3 különböző forrásból származó anyag bontását és újrahasznosítását igényli. Két ilyen forrásból származó szubsztrátok kívülről lépnek be a sejtbe, a harmadik pedig belülről származik.

1. a sejten kívülről az endocitózis folyamata, beleértve a pinocitózist (sejtes ivást), folyadékokat és apró részecskéket enged be a plazmamembránban a fehérjével bevont kis gödrök képződésén keresztül. Ezek a tömítések fehérjével bevont vezikulumokat képeznek. Minden vezikulum “korai endoszómává”, majd “késői endoszómává” alakul.
2. szintén kívülről a sejt fagocitózis (sejtes táplálkozás) hoz viszonylag nagy részecskék (általában >250 nm méretű), beleértve a baktériumok és sejt törmelék. A fagocitózist “rendes sejtek” végezhetik, de főként makrofágok hajtják végre, amelyek sejtenként akár 1000 lizoszómát is tartalmazhatnak. A fagocitózisból származó szerkezetet fagoszómának nevezik.
3. a sejt belsejéből az autofágoszómák felelősek a szerves anyagok, például a mitokondriumok és a riboszómák eltávolításáért, amelyek életciklusuk lejárt. Úgy gondolják, hogy egy membrán szerkezet körülveszi és körülveszi az élet lejárt organelláját, hogy autofagoszómát képezzen. Ez a szerkezet ezután egy lizoszómával összeolvad, hogy “hibrid organellát” képezzen.

Endolysosomal rendszerek: ‘csókot, futni’, teljes fusion tevékenységek, valamint az érés modellek

Kutatást végeztek követni, milyen anyagokat figyelembe a sejt által endocytosis szállítják a cellán belül, végül bontásban. A munka nagy része a korai és késői endoszómákra összpontosul, de óvatossággal a fagoszómákat, az autofágoszómákat és a késői endoszómákat mind “késői endoszómáknak” tekinthetjük az endoliszoszómális rendszer megértése céljából.

most már jelentős mennyiségű bizonyíték mutatható ki:

1. a proteolízis fő helyszíne nem maga a lizoszóma, hanem egy organelle, amely inkább a késői endoszómához hasonlít, és a rendelkezésre álló hidrolázok mintegy 20% – át tartalmazza.
2. a lizoszómák az emésztőenzimek körülbelül 80% – át tartalmazzák.
3. a lizoszómák valószínűleg hidrolázok tárolószervei, amelyeket savas körülmények között inaktív formában tartanak körülbelül 5, 0 pH mellett.
4. a lizoszómák nem önálló organellákként működnek, hanem késői endoszómákkal találkoznak, hogy endoliszoszómális rendszerként működjenek.

Ezek az eredmények a késői endoszómák és lizoszómák kölcsönhatásán alapuló modellek kifejlesztéséhez vezettek, amelyek különböző mértékű érintkezést mutatnak. Az egyik ilyen modell neve “kiss and run”, a másik pedig “fusion”

Kiss And Run
ebben a modellben, ahogy a neve is sugallja, a késő endoszóma és lizoszóma érintkezésbe kerülnek, hogy a vegyi anyagok cserélhetők legyenek, de e találkozás után meglehetősen gyorsan elkülönülnek. A lizoszóma ezután elérhető “csók” egy másik késői endoszóma.

Fusion
újabb bizonyítékok vezettek a “fúziós” hipotézishez, amelyben egy késői endoszóma és egy lizoszóma teljesen összeolvad ,hogy “hibrid organellát” képezzen. A fúziós idő alatt az endocitikus terhelés molekuláris lebontása történik. Az így létrejövő aminosavakat és más, a sejt számára hasznos molekulákat “transzporterek” veszik át a “hibrid organelle” membránon keresztül a citoplazmába. Az organellum tartalmának lebontása és újrakeringése után a lizoszóma megreformálódik, és egy másik késői endoszómával egy hibrid organellát alakít ki. Néha kis mennyiségű maradék marad. Ezt az exocitózis folyamata kezeli, amelyben a maradékot a plazmamembránon keresztül ürítik ki, vagy pigment granulátumban lezárják a szervezet élettartama alatt.

