Microsomas: características, tipos y funciones
Los microsomas son fragmentos de membranas que forman vesículas pequeñas y cerradas. Estas estructuras se originan por la reorganización de dichos fragmentos, generalmente provienen del retículo endoplasmático tras la homogeneización celular. Las vesículas pueden ser combinaciones de membranas de derecha a afuera, de dentro hacia fuera o bien fusionadas.
Nótese que los microsomas son artefactos que aparecen gracias al proceso de homogeneización celular, creando estructuras artificiales diversas y complejas. En teoría, los microsomas no se encuentran como elementos normales de las células vivas.
En la literatura destaca el término “microsoma hepático”, que hace referencia a las estructuras formadas por células del hígado, encargado de transformaciones metabólicas importantes y relacionadas con la maquinaria enzimática del retículo endoplasmático.
Los microsomas hepáticos han sido por mucho tiempo modelos para experimentos in vitro de la industria farmacéutica. Estas pequeñas vesículas son una estructura adecuada para llevar a cabo experimentos de metabolismo de medicamentos de drogas, ya que contienen en su interior las enzimas involucradas en el proceso, entre ellas la CYP y la UGT.
Índice del artículo
Los microsomas han sido observados por un largo tiempo. El término fue acuñado por un científico oriundo de Francia llamado Claude, cuando observó los productos finales de la centrifugación de la materia hepática.
A mediados de los años 60s, el investigador Siekevitz asoció a los microsomas con los remanentes del retículo endoplasmático, tras llevar a cabo el proceso de homogeneización celular.
En biología celular, un microsoma es una vesícula formada por membranas provenientes de retículo endoplasmático.
Durante los tratamientos celulares de rutina que se realizan en el laboratorio, las células eucariotas se revientan y las membranas que sobran se agrupan nuevamente en forma de vesículas, dando lugar a los microsomas.
El tamaño de estas estructuras vesiculares o tubulosas se encuentra en el rango de 50 hasta los 300 nanómetros.
Los microsomas son artefactos de laboratorio. Por ello, en una célula viva y en condiciones fisiológicas normales no encontramos estas estructuras. Otros autores, por su parte, aseguran que no son artefactos, y que son organelos reales presentes en células intactas (ver más en Davidson & Adams, 1980)
Composición de la membrana
Estructuralmente, los microsomas son idénticos a la membrana del retículo endoplasmático. En el interior celular, la red de membranas del retículo es tan extensa que constituye más de la mitad de todas las membranas totales de la célula.
El retículo está formado por una serie de túbulos y sacos llamados cisternas, ambos están formados por membranas.
Este sistema de membrana forma una estructura continua con la membrana del núcleo celular. Se pueden diferenciar dos tipos, dependiendo de la presencia o no de ribosomas: retículo endoplasmático liso y rugoso. Si los microsomas son tratados con ciertas enzimas, los ribosomas pueden desprenderse.
Composición interna
Los microsomas son ricos en distintas enzimas que suelen encontrarse en el interior del retículo endoplasmático liso hepático.
Una de estas es la enzima citocromo P450 (abreviada como CYPs, por sus siglas en inglés). Esta proteína catalítica usa como sustratos una amplia serie de moléculas.
La CYPs forman parte de la cadena de transferencia de electrones y por sus reacciones más comunes se denomina monooxigenasa, donde inserta un átomo de oxígeno en un sustrato de naturaleza orgánica, y el átomo restante de oxígeno (usa oxígeno molecular, O2) se reduce a agua.
Los microsomas también son ricos en otras proteínas de membrana como UGT (uridinadifosfato glucuroniltransferasa) y FMO (familia de proteínas monooxigenasas que contienen flavina). Además, contienen esterasas, amidasas, hidrolasas epoxídicas, entre otras proteínas.
En los laboratorios de biología existe una técnica rutinaria llamada centrifugación. En esta se pueden separar sólidos usando como propiedad discriminativa las distintas densidades de los componentes de la mezcla.
Cuando las células se centrifugan, los distintos componentes se separan y precipitan (es decir, bajan hasta el fondo del tubo) a distintos tiempos y a distintas velocidades. Este es un método que se aplica cuando se quiere purificar algún componente celular específico.
Al centrifugar células intactas, lo primero en sedimentar o precipitar son los elementos más pesados: los núcleos y las mitocondrias. Esto ocurre a menos de 10.000 gravedades (la velocidad en las centrífugas se cuantifican en gravedades). Los microsomas sedimentan cuando se aplican velocidades mucho más altas, en el orden de las 100.000 gravedades.
Hoy en día, el término microsoma es usado en sentido amplio para hacer referencia a cualquier vesícula formada gracias a la presencia de membranas, ya sea de mitocondria, aparato de Golgi o la membrana celular como tal.
Sin embargo, los más usados por los científicos son los microsomas del hígado, gracias a la composición enzimática del interior. Por ello, son los tipos de microsomas más citados en la literatura.
Como los microsomas son un artefacto creado por un proceso de homogeneización celular, es decir, no son elementos que encontramos normalmente en una célula, no tienen una función asociada. Sin embargo, tienen aplicaciones importantes en la industria farmacéutica.
En la industria farmacéutica los microsomas son muy usados en el descubrimiento de drogas. Los microsomas permiten estudiar de manera sencilla el metabolismo de los compuestos que el investigador quiere evaluar.
Estas vesículas artificiales pueden ser compradas a muchas fábricas de biotecnología, que las obtienen por medio de centrifugación diferencial. Durante este proceso, se aplican distintas velocidades a un homogeneizado celular, que resulta en la obtención de microsomas purificados.
Las enzimas citocromo P450, que se encuentran dentro de los microsomas, son responsables de la primera fase del metabolismo de los xenobióticos. Estas son sustancias que no se producen naturalmente en los seres vivos y no esperaríamos encontrarlas de forma natural. Generalmente deben ser metabolizados, ya que la mayoría son tóxicos.
Otras proteínas que también se localizan en el interior del microsoma, como la familia de proteínas monooxigenasas que contienen flavina, también están involucradas en el proceso de oxidación de xenobióticos y facilitan la excreción de los mismos.
Así, los microsomas son entes biológicos perfectos que permiten evaluar la reacción del organismo a ciertos medicamentos y drogas, ya que cuentan con la maquinaria enzimática necesaria para el metabolismo de dichos compuestos exógenos.
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