Χαρακτηριστικά μικροσωμάτων, τύποι και λειτουργίες

Το μικροσώματα είναι θραύσματα μεμβρανών που σχηματίζουν μικρά και κλειστά κυστίδια. Αυτές οι δομές προέρχονται από την αναδιοργάνωση των εν λόγω θραυσμάτων, γενικά προέρχονται από το ενδοπλασματικό δίκτυο μετά την κυτταρική ομογενοποίηση. Τα κυστίδια μπορούν να είναι συνδυασμοί μεμβρανών από δεξιά προς τα έξω, από μέσα προς τα έξω ή συγχωνευμένοι.

Σημειώστε ότι τα μικροσώματα είναι τεχνουργήματα που εμφανίζονται χάρη στη διαδικασία της ομογενοποίησης των κυττάρων, δημιουργώντας ποικίλες και πολύπλοκες τεχνητές δομές. Θεωρητικά, τα μικροσώματα δεν βρίσκονται ως φυσιολογικά στοιχεία των ζωντανών κυττάρων.

Το εσωτερικό του μικροσωματικού είναι μεταβλητό. Μπορεί να υπάρχουν διαφορετικές πρωτεΐνες - οι οποίες δεν σχετίζονται μεταξύ τους - μέσα στη λιπιδική δομή. Μπορούν επίσης να έχουν προσδεμένες πρωτεΐνες στην εξωτερική επιφάνεια.

Στη βιβλιογραφία, ο όρος «ηπατικό μικρομόριο» ξεχωρίζει, ο οποίος αναφέρεται στις δομές που σχηματίζονται από τα κύτταρα του ήπατος, υπεύθυνες για σημαντικούς μεταβολικούς μετασχηματισμούς που σχετίζονται με τον ενζυματικό μηχανισμό του ενδοπλασματικού δικτύου.

Τα μικροσώματα του ήπατος υπήρξαν μακρά μοντέλα για πειράματα in vitro της φαρμακευτικής βιομηχανίας. Αυτά τα μικρά κυστίδια είναι μια κατάλληλη δομή για τη διεξαγωγή πειραμάτων μεταβολισμού φαρμακευτικών φαρμάκων, καθώς περιέχουν ένζυμα που εμπλέκονται στη διαδικασία, συμπεριλαμβανομένων των CYP και UGT..

Ευρετήριο

• 1 Ιστορία
• 2 Χαρακτηριστικά
  • 2.1 Σύνθεση
  • 2.2 Ιζηματοποίηση σε φυγοκέντρηση
• 3 τύποι
• 4 Λειτουργίες
  • 4.1 Στο κελί
  • 4.2 Στη φαρμακευτική βιομηχανία
• 5 Αναφορές

Ιστορία

Τα μικροσώματα έχουν παρατηρηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο όρος δημιουργήθηκε από έναν επιστήμονα που ήταν ντόπιος της Γαλλίας και ονομάστηκε Claude, όταν παρακολούθησε τα τελικά προϊόντα της φυγοκέντρησης της ηπατικής ύλης.

Στα μέσα της δεκαετίας του '60, ο ερευνητής Siekevitz συνέδεσε τα μικροσώματα με τα υπολείμματα του ενδοπλασματικού δικτύου μετά την πραγματοποίηση της διαδικασίας ομογενοποίησης των κυττάρων.

Χαρακτηριστικά

Στη βιολογία των κυττάρων, ένα μικροσύστημα είναι ένα κυστίδιο που σχηματίζεται από μεμβράνες από το ενδοπλασματικό δίκτυο.

Κατά τη διάρκεια των επεξεργασιών ρουτίνας που διεξάγονται στο εργαστήριο, τα ευκαρυωτικά κύτταρα εκρήγνυνται και οι πλεονασματικές μεμβράνες ομαδοποιούνται και πάλι με τη μορφή κυστιδίων, δημιουργώντας τα μικροσώματα.

Το μέγεθος αυτών των φυσαλιδώδους ή σωληνοειδών δομών κυμαίνεται από 50 έως 300 νανόμετρα.

