SIMA ENDOPLAZMATIKUS RETIKULUM: JELLEMZŐK ÉS FUNKCIÓK - ANATÓMIA ÉS FIZIOLÓGIA - 2025

A sima endoplazmatikus retikulum egy membrán sejtes organelle, amely jelen van az eukarióta sejtekben. A legtöbb sejtben kis arányban található meg. Az endoplazmás retikulumot történelmileg sima és durva részekre osztották. Ez a besorolás a riboszómák jelenlétén vagy hiányán alapul a membránokban.

A sima nem rendelkezik ezekkel a struktúrákkal a membránjaihoz kapcsolódva, és egymáshoz csatlakoztatott és a sejt belsejében elosztott szacculék és tubulusok hálózatából áll. Ez a hálózat kiterjedt, és a legnagyobb sejtes organellának tekintik

Ez a szerv felelős a lipid bioszintézisért, szemben a durva endoplazmatikus retikulummal, amelynek fő funkciója a fehérjék szintézise és feldolgozása. A sejtben egymással összekötött csőhálózatnak tekinthető, amelynek szabályosabb megjelenése van a durva endoplazmatikus retikulumhoz képest.

Ezt a struktúrát először 1945-ben figyelték meg Keith Porter, Albert Claude és Ernest Fullam kutatók.

Általános tulajdonságok

A sima endoplazmatikus retikulum egy olyan típusú retikulum, amely rendezetlen tubulushálózatként alakul ki, amelyben nincs riboszóma. Fő funkciója az eukarióta sejtekben a strukturális membrán lipidek és a hormonok szintézise. Hasonlóképpen, részt vesz a kalcium homeosztázisában és a sejtek méregtelenítésében.

Enzimatikus szempontból a sima endoplazmatikus retikulum sokoldalúbb, mint a durva, így lehetővé teszi számtalan funkció végrehajtását.

Nem minden sejt rendelkezik azonos és homogén sima endoplazmatikus retikulummal. Valójában a legtöbb sejtben ezek a régiók meglehetősen ritkák, és a sima és a durva retikulum közötti különbségtétel nem igazán világos.

A sima és a durva arány a sejt típusától és működésétől függ. Bizonyos esetekben a retikulum mindkét típusa nem foglalja el fizikailag elkülönített régiókat, kis területeken, riboszómától mentes területeken, és egyéb, fedett területeken.

Elhelyezkedés

Azokban a sejtekben, ahol a lipid metabolizmus aktív, a sima endoplazmatikus retikulum nagyon bőséges.

Erre példa a máj sejtjei, mellékvesekéreg, idegsejtek, izomsejtek, petefészkek, herék és faggyúmirigyek. A hormonok szintézisében részt vevő sejteknek sima retikuluma nagy része van, ahol megtalálhatók az ezen lipideket szintetizáló enzimek.

Szerkezet

A sima és durva endoplazmatikus retikulum folyamatos struktúrát alkot és egyetlen rekeszből áll. A retikulummembrán integrálva van a magmembránnal.

A retikulum felépítése meglehetősen összetett, mivel folyamatos lumenben (rekeszek nélkül) több domén található, amelyeket egyetlen membrán választ el egymástól. A következő területeket lehet megkülönböztetni: a nukleáris borítékot, a perifériás retikulumot és az összekapcsolt csőhálózatot.

A retikulum történelmi megoszlása ​​magában foglalja a durva és a simát. Ez a szétválasztás azonban a tudósok körében heves vita tárgya. A cisternák szerkezetében riboszómák vannak, ezért a retikulum durvanak tekinthető. Ezzel szemben a tubulusokban hiányoznak ezek az organellák, ezért ezt a retikulumot simanak nevezik.

A sima endoplazmatikus retikulum bonyolultabb, mint a durva. Ez utóbbi granulált textúrájú, a riboszómák jelenlétének köszönhetően.

A sima endoplazmatikus retikulum tipikus alakja sokszögű hálózat, tubulus formájában. Ezek a struktúrák bonyolultak, és nagyon sok ága van, így szivacsszerű megjelenésűek.

