Secretia celulara. Lizozomii.

Secretia celulara. Lizozomii

Consideratii generale cu privire la secretia celulara.

Una din functiile de baza ale celulelor prin care se elimina la exterior produsii rezultati din metabolism, a produsilor toxici sau aflati in exces.

Celula realizeaza functia de secretie celulara prin celule specializat pt secretie cum sunt:

• celulele glandelor exocrine si endocrine (hormoni, enzime)
• celulele mucoase prezente in caile respiratorii si in tractul digestiv (glicoproteine, mucopolizaharide)
• celula hepatica (albumina, proteine serice)
• neuronii care au capacitatea de a secreta neurotransmitatorii (transmit influxul nervos spre organe efectoare), prin substante denumite mediatori chimici, care sunt deversati la nivelul fantei sinaptice a membranei presinaptica si preluati de membrana post sinaptia fiind condusi spre organele efectoare.

Procesul de secretie este ilustrat prin sinteza si secretia enzimelor digestive de catre portiunea exocrina a pancreasului care a fost si primul model de secretie celulara (Palade si Jamieson au elaborat un experiment de injectarea a unor aminoacizi radioctivi si au urmarit drumul lor in RE al celulei pancreatice in aparatul Golgi, in veziculele de secretie si au constatat ca exista un anumit drum a proteinelor secretate de la nivelul RE spre aparatul Golgi si veziculele de secretie. Apoi veziculele de secretie care isi deverseaza continutul in exteriorul membranei.

Acest drum a fost denumit - calea de secretiei celulare.

Cercetarile ulterioarea au demonstrat ca proteinele de secretie ce urmeaza calea secretiei celulare sunt sintetizate de catre ribozomi aflati pe suprafata RE , sunt condusi la nivelul aparatului Golgi unde intervine actiunea unor enzime proteolitice si se    adauga o parte glucidica de unde prin intermediul REN produsi de secretie ajung la nivelul veziculelor de secretie.

Procesul secretiei celulare este energo dependent, atit pt formarea veziculelor, cit si pentru transportul veziculelor spre membrana.

Realizarea caii de secretie celulara la nivelul pancreasului exocrin se realizeaza prin secretia unui mare numar de enzime digestive:

• amilaza
• lipaza
• nucleazele
• tripsinogenul
• chimiotripsinogenul, care sunt activate sun actiunea unor secretii zimogene , ajung la nivelul aparatului Golgi si formeaza asa numitele - vezicule de condensare-    (in prima etapa), in etapa urmatoare veziculele de condensare prin secretia si preluarea unor produsi de secretie se transforma in vezicule secretoare in care concentrarea produsilor de secretie este mai mic, dar cu densitatea mai mare.

Conducerea produsilor de secretie se realizeaza prin intermediul asocierii electrostatice a enzimelor incarcate pozitiv se asociaza cu un produs proteoglican- care are incarcatura negativa, fapt ce determina concentrarea secretiilor celulare, prin scaderea presiunii osmotice si prin trecerea apei din veziculele secretorii in citosol.

Intregul proces de secretie celulara este coordonata de catre neurotransmitatorii (mediatori chimici) de la nivelul SNC- din hipocamp, si lobulul Meynert, precum si de o enzima cu rol de hormon- colecistokinina.

Pancreasul secreta insulina in portiunea endocrina constatindu-se existenta unei secretii bazale eliberindu-se in mod constant o anumita cantitate de insulina in singe iar la cresterea glicemiei are loc o crestere a cantitatii de insulina secretata de pancreas.

Un rol important in secretia de insulina il au microtubuli si microfilamentele pancreasului care favorizeaza secretia insulinei care ajunsa in singe- descompune moleculele de glucoza si le metabolizeaza.

In cazul in care cantitatea de insulina este scazuta, sau nu poate sa acopere metabolizarea glucozei se constata o crestere a cantitatii de glucoza in singe, si apare diabetul zaharat.

Ionii de Ca sunt cei care produc efecte benefice asupra microtubulilor si microfilamentelor deoarece patrunderea Ca in celula pancreatica determina o crestere a secretiei de insulina.

Ca este responsabil de declansarea secretiei celulare impreuna cu enzimele - nucleare ciclice ale AMPc si GMPc (glucozo-mono-fosfat ciclic).

Cercetarile recente au demonstrat ca secretia de proteine a hepatocitului se realizeaza sub 2 forme:

Secretia de albumina si proteine serice in spatiul Desse a pancreasului precum si de proteine specifice care ajung la nivelul capilarelor biliare. Descoperirea IgA in secretia pancreasului demonstreaza si rolul pe care celula pancreatica in are in procesul de imunitate.

