Buňku lze považovat za ultramikroskopickou živou strukturu, která je vybavena všemi funkcemi, které jsou tělu vlastní. Buněčné prvky zvané organely plní funkci dýchání, rozmnožování, vylučování, trávení. Lysozomy jsou jedním z typů takových organel. Patří k jednomembránovým strukturám a plní specifické funkce spojené s trávením látek a celých buněčných elementů umístěných v cytoplazmě. V této práci budeme studovat strukturu lysozomů a zjistíme jejich roli v podpoře života buňky.
Jak vznikají organely
Lysozomy, které představují jednomembránové vakuoly naplněné trávicími enzymy, se tvoří v cisternách Golgiho komplexu a nazývají se primární. Prostřednictvím kanálů přístroje vstupují do cytoplazmy buňky. Jakmile lysozomy začnou absorbovat poškozené cytostruktury nebo rozkládají organické látky, nazývají se sekundární.
Tyto organely jsou naplněny roztoky enzymů schopných štěpit molekuly sacharidů, glykolipidů a bílkovin. Právě v sekundárních lysozomech jsou obsaženy biologicky aktivní látky, jako jsou proteázy, sulfurylázy a lipázy. Vnitřní obsah organoidu má pH nižší než 7, protože výše uvedené enzymy jsou aktivní v kyselém prostředí. Organely jsou schopné endocytózy nebo pinocytózy. Tvorba lysozomů závisí do značné míry na speciálních proteinech v buňce, které se tvoří na kanálcích granulárního endoplazmatického retikula.
Chemické složení matrice a struktura lysozomu
Pokračujeme ve studiu vlastností lysozomů a uvažme, jaké látky tvoří jejich vnitřní prostředí. Komplex enzymů obsahuje ty nejdůležitější z nich: fosforylázu (štěpí aminokyseliny), glukosidázu (působí na glukózu, celulózu, škrob) a lipázu (zajišťuje destrukci tukových molekul, steroidů).
Vlastní membrána organely je odolná vůči výše uvedeným enzymům. V některých případech se stává zranitelnou vůči jejich působení, což vede k autolýze - samovolnému rozpuštění membrány, v důsledku čehož se agresivní látky matrice nalévají do cytoplazmy buňky. To způsobí, že se samotráví.
Organoidní funkce
Je dobře známo, jak důležité jsou reakce v metabolických procesech, které podporují využití odpadních látek nebo částí buněčných struktur, jako jsou staré mitochondrie, ribozomy. Vysoká enzymatická aktivita organel se projevuje v těch buňkách, které se nazývají fagocytární. Tohle jepředevším struktury imunitního systému: bazofily, makrofágy, neutrofily, B-lymfocyty. Primární lysozomy v těchto buňkách jsou poměrně velké (až 0,5 mikronu). Obsahují enzymy jako ribonukleáza, proteáza, deoxyribonukleáza. Toto složení je vysvětleno následovně: buňky schopné fagocytózy primárně rozkládají částice virů a bakterií obsahující proteiny a ribonukleové kyseliny.
Zajímavý mechanismus, který zajišťuje proteolytickou aktivitu organel. Cizí částice nebo molekuly jsou nejprve zachyceny vakuolou. S ním se spojuje primární lysozom, který vylučuje hydrolytické enzymy. Nyní taková organela, nazývaná sekundární lysozom, začíná aktivně trávit látky, které vstoupily do matrice. Produkty štěpení dále difundují do hyaloplazmy buňky a nestrávené zbytky se ukládají uvnitř organely, která se nyní nazývá zbytkové tělo. Výše uvedená struktura lysozomů různých typů vysvětluje hlavní funkce těchto buněčných struktur.
Úloha organel v metabolických reakcích lidského těla
Pokud je v lysozomech produkováno nedostatečné množství enzymů, dochází k jejich nedostatku, což vede k závažným dědičným onemocněním, jako je metachromatická leukodystrofie. Struktura lysozomů v této patologii je abnormální. V jejich matrici sulfatázy, enzymy, které štěpí cerebrosidy, chybí nebo jsou v neaktivním stavu. Jelikož se jedná o produkty látkové výměny v buňkách nervové tkáně, podléhají utilizaci, ale chybí jim odpovídající enzymyvede k akumulaci těchto sloučenin v neurogliích a hyaloplazmě neurocytů. To způsobuje intoxikaci v nervové tkáni, která tvoří mozek a míchu. Výsledkem je rozvoj fyzických patologií a mentální retardace.
Jednomembránové organely odpovědné za rozklad látek tedy hrají velmi důležitou roli v buněčném metabolismu. V této práci jsme studovali strukturu lysozomů, zjišťovali jejich funkce a význam v životě buňky a celého lidského těla jako celku.
