PERANAN LISOSOM SEBAGAI SALAH SATU ORGANEL SEL YANG TERDAPAT DI DALAM TUBUH
Lisosom berasal dari kata lyso = pencernaan dan soma = tubuh.. lisosom adalah organel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom ditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada semua sel eukariotik. Lisosom berisi enzim yang dapat memecahkan (mencerna) polisakarida, lipid, fosfolipid, asam nukleat, dan protein. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.
Ada dua jenis lisosom yang dikenal sampai saat ini, yaitu lisosom primer dan lisosom sekunder. Perbedaannnya adalah, bahwa lisosom primer merupakan lisosom yang belum digunakan untuk pencernaan/hirolisis, sedangkan lisosom sekunder merupakan lisosom primer yang telah bekerja dan menyatu dengan membran fagosom.
Pembentukan lisosom
Enzim lisosom adalah suatu protein yang diproduksi oleh ribosom dan kemudian masuk ke dalam RE. Dari RE enzim dimasukkan ke dalam membran kemudian dikeluarkan ke sitoplasma menjadi lisosom. Selain ini ada juga enzim yang dimasukkan terlebih dahulu ke dalam golgi. Oleh golgi, enzim itu dibungkus membran kemudian dilepaskan di dalam sitoplasma. Jadi proses pembentukan lisosom ada dua macam, pertama dibentuk langsung oleh RE dan kedua oleh golgi.
Cara Lisosom bekerja di dalam sel
Telah dikemukakan di atas, bahwa secara garis besar lisosom berfungsi untuk mencerna materi. Namun sesungguhnya, proses pencernaan tersebut ada bermacam-macam, bergantung kepada materi yang dicerna, tempat, serta mekanisme kerja pencernaan tersebut. Berikut diuraikan proses pencernaan yang dilakukan oleh lisosom.
1. Pencernaan materi ekstrasel. Pada proses pencernaan materi ekstrasel, lisosom mencerna benda-benda asing yang tidak diinginkan yang berada di luar sel seperti bakteri dan lain-lain.
2. Pencernaan organel intrasel, yang bertujuan untuk memusnahkan organel yang sudah tua, misalnya mitokondria, sehingga dapat digantikan oleh organel yang masih baru.
Materi ekstrasel yang akan dicerna oleh lisosom dibawa masuk melalui mekanisme endositosis, yaitu ambilan sel bahan dari lingkungan oleh invaginasi membran plasma yang meliputi:
1. Fagositosis, yaitu proses menelan mikoroorganisme atau benda asing lain oleh fagosit, di mana benda asing akan terperangkap dalam fagosom untuk selanjutnya dicerna oleh lisosom sekunder.
2. Pinositosis, yaitu mekanisme yang digunakan sel untuk mencerna cairan ekstraselular dan isinya; meknaisme ini meliputi pembentukan invaginasi oleh membran sel, yang menutup dan terlepas sehingga terbentuk vakuola berisi cairan dalam sitoplsma.
FUNGSI LISOSOM
1. Endositosis
Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.
Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.
2. Autofagi
Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.
Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.
3. Fagositosis
Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).
Pembentukan Lisosom
Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).
Pembentukan Lisosom
Enzim lisosom adalah suatu protein yang diproduksi oleh ribosom dan kemudian masuk ke dalam RE. Dari RE enzim dimasukkan ke dalam membran kemudian dikeluarkan ke sitoplasma menjadi lisosom. Selain ini ada juga enzim yang dimasukkan terlebih dahulu ke dalam golgi. Oleh golgi, enzim itu dibungkus membran kemudian dilepaskan di dalam sitoplasma. Jadi proses pembentukan lisosom ada dua macam, pertama dibentuk langsung oleh RE dan kedua oleh golgi.
Penyakit kelaianan pada lisosom
Lysosomal storage diseases, Lysosomal storage diseases yang dikenal juga dengan LSD adalah penyakit keturunan yang mempengaruhi metabolisme lisosom, terjadi karena mutasi di gen struktural sehingga kekurangan salah satu enzim hidrolitik aktif yang secara normal ada dalam lisosom. Substrat yang tidak tercerna akan menumpuk dan mengganggu fungsi seluler lainnya. Penumpukan organel akhirnya menyebabkan kelainan-kelainan tertentu pada tubuh manusia, yang dapat dikenali dari tanda-tanda tertentu.
Contohnya adalah penyakit Pompe. Penyakit Pompe adalah penyakit genetik neuromuskular yang dapat terjadi pada bayi, anak-anak, dan manusia dewasa, yang membawa gen cacat dari orang tuanya. Gejala penyakit ini adalah perkembangan otot lemah, terutama pada otot untuk bernafas dan bergerak. Pada bayi, penyakit ini juga menyerang otot jantung. Penyebabnya adalah cacat pada gen yang bertanggung jawab untuk membuat enzim acid alpha-glucosidase (GAA) yang terletak pada kromosom 17.
Enzim GAA ini hilang atau diproduksi dalam jumlah sedikit. Fungsi enzim ini untuk memecah glikogen, bentuk gula yang disimpan pada otot, sehingga terjadi penumpukan glikogen pada lisosom. Selain itu ada juga penyakit Tay-Sachs, enzim pencerna lipid hilang atau inaktif, dan otak dirusak oleh akumulasi lipid dalam sel. Untunglah penyakit penyimpangan ini jarang ada pada populasi umum.
