 3 различита извора захтева растављање и рециклирање. Супстрати два од ових извора улазе у ћелију споља, а трећи изнутра.
Изван ћелије, процес ендоцитозе, укључујући пиноцитозу, допушта течности и мале честице кроз формирање малих шупљина обложених протеинима у плазма мембрани. Ово се запечати док не формирају везикуле обложене протеинима.
Свака везикула постаје "рани ендосом", а затим "касни ендосом". Такође, изван ћелије, фагоцитоза (храњење ћелија) доноси релативно велике честице (обично величине 250 нм), укључујући бактерије и остатке ћелија.
Фагоцитоза се може извести "обичним ћелијама", али се углавном изводи макрофагима који могу да садрже до 1000 лизосома по ћелији. Добијена структура фагоцитозе назива се фагосом. Из унутрашњости ћелије аутофагосоми су одговорни за елиминацију органела, као што су митохондрије и рибозоми..
Функције лизосома
Главне функције лизосома су:
Интрацелуларна дигестија
Реч лизосом потиче од "глатког" (литичког или дигестивног) и "сома" (тела). Пиноцитске вакуоле, настале као резултат апсорпције течне супстанце у ћелијским вакуолама или фагоцитима (настале апсорпцијом чврстих честица у ћелији), транспортују протеински материјал у лизосомалну област.
Ови протеини могу бити подвргнути варењу унутар ћелије као резултат ендоцитозе. Ендоцитоза обухвата процесе фагоцитозе, пиноцитозе и микропиноцитозе.
Фагоцитоза и пиноцитоза су активни механизми у којима ћелија треба енергију за функционисање. Током фагоцитозе услед леукоцита, значајно се повећава потрошња кисеоника, унос глукозе и разградња гликогена.
У ендоцитози јавља се контракција микрофиламената актина и миозина присутних у периферној цитоплазми. Ово доводи до тога да плазма мембрана инвагинира и формира ендоцитну вакуолу. Честице које су прогутане у мембранама које потичу од плазма мембране и формирају вакуоле су понекад ћелијски фагосоми.
После уласка велике честице или тела у ћелију путем ендоцитозе и формирања фагосома, мембране фагосома и лизосома могу да се стапају да формирају једну велику вакуолу.
Унутар ове вакуоле, лизосомски ензими започињу процес варења страног материјала. У почетку лизосом, познат као примарни лизосом, садржи комплекс ензима у неактивном стању, али после фузије са фагосомом производи секундарни лизосом са различитом морфологијом и активним ензимима..
После ензимске дигестије, дигестирани материјал се дифундује у хијалоплазму ћелије. Неки материјали могу остати у вакуоли увећаног лизосома. Ова преостала вакуола је заостало тело, јер садржи остатке пробавног процеса.
Током гладовања, лизосоми пробављају ускладиштене материјале хране, тј. Протеине, липиде и гликоген из цитоплазме и обезбеђују енергију коју ћелија захтева. Дигестија протеина се обично завршава на нивоу дипептида, који може да прође кроз мембрану и затим се дигестира у аминокиселине..
Дигестија интрацелуларних супстанци или аутофагије
Многе ћелијске компоненте, као што су митохондрији, стално се уклањају из ћелије лизосомским системом. Цитоплазматске органеле окружују мембране глатког ендоплазматског ретикулума, формирајући вакуоле, затим се лизосомски ензими испуштају у аутофагним вакуолама и органеле се дигестирају.
Аутофагија је опште својство еукариотских ћелија. То се односи на обнову ћелијских компоненти.
Дигестија митохондрија или других ћелијских структура обезбеђује извор енергије за ове ћелије. Након варења ћелијске структуре, аутофагне вакуоле могу постати резидуална тела.
Они имају улогу у метаморфози
Недавно је откривена улога лизосома у метаморфози жабе. Нестанак ларвиног репа жабљег пуноглавца је последица лизосомалне активности (деловање катепсина присутних у лизосомима).
Они помажу у синтези протеина
Научници Новикофф и Есснер (1960) су предложили могућу улогу лизосома у синтези протеина. У јетри и панкреасу неких птица, чини се да су лизосоми активнији и развијенији показујући ову могућу везу са ћелијским метаболизмом.
Помажу у оплодњи
Током оплодње, глава сперме излучује неке лизосомске ензиме који помажу у продирању сперматозоида у вителински слој јајне ћелије..
Акросом садржи протеазу и хијалуронидазу и обилну киселинску фосфатазу. Хијалуронидаза распршена у ћелијама око ооцита и протеаза пробавља зона пеллуцида стварајући канал кроз који пролази сперматска језгра.
