Lisosomas

LISOSOMAS

Son los organelos digestivos de una célula animal.

Contiene cerca de 50 enzimas hidrolíticas diferentes que se producen en el retículo endoplásmico rugoso y se dirigen a estos organelos.

Las enzimas de un lisosoma comparten una propiedad importante: todas alcanzan su actividad óptima en un pH ácido, por lo que son hidrolasas ácidas.

Los lisosomas de una célula de Kupffer tienen una forma irregular y densidad electrónica variable, lo que ilustra qué tan difícil es identificar estos organelos sólo con base en su morfología.

Las enzimas lisosómicas son glucoproteínas con oligosacáridos unidos a N que, se sintetizan en el retículo endoplasmático rugoso y pasan al compartimiento cis del complejo de Golgi donde dos de sus manosas son fosforiladas.

Estructura y composición:

·      Son vesículas con enzimas hidrolíticas que, de liberarse, destruirían toda la célula.

·      Degradan proteínas (proteasas), ácidos nucleicos (nucleasas: DNAasa y RNAasa), glúcidos (glucosidasas y lisozima), ésteres de sulfato (arilsulfatasas), lípidos (lipasas y fosfolipasas) o fosfatos de moléculas orgánicas (fosfatasas).

·      El pH del interior del lisosoma es 5.

·      El lisosoma se autoprotege de las proteasas lisosómicas y de la acidez porque su hemimembrana interna está intensamente glucosilada.

·      La membrana del lisosoma contiene receptores Rab y SNARE que le permiten reconocer las vesículas con las que se fusionan, unas proteínas denominadas LAMP (proteínas asociadas a la membrana lisosómica),

·      Contiene proteínas de transporte que facilitan el paso de productos finales de la degradación de sustancias hacia el hialoplasma.

¿De dónde provienen?

·      Lisosomas primarios. lisosomas de menor tamaño, y su contenido es homogéneo. Son lisosomas cuyas enzimas digestivas aún no han actuado.

·      Vesículas pierden pronto la cubierta de clatrina y pueden fusionarse con otros lisosomas primarios ya existentes, o incorporarse al compartimiento endolisosómico, fusionándose con los llamados lisosomas secundarios, reconocibles por su mayor tamaño y por su contenido heterogéneo.

·      Al producirse la fusión, las hidrolasas pierden el marcador de manosa-fosfato, lo que puede ayudar a retener estas enzimas en el lisosoma, evitando que sean captadas de nuevo por membranas con receptores durante el reciclaje de membranas.

Funciones:

·      La función mejor estudiada es la degradación de materiales que llegan a la célula desde el ambiente extracelular.

·      Digestión de sustancias incorporadas a la célula por endocitosis.

·      Responsables últimos de la degradación de grandes moléculas que penetran en la célula y que, como no pueden ser transportadas a través de la membrana debido a su gran tamaño, se incorporan por vesiculación.

·      La pinocitosis es el único medio por el cual las principales macromoléculas grandes, como la mayoría de las moléculas proteicas, pueden entrar en las células.

·      La velocidad con que se forman las vesículas de pinocitosis suele aumentar cuando estas macromoléculas se unen a la membrana celular.

·      Fagocitos poseen receptores de superficie, tanto para los anticuerpos que se han unido a los antígenos de la pared bacteriana, como para los componentes del complemento que se han unido a estos anticuerpos.

·      Los fagocitos están provistos de numerosos lisosomas que se unen a los fagosomas para dar lugar a fagolisosomas, que digieren las bacterias contenidas en ellos.

·      Los fagolisosomas terminan formando cuerpos residuales.

Digestión de sustancias de la propia célula

·      Pueden englobar y digerir orgánulos (mitocondrias, membranas citoplásmicas, etc.) y porciones del citoplasma de la propia célula en grandes vacuolas digestivas denominadas vacuolas de autofagia, autolisosomas o citolisosomas.

·      Los citolisosomas también intervienen en el mecanismo autorregulador de la secreción englobando gránulos de secreción, evitando que sean segregados y digiriéndolos, proceso conocido como crinofagia.

Digesión extracelular.

·      Los lisosomas pueden verter sus enzimas al exterior y destruir sustancias externas a la célula.

·      El acrosoma, un lisosoma especializado que se encuentra en el extremo de la cabeza del espermatozoide. Cuando éste entra en contacto con las cubiertas del óvulo, se liberan enzimas hidrolíticas que destruyen esas cubiertas para que la membrana del acrosoma se fusione con la membrana plasmática del óvulo.

Intervención en procesos patológicos

·      Las células que se ven forzadas a englobar grandes cantidades de sustancias extrañas tienden a acumular estos materiales en sus lisosomas con el consiguiente detrimento de su vitalidad.

·      En la enfermedad genética recesiva llamada de inclusión celular faltan la mayoría de las enzimas lisosómicas, con lo que se almacenan sustancias (inclusiones celulares) en los lisosomas.

·      La vitamina A y algunas hormonas son agentes labilizantes de la membrana de los lisosomas y actúan sobre todo en lisosomas de células del tejido conjuntivo, provocando que se rompa fácilmente la membrana de este orgánulo y se liberen las hidrolasas.

·      En la enfermedad conocida como gota, se producen cristales de urato en el líquido sinovial de las articulaciones. Los leucocitos neutrófilos fagocitan estos cristales que rompen la membrana del lisosoma.

Actividades lisosómicas en células vegetales

·      En las células vegetales los lisosomas no forman una entidad morfológicamente definida.

·      Estas células contienen una amplia variedad de hidrolasas ácidas capaces de digerir los constituyentes del citoplasma y los metabolitos.

·      Algunas vacuolas son capaces de autofagia extrema: al romperse la vacuola las hidrolasas son liberadas al citoplasma, que es digerido, causando la muerte celular.