Meccanismi cellulari di regolazione del pH e protezione lisosomiale

Funzionamento delle idrolasi acide

Le vescicole provenienti dal Golgi contengono idrolasi acide, che sono enzimi inattivi a pH fisiologico, ma attivi a pH più basso. Il pH della cellula è per ovvie ragioni fisiologico, quindi, per permettere alle idrolasi di funzionare, è necessario abbassare il pH del comparto lisosomale operando sul comparto membranoso stesso: l’aumento della concentrazione degli ioni idrogeno permette la diminuzione del pH.

Meccanismo della pompa protonica

Ciò è possibile grazie al meccanismo attivo (spendendo ATP) della pompa protonica, che permette lo spostamento di ioni H+ dal citosol all’interno della cisterna. Nel momento in cui le concentrazioni enzimatiche e ioniche sono giuste, gli enzimi se trovano un substrato iniziano a svolgere la loro funzione e a degradare i composti che si trovano di fronte.

Protezione dall'autodigestione

Questa capacità degli enzimi lisosomiali di distruggere tutto ciò che incontrano crea una situazione paradossale: perché non distruggono anche le componenti della membrana dell’endosoma in cui si trovano? L’autodigestione è impedita da una sorta di glicocalice, uno strato di materiale prevalentemente glucidico refrattario all’azione degli enzimi che si trova sulla parete interna degli endosomi.

Formazione delle vescicole intraluminari

Le vescicole intraluminari sono vescicole che si trovano all’interno degli endosomi la cui concentrazione aumenta. Lo spazio interno a queste vescicole, nello schema, è rappresentato in bianco perché è topologicamente equivalente al citosol. L’endosoma, originato come un’invaginazione di plasmalemma, a sua volta va incontro a invaginazioni che permettono la formazione di vescicole interne all’endosoma stesso.