Lyzozom je typ buněčné součásti, která slouží jako recyklační jednotka, rozkládající nežádoucí bílkoviny a struktury na jejich suroviny. Jako takové hrají důležitou roli v buněčném úklidu, odstraňování poškozených struktur, strojů a odpadu, který by, pokud by zůstal bez kontroly, poškodil buňky a buněčné procesy. Bohužel ne všechny vedlejší produkty metabolismu mohou být rozloženy, a to buď účinně, nebo vůbec, a u dlouho žijících buněčných populací se lysozomy nafouknou a znefunkční, naplní se směsí odolných odpadních produktů zvaných lipofusin a jsou mnohem méně schopné vykonávat své recyklační činnosti. To přispívá k progresi stárnutí a vede k jakési katastrofě odpadků na útěku.

Výzkumníci prokázali, že zlepšení funkce lysozomů, i bez řešení otázky lipofusinu, může výrazně zlepšit ukazatele funkce orgánů u starších zvířat. Přístup výzkumu omlazení SENS k tomuto aspektu stárnutí spočívá v hledání způsobů, jak rozložit důležité složky lipofuscinu vytěžením světa bakterií pro vhodné enzymy schopné jej strávit. Víme, že existují, protože lipofuscin se v půdě hřbitovů nehromadí. V současné době tato práce přinesla několik kandidátů a pomalu se ubírá směrem k počátečnímu komerčnímu vývoji – ačkoli jako téměř o všechny směry výzkumu týkající se nápravy příčin stárnutí je až příliš malý zájem a financování.

Lysozomy se nacházejí ve všech typech živočišných buněk (kromě erytrocytů) a představují hlavní katabolické organely buňky. Škála substrátů degradovaných v lysozomech je široká, mimo jiné od intracelulárních makromolekul a organel až po povrchové receptory a patogeny. Lysozomy však nejsou pouhým místem pro likvidaci a zpracování buněčného odpadu, ale působí také jako klíčové regulátory buněčné homeostázy na různých úrovních. Podílejí se například na regulaci buněčných reakcí na dostupnost a složení živin, odolnosti vůči stresu, programované buněčné smrti, opravě plazmatické membrány, vývoji a diferenciaci buněk a mnoha dalších. Lysozomy tak hrají rozhodující roli v procesech, které řídí život a smrt buněk a organismů. V souladu s tímto pleiotropním významem je dysfunkce lysozomů spojena s množstvím poruch. Zejména lysozomální defekty narušují rovnováhu mezi poškozenými proteiny a jejich proteolytickým odstraňováním, což nakonec vede k hromadění vysoce zesíťovaných agregátů. Hromadění agregátů v postmitotických buňkách se zdá být obzvláště dramatické, protože tento materiál nemůže být zředěn buněčným dělením. Mnoho vzniklých agregátů oxidovaných proteinů může dále reagovat s buněčnými složkami, jako jsou lipidy a kovy v různém složení, a vytvářet fluorescenční materiál označovaný jako lipofuscin. Samotný proces stárnutí může být ve skutečnosti poháněn snížením lysozomální funkce.

Více důkazů naznačuje, že životnost buňky je částečně určena lysozomální funkcí. Z toho vyplývá, že procesy, na kterých se lysozomy obecně podílejí, ale které dosud nebyly jednoznačně spojeny se stárnutím, mohou také přímo nebo nepřímo modulovat dlouhověkost. Například lysozomální exocytóza, při níž se lysozomy připojují k povrchu buňky, spojují se s plazmatickou membránou a uvolňují svůj obsah do extracelulárního prostoru, hraje důležitou roli při opravě membrán a může přispívat k vnitrobuněčné regeneraci při stárnutí buněk. Zároveň se lysozomální exocytóza podílí na sekrečních procesech, které by mohly interagovat s mezibuněčnými signály souvisejícími se stárnutím na úrovni tkání a organismů a/nebo přispívat ke zmírnění intracelulárních stresových podmínek, případně ve spolupráci se selektivní sekrecí prostřednictvím exozomů. Je zajímavé, že lysozomální exocytóza je modulována Ca2+ a TFEB, které mají regulační funkce během stárnutí.

Na druhé straně molekulární procesy, o nichž je známo, že ovlivňují stárnutí, tak mohou alespoň částečně činit proto, že ovlivňují lysozomální funkci. Takové procesy mohou zapojit jednotlivé složky buněčné sítě, které se podílejí na kontrole délky života, včetně mitochondrií, jádra nebo peroxizomů. Zajímavé je, že lysozomy komunikují s ostatními organelami nejen v rámci jejich autofagického odstraňování. Zdá se například, že interakce mezi peroxizomy a lyzozomy se neomezuje pouze na pexofagii. Membrány obou organel se mohou těsně přiblížit (bez fúze) a vytvořit tak lysozomálně-peroxizomální membránové kontakty (LPMC), které jsou nezbytné pro buněčný transport cholesterolu. Zajímavé je, že deriváty oxidu cholesterolu (oxysteroly) se podílejí na různých procesech souvisejících se stárnutím, jako je redoxní rovnováha a zánět. Kromě toho jsou spojovány s hlavními patologiemi souvisejícími s věkem, jako jsou neurodegenerativní a kardiovaskulární onemocnění. Organely spojené s tvorbou, přeměnou a transportem těchto molekul tedy mohou silně ovlivňovat jejich vliv na stárnutí. Výskyt membránových vazebných míst (mikrodomén), jako jsou LPMC, umožňuje účinnou souhru mezi organelami. Vytvoření mikrodomén mezi lysozomy a jinými organelami tak může umožnit výměnu signálů, která přispívá k dynamické a organizované kontrole stárnutí. Ačkoli některé z nich zůstávají ve své kauzalitě spekulativní, tyto vazby mezi lysozomy a stárnutím jsou příkladem mnohovrstevnatých mechanismů, kterými může lysozomální funkce zásadně přispívat ke kontrole stárnutí. Poznání tohoto potenciálu otevírá dveře nejen k dalšímu pochopení procesu stárnutí, ale také ke zlepšení devastace času prostřednictvím lysozomálních cest.

Odkaz: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1568163716300666