I lisosomi sono organuli citoplasmatici al cui interno contengono differenti enzimi idrolitici. Questi enzimi sembrano essere in grado di potere distruggere i polimeri biologici: proteine, acidi nucleici, lipidi e polisaccaridi. I lisosomi rappresentano il sistema digestivo della cellula e distruggono sia questo materiale proveniente dall’esterno della cellula che i componenti cellulari che non sono più utili.

Questi organuli si trovano nelle cellule eucariote, in abbondanza nelle cellule come i macrofagi, leucociti e neutrofili. La membrana che circonda i lisosomi possiede tre caratteristiche: separa gli enzimi idrolitici dal citosol, ospita proteine di trasporto e indirizza le idrolasi nel lisosoma, contiene una pompa ATP-dipendente che mantiene l’ambiente acido all’interno del lisosoma. Scopriamo come agisce l’enzima lisosomiale e che tipo di malattie può provocare.

Struttura

I lisosomi sono dei corpi densi nel citosol, con una forma tondeggiante alcune volte tubolare. La dimensione e il numero possono aumentare se accumulati a materiale non digerito. Una peculiarità della membrana lisosomiale è l’elevato contenuto di carboidrati dovuto alle proteine della membrana che sono glicosilate, ovvero che subiscono un processo di modificazione della struttura da parte dell’apparato di Golgi.

Questo processo sembra essere importante in quanto protegge la membrana del lisosoma da eventuali attacchi degli enzimi. Anche se natura e attività degli enzimi possono cambiare a seconda del tipo di cellula, le più comuni sono le proteasi, nucleasi, lipasi, fosfolipasi, glicosidasi e fosfatasi. Questi enzimi appartengono alla classe delle idrolasi acide e necessitano di un pH basso per potere svolgere la propria attività in modo ottimale.

Come funziona?

I lisosomi non sembrano essere dei semplici organelli cellulari, ma vengono considerati i regolatori dell’omeostasi cellulare. In particolare, sembrano essere in grado di partecipare a molteplici processi cellulari tra cui: la presentazione dell’antigene, l’uccisione delle cellule bersaglio, il trasporto del colesterolo, il rimodellamento della matrice ossea da parte degli osteoclasti, l’invasione e metastasi dei tumori, l’adesione e migrazione delle cellule. Gli enzimi lisosomiali sembrano, inoltre, essere coinvolti nella risposta immunitaria, nell’espressione genica, nella degradazione endocitica, fagocitica ed autofagica.

Deficit lipasi acida lisosomiale

Una carenza dell’enzima lisosomiale può essere responsabile del cosiddetto “deficit di lipasi acida lisosomiale” anche conosciuto come LAL-D, una malattia genetica progressiva e molto rara che è provocata da una mutazione omozigote oppure eterozigote composta nel gene LIPA. Per via di questa possibile condizione, lattanti, bambini e adulti presentano un continuo accumulo incontrollato di colesterolo e trigliceridi con un possibile conseguente danno multi-organico e un decesso prematuro. 

I pazienti che sono affetti da questa patologia possono essere soggetti a disturbi della crescita, grave malassorbimento, manifestazioni epatiche, processi aterosclerotici accelerati, malattie cardiovascolari e altre conseguenze molto gravi. La LAL-D può provocare due fenotipi diversi negli essere umani:

  • la malattia di Wolman: che consiste in una patologia letale dell’infanzia con un esordio precoce e un coinvolgimento grave di fegato, milza e altri organi pieni di esteri del colesterolo e trigliceridi. Si tratta di una patologia molto rara, la cui morte del paziente può avvenire nei primi anni i vita;
  • la malattia da accumulo degli esteri del colesterolo, CESD: è un disturbo con un esordio più tardivo che interessa il fegato attaccato dal colesterolo. Questa malattia, lentamente progressiva, può avere un’insorgenza precoce con grave cirrosi fino a una più tardiva con una malattia epatica lentamente progressiva che può portare a una sopravvivenza fino all’età adulta.

La LAD-D può compromettere molti organi vitali, infatti i pazienti che ne sono affetti possono manifestare la malattia in più di un sistema organico: fegato, sistema cardiovascolare, milza e apparato gastrointestinale. Per la malattia di Wolman non sembra esistere al momento alcun trattamento particolare.

Per la CESD, il trattamento sintomatico prescritto dal medico consiste in una dieta a basso contenuto di colesterolo con la somministrazione di inibitori che possono essere utili per una possibile notevole riduzione di colesterolo, trigliceridi nel sangue.

Al momento non sembra essere disponibile un trattamento specifico, ma sembra che siano stati ottenuti dei buoni risultati attraverso la terapia sostitutiva enzimatica, la terapia genica nei topi “knock-out” e con un fenotipo simile a quello della CESD.