Lysosomen zijn organellen in de cellen van levende organismen met gevormde kernen (eukaryoten). Lysosomen zijn blaasjes van een cel die worden omsloten door een membraan en spijsvertering bevatten enzymen De functie van lysosomen, die in een zure omgeving worden gehandhaafd, is om endogene en exogene stoffen af te breken en indien nodig cellulaire vernietiging (apoptose) te initiëren.
Wat is een lysosoom?
Lysosomen zijn blaasjes, kleine cellulaire insluitsels in eukaryote cellen die zijn omgeven door een membraan en een breed scala aan intracellulaire hydrolytische spijsvertering bevatten. enzymen in hen. Dit zijn proteasen, nucleasen en lipasen, die spijsvertering zijn enzymen die kunnen afbreken en verslechteren eiwitten, nucleïnezuren en lipiden De fragmenten worden ofwel verder afgebroken en gedeeltelijk afgevoerd of hergebruikt door het metabolisme, als het ware gerecycled. Lysosomen worden daarom ook wel de cellen van de cel genoemd maag Het inwendige van de lysosomen, met een diameter van 0.1 tot 1.1 micrometer, wordt door de activiteit van protonenpompen in een zure omgeving met een pH van 4.5 tot 5.0 gehouden. De sterk zure omgeving dient de zelfbescherming van de cel, omdat enzymen alleen actief zijn in een zure omgeving. Als een lysosoom zijn enzymen ledigt in het pH-neutrale cytosol, worden ze onmiddellijk gedeactiveerd en zijn ze onschadelijk voor de cel. Om te voorkomen dat het membraan zelf wordt aangevallen door de spijsverteringsenzymen, het membraan eiwitten zijn sterk geglycosyleerd naar binnen.
Functie, actie en taken
De belangrijkste functie van lysosomen is om hydrolytisch te zijn spijsverteringsenzymen afbreken eiwitten, nucleïnezuren en lipiden op aanvraag. Dit kunnen stoffen zijn die vreemd zijn voor de cel of stoffen die intrinsiek zijn aan de cel. Onder de afbraak van celeigen stoffen valt ook apoptose, de voorgeprogrammeerde celdood waarbij de lysosomen met hun enzymen een essentiële technische functie vervullen. Celvreemde deeltjes, die zich in de extracellulaire ruimte bevinden en bedoeld zijn voor afbraak, worden eerst door endocytose naar de cel getransporteerd. De buitenste celmembraan puilt naar buiten, stroomt rond de af te breken stof en splitst zich vervolgens als een onafhankelijk blaasje af van het celmembraan. De blaasjes versmelten met lysosomen zodat het afbraakproces kan beginnen. Het proces van endocytose en fusie met een lysosoom vindt altijd plaats zonder direct contact met het cytoplasma en is vergelijkbaar met fagocytose. Tijdens de onafhankelijke celvernieuwing worden ook andere organellen en componenten van het cytosol aan de lysosomen geleverd voor "fragmentatie". Meestal worden de fragmenten hergebruikt, dwz gerecycled, voor de wederopbouw van aminozuren, eiwitten, nucleïnezuren en koolhydraten Lysosomen spelen ook een belangrijke rol bij apoptose of geprogrammeerde celdood. De cel die het signaal voor apoptose heeft ontvangen, wordt volgens een specifiek programma verkleind en gedemonteerd, zonder dat delen van de cel de extracellulaire ruimte binnendringen, waar onmiddellijk ontstekingsreacties zouden plaatsvinden.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
Lysosomen komen gemakkelijk voor in elke cel van eukaryoten, op enkele uitzonderingen na. Alleen het aantal lysosomen per cel varieert per celtype en met de taken van de cel in het weefsel. De hydrolytische enzymen en de eiwitten van het lysosomale membraan worden gesynthetiseerd door ribosomen bij het endoplasmatisch reticulum (ER). Ze worden vervolgens gelabeld in het trans-Golgi-apparaat, zodat ze niet lukraak naar lysosomen worden verzonden. De belangrijkste rol bij het labelen wordt gespeeld door een fosfotransferase en een ander enzym dat het labelingsproces voltooit. De zure omgeving in de lysosomen wordt verzekerd door een V-type ATPase. Het enzym splitst 2 H + -ionen uit ATP via het hydrolyseproces en transporteert ze naar het lysosoom. Lysosomen zijn betrokken bij zeer veel interne en externe metabolische processen. Een directe of indirecte meting van hun aantal is niet mogelijk en heeft weinig betekenis. Daarom kan er geen uitspraak worden gedaan over een optimaal aantal lysosomen. Eventuele disfuncties van de lysosomen worden meestal serieus gevoeld.
Ziekten en aandoeningen
Er zijn er verschillende bekend functionele stoornissen van lysosomen dat leiden tot ernstige ziekten. Een zeer zelden voorkomende - genetische - disfunctie wordt veroorzaakt door een defect in fosfotransferase. Het niet-functionele enzym leidt tot een ongecontroleerde afgifte van de lysosomale enzymen in de extracellulaire matrix. Tegelijkertijd is er een opeenstapeling van lipiden, mucopolysacchariden en glycoproteïnen in de lysosomen, die eigenlijk bedoeld zijn voor afbraak en afbraak. Omdat er echter geen spijsverteringsenzymen door hun verkeerde richting hopen de stoffen zich steeds meer op in de lysosomen. Deze autosomale, recessief erfelijke lysosomale stapelingsziekte, I-celziekte genaamd, is te wijten aan een mutatie van de GNPTAB gen Andere lysosomale stapelingsziekten zijn bekend, maar deze zijn gebaseerd op onjuist gesynthetiseerde hydrolasen. Net als bij I-celziekte is er een ophoping van niet-afgebroken eiwitten, nucleïnezuur zurenen lipiden. Alle lysosomale stapelingsziekten hebben gemeen dat de verhouding van de stoffen die door de lysosomen worden geïntroduceerd en uitgescheiden, wordt verstoord ten koste van de uit te scheiden stoffen. Een echte congestie treedt op in de lysosomen. De stapelingsziekten verlopen doorgaans ernstig en zijn niet te genezen in de zin van het wegnemen van de oorzaak. Er is nog een risico bij het gebruik van zwak alkalische, lipofiele middelen drugs Hoewel ze in neutrale vorm de membranen van de lysosomen van buiten naar binnen kunnen passeren, kunnen ze niet in de tegenovergestelde richting passeren als ze worden geprotoneerd door de zure omgeving in de lysosomen, zodat lysosomotropie, een opeenhoping van de drugs in de lysosomen, kan voorkomen. De drugs kan een concentratie in lysosomen 100 tot 1000 keer de concentratie in bloed plasma.
