Lizosomas ir organoīdi dzīvo organismu šūnās ar izveidojušiem kodoliem (eikariotiem). Lizosomas ir šūnas pūslīši, kurus ieskauj membrāna un kas satur gremošanas traktu fermenti. Lizosomu, kas tiek uzturētas skābā vidē, funkcija ir endogēno un eksogēno vielu noārdīšana un nepieciešamības gadījumā uzsākt šūnu iznīcināšanu (apoptozi).
Kas ir lizosoma?
Lizosomas ir pūslīši, mazie šūnu ieslēgumi eikariotu šūnās, kurus ieskauj membrāna un kas satur plašu intracelulāro hidrolītisko gremošanas sistēmu fermenti viņu iekšienē. Tās ir proteāzes, nukleāzes un lipāzes, kas ir gremošanas sistēmas fermenti kas var sadalīties un degradēties proteīni, nukleīnskābes, un lipīdi. Fragmentus vai nu sadala tālāk, un vielmaiņas procesā tos daļēji iznīcina vai izmanto atkārtoti, tā sakot, pārstrādā. Lizosomas tāpēc tiek dēvētas arī par šūnas īpašajām kuņģis. Lizosomu iekšpusi ar diametru no 0.1 līdz 1.1 mikrometriem protonu sūkņu darbība uztur skābā vidē ar pH līmeni no 4.5 līdz 5.0. Ļoti skāba vide kalpo šūnas pašaizsardzībai, jo fermenti darbojas tikai skābā vidē. Ja lizosoma iztukšo fermentus pH neitrālā citozolā, tie nekavējoties tiek deaktivizēti un ir nekaitīgi šūnai. Lai novērstu pašas membrānas uzbrukumu gremošanas fermenti, membrāna proteīni iekšpusē ir stipri glikozilēti.
Funkcija, darbība un uzdevumi
Lizosomu galvenā funkcija ir nodrošināt hidrolītisku gremošanas fermenti degradēties proteīni, nukleīnskābes, un lipīdi pēc pieprasījuma. Tās var būt šūnai svešas vielas vai šūnai raksturīgas vielas. Šūnu pašu vielu noārdīšanās ietver arī apoptozi, iepriekš ieprogrammētu šūnu nāvi, kurā lizosomas ar to fermentiem uzņemas būtisku tehnisko funkciju. Šūnai svešas daļiņas, kas atrodas ārpusšūnu telpā un ir paredzētas noārdīšanai, vispirms endocitozes ceļā tiek transportētas šūnā. Ārējais šūnu membrānu izliekas uz āru, plūst ap noārdāmo vielu un pēc tam atdalās no šūnas membrānas kā neatkarīga pūslīša. Pūslīši saplūst ar lizosomām, lai varētu sākties noārdīšanās process. Endocitozes un saplūšanas process ar lizosomu vienmēr notiek bez tieša kontakta ar citoplazmu un ir salīdzināms ar fagocitozi. Šūnas neatkarīgas atjaunošanās laikā lizosomām tiek piegādāti arī citi organoīdi un citosola komponenti “fragmentēšanai”. Parasti fragmenti tiek atkārtoti izmantoti, ti, pārstrādāti, lai tos atjaunotu aminoskābes, olbaltumvielas, nukleīnskābes un ogļhidrāti. Lizosomām ir svarīga loma arī apoptozē jeb ieprogrammētā šūnu nāvē. Šūna, kas saņēmusi signālu par apoptozi, tiek samazināta un izjaukta pēc noteiktas programmas, nevienai šūnas daļai neiekļūstot ārpusšūnu telpā, kur nekavējoties notiktu iekaisuma reakcijas.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Lizosomas ērti sastopamas katrā eikariotu šūnā, izņemot ļoti maz izņēmumu. Tikai lizosomu skaits vienā šūnā mainās atkarībā no šūnas veida un ar šūnas uzdevumiem audos. Hidrolītiskos enzīmus un lizosomu membrānas olbaltumvielas sintezē ribosomas pie endoplazmas retikuluma (ER). Pēc tam tos marķē transgolgi aparātā, lai tie nejauši netiktu nogādāti nevienā lizosomā. Vissvarīgākā loma marķēšanā ir fosfotransferāzei un citam fermentam, kas pabeidz marķēšanas procesu. Skābo vidi lizosomās nodrošina V tipa ATPāze. Ferments hidrolīzes procesā no ATP sašķeļ 2 H + jonus un transportē tos uz lizosomu. Lizosomas ir iesaistītas ļoti daudzos iekšējos un ārējos metabolisma procesos. Tieša vai netieša to skaita mērīšana nav iespējama, un tam būtu maza nozīme. Tāpēc nevar teikt apgalvojumu par optimālu lizosomu skaitu. Jebkuras lizosomu disfunkcijas parasti liek sevi nopietni izjust.
Slimības un traucējumi
Ir zināmi vairāki funkcionālie traucējumi no lizosomām, kas vadīt nopietnām slimībām. Ļoti reti sastopamu - ģenētisku - disfunkciju izraisa fosfotransferāzes defekts. Nefunkcionāls ferments noved pie nekontrolētas lizosomu enzīmu izdalīšanās ārpusšūnu matricā. Tajā pašā laikā notiek uzkrāšanās lipīdi, mukopolisaharīdi un glikoproteīni lizosomās, kas faktiski ir paredzēti sadalīšanai un noārdīšanai. Tomēr, tā kā tādu nav gremošanas fermenti nepareizas novirzes dēļ vielas arvien vairāk uzkrājas lizosomās. Šī autosomālā, recesīvi pārmantotā lizosomu uzglabāšanas slimība, ko sauc par I-šūnu slimību, ir saistīta ar GNPTAB mutāciju gēns. Ir zināmas citas lizosomu uzglabāšanas slimības, taču to pamatā ir nepareizi sintezētas hidrolāzes. Līdzīgi kā I-šūnu slimībai, notiek nesadalītu olbaltumvielu, nukleīnu, uzkrāšanās skābesun lipīdi. Visām lizosomu uzglabāšanas slimībām ir kopīgs tas, ka no lizosomām ievadīto un izdalīto vielu attiecība tiek traucēta, kaitējot izdalāmajām vielām. Lizosomās notiek reāls sastrēgums. Uzglabāšanas slimības parasti norit nopietni un nav izārstējamas cēloņa novēršanas nozīmē. Lietojot vāji sārmainus, lipofilus līdzekļus, pastāv vēl viens risks narkotikas. Lai gan tie neitrālā veidā var iziet cauri lizosomu membrānām no ārpuses uz iekšpusi, tie nevar iziet pretējā virzienā, ja tos protonē skābā vide lizosomu iekšpusē, tā ka lizosomotropija, narkotikas lizosomās, var rasties. The narkotikas var sasniegt a koncentrācija lizosomās 100 līdz 1000 reizes lielāka par koncentrāciju asinis plazma.