A laboratóriumban termesztett bizonyos szövetekben a sima endoplazmatikus retikulum halmozott tartálykészletekbe csoportosul. Eloszlanak az egész citoplazmában, vagy igazíthatók a nukleáris borítékhoz.

Jellemzők

A sima endoplazmatikus retikulum elsősorban a lipidszintézisért, a kalcium tárolásáért és a sejtek méregtelenítéséért felelős, különösen a májsejtekben. Ezzel szemben a durva állapotban a fehérjék bioszintézise és módosulása történik. Az említett funkciók mindegyikét az alábbiakban részletezzük:

Lipid bioszintézis

A sima endoplazmatikus retikulum a fő rekesz, amelyben a lipideket szintetizálják. Lipid természetük miatt ezek a vegyületek nem szintetizálhatók vizes környezetben, például a sejt-citoszolban. Szintézisét a már meglévő membránokkal együtt kell végrehajtani.

Ezek a biomolekulák képezik az összes biológiai membrán alapját, amelyek három alapvető típusú lipidből állnak: foszfolipidek, glikolipidek és koleszterin. A membránok fő szerkezeti elemei a foszfolipidek.

A foszfolipidek

Ezek amfipátiás molekulák; poláris (hidrofil) fejüket és nem poláros (hidrolób) szénláncot tartalmaznak. Ez egy glicerin-molekula, amely zsírsavakhoz és foszfátcsoporthoz kapcsolódik.

A szintézis folyamata az endoplazmatikus retikulum membrán citoszol oldalán zajlik. Az A koenzim részt vesz a zsírsavak átvitelében a glicerin-3-foszfáttá. A membránba rögzített enzimnek köszönhetően a foszfolipidek beilleszthetők a membránba.

A retikulum membrán citoszolos felületén jelen lévő enzimek katalizálhatják a különböző kémiai csoportoknak a lipid hidrofil részéhez történő kötődését, különféle vegyületeket képezve, például foszfatidil-kolin, foszfatidil-szerin, foszfatidil-etanol-amin vagy foszfatidil-inozit-ol.

A lipidek szintetizálásakor a membrán csak az egyik oldalához adják őket (emlékezve arra, hogy a biológiai membránok lipid kettős rétegként vannak elrendezve). Az aszimmetrikus növekedés elkerülése érdekében mindkét oldalon bizonyos foszfolipideknek a membrán másik felére kell mozogniuk.

Ez a folyamat azonban nem léphet fel spontán módon, mivel megköveteli a lipid poláris régiójának átjutását a membrán belsejében. A flipázok olyan enzimek, amelyek felelősek az egyensúly fenntartásában a kettős réteg lipidei között.

koleszterin

A koleszterin molekulákat szintén szintetizálják a retikulumban. Szerkezetileg ez a lipid négy gyűrűből áll. Fontos alkotóeleme az állati plazmamembránoknak, és szintén szükséges a hormonok szintéziséhez.

A koleszterin szabályozza a membránok folyékonyságát, ezért olyan fontos az állati sejtekben.

A folyóképességre gyakorolt ​​végső hatás a koleszterin koncentrációtól függ. A membránok normál koleszterinszintjeinél, és ha a lipideket tartalmazó farok hosszú, a koleszterin immobilizálásával hat, így csökkentve a membrán folyékonyságát.

A hatás megfordul, ha a koleszterinszint csökken. A lipid farokkal való kölcsönhatás során az okozza a szétválasztást, ezáltal csökkentve a folyékonyságot.

Ceramidok

A ceramid szintézis az endoplazmatikus retikulumban zajlik. A ceramidok fontos lipid prekurzorok (amelyek nem glicerinből származnak) a plazmamembránok számára, például glikolipidek vagy szfingomyelin. Ez a ceramid átalakulás a Golgi készüléken történik.

lipoproteinek

A sima endoplazmatikus retikulum gazdag a májsejtekben (májsejtek). Ebben a rekeszben lipoprotein szintézis történik. Ezek a részecskék felelősek a lipideknek a test különböző részeire történő szállításáért.

