Citologia - I perossisomi

Metabolismo del perossido di idrogeno (H2O2) e di altri ROS

VIA DELL'ESOSO MONOSFATO - (specie reattive dell'ossigeno).

Il metabolismo del perossido di idrogeno:

1. RH + O2 → R + H2O2
2. R'H → R' + 2H2O2

I perossisomi presentano ossidasi (enzimi), utilizzate nelle reazioni di ossidazione, le quali prevedono il trasferimento all'ossigeno (che funge da accettore finale), di elettroni (rimozione di atomi idrogeno) da substrati (identificati con R) che dà origine al perossido di idrogeno (nocivo per l'organismo).

Interviene poi la catalasi che consente la conversione del perossido di idrogeno in acqua e ossigeno molecolare. L'enzima catalasi utilizza il H2O2 generato da altri enzimi presenti nell'organello per ossidare una grande diversità di fenoli, acido formico, formaldeide e alcool mediante una reazione detta...

“perossidativa”. Altri substrati (inclusi IL PEROSSIDOÈ un composto che contiene il gruppo caratteristico, formato da 2 atomi diossigeno uniti da un legame covalente semplice. Il gruppo O–O viene definito GRUPPO PEROSSIDO. In contrasto con gli ioni ossido, gli atomi di ossigeno del perossido hanno–uno stato di ossidazione uguale a 1. +Il perossido più semplice è il perossido di idrogeno (ioni H si agganciano all’ossigeno).

PEROSSISOMI NEL FEGATO Nel fegato, una delle principali funzioni dei perossisomi è la detossificazione, che avviene mediante ossidazione di sostanze potenzialmente pericolose quali: (la ️metà ️dell’etanolo ️che ️si ️introduce ️viene ️- ALCOOL convertito in acetaldeide mediante ossidazione); FENOLI- (composti aromatici derivati dal benzene);- (ACIDO FORMICO o acido metanoico, secondo la nomenclatura IUPAC, è il più semplice degli acidicarbossilici di formula chimica HCOOH);-

FORMALDEIDE (è la più semplice delle aldeidi. La.sua formula chimica è CH2O)

La detossificazione dai farmaci, droghe ed altre sostanze esogene ha luogo nel reticolo endoplasmatico liscio.

L’ossidazione ️dell’etanolo ️è ️particolarmente ️importante ️nelle ️cellule ️dei ️reni ️e ️del ️fegato. ️I ️perossisomi ️delle ️ cellule inquestione detossificano ️diverse ️molecole ️tossiche ️che ️entrano ️nella ️circolazione ️sanguigna. ️Circa ️un ️quarto ️dell’etanolo ️che introduciamo, viene ossidato in acetaldeide secondo il seguente schema.

PEROSSISOMI E DEGRADAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI

Mentre ️l’ossidazione ️di ️acidi ️grassi ️nei ️mitocondri ️produce ️CO ed è accoppiata alla generazione di ATP, l'ossidazione di2acidi grassi, nei perossisomi produce gruppi acilici e non forma ATP.

L'energia ️rilasciata, ️durante ️l’ossidazione ️nei ️perossisomi,

È convertita in calore e i gruppi acilici vengono trasportati verso il citosol, dove vengono utilizzati per la sintesi del colesterolo e di altri metaboliti.

Nella maggior parte delle cellule eucariotiche, il perossisoma è il principale organello dove gli acidi grassi vengono ossidati, generando percussori per importanti vie biosintetiche.

⚠ Gli acidi grassi a catena molto lunga (“Very Long Chain Fatty A”; VLCFA), con più di 20 gruppi CH2 sono degradati soltanto nei perossisomi.

⚠ –Nelle cellule dei mammiferi, gli acidi grassi a catena media, contenenti 10-20 gruppi CH2 possono essere degradati sia nei mitocondri che nei perossisomi.–

PEROSSISOMI DIVERSITÀ MORFOLIGICA E FUNZIONALE

I perossisomi sono organelli insolitamente diversificati: in cellule diverse di un singolo organismo essi possono contenere diversi insiemi di enzimi.

Esempio: Le cellule dei lieviti.

Le cellule dei lieviti che vengono fatte crescere nello zucchero hanno perossisomi piccoli. Quando alcune cellule dei lieviti vengono fatte crescere in metanolo, i perossisomi che ossidano il metanolo sono di grandi dimensioni. Quando sono fatte crescere in acidi grassi, vengono sviluppati grandi perossisomi in grado di degradare gli acidi grassi attraverso la β-ossidazione in acetil CoA mediante l'assemblaggio dei perossisomi.

I perossisomi vengono assemblati a partire da vescicole che si staccano dal reticolo endoplasmatico e hanno la capacità di replicarsi per fissione binaria, pur non contenendo materiale genetico. Le proteine componenti i perossisomi (23 peroxine/perossine) vengono prodotte nel citoplasma e importate nell'organello tramite il riconoscimento di una sequenza consenso della proteina (legata al C-terminale, alcune al N-terminale), da parte di un recettore posto sulla membrana del perossisoma. Esse vengono importate nei perossisomi pre-esistenti sotto.

Forma di catene polipeptidiche complete. In seguito all'importazione delle proteine, il perossisoma aumenta le sue dimensioni e, raggiunto il punto critico (di massima espansione), si divide per fissione binaria.* Le proteine componenti i perossisomi provengono in parte dalla via citoplasmatica e in parte da quella secretoria.

PATOLOGIE CORRELATE: Alterazioni a livello dei perossisomi impediscono la corretta degradazione degli acidi grassi e del perossido di idrogeno, essi accumulandosi possono causare danni in diverse aree dell'organismo. I difetti nella formazione dei perossisomi o dei singoli enzimi che li costituiscono, inducono sviluppo di disturbi metabolici ereditari. Una delle patologie perossisomiali più comune è l'Adrenoleucodistrofia, caratterizzata da insufficienza renale e degenerazione neuronale.