Има улогу у остеогенези
Тврдило се да формирање коштаних ћелија и њихово уништавање зависи од лизосомалне активности. Слично томе, старење ћелија и партеногенетски развој повезани су са активношћу лизосома.
Остеокласти (мултинуклеарне ћелије) које уклањају кости, то чине ослобађањем лизосомалних ензима који деградирају органску матрицу. Овај процес се активира паратироидним хормоном.
Малформација лизосома
Неисправност лизосома може довести до болести. На пример, када гликоген апсорбован лизосомима није дигестиран, јавља се Помпеова болест.
Разбијање лизосома у ћелијама коже изложеним директној сунчевој светлости доводи до патолошких промена након опекотина од сунца. Ензими које ослобађају ови лизосоми уништавају ћелије епидермиса, изазивајући пликове и затим одвајање слоја епидермиса..
Аутолиза хрскавице и коштаног ткива
Вишак витамина А изазива тровање ћелија. Прекида лизосомску мембрану, изазива ослобађање ензима у ћелији и изазива аутолизу у хрскавичном и коштаном ткиву.
Лизосомалне болести
Болести Гауцхевих типова И, ИИ и ИИИ
Гауцхерова болест је најчешћи тип поремећаја лизосомалног складиштења. Истраживачи су идентификовали три различите врсте Гауцхерове болести на основу одсуства (тип И) или присуства и обима (тип ИИ и ИИИ) неуролошких компликација.
Већина погођених особа имају тип И, могу имати модрице, хронични умор и абнормално увећану јетру и / или слезину (хепатоспленомегалија).
Тип ИИ Гауцхер-ова болест јавља се код новорођенчади и дојенчади, а карактеришу је неуролошке компликације које могу укључивати невољне грчеве мишића, тешкоће при гутању и губитак раније стечених моторичких способности..
Тип ИИИ Гауцхер-ова болест појављује се током прве деценије живота. Неуролошке компликације могу укључивати погоршање менталног стања, немогућност координације добровољних покрета и грчева мишића руку, ногу или цијелог тијела.
Врсте Ниеманн-Пицк-ове болести А / Б, Ц1 и Ц2
Ниеманн-Пицк-ова болест се састоји од групе наслеђених поремећаја повезаних са метаболизмом масти. Неке карактеристике које су заједничке свим типовима укључују повећање јетре и слезине. Деца са Ниеманн-Пицк-овом болешћу, типови А или Ц, такође доживљавају прогресивни губитак моторичких способности, потешкоћа у исхрани, прогресивне потешкоће у учењу и нападе.
Фабри дисеасе
Симптоми Фабријеве болести обично почињу у раном детињству или адолесценцији, али не могу постати видљиви до друге или треће деценије живота..
Први симптоми укључују епизоде тешког печења у рукама и стопалима. Други рани знаци могу бити смањење продукције зноја, нелагодност при топлим температурама и појављивање црвенкастог до тамноплавог кожног осипа, посебно у подручју између кукова и кољена..
Болест складиштења гликогена ИИ (Помпеова болест)
Помпеова болест има облик касног почетка. Пацијенти са обликом новорођенчади су најтеже погођени. Иако ове бебе обично изгледају нормално на рођењу, болест се јавља у прва два до три месеца уз брзо прогресивно слабљење мишића, смањење мишићног тонуса (хипотонија) и врсту срчане болести познате као хипертрофична кардиомиопатија..
Проблеми са храњењем и потешкоће са дисањем су чести. Форма јувенила / одрасла особа се јавља између прве и седме деценије као прогресивно слаба слабост мишића или са симптомима респираторне инсуфицијенције..
Ганглиосидоза типа И (Таи Сацхсова болест)
Постоје два главна облика Таи Сацхсове болести: класична или дјечја форма и облик касног почетка.
Код особа са Таи Сацхс-овом болешћу из детињства симптоми се појављују први пут између три и пет месеци старости. То могу бити проблеми с храњењем, опћа слабост (летаргија) и претјерани рефлекс страхова као одговор на гласне и изненадне звукове. Моторна кашњења и ментално погоршање су прогресивни.
Код особа са касним појављивањем, симптоми се могу појавити у било које вријеме од адолесценције до 30 година. Инфантилни облик често напредује брзо, што доводи до значајног менталног и физичког погоршања.
Карактеристичан симптом Таи Сацхсове болести, која се јавља у 90% случајева, је развој црвених мрља на задњем дијелу очију. Симптоми касне болести Таи Сацхс-а веома варирају од случаја до случаја. Овај поремећај напредује много спорије него инфантилни облик.
