Lisosomas son orgánulos que digieren y eliminan proteínas, ADN, ARN, carbohidratos y lípidos en la celda. El interior del lisosoma es ácido y contiene muchas enzimas que descomponen las moléculas. Se le conoce como el centro de reciclaje de la célula, pero eso no significa que solo desempeña un papel pasivo en la célula.
Además de descomponer moléculas no deseadas e incluso otros orgánulos, su función de reciclaje está en el centro de un proceso llamado autofagia, en el que la célula se digiere a sí misma. La autofagia se desencadena cuando la célula está bajo estrés y es una de las formas en que una célula experimenta senescencia o detención del crecimiento para preservar la energía. Los lisosomas también son componentes esenciales de los macrófagos, que defienden al cuerpo contra los patógenos.
Contenido ácido
El lisosoma es una bolsa de membrana que bombea protones, o iones de hidrógeno, hacia su centro, lo que hace que su interior tenga un pH ácido de 5. Contiene 50 tipos diferentes de enzimas, llamadas hidrolasas, que rompen los enlaces químicos que mantienen unidas las moléculas.
Las enzimas lisosomales son únicas porque solo funcionan en un pH ácido, a diferencia del pH relativamente neutro de 7,2 del citoplasma. Esta es una protección para la célula, en caso de que la bolsa del lisosoma se rompa y se liberen las enzimas. Si las enzimas entraran en el citoplasma, se descompondrían y destruirían los componentes celulares esenciales, lo que dañaría la célula y el organismo.
Centros de reciclaje
Los lisosomas se forman a partir de pequeñas bolsas, llamadas vesículas, que brotan del complejo de Golgi, la "oficina de correos" que envía las bolsas por toda la célula. La bolsa de lisosoma luego se fusiona con los endosomas, que son bolsas que se pellizcan desde la membrana de la superficie celular. La nueva bolsa resultante de esta fusión se convierte en el lisosoma maduro.
Los lisosomas digieren todo lo que está dentro de ellos, que pueden ser partículas engullidas del entorno externo de la célula u orgánulos y moléculas que se encuentran dentro de la célula. Los trozos y piezas que resultan de la digestión de moléculas se pueden reciclar para hacer cosas nuevas, que incluyen:
- Proteína
- ADN
- Azúcares
- Grasas
También pueden descomponerse aún más en lugar de reciclarse. Las células inmunes, como los macrófagos que engullen partículas extrañas y patógenos, tienen muchos lisosomas para descomponer a estos intrusos extraños.
Autofagia y senescencia
Cuando las células están estresadas debido a un desequilibrio químico, como demasiados radicales de oxígeno peligrosos producido por las reacciones químicas diarias en la célula, sufre una forma de detención del crecimiento llamada senectud. Los radicales de oxígeno son moléculas inestables que rompen enlaces químicos en otras moléculas y pueden causar mutaciones. La senescencia es un proceso en el que la célula deja de crecer y se vuelve inactiva.
Parte de lo que sucede en la senescencia es un proceso llamado autofagia, o auto-comer, durante el cual la célula comienza a digerir sus propios orgánulos. Los lisosomas son los principales orgánulos que realizan la autofagia.
Enfermedades lisosomales
Hay 30 enfermedades humanas diferentes que resultan de mutaciones de genes que codifican enzimas en un lisosoma; se denominan enfermedades de almacenamiento lisosómico.
Una de esas enfermedades es la enfermedad de Tay-Sach, que causa retraso mental y otros problemas nerviosos. Esta enfermedad es causada por una mutación en un gen que se encarga de digerir una molécula de grasa que se encuentra en las células cerebrales. Los lisosomas de los pacientes de Tay-Sach están obstruidos con esta molécula de grasa, llamada gangliósido GM2, que hace que se hinchen y alteren la función de las células cerebrales.
Otro ejemplo se llama enfermedad de Fabry. Esta enfermedad es causada por una mutación poco común en el gen GLA. Esto hace que los individuos afectados tengan una concentración más baja de una enzima que descompone las moléculas de grasa GL-3 y GB-3. Al igual que la enfermedad de Tay-Sach, esto "obstruye" el lisosoma e impide el funcionamiento adecuado, lo que provoca dolores intensos, accidentes cerebrovasculares, ataques cardíacos y más a una edad muy temprana.