Lizozomii si bolile lizozomale.

Reprezinta organite celulare prezente in toate celulele umane (descoperite de Christian de Duve, prin centrifugare diferentiata) au doua proprietati esentiale:

a)      un cotinut enzimatic specific reprezentat de hidrolaze cu un pH acit

b)      latenta, inactivitatea enzimelor in celula- ele devenind acitve numai in anumite momente dar au capacitatea de a degrada orice componenta a celulei.

Mod de actiune:

Enzimele lizozomale aflate in structurile lizozomilor care au o membrana dubla nu sunt deversate in citoplasma, numai cind reusesc sa rupa- prin fragmentare- membrana celulara.

Membrana lizozomilor contine o proteina ce pompeaza permanent H in interiorul lizozomilor ce asigura pH acid, precumsi o concentratie crescuta de proteine ce se acumuleaza datorita acumulari protonilor prin legea Donnan.

pH-ul acid determina selectia a unor substante la nivelul lizozomilor- clorochinina- un medicament antimalaric.

Origine:

Lizozomii se formeaza prin desprinderea unor vezicule din aparatul Golgi fiind imbracate intr-o membrana, printr-un proces de biogeneza (de formare a unor lizozomi primari care ulterior se transforma in lizozomi secundari sau fagozomi).

Acestia contin la interior corpi straini care favorizeaza digestia sub actiunea unor hirolaze a substantelor de la interior.

Datorita capacitatii lizozomilor de asi modifica structura, indeplinesc in celula mai multe functii:

• autofagie (disturgerea particulelor uzate din citoplasma mitocondrii, RE care sunt inconjurate cu o membrana- invelis de izolare dupa care hidrolazele distrug organiele neutile celulei)
• enzimele lizozomale- varsate in afara celulei produc efecte- litice (de digerare)- a unor celule si tesuturi (ex: osteoclastele digera prin acest procedeu tesutul osos).
• Crinofragia- functia prin care lizozomii intervin in reglarea cantitatii de produsi de secretie ai celulei prin unirea cu vezicula de secretie eliminind la exterior produsii de secretie
• Lizozomii contin peste 50 de enzime

Aplicatii medicale:

• Reprezinta un sistem digestiv intracelular- dupa expresia lui de Duve sunt "stomacul celulei"
• Lizozomii joaca rol esential in distrugerea microbilor- fagocitati de celula prin intermediul enzimelor lizozomale, prin pH-ul acid si producerea unor enzime - oxidaza- care ajunge din citoplasma in lizozomi secundari (fagolizozom). In situatia in care functionarea lizozomilor este degradata, fie in procesul de fuziune - inhibata- microorganismele pot sa distruga celulele pe care le paraziteaza si se instaleaza boala.
• In anumite situatii formarea veziculelor de secretie este impiedicata deoarece produsi de secretie nu mai pot fi eliminati la exteriorul membanei si sunt eliminatie in citosol unde nu pot sa actioneze, in acest caz continutul lizozomilor si al granuleleor specializate se poate varsa in anumite vacuole.
• Regurgitarea- proces care duce la inflamatia zonei respective din cauza caracterului distructiv al enzimelor lizozomale- apar in reumatism si in artrita gutoasa care este tratata cu colkicina.
• Dereglarea activitatii enzimelor lizozomale sau lipsa lor la nivelul lizozomilor determina aparitia unor boli genetice- tezaurisme- lipsa unor hidrolaze permite acumularea unor lipide sau polizaharide nedigerate care se acumuleaza in celula si compromit functionarea ei.

Cea mai cunoscuta - maladia Gauchet,1:2500, are 3 tipuri:

a)      Instalarea hepato-spleno-megaliei si aparitia d leziuni osoase fara afectarea sistemului nervos

b)      Debut neurologic- moarte precoce

c)      Dementa si manifestari spastice- care duc la moarte

Bazele moleculare constau in lipsa unei enzime - glucocerebrozidaza- care catalizeaza hidroliza glucocerebrozidului in glucoza si ceramid, lipsa enzimei determina aparitia unor mutatii si instalarea bolii.

Trat: prin inlocuirea enzimei lipsa- enzima deficitara se administreaza pt a fi transportata la lizozom- glucocerebrozidaza fiind extrasa din placenta umana.

Boala incluziunilor celulare: boala genetica- gena care codifica enzima lizozomala din aparatul Golgi sufera o mutatie - nu mai functioneaza- iar incluziunile se aduna in celula sub foma unor fibroblaste care blocheza activitatea celulara.