Τα μικροσώματα είναι εργαστηριακά τεχνουργήματα. Επομένως, σε ένα ζωντανό κύτταρο και υπό κανονικές φυσιολογικές συνθήκες δεν βρίσκουμε αυτές τις δομές. Άλλοι συγγραφείς, από την άλλη πλευρά, διαβεβαιώνουν ότι δεν είναι τεχνουργήματα και ότι είναι πραγματικά οργανίδια παρόντα σε άθικτα κύτταρα (βλέπε περισσότερο στο Davidson & Adams, 1980)

Σύνθεση

Σύνθεση της μεμβράνης

Δομικά, τα μικροσώματα είναι ταυτόσημα με τη μεμβράνη του ενδοπλασματικού δικτύου. Στο κυψελοειδές εσωτερικό, το δίκτυο των μεμβρανών του δικτυώματος είναι τόσο εκτεταμένο ώστε να αποτελεί περισσότερο από το ήμισυ όλων των συνολικών μεμβρανών του κυττάρου.

Ο δικτυωτός σχηματίζεται από μια σειρά σωληναρίων και σάκους που ονομάζονται δεξαμενές, και οι δύο σχηματίζονται από μεμβράνες.

Αυτό το σύστημα μεμβράνης σχηματίζει μια συνεχή δομή με τη μεμβράνη του κυτταρικού πυρήνα. Δύο τύποι μπορούν να διαφοροποιηθούν, ανάλογα με την παρουσία ή όχι των ριβοσωμάτων: ομαλό και τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο. Εάν τα μικροσώματα υποβάλλονται σε θεραπεία με ορισμένα ένζυμα, τα ριβοσώματα μπορούν να απελευθερωθούν.

Εσωτερική σύνθεση

Τα μικροσώματα είναι πλούσια σε διαφορετικά ένζυμα που βρίσκονται συνήθως στο εσωτερικό του ενδοπλασματικού ομαλού ηπατικού δικτύου.

Ένα από αυτά είναι το ένζυμο κυτοχρώμα P450 (συντομογραφία CYPs, για το ακρωνύμιο του στα αγγλικά). Αυτή η καταλυτική πρωτεΐνη χρησιμοποιεί μια ευρεία σειρά μορίων ως υποστρώματα.

Τα CYPs είναι μέρος της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων και οι πιο κοινές αντιδράσεις της ονομάζονται μονοοξυγενάση, όπου εισάγει ένα άτομο οξυγόνου σε ένα υπόστρωμα οργανικής φύσης και το υπόλοιπο άτομο οξυγόνου (χρησιμοποιεί μοριακό οξυγόνο, 02) μειώνεται στο νερό.

Τα μικροσώματα είναι επίσης πλούσια σε άλλες μεμβρανικές πρωτεΐνες όπως UGT (γλυκινυλοτρανσφεράση ουριδιναδιφωσφορικής) και FMO (οικογένεια πρωτεϊνών μονοοξυγενάσης που περιέχουν φλαβίνη). Επιπλέον, περιέχουν εστεράσες, αμιδάσες, εποξυ υδρολάσες, μεταξύ άλλων πρωτεϊνών.

Ιζηματοποίηση κατά την φυγοκέντρηση

Στα εργαστήρια βιολογίας υπάρχει μια τεχνική ρουτίνας που ονομάζεται φυγοκέντρηση. Σε αυτό είναι δυνατό να διαχωριστούν τα στερεά χρησιμοποιώντας ως διακριτική ιδιότητα τις διαφορετικές πυκνότητες των συστατικών του μίγματος.

Όταν τα κύτταρα φυγοκεντρίζονται, τα διαφορετικά συστατικά διαχωρίζονται και καθιζάνουν (δηλαδή, κατεβαίνουν στον πυθμένα του σωλήνα) σε διαφορετικές χρονικές στιγμές και σε διαφορετικές ταχύτητες. Αυτή είναι μια μέθοδος που εφαρμόζεται όταν θέλετε να καθαρίσετε κάποια συγκεκριμένη κυτταρική συνιστώσα.

Όταν φυγοκεντρίζονται άθικτα κύτταρα, το πρώτο πράγμα που καθιζάνει ή καθιζάνει είναι τα βαρύτερα στοιχεία: οι πυρήνες και τα μιτοχόνδρια. Αυτό συμβαίνει σε λιγότερο από 10.000 βαρύτητες (η ταχύτητα των φυγοκεντρητών ποσοτικοποιείται με βαρύτητα). Τα μικροσώματα κατακρημνίζονται όταν εφαρμόζονται πολύ μεγαλύτερες ταχύτητες, της τάξης των 100.000 βαρύτητας.

Τύποι

Σήμερα, ο όρος μικροσκόπιο χρησιμοποιείται με μια ευρεία έννοια για να αναφέρεται σε οποιοδήποτε κυστίδιο που σχηματίζεται χάρη στην παρουσία μεμβρανών, είτε μιτοχόνδρια, συσκευές Golgi είτε κυτταρική μεμβράνη ως τέτοια..

