Lizosom jest rodzajem składnika komórkowego, który służy jako jednostka recyklingu, rozkładając niechciane białka i struktury na ich surowce. Jako takie odgrywają ważną rolę w komórkowej housekeeping, usuwanie uszkodzonych struktur, maszyn i odpadów, które będą, jeśli pozostawione bez kontroli, szkody komórek i procesów komórkowych. Niestety nie wszystkie produkty uboczne przemiany materii mogą być rozkładane w sposób wydajny lub w ogóle, a w populacjach komórek długo żyjących lizosomy stają się rozdęte i dysfunkcyjne, wypełnione mieszanką odpornych produktów odpadowych zwanych lipofusynami, i znacznie mniej zdolne do wykonywania swoich zadań związanych z recyklingiem. Przyczynia się to do postępu starzenia, prowadząc do swoistej katastrofy śmieciowej.

Badacze wykazali, że poprawa funkcji lizosomalnej, nawet bez zajmowania się kwestią liposfusyn, może znacznie poprawić wskaźniki funkcji organów u starszych zwierząt. Podejście badawcze SENS odmładzania do tego aspektu starzenia się polega na znalezieniu sposobów na rozbicie ważnych składników lipofuscyny poprzez wydobycie ze świata bakterii odpowiednich enzymów zdolnych do jej trawienia. Wiemy, że one istnieją, ponieważ lipofuscyna nie odkłada się w glebie na cmentarzach. Obecnie praca ta zaowocowała kilkoma kandydatami i powoli zmierza w kierunku wstępnego rozwoju komercyjnego – choć jak w przypadku niemal wszystkich linii badań związanych z naprawą przyczyn starzenia się, zainteresowanie i finansowanie jest zbyt małe.

Lizosomy występują we wszystkich typach komórek zwierzęcych (z wyjątkiem erytrocytów) i stanowią główne organelle kataboliczne komórki. Różnorodność substratów degradowanych w lizosomach jest szeroka, od wewnątrzkomórkowych makromolekuł i organelli do receptorów powierzchniowych i patogenów, między innymi. Lizosomy nie są jednak jedynie miejscem usuwania i przetwarzania odpadów komórkowych, ale pełnią również rolę kluczowych regulatorów homeostazy komórkowej na różnych poziomach. Na przykład, biorą one udział w regulacji odpowiedzi komórek na dostępność i skład składników odżywczych, odporności na stres, programowanej śmierci komórki, naprawy błony plazmatycznej, rozwoju i różnicowania komórek, wśród wielu innych. Lizosomy odgrywaj± zatem decyduj±c± rolę w procesach kontroluj±cych życie i ¶mierć komórek i organizmów. Zgodnie z tym plejotropowym znaczeniem, dysfunkcja lizosomów jest związana z wieloma zaburzeniami. W szczególności, defekty lizosomalne zaburzają równowagę pomiędzy uszkodzonymi białkami a ich proteolitycznym usuwaniem, co ostatecznie prowadzi do akumulacji silnie usieciowanych agregatów. Akumulacja agregatów w komórkach postmitotycznych wydaje się być szczególnie dramatyczna, ponieważ materiał ten nie może być rozcieńczony przez podziały komórkowe. Wiele powstałych agregatów utlenionych białek może dalej reagować ze składnikami komórkowymi, takimi jak lipidy i metale w różnych składach, tworząc fluorescencyjny materiał określany jako lipofuscyna. Rzeczywiście, sam proces starzenia się może być napędzany przez spadek funkcji lizosomalnej.

Mnóstwo dowodów sugeruje, że długość życia komórki jest częściowo określona przez funkcję lizosomalną. Sugeruje to, że procesy, w których lizosomy są ogólnie zaangażowane, ale które nie zostały jeszcze wyraźnie powiązane ze starzeniem się, mogą również bezpośrednio lub pośrednio modulować długowieczność. Na przykład egzocytoza lizosomalna, w której lizosomy doczołgują się do powierzchni komórki, łączą się z błoną plazmatyczną i uwalniają swoją zawartość do przestrzeni pozakomórkowej, odgrywa ważną rolę w naprawie błony i może przyczynić się do wewnątrzkomórkowej regeneracji po starzeniu się komórek. Jednocześnie egzocytoza lizosomalna jest zaangażowana w procesy wydzielnicze, które mogą współdziałać z sygnałami międzykomórkowymi związanymi ze starzeniem się na poziomie tkanki i organizmu i/lub pomagać w łagodzeniu wewnątrzkomórkowych warunków stresowych, prawdopodobnie we współpracy z selektywnym wydzielaniem przez egzosomy. Co ciekawe, egzocytoza lizosomalna jest modulowana przez Ca2+ i TFEB, z których oba mają funkcje regulacyjne podczas starzenia się.

Z drugiej strony, procesy molekularne, o których wiadomo, że wpływają na starzenie się, mogą przynajmniej częściowo to zrobić, ponieważ wpływają na funkcję lizosomalną. Takie procesy mogą angażować pojedyncze składniki sieci komórkowej, które są zaangażowane w kontrolę długości życia, w tym mitochondria, jądro lub peroksysomy. Co intryguj±ce, lizosomy komunikuj± się z innymi organellami nie tylko w ramach ich autofagicznego usuwania. Na przykład, interakcja peroksyzom-lizosom nie wydaje się być ograniczona do peksofagii. Błony obu organelli mog± się blisko siebie przylegać (bez fuzji), tworz±c lizosomalno-peroksysomalne kontakty błonowe (LPMC), które s± kluczowe dla komórkowego handlu cholesterolem. Co ciekawe, pochodne tlenku cholesterolu (oksysterole) są zaangażowane w różne procesy związane ze starzeniem się, takie jak równowaga redoks i zapalenie. Ponadto, zostały one powiązane z głównymi patologiami związanymi z wiekiem, takimi jak choroby neurodegeneracyjne i sercowo-naczyniowe. Dlatego też organelle związane z wytwarzaniem, przemianą i transportem tych cząsteczek mogą w znacznym stopniu wpływać na ich wpływ na starzenie się. Obecno¶ć błonowych miejsc wi±ż±cych (mikrodomen), takich jak LPMCs, umożliwia efektywne współdziałanie między organellami. Powstanie mikrodomen pomiędzy lizosomami a innymi organellami może więc umożliwiać wymianę sygnałów, które przyczyniają się do dynamicznej i zorganizowanej kontroli starzenia. Chociaż niektóre z nich pozostają spekulatywne w swojej przyczynowości, te powiązania lizosomów ze starzeniem się stanowią przykład wielowarstwowych mechanizmów, poprzez które funkcja lizosomów może w istotny sposób przyczyniać się do kontroli starzenia się. Rozpoznanie tego potencjału otwiera drzwi nie tylko do dalszego zrozumienia procesu starzenia się, ale także do poprawy spustoszenia czasu za pośrednictwem lizosomalnych dróg.

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