Lisosomi: cosa sono, struttura e funzione
All’interno del citoplasma della cellula animale troviamo degli organelli minuscoli, i lisosomi, che però hanno un’importanza fondamentale. Contengono infatti una serie di enzimi litici in grado di degradare lipidi, carboidrati o proteine, come avviene nel nostro canale digerente quando assumiamo del cibo. Non a caso si dice che questi organelli insieme svolgono la digestione a livello cellulare.
Osservando al microscopio una cellula vegetale invece non li troviamo, perché in questo caso gli enzimi sono contenuti in un’unica struttura centrale. Vale a dire il vacuolo, che contribuisce anche a mantenere il turgore e l’idratazione della cellula grazie all’acqua e alle altre sostanze che accumula al suo interno.
Cosa sono i lisosomi e dove si trovano
Al microscopio questi organelli si presentano come vescicole dalla forma a goccia che hanno un diametro di circa 1 micron (1 µm). Si trovano all’interno del citoplasma e sono abbondanti in particolare nei globuli bianchi, (macrofagi e leucociti). Al loro interno infatti contengono enzimi litici fondamentali per digerire i patogeni una volta che questi sono fagocitati dalla cellula.
Gli enzimi che queste vescicole possono contenere sono di vario tipo. Tra questi c’è il lisozima, un enzima che troviamo anche all’interno della nostra saliva. Poiché questo enzima opera al meglio in condizioni acide (pH = 5) va racchiuso nei lisosomi in modo che non alteri l’acidità dell’ambiente in cui si trova. Diversamente rischierebbe di danneggiare le strutture cellulari.
Oltre al lisozima si trovano anche proteasi o ribonucleasi, che svolgono la propria attività a un pH simile. Ci sono però delle condizioni in cui queste sostanze possono essere utilizzate contro la cellula animale, per esempio per rimuovere organelli danneggiati. Si tratta di un fenomeno chiamato autofagia, perché la cellula “digerisce” parti di sé stessa.
In caso l’autofagia per qualche motivo sfugga al controllo cellulare per qualche difetto della struttura dell’organello le conseguenze possono essere molto gravi. Alcune malattie degenerative insorgono proprio a causa di questo problema.
Come si formano i lisosomi
Questi organelli derivano dalla gemmazione delle cisterne più esterne dell’apparato di Golgi. La membrana della cisterna forma delle vescicole che si distaccano come avviene quando ci sono delle molecole da rilasciare per esocitosi. Invece di viaggiare fino alla membrana cellulare per riversare il contenuto all’esterno però rimangono nel citoplasma.
Anche gli enzimi litici contenuti all’interno delle vescicole sono elaborate dall’apparato di Golgi. Bisogna però distinguere tra gli organelli di questa tipologia quelli primari e quelli secondari. I lisosomi primari sono quelli appena gemmati e ancora silenti, senza che le idrolasi o le proteasi siano attive. Solo una volta che inglobano queste sostanze li si può definire secondari, ovvero “maturi”.
Un lisosoma primario ottiene gli enzimi litici fondendosi con altre vescicole provenienti dal Golgi, che riversano al suo interno il proprio contenuto. Il meccanismo più diffuso con cui avviene questa fusione è la pinocitosi, che differisce dalla fagocitosi perché porta a inglobare dei liquidi anziché particelle solide. Può compierla anche la cellula assorbendo gocce di liquido dall’esterno.
Una volta che si sono ottenuti degli organelli secondari questi dopo un certo tempo vanno incontro a un processo di invecchiamento e perdono le proprietà. Lo stadio terziario di questi organelli identifica il momento in cui gli enzimi che contengono non sono più in grado di esercitare la loro azione litica.
Confronto fra lisosomi primari e secondari
Finché rimangono allo stadio primario il contenuto dei lisosomi risulta inattivo, mentre a quello secondario hanno un pH acido all’interno che attiva l’idrolasi. A questo punto se gli enzimi interni sono rilasciati nel citoplasma possono sciogliere le particelle estranee o gli organelli danneggiati, digerendoli. Questa reazione produce anche delle sostanze di scarto, che poi saranno eliminate dalla cellula.
A livello di localizzazione gli organelli primari si possono trovare nel reticolo endoplasmatico ruvido (RER), che tra l’altro è adiacente all’apparato di Golgi. Quelli secondari invece sono nel reticolo endoplasmatico liscio, più distanti dalla cisterne del Golgi e pronti a rilasciare il proprio contenuto in caso di necessità.
Ciò che accomuna gli organelli nei due diversi stadi è il fatto di avere una singola membrana di fosfolipidi a racchiudere gli enzimi interni, Il doppio strato lipidico si trova in altre strutture cellulari. Anche a livello di forma sono molto simili quando osservati al microscopio, perché appaiono come sfere più o meno regolari. Allo stadio secondario però appaiono leggermente più grandi.
