Microsomes kenmerken, typen en functies

De microsomen het zijn fragmenten van membranen die kleine, gesloten blaasjes vormen. Deze structuren zijn afkomstig van de reorganisatie van genoemde fragmenten, meestal komen ze uit het endoplasmatisch reticulum na celhomogenisatie. Blaasjes kunnen combinaties zijn van membranen van rechts naar buiten, van binnen naar buiten, of versmolten.

Merk op dat microsomen artefacten zijn die verschijnen dankzij het celhomogenisatieproces, waardoor diverse en complexe kunstmatige structuren ontstaan. In theorie worden microsomen niet gevonden als normale elementen van levende cellen.

De binnenkant van het microsoom is variabel. Er kunnen verschillende eiwitten - die geen verband houden met elkaar - in de lipidestructuur voorkomen. Ze kunnen ook eiwitten hebben die aan het buitenoppervlak zijn gehecht.

In de literatuur valt de term "levermicrosoom" op, die verwijst naar de structuren gevormd door levercellen, verantwoordelijk voor belangrijke metabolische transformaties en gerelateerd aan de enzymatische machinerie van het endoplasmatisch reticulum..

Levermicrosomen zijn lange tijd model geweest voor experimenten in vitro van de farmaceutische industrie. Deze kleine blaasjes zijn een geschikte structuur om experimenten met geneesmiddelmetabolisme uit te voeren, omdat ze de enzymen bevatten die bij het proces betrokken zijn, waaronder CYP en UGT..

Artikel index

• 1 Geschiedenis
• 2 kenmerken
  • 2.1 Samenstelling
  • 2.2 Sedimentatie bij centrifugeren
• 3 soorten
• 4 functies
  • 4.1 In de cel
  • 4.2 In de farmaceutische industrie
• 5 referenties

Verhaal

Microsomen worden al heel lang waargenomen. De term werd bedacht door een wetenschapper uit Frankrijk genaamd Claude, toen hij de eindproducten van het centrifugeren van levermateriaal observeerde..

In het midden van de jaren zestig associeerde de onderzoeker Siekevitz microsomen met de overblijfselen van het endoplasmatisch reticulum, nadat hij het proces van celhomogenisatie had uitgevoerd..

Kenmerken

In celbiologie is een microsoom een ​​blaasje gevormd door membranen uit het endoplasmatisch reticulum.

Tijdens routinematige celbehandelingen die in het laboratorium worden uitgevoerd, barsten eukaryote cellen en klonteren de overtollige membranen weer samen tot blaasjes, waardoor microsomen ontstaan..

De grootte van deze vesiculaire of buisvormige structuren ligt in het bereik van 50 tot 300 nanometer.

Microsomen zijn laboratoriumartefacten. Daarom vinden we in een levende cel en onder normale fysiologische omstandigheden deze structuren niet. Andere auteurs verzekeren van hun kant dat het geen artefacten zijn, en dat het echte organellen zijn die aanwezig zijn in intacte cellen (zie meer in Davidson & Adams, 1980)

Samenstelling

Membraan samenstelling

Structureel zijn microsomen identiek aan het membraan van het endoplasmatisch reticulum. Binnen in de cel is het netwerk van membranen van het reticulum zo uitgebreid dat het meer dan de helft van alle totale membranen van de cel uitmaakt..

Het reticulum bestaat uit een reeks buisjes en zakjes die stortbakken worden genoemd, die beide uit membranen bestaan..

Dit membraansysteem vormt een continue structuur met het membraan van de celkern. Er kunnen twee soorten worden onderscheiden, afhankelijk van de aan- of afwezigheid van ribosomen: glad en ruw endoplasmatisch reticulum. Als microsomen worden behandeld met bepaalde enzymen, kunnen ribosomen afbreken.

Interne samenstelling

Microsomen zijn rijk aan verschillende enzymen die meestal worden aangetroffen in het gladde endoplasmatisch reticulum van de lever..

Een daarvan is het enzym cytochroom P450 (afgekort als CYP's). Dit katalytische eiwit gebruikt als substraat een brede reeks moleculen.

CYP's maken deel uit van de elektronenoverdrachtsketen en vanwege de meest voorkomende reacties wordt het monooxygenase genoemd, waar het een zuurstofatoom in een organisch substraat voegt en het resterende zuurstofatoom (gebruikt moleculaire zuurstof, O2) wordt gereduceerd tot water.

Microsomen zijn ook rijk aan andere membraaneiwitten zoals UGT (uridinedifosfaatglucuronyltransferase) en FMO (familie van flavine-bevattende monooxygenase-eiwitten). Bovendien bevatten ze onder andere esterasen, amidasen, epoxyhydrolasen..

