Hidrolasas que actúan sobre compuestos glucosidicos

LISOSOMAS

De Duve detecto que la actividad enzimática fosfatasa acida se localizaba en la misma fracción celular que las mitocondrias. Posteriormente, se procedió a aislar fracciones dentro de la fracción mitocondrial hasta conseguir aislar la fracción correspondiente, a la que se denominó lisosomas.

Novikoff desde el primer momento llamo su atencion, la heterogeneidad en el tamaño y el contenido de las vesículas que forman parte del sistema lisosomal. Observo con el microscopio electrónico vesículas de unos 0.5µm de diámetro y con un contenido moderadamente denso alrededor de los caniculos biliares en los hepatocitos y les había denominado cuerpos pericanaliculares.

En 1955, Novikoff identifico estos cuerpos como los lisosomas de la fracción lisosomica aislada por De Duve.

Los lisosomas son heterogéneos en cuanto su funcion digestiva y su conjunto puede ser considerado un orgánulo celular, el cual funcionaria como un sistema difgestivo intracelular, comparable, excepto por su discontinuidad, con el tracto digestivo de organismos superiores.

ESTRUCTURA Y COMPOSICION

Los lisosomas son bolsas de enzimas hidroliticas que, de liberarse, destruirían toda la célula. Su diámetro es variable, de decimas de micromero a varios micromeros. Debido a su similitud con otras vesículas se requieren técnicas histoquímicas para su identificación.

La heterogeneidad de la morfología lisosomica contrasta con la de otros orgánulos. Existen en todas las células animales. No se han demostrado en las células vegetales. Su polimorfismo se debe a que actúan como vacuolas digestivas y esto proporciona un contenido heterogéneo.

Una característica común a todos los lisosomas es que contienen hidrolasas acidas. Hasta ahora se han identificado unas 40 enzimas diferentes, que degradan proteínas, ácidos nucleicos, glúcidos, esteres de sulfato, lípidos o fosfatos de moléculas orgánicas.

En la tabla 4.3 se expresan las principales enzimas lisosomicas.

No todas estas enzimas están presentes en cada lisosoma. La más común es la fosfatasa acida  que libera grupos fosfato de esteres fosfóricos. El pH del interior del lisosoma es de 5. Para conseguir este bajo pH, en la membrana del lisosoma existe una bomba de protones que utiliza la energía de la hidrolisis del ATP para bombear H⁺ hacia el interior. El lisosoma se auto protege de las proteasas lisosomicas y de la acidez porque su hemimembrana interna esta intensamente glucosilada. La membrana contiene también receptores que le permiten reconocer las vesículas con las que se fusionan, unas proteínas denominadas LAMP (proteínas asociadas a la membrana lisosomica), y proteínas de transporte que facilitan el paso de sustancias hacia el hialoplasma. La membrana contiene más colesterol y esfingomielina que el retículo endoplasmatico y el complejo de Golgi.

ORIGEN

Las enzinas lisosomicas son glucoproteinas con oligosacáridos unidoa a N que muestras el rango poco habitual de poseer un residuo de manosa fosforilada. Estas enzimas se sintetizan en el retículo endoplasmatico rugoso y pasan al compartimento cis del complejo de Golgi, donde pierden alguno de los residuos de manosa incorporados en el retículo endoplasmático rugoso, y las dos manosas terminales incorporan un radical fosfatoque sirve de marcador. La superficie luminal de la cara trans del complejo de Golgi posee receptores para esta manosa fosforilada, con lo que las enzimas lisosomicas se emiten en vesículas con cubierta de clatrina, constituyendo los lisosomas primarios.

Estas vesículas pierden pronto la cubierta de clatrina y pueden fusionarse con otros lisosomas primarios ya existentes o incorporarse al compartimento endolisosomico, fucionandose con los lisosomas secundarios que actúan en ese compartimento. Para que las vesículas con enzimas lisosomicas alcancen el compartimento endolisosomico no basta con el marcador manosa-fosfato de estas enzimas y el receptor de la membrana del Golgi para este marcador hace falta también que las membranas del compartimento endolisosomico presenten en su superficie receptores para las vesículas que transportan las enzimas lisosomicas.

Al producirse la fusión, las hidrolasas pierden el marcador de manosa-fosfato, lo que puede ayudar a retener estas enzimasen el lisosoma, evitando que sean captadas de nuevo por membranas con receptores durante el reciclaje de membranas.

CLASIFICACION

LISOSOMAS PRIMARIOS: son vesículas que se forman a partir de aparato de Golgi, contienen únicamente hidrolasas acidas y tienen la prioridad de fusionarse con diversos tipos de vesículas fagociticas. Es difícil observarlos, ya que, tan pronto se forman se fusionan con vesículas que contienen los sustratos que deben ser catabolizados. Las nuevas vesículas formadas, se denominaros genéricamente lisosomas secundarios.

VESICULAS AUTOFAGICAS: en su interior se pueden observar mitocondrias, retículo endoplasmico, glucógeno y otros tipos de entidades citoplasmicas con varios grados de desorganización. Estas se forman a partir de membranas del retículo endoplasmico que contienen fosfatasa acida. Inicialmente los autofagosomas no contienen enzimas lisosomales; posteriormente, a ellas se les fusionan lisosomas, con lo cual se inicia la degradación del contenido de las vesículas autofagicas; estas nuevas vesículas se conocen como autofagolisosomas.

El proceso de autofagocitosis puede ser incrementado en condiciones fisiológicas o bien patológicas.

FAGOLISOSOMAS: también se les conoce como heterofagicas, contienen, además de las enzimas lisosomales, partículas ajenas a la celula que han sido capturadas por un proceso de fagocitosis. Las vesículas heterofagicas se encuentran en células fagociticas profesionales. La dormacion del fagolisosoma reviste una gran importancia ya que este es un mecanismo de defensa que el organismo posee para eliminar virus, bacterias, paracitos unicelulares, células cancerígenas, partículas microscópicas, etc.

ENDOSOMAS: la pinocitosis es un mecanismo muy importante que la celula posee para transportar a su interior sustancias solubles extracelulares. Las vesículas endociticas que se forman (pinosomas) se fusionan con vesículas que tienen una forma tubular, las cuales se conocen como endosomas, receptosomas o prelisosomas. Se distinguen por su morfología, por ser menos densas que los lisosomas y por ser un compartimento ligeramente acido (pH 6 a 6.2).

CUERPOS MULTIVESICULARES: son vacuolas en las que en su lumen se pueden distinguir vesículas mas pequeñas. Debido a que su pH es ligeramente acido (pH 5.5 a 6) y contienen hidrolasas acidas, son considerados como lisosomas secundarios. Se forman cuando ciertos pinosomas, al fusionarse con la membrana del endosoma, se invaginan y vesiculan hacia el lumen de la vesicula.

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