Λυσοσώματα είναι οργανίδια που αφομοιώνουν και απορρίπτουν ανεπιθύμητες πρωτεΐνες, DNA, RNA, υδατάνθρακες και λιπίδια στο κελί. Το εσωτερικό του λυσοσώματος είναι όξινο και περιέχει πολλά ένζυμα που διαλύουν μόρια. Αναφέρεται ως κέντρο ανακύκλωσης του κελιού, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι παίζει μόνο παθητικό ρόλο στο κελί.
Εκτός από την διάσπαση ανεπιθύμητων μορίων, και ακόμη και άλλων οργανιδίων, η λειτουργία ανακύκλωσής του βρίσκεται στο επίκεντρο μιας διαδικασίας που ονομάζεται αυτοφαγία, στην οποία το κύτταρο χωνεύεται. Η αυτοφαγία ενεργοποιείται όταν το κύτταρο βρίσκεται υπό πίεση και είναι ένας τρόπος με τον οποίο ένα κύτταρο υφίσταται γήρανση ή διακοπή της ανάπτυξης, για τη διατήρηση της ενέργειας. Τα λυσοσώματα είναι επίσης βασικά συστατικά των μακροφάγων, τα οποία προστατεύουν το σώμα από τα παθογόνα.
Όξινο περιεχόμενο
Το λυσόσωμα είναι ένας θύλακας μεμβράνης που αντλεί πρωτόνια ή ιόντα υδρογόνου στο κέντρο του, προκαλώντας στο εσωτερικό του ένα όξινο pH 5. Περιέχει 50 διαφορετικούς τύπους ενζύμων, που ονομάζονται υδρολάσες, που διασπούν τους χημικούς δεσμούς που συγκρατούν τα μόρια.
Τα λυσοσωμικά ένζυμα είναι μοναδικά στο ότι λειτουργούν μόνο σε όξινο ρΗ, σε αντίθεση με το σχετικά ουδέτερο ρΗ 7,2 του κυτοπλάσματος. Αυτό είναι ένα προστατευτικό μέσον για το κύτταρο, σε περίπτωση που ο σάκος λυσοσώματος σπάσει και τα ένζυμα απελευθερωθούν. Εάν τα ένζυμα μπήκαν στο κυτταρόπλασμα, θα διαλύσουν και θα καταστρέψουν βασικά συστατικά των κυττάρων, τα οποία θα βλάψουν το κύτταρο και τον οργανισμό.
Κέντρα Ανακύκλωσης
Τα λυσοσώματα σχηματίζονται από μικρά σακουλάκια, που ονομάζονται κυστίδια, που βγαίνουν από το συγκρότημα Golgi - το "ταχυδρομείο" που στέλνει σακούλες σε όλο το κελί. Ο σάκος λυσοσώματος στη συνέχεια συντήκεται με ενδοσώματα, τα οποία είναι θύλακες που τσιμπήθηκαν από την κυτταρική μεμβράνη. Η νέα σακούλα που προκύπτει από αυτή τη σύντηξη γίνεται το ώριμο λυσόσωμα.
Τα λυσοσώματα χωνεύουν ό, τι είναι μέσα τους, τα οποία μπορεί να είναι σωματίδια που απορροφώνται από το εξωτερικό περιβάλλον του κυττάρου ή από οργανίδια και μόρια που βρίσκονται μέσα στο κύτταρο. Τα κομμάτια που προκύπτουν από την πέψη των μορίων μπορούν στη συνέχεια να ανακυκλωθούν για να δημιουργήσουν νέα πράγματα, όπως:
- Πρωτεΐνη
- DNA
- Ζάχαρη
- Λίπη
Μπορούν επίσης να αναλυθούν ακόμη περισσότερο αντί να ανακυκλωθούν. Τα ανοσοκύτταρα, όπως οι μακροφάγοι που καταπλέουν ξένα σωματίδια και παθογόνα, έχουν πολλά λυσοσώματα για να διαλύσουν αυτούς τους ξένους εισβολείς.
Αυτοφαγία και γήρανση
Όταν τα κύτταρα τονίζονται λόγω χημικής ανισορροπίας, όπως πάρα πολλές επικίνδυνες ρίζες οξυγόνου που παράγεται από τις καθημερινές χημικές αντιδράσεις στο κύτταρο, υφίσταται μια μορφή διακοπής της ανάπτυξης που ονομάζεται γηρασμός. Οι ρίζες οξυγόνου είναι ασταθή μόρια που σπάζουν χημικούς δεσμούς σε άλλα μόρια και μπορούν να προκαλέσουν μεταλλάξεις. Η γήρανση είναι μια διαδικασία κατά την οποία το κύτταρο σταματά να αναπτύσσεται και γίνεται αδρανές.
Μέρος αυτού που συμβαίνει στη γήρανση είναι μια διαδικασία που ονομάζεται αυτοφαγία ή αυτοφαγία, κατά την οποία το κύτταρο αρχίζει να χωνεύει τα δικά του οργανίδια. Τα λυσοσώματα είναι τα κύρια οργανίδια που εκτελούν αυτοφαγία.
Λυσοσωμικές παθήσεις
Υπάρχουν 30 διαφορετικές ανθρώπινες ασθένειες που προκύπτουν από μεταλλάξεις γονιδίων που κωδικοποιούν ένζυμα σε ένα λυσόσωμα - ονομάζονται λυσοσωμικές ασθένειες αποθήκευσης.
Μία τέτοια ασθένεια είναι η ασθένεια του Tay-Sach, η οποία προκαλεί διανοητική καθυστέρηση και άλλα νευρικά προβλήματα. Αυτή η ασθένεια προκαλείται από μια μετάλλαξη σε ένα γονίδιο που είναι υπεύθυνο για την πέψη ενός μορίου λίπους που βρίσκεται στα εγκεφαλικά κύτταρα. Τα λυσοσώματα στους ασθενείς του Tay-Sach είναι φραγμένα με αυτό το μόριο λίπους, που ονομάζεται γαγγλιοσίδη GM2, το οποίο τους αναγκάζει να διογκωθούν και να διαταράξουν τη λειτουργία του εγκεφαλικού κυττάρου.
Ένα άλλο παράδειγμα ονομάζεται ασθένεια Fabry. Αυτή η ασθένεια προκαλείται από μια σπάνια μετάλλαξη στο γονίδιο GLA. Αυτό προκαλεί στα άτομα που επηρεάζονται να έχουν χαμηλότερη συγκέντρωση ενζύμου που διασπά τα μόρια λίπους GL-3 και GB-3. Όπως και η ασθένεια του Tay-Sach, αυτό "φράζει" το λυσόσωμα και αποτρέπει τη σωστή λειτουργία, οδηγώντας σε σοβαρό πόνο, εγκεφαλικά επεισόδια, καρδιακές προσβολές και πολλά άλλα σε πολύ νεαρή ηλικία.