Il lisosoma rappresenta il sistema digerente della cellula. Inoltre, è una vescicola situata nelle copie in cellule eucariotiche ed è responsabile della degradazione e della digestione delle molecole estranee e macromolecole ingerite dalla cellula tramite endocitosi.
Il turnover degli organelli della cellula è gestito dai lisosomi. Attraverso questo meccanismo i globuli bianchi si disfano delle cellule morte fagocitate e dei microrganismi patogeni.
La disfazione avviene a causa degli enzimi idrolitici che hanno la capacità di degradare lipidi, proteine e carboidrati per poi essere riutilizzati o espulsi. Gli enzimi idrolitici arrivano a dei pH bassi (4,8), grazie a ciò, viene ridotto il pericolo di distruggere la cellula ospitante in caso di liberazione nel citoplasma.
Per effettuare una maggior protezione possibile, la membrana del lisosoma comprende grandi quantità di glucidi legati a lipidi o a proteine della faccia non citosolica e le proteine che trasportano i prodotti della digestione nel citosol. Il lisosoma è, inoltre, protetto dall’azione enzimatica del contenuto, a causa della struttura tridimensionale delle proteine contenute nella membrana interna, che hanno il compito di proteggere i siti vulnerabili dagli attacchi enzimatici.
Il pH basso viene mantenuto e creato grazie a delle pompe protoniche che trasmettono ioni H+ dai canali ionici e dal citoplasma.
Autofagia, eterofagia, autofagosoma:
Ad essere molto pericolosi sono gli enzimi contenuti nel lisosoma, in quanto non possono essere rilasciati nel citoplasma, bensì, devono essere mantenuti all’interno di alcune strutture membranose. La procedura con la quale gli enzimi contattano le sostanze da degradare viene chiamata autofagia o eterofagia a seconda dell’origine di tali sostanze.
- Il meccanismo biologico di degradazione delle proteine cellulari, attraverso le vescicole lisosomiali che provengono dalla membrana del reticolo endoplasmatico è chiamato autofagia. L’autofagosoma, invece, rappresenta la chiusura di queste membrane. L’autolisosoma nasce nei processi che lo seguono, cioè la fusione della membrana dell’autofagosoma con l’endosoma tardivo o del lisosoma;
- Nell’eterofagia alcune delle grosse particelle vengono incluse dalla cellula. In questo caso, la vescicola formatasi dall’endosoma si fonde con il lisosoma ed insieme costituiscono un complesso vescicolare dove suo contenuto viene digerito.
Il lisosoma può essere definitivamente come l’organulo che attraverso l’utilizzo degli enzimi distrugge gli organuli in degradazione, distrugge le sostanze nutrienti, lima la cellula eucariote e scarta il tossico, eliminando contemporaneamente i tessuti di scarto che si sono costituiti nel meccanismo di formazione. Grazie ad essi, possiamo utilizzare l’apoptosi, cioè la morte programmata della cellula.
Composizione:
Il lisosoma si forma grazie alla gemmazione dall’apparato del Golgi che attua il processamento degli enzimi litici prodotti dal reticolo endoplasmatico. Gli enzimi vengono indirizzati nei lisosomi attraverso la fosforilazione grazie alla fosfotransferasi che crea un residuo di mannosio e fosfato. Gli enzimi marcati sono indirizzati verso i pre-lisosomi con vescicole endosomali che posseggono un pH più basso. Piano piano, le nuove vescicole portano nuovi enzimi che si uniscono al pre-lisosoma, abbassando il pH, attivando gli enzimi litici e convertendosi in lisosoma.
Essi si possono osservare in tre aspetti strutturali:
- Lisosomi primari: sono piccole vescicole sferiche che presentano un alto contenuto di idrolasi acide, sono sintetizzati nei ribosomi attaccati al reticolo endoplasmatico.
- Lisosomi secondari: si ottengono grazie alla fusione dei lisosomi primari con gli endosomi. Per questo motivo vengono anche chiamati endolisosomi. Gli endolisosomi possono formare, un fagolisosoma. Fondendosi con il lisosoma secondario, ottengono un autofagolisosoma, una formazione nella quale il materiale intracellulare si lesiona, venendo, cosi, riciclati.
- Lisosomi terziari: i corpi resistenti alla digestione intracellulare sono i lisosomi terziari. Alcuni di essi sono distrutti dalla cellula per esocitosi, mentre gli altri si depositano all’interno della cellula.
Diverse patologie ereditarie sono associate a malfunzionamenti dei lisosomi, enzimi o dei processi in cui si formano, ad esempio la malattia di Tay-Sachs o la malattia di Pompe.