Cada célula viva tiene un conjunto de estructuras que le permiten demostrar todas las propiedades de un organismo vivo. Para funcionar correctamente, la célula debe recibir suficientes nutrientes, descomponerlos y liberar energía, que luego se utiliza para apoyar los procesos vitales.
En la primera etapa de los complejos procesos de gestión de la energía se encuentran los lisosomas de la célula, que se entrelazan a lo largo de los bordes de las cisternas aplanadas del dictiosoma (complejo de Golgi).
Cómo funcionan los lisosomas
Los lisosomas son cuerpos esféricos de una sola membrana con un diámetro de 0,2 a 2 micras, que contienen un complejo de enzimas hidrolíticas. Son capaces de descomponer cualquier polímero natural o sustancia de estructura compleja que entre en la célula como sustrato nutritivo o agente extraño:
- proteínas y polipéptidos;
- polisacáridos (almidón, dextrinas, glucógeno);
- ácidos nucleicos;
- lípidos.
Esta eficiencia es proporcionada por alrededor de 40 tipos diferentes de enzimas contenidas entanto en la matriz del lisosoma como en la cara interna de la membrana en estado adherente.
Química de los lisosomas
La membrana que rodea el lisosoma protege a los orgánulos y otros componentes celulares de ser digeridos por el complejo enzimático. Pero después de todo, en la vesícula misma, todas las enzimas son de origen proteico, ¿por qué no son descompuestas por las proteasas?
El hecho es que dentro de los lisosomas las enzimas se encuentran en un estado glicosilado. Esta "cubierta" de carbohidratos hace que las enzimas proteolíticas no los reconozcan bien.
La reacción del entorno dentro del lisosoma es ligeramente ácida (pH 4,5–5), en contraste con la reacción casi neutra del hialoplasma. Crea condiciones favorables para la acción de las enzimas y lo proporciona el trabajo de la H+-ATPasa, que bombea protones al orgánulo.
Proceso de transformación de lisosomas
Morfológicamente, se distinguen dos tipos principales de lisosomas en la célula: primario y secundario.
Los lisosomas primarios son pequeñas vesículas, de paredes lisas o bordeadas, separadas de las cisternas del aparato de Golgi. Contienen un conjunto de enzimas hidrolíticas formadas previamente en membranas EPR granulares (rugosas). Hasta la absorción del sustrato nutritivo, los lisosomas están en forma inactiva.
Para que las enzimas funcionen, las partículas de alimentos o los líquidos deben ingresar al lisosoma. Esto sucede de dos maneras:
- Por autofagia, cuando un lisosoma absorbe una partícula de alimento del citoplasma circundante. En este caso, la membrana del orgánulo se invagina en el punto de contacto con la partícula.y forma una vesícula endocítica, y luego se une al lisosoma.
- Por heterofagia, cuando el lisosoma se fusiona con vesículas endocíticas atrapadas en el citoplasma de la célula como resultado de la absorción de partículas sólidas o líquidas del exterior.
Los lisosomas secundarios son vesículas que contienen tanto enzimas como sustrato para la digestión. Se caracterizan por una actividad hidrolítica pronunciada y se forman como resultado de la absorción del sustrato por parte del lisosoma primario.
A pesar de que las funciones del lisosoma se reducen a la digestión (descomposición) de partículas orgánicas sólidas y sustancias disueltas, la versatilidad del proceso está garantizada por la capacidad de los lisosomas secundarios:
- se fusionan con los lisosomas primarios que aportan una nueva porción de enzimas;
- fusionarse con nuevas partículas de alimentos o vesículas endocíticas, manteniendo un proceso de descomposición continuo;
- fusionarse con otros lisosomas secundarios para formar una gran estructura capaz de absorber otros orgánulos celulares;
- absorben vesículas pinocíticas, convirtiéndose en un cuerpo multivesicular.
La estructura del lisosoma no cambia drásticamente. Por lo general, solo aumenta de tamaño.
Otros tipos de lisosomas
A veces, la descomposición de las sustancias que han entrado en el lisosoma no llega al final. Las partículas no digeridas no se eliminan del orgánulo, sino que se acumulan en él. Una vez que se agota el suministro de enzimas hidrolíticas, los contenidos se compactan y procesan, la estructura del lisosoma se vuelve más compleja y en capas. También se pueden depositar pigmentos. El lisosoma se transforma en un cuerpo residual.
Además, los cuerpos residuales permanecen en la célula o se eliminan por exocitosis.
Los autofagosomas se pueden encontrar en las células protistas. Por su naturaleza, pertenecen a los lisosomas secundarios. Dentro de estos orgánulos se encuentran restos de grandes componentes celulares y estructuras citoplasmáticas. Se forman durante el daño celular, el envejecimiento de los orgánulos celulares y sirven para utilizar componentes celulares, liberando monómeros.
Funciones del lisosoma en la célula
Los lisosomas, en primer lugar, proporcionan a la célula el material de construcción necesario, despolimerizando las sustancias que han entrado en ella.
La descomposición de los carbohidratos es un eslabón importante en el metabolismo energético de la célula, proporcionando un sustrato para la conversión en las mitocondrias.
Los lisosomas también son un eslabón de defensa en el sistema inmunológico del cuerpo:
- Después de la fagocitosis de las bacterias por los leucocitos, los lisosomas vierten su contenido en la cavidad de la vesícula fagocítica y destruyen el microorganismo dañino.
- Liberar enzimas proteolíticas durante la apoptosis - muerte celular programada.
- Utilice orgánulos celulares dañados y "envejecidos".
En combinación con la proliferación celular, la participación de los lisosomas en el proceso de utilización de varias estructuras asegura la renovación del cuerpo.