Sedimentatie bij centrifugeren

In biologielaboratoria is er een routinetechniek die centrifugeren wordt genoemd. Hierin kunnen vaste stoffen worden gescheiden door de verschillende dichtheden van de componenten van het mengsel als onderscheidende eigenschap te gebruiken..

Wanneer de cellen worden gecentrifugeerd, scheiden de verschillende componenten zich en slaan ze neer (dat wil zeggen, gaan naar de bodem van de buis) op verschillende tijdstippen en met verschillende snelheden. Dit is een methode die wordt toegepast wanneer u een specifieke cellulaire component wilt zuiveren.

Bij het centrifugeren van intacte cellen zijn de eerste die sedimenteren of neerslaan de zwaarste elementen: kernen en mitochondriën. Dit gebeurt bij minder dan 10.000 zwaartekrachten (snelheden in centrifuges worden gekwantificeerd in zwaartekrachten). Microsomen sedimenteren wanneer veel hogere snelheden worden toegepast, in de orde van grootte van 100.000 zwaartekrachten.

Types

Tegenwoordig wordt de term microsoom in brede zin gebruikt om te verwijzen naar elk blaasje dat wordt gevormd dankzij de aanwezigheid van membranen, of het nu gaat om mitochondriën, Golgi-apparaten of het celmembraan als zodanig..

De meest gebruikte door wetenschappers zijn echter de microsomen van de lever, dankzij de enzymatische samenstelling van het interieur. Daarom zijn ze de meest genoemde soorten microsomen in de literatuur..

Kenmerken

In de cel

Omdat microsomen een artefact gecreëerd door een proces van cellulaire homogenisatie, dat wil zeggen, het zijn geen elementen die we normaal in een cel aantreffen, ze hebben geen bijbehorende functie. Ze hebben echter belangrijke toepassingen in de farmaceutische industrie.. 

In de farmaceutische industrie

In de farmaceutische industrie worden microsomen veel gebruikt bij het ontdekken van geneesmiddelen. Microsomen maken een eenvoudige studie mogelijk van het metabolisme van de verbindingen die de onderzoeker wil evalueren.

Deze kunstmatige blaasjes kunnen worden gekocht bij vele biotechfabrieken, die ze verkrijgen door middel van differentiële centrifugatie. Tijdens dit proces worden verschillende snelheden toegepast op een celhomogenaat, wat resulteert in het verkrijgen van gezuiverde microsomen..

Cytochroom P450-enzymen, gevonden in microsomen, zijn verantwoordelijk voor de eerste fase van xenobiotisch metabolisme. Dit zijn stoffen die van nature niet in levende wezens voorkomen en we zouden niet verwachten dat we ze van nature zouden aantreffen. Over het algemeen moeten ze worden gemetaboliseerd, aangezien de meeste giftig zijn.

Andere eiwitten die zich ook in het microsoom bevinden, zoals de familie van monooxygenase-eiwitten die flavine bevatten, zijn ook betrokken bij het oxidatieproces van xenobiotica en vergemakkelijken de uitscheiding ervan..

Microsomen zijn dus perfecte biologische entiteiten die het mogelijk maken de reactie van het organisme op bepaalde medicijnen en medicijnen te evalueren, aangezien ze de enzymatische machinerie hebben die nodig is voor het metabolisme van genoemde exogene verbindingen..

Referenties

1. Davidson, J., & Adams, R. L. P. (1980). Biochemie van Davidson-nucleïnezuren .Omgekeerd.
2. Faqi, A. S. (Ed.). (2012). Een uitgebreide gids voor toxicologie bij de ontwikkeling van preklinische geneesmiddelen. Academische pers.
3. Fernández, P. L. (2015). Velazquez. Basis- en klinische farmacologie (eBook online). Panamerican Medical Ed..
4. Lam, J. L., en Benet, L. Z. (2004). Hepatische microsoomstudies zijn onvoldoende om in vivo hepatische metabole klaring en metabole geneesmiddelinteracties te karakteriseren: studies van het digoxinemetabolisme in primaire hepatocyten van ratten versus microsomen. Geneesmiddelmetabolisme en dispositie, 32(11), 1311-1316.
5. Palade, G. E., & Siekevitz, P. (1956). Lever microsomen; een geïntegreerde morfologische en biochemische studie. The Journal of biophysical and biochemical cytology, twee(2), 171-200.
6. Stillwell, W. (2016). Een inleiding tot biologische membranen. Newnes.
7. Taylor, J. B., & Triggle, D. J. (2007). Uitgebreide medicinale chemie II. Elsevier.