Ганглиосидоза типа ИИ (Сандхоффова болест)
Први симптоми Сандхоффове болести обично почињу између три и шест мјесеци старости. Болест се клинички не разликује од ганглиосидозе типа И.
Метакроматична леукодистрофија
Први знаци и симптоми могу бити нејасни и постепени, тако да је овај поремећај тешко дијагностиковати. Нестабилност у ходању је често први опажени симптом.
Повремено, најранији симптом је кашњење у развоју или погоршање школског учинка. Током времена, симптоми могу укључивати изражену спастичност, нападе и дубоку менталну ретардацију.
Болести складиштења мукополисахарида (Хурлерова болест и варијанте, тип А, Б, Ц, Д, Моркуио типови А и Б, Маротеаук-Лами и Сли болести)
Ове болести су узроковане промјенама у нормалном распаду сложених угљикохидрата познатих као мукополисахариди. Ове болести имају одређене заједничке карактеристике, које укључују деформитете костију и зглобова који ометају покретљивост и често узрокују остеоартритис, нарочито велике зглобове који подржавају тежину..
Све ове болести, осим Санфилиппо болести, ометају раст, узрокујући кратки раст.
Шиндлерове врсте болести И и ИИ
Шиндлерова болест типа И је класична форма, која се по први пут јавља у детињству. Чини се да се угрожене особе нормално развијају док не наврше годину дана, када почну губити раније стечене вјештине које захтијевају координацију физичких и менталних активности.
Тип ИИ Сцхиндлер је облик појављивања код одраслих. Симптоми могу укључивати настанак накупина сличних брадавицама на кожи, трајно ширење група крвних судова које узрокују црвенило коже у погођеним подручјима, релативну задебљање црте лица, и благо интелектуално погоршање.
Баттен дисеасе
Баттенова болест је јувенилни облик групе прогресивних неуролошких поремећаја познатих као неуронална липофусциноза цероида. Карактерише га акумулација масне супстанце у мозгу, као и ткиво које не садржи нервне ћелије.
Баттенова болест је обележена брзим прогресивним неуспехом вида (атрофија оптичких влакана) и неуролошким поремећајима, који могу почети пре осам година. Појављује се углавном у породицама скандинавског спуста из северне Европе и поремећај утиче на мозак и може изазвати погоршање интелекта и неуролошких функција.
Погођена популација
Као група, верује се да су болести лизосомалног складиштења процијењене учесталости отприлике једне на 5000 живорођених. Иако су појединачне болести ретке, група у цјелини погађа многе људе широм свијета.
Неке од болести имају већу учесталост у одређеним популацијама. На пример, болести Гауцхера и Таи-Сацхса су чешће међу јеврејским становништвом Ашкеназа. Познато је да се мутација повезана са Хурлеровим синдромом чешће јавља између скандинавских и руских народа.
Дијагноза
Пренатална дијагностика је могућа за све поремећаје лизосомалног складиштења. Рано откривање лизосомалних болести складиштења, било прије рођења или што је прије могуће, је важно јер када су терапије доступне, било за саму болест или за придружене симптоме, оне могу значајно ограничити дугорочни ток. и утицај болести.
Референце
- Биологи-Онлине. (2008). Лизосом 6-2-2017, од Биологи-Онлине.орг Веб сајт: биологи-онлине.орг.
- Универзитетска болница Роцкефеллер. (2004). "Истраживање ћелија са центрифугом": откриће лизозома. 6-2-2017, са Роцкефеллер универзитета. Вебсите: центенниал.руцарес.орг.
- Британско друштво за ћелијску биологију. (2016). Лизосом 6-2-2017, са БСЦБ Вебсите: бсцб.орг.
- Јаин, К. (2016). 8 Главне функције лизосома. 6-2-2017, фром БиологиДисцуссион.цом Вебсите: биологидисцуссион.цом.
- Цларк, Ј. (2003). Лисосомал Стораге Дисордерс. 6-2-2017, од НОРД - Национална организација за ретке поремећаје Вебсите: раредисеасес.орг.
- Фавцетт, В. (1981). Ћелије. 6-2-2017, фром асцб.орг Вебсите: асцб.орг.
- Сусуки, К. (2016). Лизосомална болест. 7-2-2017, из Националног центра за биотехнолошке информације Веб страница: нцби.нлм.них.гов.
- ТуторВиста (2017). Функција лизосома. 7-2-2017, фром ТуторВиста.цом Вебсите: нцби.нлм.них.гов.
- Натуре Едуцатион. (2014). Ендоплазматски ретикулум, Голги апарати и лизосоми. 7-2-2017, фром натуре.цом Вебсите: натуре.цом.