Lisosoma

Lisosoma

Son organelos digestivos ricos en enzimas hidrológicas como proteasas, nucleasas, glucosidasas, lipasas y fosfolipasas.

Representan un compartimento digestivo principal en la célula que degrada macromoléculas derivadas de los mecanismos endocíticos, además de producir su autofagia.

Las enzimas lisosómicas son de carácter hidrolasa acida ya que su pH es de 4.6.

Hidrolasas ácidas involucradas en la digestión de macromoléculas

Glicosidasas: involucradas en la degradación de cadenas glicosídicas.

Proteasas: involucradas en la hidrólisis de cadenas péptidicas.

Lipasas: hidrolizan esfingolípidos, ésteres de ácidos grasos y fosfoglicéridos.

Fosfatasa: hidrolizan grupos fosfato

Nucleotidasas: hidrolizan ácidos nucleicos

Funciones

Degradación de materiales que llegan a la célula desde el ambiente extracelular.

En mamíferos, las células fagocíticas eliminan detritos y micoorganismos.

Las bacterias ingeridas se desactivan por el pH del lisosoma y lo digiere.

Transportan productos finales de la digestión hacia el citoplasma, donde se utilizan en los procesos sintéticos de la célula o sufren exocitosis.

Membrana Lisosómica

Tiene una estructura fosfolipídica, ya que contiene colesterol y ácido lisobifosfatídico.

Clasificación de las proteínas esctructurales

-Proteínas de membrana asociadas con lisosomas (LAMP)

-Glucoproteínas de membrana lisosómica (LGP)

-Proteínas intergrales de membrana lisossómica (LIMP)

Clasificación Funcional

-Lisosomas Primarios: vesículas fagóciticas derivadas del Aparato de Golgi que contiene hidrolasas ácidas y tienen diversas funciones.

-Leucocitos: neutrófilos, eosinófilos y monocitos.

-Lisosomas secundarios: son lisosomas primarios fusionados con otras sustancias de origen interno o externo.

Vacuolas heterofágicas                     Vacuolas autofágicas

Vesículas autofágicas  (Autofagosoma)

Es probable que se sintetizan en el RE que contiene  fosfatasa ácida.

La membrana de la vesícula envuelve a las partículas que serán degradadas.

A los autofagosomas se fusionan lisosomas para formar los autofagolisosomas,  que inician con la degradación del contenido del autofagosoma.

Vesículas heterofágicas (Fagolisosomas)

Se encuentran en células fagocíticas profesionales:

Monocitos

Macrófagos

Células de Kupffer

Contienen enzimas lisosomales y partículas ajenas a la célula que han sido capturadas por fagocitosis.

La síntesis del fagolisosoma es un mecanismo de defensa para microorganismos que penetran en el por diferentes vías.

Endosoma

Orgánulos citoplasmáticos estables sintetizadas por endocitosis, su pH es de 6-6.2

Endosomas Primarios

-Se encuentran en el citoplasma

-Su estructura es tubulovestibular

-Poseen un pH de 6.2-6.

-Clasifican y reciclan proteínas interiorizadas por vías endociticas.

Endosomas tardíos

Se encuentran cercanos al aparato de Golgi y el núcleo.

Biogénesis de los lisosomas

Autofagia

Mecanismo celular donde proteínas citoplasmáticas, orgánulos celulares son degradadas en los lisosomas,

Mantiene una homeostasis entre las funciones anabólicas y catabólicas de las células.

Permite que la célula fagocite orgánulos innecesarios o no deseados.

Se divide en tres mecanismos:

1.-Macroautofagia

2.-Microautofagia

3.-Autofagia mediada por chaperonas

Macroautofagia

Proceso en el cual una porción del citoplasma o un orgánulo completo es rodeado por una membrana doble para formar un autofagosoma.

El autofagosoma se fusiona con un lisosoma y genera autofagolisosoma, en el cual el organelo encerrado se degrada y los productos de degradación se hacen disponibles para la célula.

 Microautofagia

Proceso en el que las proteínas citoplasmáticas son degradadas en un proceso lento y continuo en condiciones fisiológicas normales

Autofagia mediada por chaperonas

Proceso selectivo de degradación proteica que requiere la colaboración de chaperonas citosólicas específicas como la proteína chaperona de choque térmico denominada hsc73.

Enfermedades Lisosomales

Clasificación por almacenamiento lisosómico:

.-Esfingolipidos

.-Mucopolisacaridos

.-Trastornos de la biogénesis lisosómica

.-Glucoproteinosis

.-Trastornos por insuficiencia monoenzimática

.-Trasornos de la membrana lisosómica

Sandhoff

Deficiencia enzimática: Hexosaminidasa A y B

Debido al mal funcionamiento de la enzima se acumulan ganglósidos GM” y globósidos

Manifestación Clínica: Crisis convulsivas, ceguera temprana, deterioro progresivo de funciones motoras y mentales, macrocefalia, cara de muñeca, hapatoesplenomegalia.

