Vakuolen verschlingen durch Endozytose eindringende energieerzeugende Materialien. Lysosomen heften sich an diese Organellen und verschmelzen, während Enzyme den Inhalt der Vakuole verdauen. Lysosomen und Vakuolen arbeiten zusammen, um ein Verdauungssystem für eine eukaryotische Zelle zu bilden.
Stoffe, die zur Energiegewinnung verwendet werden – wie Stärke, Fett und Glykogen – gelangen über die Endozytose in die Zelle. Durch dieses Abschnüren von der äußeren Membran der Zelle bilden sich Vakuolen. Wenn die Vakuole die Materie umhüllt, wird sie zu einem Endosom. Umgeben von einer eigenen Zellmembran speichern Endosomen Zellmaterialien, bis sie für die Verarbeitung durch Lysosomen bereit sind.
Während die Struktur vom Golgi-Körper produziert wird, werden die starken Enzyme vom endoplasmatischen Retikulum produziert. Ungefähr 50 verschiedene Enzyme, sogenannte Säurehydrolasen, bauen Proteine, genetisches Material, Polysaccharide, Lipide und Organellen in einem Prozess namens Autophagie ab. Lysosomen heften sich an das Endosom und bilden ein weiteres Lysosom, in dem die Materie verdaut wird. Die umliegenden Lysosomen ist eine Zellmembranschicht, die den Rest der Zelle vor ihrem inneren Inhalt schützt. Wenn die Materialien ausreichend verdaut sind, diffundieren sie durch die Lysosomenmembran in das Zytoplasma.
Genetische Bedingungen wie die Tay-Sachs-Krankheit können zu einer Funktionsstörung dieses Entsorgungssystems führen. Aufgrund eines Enzymmangels wird die Ansammlung unverdauter Makromoleküle für das Nervensystem und andere Organe schädlich.
