Lysosomen sind membranumhüllte Organellen, die etwa 60 hydrolytische Enzyme (säure Hydrolasen) enthalten, die Proteine, Lipide, Kohlenhydrate und Nukleinsäuren abbauen. Sie fungieren als Recycling- und Entsorgungszentrum der Zelle.
Schlüsselfunktionen
- Proteinabbau: Kathepsine und Peptidasen spalten Proteine in Aminosäuren für den Wiederaufbau.
- Autophagie: Beschädigte Organellen und Proteine werden in Autophagosomen eingeschlossen, die mit Lysosomen zur Degradation verschmelzen.
- Phagozytose: Verschlossene Erreger und Ablagerungen werden in Phagolysosomen verdaut.
- Rezeptor-Recycling: Internisierte Rezeptoren (z. B. LDL-Rezeptor) werden sortiert; Liganden werden abgebaut, Rezeptoren zur Membran zurückgeführt.
- Lysosomale Speicherkrankheiten: Enzymdefekte verursachen Substratanreicherung (z. B. Tay-Sachs, Gaucher, Morbus Pompe).
Strukturelle Merkmale
- Einzelne Phospholipid-Doppelschichtmembran (schützt das Zytosol vor Enzymen).
- Luminaler pH-Wert ~4,5–5,0 (aufrechterhalten durch V-ATPase-Protonenpumpe).
- Membranproteine: LAMPs (Schutz), Transporter (Export von Verdauungsprodukten).
Klinische Relevanz
- Arzneimittelabgabe: Lysosomotrope Wirkstoffe (z. B. Chloroquin) reichern sich in Lysosomen an.
- Krebs: Lysosomale Enzyme fördern Invasion und Metastasierung.
- Neurodegeneration: Beeinträchtigte Autophagie/lysosomale Funktion bei Alzheimer und Parkinson.
Lysosomen sind dynamische Signalzentren, weit mehr als einfache Müllentsorgungen.