Lipid export

A lipideket a szekréciós vezikulák útján exportálják. Mivel a biomembránok lipidekből állnak, a vezikulák membránjai megolvadhatnak hozzájuk, és felszabadíthatják a tartalmat egy másik organellába.

Szarkoplazmatikus retikulum

A csíkos izomsejtekben létezik egy nagyon specializált sima endoplazmatikus retikulum, amelyet tubulusok alkotnak, szarkoplazmatikus retikulumnak nevezik. Ez a rekesz körülveszi az egyes myofibrileket. Jellemzője, hogy kalciumszivattyúkkal rendelkezik, és szabályozza felvételét és felszabadulását. Feladata az izmok összehúzódásának és relaxációjának közvetítése.

Ha a szarkoplazmás retikulumban több kalciumion van, mint a szarkoplazma, a sejt nyugalmi állapotban van.

Méregtelenítési reakciók

A májsejtek sima endoplazmatikus retikuluma részt vesz méregtelenítő reakciókban, hogy eltávolítsák a mérgező vegyületeket vagy gyógyszereket a testből.

Az enzimek bizonyos családjai, például a citokróm P450, különböző reakciókat katalizálnak, amelyek megakadályozzák a potenciálisan mérgező metabolitok felhalmozódását. Ezek az enzimek hidroxilcsoportokat adnak a "rossz" molekulákhoz, amelyek hidrofóbak és megtalálhatók a membránon.

Később egy másik típusú enzim, az UDP glükuronil-transzferáz kerül forgalomba, amelyek negatív töltésű molekulákat adnak hozzá. Ily módon a vegyületek elhagyják a sejtet, eljutnak a vérhez és eliminálódnak a vizelettel. Néhány retikulumban szintetizált gyógyszer barbiturátok és alkohol is.

Gyógyszer-rezisztencia

Amikor magas mennyiségű mérgező metabolit kerül a keringésbe, az ezekben a méregtelenítési reakciókban részt vevő enzimek kiváltódnak, növelve koncentrációjukat. Hasonlóképpen, ilyen körülmények között a sima endoplazmatikus retikulum felületét akár kétszer megnöveli, csupán néhány nap alatt.

Ezért növekszik bizonyos gyógyszerekkel szembeni rezisztencia aránya, és a hatás eléréséhez nagyobb adagokat kell fogyasztani. Ez a rezisztencia-válasz nem teljesen specifikus, és több gyógyszerrel szembeni rezisztenciához vezethet egyszerre. Más szavakkal: egy bizonyos kábítószerrel való visszaélés a másik hatástalanságához vezethet.

glükoneogenezis

A glükoneogenezis egy metabolikus út, amelyben a glükóz képződés a szénhidrátoktól eltérő molekulákból történik.

A sima endoplazmatikus retikulumban a glükóz 6 foszfatáz enzim szolgál, amely a glükóz 6 foszfát glükózává történő átjutásának katalizálásáért felelős.

Referencia

1. Borgese, N., Francolini, M., és Snapp, E. (2006). Endoplazmatikus retikulum architektúra: struktúrák fluxusban. Jelenlegi vélemény a sejtbiológiában, 18. (4), 358–364.
2. Campbell, NA (2001). Biológia: Fogalmak és kapcsolatok. Pearson oktatás.
3. Angol, AR, és Voeltz, GK (2013). Endoplazmatikus retikulum felépítése és összekapcsolódás más organellákkal. Cold Spring Harbor perspektívák a biológiában, 5 (4), a013227.
4. Eynard, AR, Valentich, MA és Rovasio, RA (2008). Az ember szövettana és embriológiája: sejt- és molekuláris bázisok. Panamerican Medical Ed.
5. Voeltz, GK, Rolls, MM, és Rapoport, TA (2002). Az endoplazmatikus retikulum szerkezeti felépítése. EMBO Reports, 3 (10), 944-950.