Tanda-tanda LSD adalah sebagai berikut:
1. Bentuk wajah yang tidak lazim (kadangkala disertai dengan lidah yang membesar).
2. Mata yang terlihat keruh/suram.
3. Ruam kulit biru-ungu.
4. Perut membesar/ terlihat menonjol (yang disebabkan oleh pembengkakan organ).
5. Tubuh pendek, sukar untuk tumbuh/ berkembang , deformitas rangka.
6. Otot lemah, kemunduran dalam kemampuan motorik.
Penanganan LSD
Karena LSD merupakan penyakit yang diwariskan secara genetika, baik terpaut autosom maupun gonosom, membuat penyakit ini sukar untuk dihilangkan sama sekali. Yang bisa dilakukan adalah penanganan pasca symptom agar LSD tidak berkembang semakin parah. Berikut penanganan LSD:
1. Bone marrow/stem cell transplantation (transplantasi sel induk)
Transplantasi sel induk merupakan tindakan untuk mentransplantasikan sel induk kepada penderita LSD. Sel induk ialah sel yang belum dewasa, yang dapat berdiferensiasi menjadi berbagai macam sel yang dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan. Sel ini dapat dihasilkan dari darah tali pusar (sel mesenkim) atau sel neuron (otak) yang sudah diisolasi. Sel induk ini nantinya akan ditransplantasikan kepada orang yang menderita LSD, untuk kemudian berdiferensiasi menjadi sel-sel yang mengalami gangguan lisosom, dan menjalankan fungsi digestif materi yang semestinya dijalankan oleh lisosom yang rusak. Sel induk ini dapat diperoleh dari donor yang sehat dan bersedia menyumbangkan sel induknya.
Transplantasi sel induk merupakan tindakan untuk mentransplantasikan sel induk kepada penderita LSD. Sel induk ialah sel yang belum dewasa, yang dapat berdiferensiasi menjadi berbagai macam sel yang dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan. Sel ini dapat dihasilkan dari darah tali pusar (sel mesenkim) atau sel neuron (otak) yang sudah diisolasi. Sel induk ini nantinya akan ditransplantasikan kepada orang yang menderita LSD, untuk kemudian berdiferensiasi menjadi sel-sel yang mengalami gangguan lisosom, dan menjalankan fungsi digestif materi yang semestinya dijalankan oleh lisosom yang rusak. Sel induk ini dapat diperoleh dari donor yang sehat dan bersedia menyumbangkan sel induknya.
Namun demikian terdapat beberapa kendala dalam melakukan transplantasi sel induk:
a. Adanya risiko penolakan dari tubuh penerima, yang menganggap bahwa sel yang ditransplantasikan adalah benda asing, sehingga penerima harus mengonsumsi obat anti penolakan seumur hidup.
b. Sampai saat ini belum diketahui seberapa banyak stem cell yang harus ditransplantasikan untuk membuat perubahan yang bermakna.
1. Enzyme replacement therapy (ERT)/ terapi penggantian enzim ERT merupakan terapi yang diberikan, di mana enzim yang tidak diproduksi oleh sel/inaktif digantikan oleh enzim fungsional yang dibuat di laboratorium.
Untuk beberapa penyakit LSD seperti Gaucher I, Fabry, MPS, dan Pompe terapi ini cukup berhasil.
2. Terapi gen : Terapi gen merupakan usaha untuk menambahkan gen yang fungsional kepada gen yang mengalami mutasi agar sel kembali berfungsi secara normal. Penambahan ini harus disertai dengan pengenalan gen terlebih dahulu kepada sel yang akan diberikan gen tersebut. Gen yang akan ditambahkan dibawa oleh vektor, kebanyakan berupa virus. Gen tersebut akan dibawa ke otak dan organ-organ lainnya untuk dikenali. Dalam pelaksanaan terapi gen terdapat beberapa kendala:
a. Kesulitan untuk membuat vektor yang efektif, terutama untuk gen yang akan dibawa kepada sel-sel yang tidak membelah seperti sel otak.
b. Keharusan untuk mengenalkan gen kepada banyak sel demi menghasilkan efek yang bermakna.
c. Kesalahan dalam penambahan gen sehingga berpotensi menyebabkan kanker.
3. Metabolic bypass therapy: Metabolic bypass therapy merupakan bentuk terapi untuk mengaktifkan produksi enzim-enzim yang terhambat, sehingga dapat digunakan untuk mencerna materi. Namun terapi ini masih sebatas teori.
4. Pharmacological chaperone therapy: Mutasi genetik membuat protein yang tidak melekat di retikulum endoplasma menjadi berubah bentuk secara tiga dimensi, mengakibatkan retikulum endoplasma sendiri tidak mengenalinya dan menhancurkannya. Pharmacological chaperone merupakan molekul kimiawi yang berfungsi untuk melekat pada protein-protein yang telah berubah bentuk tersebut agar dapat dikenali oleh retikulum endoplasma untuk kemudian didistribusikan ke lisosom.
5. Pembatasan substrat : Pembatasan substrat merupakan tindakan untuk membatasi/mengurangi produksi substrat yang semestinya dicerna oleh enzim tertentu di lisosom, sehingga tidak akan terjadi penumpukan/akumulasi pada sel.
Sumber:
