Peroxisom je malá membránová organela, využívající kyslík k oxidaci některých organických molekul za vzniku peroxidu vodíku, obsahuje však i enzymy, které peroxid odbourávají.

Tyto organely jsou abundantní v tkáních, kde je aktivní lipidový metabolismus (játra, hnědý tuk). Jsou, co se týče struktury, podobné lyzosomům i mitochondriím. Zatímco mitochondrie mají dvojitou membránu (viz mitochondrie), peroxisomy mají jednoduchou trilaminární membránu, která je relativně dobře propustná pro hydrofilní molekuly. Enzymové substráty, menší než 800 daltonů, procházejí membránou přes nespecifické póry - zde jsou asociovány dva proteiny o molekulové hmotnosti 22 a 28 kDa. Zatímco pro lyzosomy je charakteristická kyselá fosfatasa, pro peroxisomy je charakteristickým enzymem katalasa. Velikost a množství peroxisomů se orgánově liší: v játrech tvoří asi 2 % z celkových proteinů, v mozkové tkáni a svalovině je jich podstatně méně. Průměr této organely v játrech a ledvině činí asi 0,3-1,0 µm, v mozku a svalovině pouze 0,1 - 0,25 µm.

V peroxisomech se děje řada anabolických a katabolických pochodů: primárně syntetizují plasmalogeny (mastné kyseliny obsahující vinylethery), dále cholesterol a žlučové kyseliny; probíhá v nich též glukoneogeneza z aminokyselin a tvorba oxalové kyseliny za katalýzy alanin:glyoxalát-aminotransferázy. Z katabolických reakcí je to především degradace hydrogenperoxidu, účinkem katalasy (nejvíc zastoupený enzym v peroxisomech) a beta-oxidace mastných kyselin s velmi dlouhým řetězcem, s více než 24 uhlíky. Dále se zde děje oxidace polyaminů, ethanolu, degradace purinů, hydroxylace fytanové kyseliny a degradace pipekolové kyseliny. V peroxisomech jsou různé antioxidační enzymy (katalasa, glutathion-peroxidasa, superoxid-dismutasa), dále oxidasy mastných kyselin (nasycených i nenasycených, i mastných kyselin s velmi dlouhým řetězcem). Oxidace mastných kyselin je analogická jako v mitochondriích, ale zatímco peroxisomy štěpí pouze asi 10 % kyseliny palmitové, 90 % oxidace se odehrává v mitochondriích; mastné kyseliny o delším a velmi dlouhém řetězci jsou štěpeny výlučně v peroxisomech. Konečnými produkty beta-oxidace jsou C₆-C₁₂fragmenty, které jsou dále přeneseny do mitochondrií, kde oxidace pokračuje. Důležitá je i alfa-oxidace mastných kyselin, která umožňuje rozštěpení na př. fytanové kyseliny, vznikající oxidací z fytolu - části chlorofylu. Tato látka obsahuje radikál methyl na beta uhlíku, což blokuje klasickou beta-oxidaci; u lidí je příjem této látky asi 50-100 mg/denně z různých mléčných výrobků. Peroxisom však oxiduje též D-aminokyseliny i L-dihydroxykyseliny. Peroxisomy obsahují aminotransferasy, acyltransferasy, dále enzymy pro syntézu cholesterolu či dolicholu (alkohol s velkým počtem uhlíků, který přenáší sacharidové molekuly k proteinům při stavbě různých proteoglykanů a glykoproteinů). Zatímco v mitochondriích je asi 90 % kyslíku přeměněno na vodu a pouze zbytek na superoxid, v peroxisomu je hlavním produktem peroxid. Různé reaktivní formy kyslíku musí však být v obou případech odstraňovány CuZn- či Mn-superoxiddismutasami, katalasou a glutathion-peroxidasou, aby nedošlo k poškození buňky.

Existuje řada dědičných metabolických vad, které jsou důsledkem buď defektu biogenese a následného uspořádání peroxisomu či defektu jednoho případně více peroxisomálních enzymů. Byly proto klasifikovány tři kategorie poruch:

· mnohočetné enzymové vady vzniklé jako porucha při uspořádání peroxisomu

· vady, u nichž je peroxisom sice morfologicky neporušen, jeden enzym je však dysfunkční

· vady, u nichž je peroxisom morfologicky neporušen, ale více enzymů je dysfunkčních

Příkladem následku mutace genu pro zmíněnou alanin:glyoxalát-aminotransferasu je familiární hyperoxalurie typ I (glykolová acidurie). Enzym normálně převádí glykolovou kyselinu na glycin. Při jeho deficitu se glykolová kyselina hromadí v peroxisomech, je metabolizována laktátdehydrogenasou na kyselinu oxalovou. Onemocnění začíná už v ranném dětství a je charakterizováno nadměrnou tvorbou a vylučováním (močí) oxalátu a glykolátu. Vzniká oxalátová nefrolitiáza a nefrokalcinóza, které vedou k poškození ledvin (až k renálnímu selhání). Oxaláty se usazují i v jiných tkáních (kůže, srdce, oči). Terapeuticky se podávají velké dávky pyridoxinu (kofaktor enzymu), které průběh zmírňují.

U primární hyperoxalurie typu II (glycerátová acidurie) je deficience dehydrogenasy D-glycerátu. Vede to k akumulaci hydryxypyruvátu, který je v cytoplasmě metabolizován na L-glycerát; ten je pak pravděpodobně zdrojem nadměrné produkce oxalátu. Průběh je mírnější než u typu I.

Tab. : Dědičné poruchy peroxisomů

Poruchy v biogenezi peroxisomů

· Syndrom Zelwegerův (cerebro-hepato-renální syndrom)

· Adrenoleukodystrofie neonatální

· Infantilní Refsumův syndrom

· Hyperacidémie pipekolová

· Leberova amauróza

· Rhizomelová chondrodystrofia punctata

Deficit acyl-CoA oxidázy

Deficit 3-oxoacyl-CoA thiolázy

Adrenoleukodystrofie vázaná na X-chromosom (porucha lignoceroyl-CoA-ligasy a hexacosanoyl-CoA-ligasy)

Choroba Refsumova, dospělá forma (deficience a-hydroxylasy fytanové kyseliny)

Akatalasemie (deficience hydrogenperoxidoxidoreduktasy)

Jaroslav Masopust