érési rendszer modellek
A lizoszómákat alkotó struktúrák elvén alapuló modellek jelenleg nem népszerűek, de néhány tankönyvben kettőt említenek, amelyeket itt vázolunk fel.
mind az érési, mind a hólyagos szállítási modellekben a késői endoszómák lizoszómává válnak.
az érési modellben a plazmamembránból származó vezikulákból egy korai endoszóma alakul ki. Különböző egyéb vezikulumok szállítják és eltávolítják a vegyi anyagokat a késői endoszómáig, majd elérik a lizoszóma stádiumot.
a vezikulum-szállítási modellben a korai és késői endoszómákat stabil különálló organelláknak tekintik, amelyek a korai endoszómáktól a késői endoszómákig vegyi anyagokat hordozó vezikulákkal rendelkeznek. A késői endoszómák ezután lizoszómákká válnak

lizoszóma funkciózavarok
az emberekben körülbelül 30 meglehetősen ritka rendellenesség van, amelyek az endoliszoszomális funkció hibái miatt következnek be. Mindezeket a genetikai kód hibái okozzák, mindegyik lizoszomális tárolási rendellenesség. Ezekben a rendellenességekben a termékek felhalmozódnak a lizoszómákban, mivel az enzimek, amelyek felgyorsítják lebomlásukat, hiányoznak vagy hibásak.
minden rendellenességnek van egy speciális orvosi neve, pl. Inclusion – cell disease (I-cell disease), Tay-Sachs, Pompe és Gaucher ‘ s disease. Minden rendellenességnek más kimenetele van a beteg számára; egyesek súlyosabbak, mint mások. Az I-sejtes betegségben a fibroblaszt sejtek lizoszómái szinte az összes hidrolitikus enzimben hiányosak, és a betegek sejtjeiben nagy, emésztetlen “zárványok” halmozódnak fel. Még nem világos, hogy a “hibrid organellák” kialakulásában részt vevő, nagy mennyiségű emésztetlen anyagot tartalmazó lizoszómák újraciklálódnak-e.

molekuláris biológiai szempontból a rendellenességek két csoportja van; az (1) célcímke hibákkal és (2) enzimhiányos hibákkal kapcsolatos.
I-sejtes betegség esetén a megfelelő enzimeket állítják elő, de mivel a molekuláris címcímke “helytelen”, a lizoszómától távol, valószínűleg a sejten kívülre irányítják őket. A Tay-Sachs-betegség, az idegsejtek lizoszomális tárolási rendellenessége szinte mindig korai halált okoz, de a halál előfordulási gyakorisága a tesztelésnek és a genetikai tanácsadásnak köszönhetően csökken. A Gaucher-kórban nagy mennyiségű lipid halmozódik fel a lizoszómákban. Szerencsére a sejtbiológia és a biotechnológia területén végzett kutatások enzimpótló terápiát hoztak létre. Úgy tűnik, hogy működik, de drága, és intravénás infúzióval kell beadni. További érdekes információ a Gaucher-rendellenességről az (1) Gaucher társulásából szerezhető be, www.gaucher.org.uk és (2) Az Országos Gaucher Szövetség, www.gaucherdisease.org.

összefoglaló

• kétféle lizoszóma létezik; szekréciós lizoszómák és konvencionális.
• A hagyományos lizoszómák részt vesznek az endocitocisz, fagocitózis és autofágoszómák által nekik bemutatott különböző szubsztrátok lebontásában és újrakeringésében. Ők felelősek azért, hogy sok aminosavat visszaadjanak a rendszerbe.
• a bontási folyamatot enzimek jelenléte gyorsítja. Ezek közül sok savas hidroláz.
• a lizoszómák működésének módja számos jelenlegi kutatás tárgya. Az eddigi eredmények arra utalnak, hogy a lizoszómák “önálló” feldolgozóüzemként való megtekintésének napjai meg vannak számlálva, de talán figyelembe kell vennünk azt a nézetet, hogy valószínűleg különböző típusú lizoszómális rendszerek vannak, és hogy senki sem kínál univerzális alkalmazást.
• a hagyományos lizoszómákat egy integrált endolysoszomális rendszer részeként kell tekintenünk, amelyben a késői endoszómákkal rendelkező lizoszómák fúziója tűnik a középpontba. A lizoszómák “átalakulást” tapasztalnak.