Ωστόσο, τα πιο χρησιμοποιούμενα από τους επιστήμονες είναι μικροσώματα του ήπατος, χάρη στην ενζυματική σύνθεση του εσωτερικού. Για το λόγο αυτό, είναι οι πιο αναφερόμενοι τύποι μικροσωμάτων στη βιβλιογραφία.

Λειτουργίες

Στο κελί

Καθώς τα μικροσώματα είναι α τεχνητό που δημιουργούνται από μια διαδικασία κυτταρικής ομογενοποίησης, δηλαδή, δεν είναι στοιχεία που κανονικά βρίσκουμε σε μια κυψέλη, δεν έχουν μια συναφή λειτουργία. Ωστόσο, έχουν σημαντικές εφαρμογές στη φαρμακευτική βιομηχανία. 

Στη φαρμακευτική βιομηχανία

Στη φαρμακευτική βιομηχανία τα μικροσώματα χρησιμοποιούνται ευρέως στην ανακάλυψη φαρμάκων. Τα μικροσώματα επιτρέπουν τη μελέτη με απλό τρόπο του μεταβολισμού των ενώσεων που θέλει να αξιολογήσει ο ερευνητής.

Αυτά τα τεχνητά κυστίδια μπορούν να αγοραστούν από πολλά εργοστάσια βιοτεχνολογίας, τα οποία τα αποκτούν μέσω διαφορικής φυγοκέντρησης. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, εφαρμόζονται διαφορετικές ταχύτητες σε ένα ομογενοποιημένο κύτταρο, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα την απόκτηση καθαρισμένων μικροσωμάτων.

Τα ένζυμα του κυτοχρώματος P450, τα οποία βρίσκονται μέσα στα μικροσώματα, είναι υπεύθυνα για την πρώτη φάση του μεταβολισμού των ξενοβιοτικών. Αυτές είναι ουσίες που δεν απαντώνται φυσικά σε ζωντανά όντα και δεν θα περιμέναμε να τις βρούμε φυσικά. Γενικά, πρέπει να μεταβολίζονται, καθώς οι περισσότεροι είναι τοξικοί.

Άλλες πρωτεΐνες που βρίσκονται επίσης στο εσωτερικό του μικροσωμίου, όπως η οικογένεια πρωτεϊνών μονοοξυγενάσης που περιέχουν φλαβίνη, εμπλέκονται επίσης στην διαδικασία οξείδωσης των ξενοβιοτικών και διευκολύνουν την απέκκριση τους..

Έτσι, τα μικροσώματα είναι τέλειες βιολογικές οντότητες που επιτρέπουν την αξιολόγηση της αντίδρασης του οργανισμού σε ορισμένα φάρμακα και φάρμακα, αφού έχουν τον ενζυματικό μηχανισμό που είναι απαραίτητος για τον μεταβολισμό των εν λόγω εξωγενών ενώσεων.

Αναφορές

1. Davidson, J., & Adams, R.L.P. (1980). Βιοχημεία νουκλεϊνικών οξέων Davidson .Αντίστροφα.
2. Faqi, Α. S. (Ed.). (2012). Ένας ολοκληρωμένος οδηγός για την τοξικολογία στην προκλινική ανάπτυξη φαρμάκων. Academic Press.
3. Fernández, Ρ. L. (2015). Velázquez Βασική και Κλινική Φαρμακολογία (Online eBook). Ed. Panamericana Medical.
4. Lam, J.L. & Benet, L.Z. (2004). Οι μελέτες των ηπατικών μικροσωμάτων είναι ανεπαρκείς για τον χαρακτηρισμό της in vivo μεταβολικής κάθαρσης του ήπατος και των αλληλεπιδράσεων μεταβολικού φαρμάκου-φαρμάκου: μελέτες του μεταβολισμού της διγοξίνης σε πρωτογενή ηπατοκύτταρα αρουραίων έναντι μικροσωμάτων. Μεταβολισμός και διάθεση φαρμάκων, 32(11), 1311-1316.
5. Palade, G.E., & Siekevitz, Ρ. (1956). Μικροσώματα ήπατος. μια ολοκληρωμένη μορφολογική και βιοχημική μελέτη. Το περιοδικό της βιοφυσικής και βιοχημικής κυτταρολογίας, 2(2), 171-200.
6. Stillwell, W. (2016). Εισαγωγή στις βιολογικές μεμβράνες. Newnes.
7. Taylor, J. Β., & Triggle, D. J. (2007). Περιεκτική φαρμακευτική χημεία II. Elsevier.