Krabbe

El defecto en la enzima Galactocerebosida tiene como resultado la acumulación de  Galactocerebrósido

Manifestaciones clínicas: Déficit de mielina, retraso mental, muerte <2 años, rigidez del tono muscular, disfagia, alteraciones visuales, vómito.

Niemann-Pick

El defecto en la enzima Esfingomielinasa provoca la acumulación de Esfingomielina

Manifestación clínica: Hepatoesplenomegalia, abdomen globoso, eritema retoocular, disfagia, pérdida de habilidades motrices.

Aspartilglucosaminuria

El mal funcionamiento de la enzima N-aspartil-beta-glucosaminidasa provoca la acumulación de oligosacáridos N-ligados

Manifestación clínica: anomalías esqueléticas, retraso del desarrllo psicomotor, rasgos faciales y óseos característicos, hepatomegalia, cataratas, baja estatura, crisis del pequeño mal.

α- Manosidosis

La deficiencia de α- Manosidasa provoca la acumulación de α- Manósidos

Manifestación clínica: Pie equino, hidrocefalia, inmunodeficiencia, anomalías esqueléticas, discapacidad auditiva, periodo de psicosis, debilidad muscular, artialgias y ataxia.

Síndrome de Hurler

Mal funcionamiento de la enzima a-L- Iduronidasa provoca la acumulación de Dermatán sulfato, heparán sulfato

Manifestación clínica: Baja estatura, engrosamiento de rasgos faciales, miocardiopatías, pérdida auditiva, retraso del desarrollo, organomegalia, hernias e hirsutismo.

Wolman

El defecto en la enzima Lipasa ácida provoca acumulación de Ésteres de colesterol y triglicéridos

Manifestación clínica: Vómitos, Diarrea, Esteatorrea, hepatoesplenomegalia, distensión abdominal, déficit mental, anemia grave y caquexia.

Canavan

El defecto en la enzima Aspartocilada provoca la acumulación de ácido N- acetilaspártico

Manifestación clínica

1.-Canava leve: leve retraso del desarrollo, disartria.

2.-Canavan grave: hipotonía grave, retraso del desarrollo, concentración alta de ácido, N- acetil-L- Aspártico en orina, sangre y LCR

Danon

La deficiencia enzimática de la proteína de membrana asociada Lisosómica 2 (LAMP2) provoca una acumulación anómala de vacuolas autofágicas.

Manifestación clínica: miocardiopatía severa, debilidad muscular, retraso mental, palpitaciones, disnea, calambres.

Gota

El ácido úrico proveniente del catabolismo de las purinas se produce en exceso, de modo que provoca la deposición de cristales de urato en las articulaciones.

Manifestaciones clínicas : artralgia en el dedo gordo del pie, la rodilla o el tobillo, dolor de carácter pulsátil, opresivo o insoportable que aumenta durante la noche, y fiebre.

Artritis Reumatoides

Causa la destrucción de las membranas lisosomales, teniendo como resultado la liberación de las enzimas y la lisis celular.

Manifestaciones clínicas:

.-La rigidez matutina.

.-Las articulaciones pueden sentirse calientes, sensibles y rígidas cuando no se usan durante una hora.

.-Artralgia

.-Dolor torácico al respirar

.-Resequedad en ojos y boca

Leucodistrofia Metacromática

Deficiencia enzimática Arilsulfatasa A.

Existe una disfunción de sustancia blanca cerebral metacromasia, provocando hipotonía y retraso mental.

Gaucher

 El defecto en la enzima Glucocerebrosidasa provoca que se acumule Glucocerebrosidos

Manifestaciones: retraso mental, hepatoesplenomegalia, abdomen globoso.

Tay- Sachs                            

Existe en un problema con la enzima Hexosaminidasa A y B teniendo como resultado la acumulación de ganglósidos GM” y globósidos

Manifestación Clínica: Crisis convulsivas, ceguera temprana, deterioro progresivo de funciones motoras y mentales, macrocefalia, cara de muñeca, hapatoesplenomegalia.

Fabry

 La enzima faltante es la  α-galactosidasa por lo que se acumulan ganglósidos GM” y globósidos

Manifestación Clínica: lesiones cutáneas (angioqueratoma), disminución o ausencia de sudoración, opacidades en córnea y cristalino, dolor y parestesias en las extremidades, con afección vascular de distintos órganos como cerebro, corazón y riñón.

Sx de Marcoteaux- Lamy

Trastorno por degradación de los glucosaminoglicanos

Existe una deficiencia proteica de GalNAc 4-sulfatasa/arilsulfatasa y el producto acumulado es el Dermatan sulfato.

Bibliografía

Gerald Karp, Biología celular y molecular, MC Graw Hill Education, México, 2014, pag: 303-306