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  • 溶酶体

    溶酶体是由高尔基体断裂产生,单层膜包裹的小泡,数目可多可少,大小也不等,含有60多种能够水解多糖,磷脂,核酸和蛋白质的酸性酶,这些酶有的是水溶性的,有的则结合在膜上。溶酶体的pH为5左右,是其中酶促反应的最适pH。根据溶酶体处于,完成其生理功能的不同阶段,大致可分为:初级溶酶体,次级溶酶体和残馀小体。1955年由比利时学者C.R.de迪夫等人在鼠肝细胞中发现。溶酶体(lysosome)为细胞浆内由单层脂蛋白膜包绕的内含一系列酸性水解酶的小体。是细胞内具有单层膜囊状结构的细胞器,溶酶体内含有许多种水解酶类,能够分解很多种物质,溶酶体被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。溶酶体的功能有二:一是与食物泡融合,将细胞吞噬进的食物或致病菌等大颗粒物质消化成生物大分子,残渣通过外排作用排出细胞;二是在细胞分化过程中,某些衰老细胞器和生物大分子等陷入溶酶体内并被消化掉,这是机体自身重新组织的需要。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 溶酶体 英文名: lysosomes
    膜结构: 单层膜 直径: 0.025~0.8微米
    作用: 维持pH值,分解作用 分类: 初级、次级、三级溶酶体
    特点: 成熟的高等植物细胞无

    目录

    形成过程/溶酶体 编辑

    初级溶酶体是在高尔基体的trans面以出芽的形式形成的,其形成过程如下。

    内质网上核糖体合成溶酶体蛋白→进入内质网腔进行N-连接的糖基化修饰,溶酶体酶蛋白先带上3个葡萄糖、9个甘露糖和2个N-乙酰葡萄糖胺,后切除三分子葡萄糖和一分子甘露糖→进入高尔基体Cis面膜囊→N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶识别溶酶体水解酶的信号斑→将N-乙酰葡糖胺磷酸转移在1~2个甘露糖残基上→在中间膜囊由N-乙酰葡萄糖苷酶切去N-乙酰葡糖胺形成M6P配体→与trans膜囊上的受体结合→选择性地包装成初级溶酶体。

    溶酶体与疾病/溶酶体 编辑

    矽肺

    二氧化硅尘粒(矽[xī]尘)吸入肺泡后被巨噬细胞吞噬,含有矽尘的吞噬小体与溶酶体合并成为次级溶酶体。二氧化硅的羟基与溶酶体膜的磷脂或蛋白形成氢键,导致吞噬细胞溶酶体崩解,细胞本身也被破坏,矽尘释出,后又被其他巨噬细胞吞噬,如此反复进行。受损或已破坏的巨噬细胞释放“致纤维化因子”,并激活成纤维细胞,导致胶原纤维沉积,肺组织纤维化。

    肺结核

    结核杆菌不产生内、外毒素,也无荚膜和侵袭性酶。但是菌体成分硫酸脑苷脂能抵抗胞内的溶菌杀伤作用,使结核杆菌在肺泡内大量生长繁殖,导致巨噬细胞裂解,释放出的结核杆菌再被吞噬而重复上述过程,最终引起肺组织钙化和纤维化。

    各类溶酶体贮积症

    溶酶体贮积症(LysosomeStorageDiseases简称:LSDs)是由于遗传缺陷引起的,由于溶酶体的酶发生变异,功能丧失,导致底物在溶酶体中大量贮积,进而影响细胞功能,常见的贮积症主要有以下几类。

    台-萨氏综合征(Tay-Sachsdiesease):要叫黑蒙性家族痴呆症,溶酶体缺少氨基已糖酯酶A(β-N-hexosaminidase),导致神经节甘脂GM2积累(图6-30),影响细胞功能,造成精神痴呆,2~6岁死亡。患者表现为渐进性失明、病呆和瘫痪,该病主要出现在犹太人群中。

    II型糖原累积病(Pompe病或称庞贝氏病):溶酶体缺乏α-1,4-葡萄糖苷酶,糖原在溶酶体中积累,导致心、肝、舌肿大和骨骼肌无力。属常染色体缺陷性遗传病,患者多为小孩,常在两周岁以前死亡。

    戈谢病(Gaucher病):又称脑苷脂沉积病,是巨噬细胞和脑神经细胞的溶酶体缺乏β-葡萄糖苷酶造成的。大量的葡萄糖脑苷脂沉积在这些细胞溶酶体内,巨噬细胞变成戈谢细胞,患者的肝、脾、淋巴结等肿大,中枢神经系统发生退行性变化,常在1岁内死亡。

    细胞内含物病(inclusion-celldisease,I-celldisease):一种更严重的贮积症,是N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶单基因突变引起的。由于基因突变,高尔基体中加工的溶酶体前酶上不能形成M6P分选信号,酶被运出细胞(defaultpathway)。这类病人成纤维细胞的溶酶体中没有水解酶,导致底物在溶酶体中大量贮积,形成所谓的“包涵体(inclusion)”。另外这类病人肝细胞中有正常的溶酶体,说明溶酶体形成还具有M6P之外的途径。

    遗传性疾病

    溶酶体中酸性水解酶的合成,象其它蛋白质的生物合成过程一样,是由基因决定的,当基因突变引起酶蛋白合成障阻时,可造成溶酶体酶缺乏。机体由于基因缺陷,可使溶酶体中缺少某种水解酶,致使相应作用物不能降解而积蓄在溶酶体中,造成细胞代谢障阻,形成溶酶体贮积病。其主要的病理表现为有关脏器(肝、肾、心肌、骨骼肌)中溶酶体过载,即细胞摄入过多或不能消化的物质,或因溶酶体酶活性降低,以及机体的年龄增长,从而在细胞内出现大量溶酶体蓄积造成过载。目前已知这类疾病达40馀种,国内可检测的有30多种(见词条:溶酶体贮积症)。其中糖原贮积病Ⅱ型是最早被发现的。由于在肝细胞常染色体上的一个基因缺陷,使溶酶体内缺乏α-葡萄糖苷酶,导致糖原无法降解为葡萄糖,而造成糖原在肝脏和肌肉大量积蓄。此病多发生于婴儿。临床表现为肌无力,心脏增大,进行性心力衰竭,多于两周岁以前死亡,故此病又称为心脏型糖原沉着病。

    类风湿关节炎

    对类风湿关节炎的病因还不清楚,但此病所表现出来的关节骨膜组织的炎症变化以及关节软骨细胞的腐蚀,被认为是细胞内的溶酶体的局部释放所致。其原因可能是由于某种类风湿因子,如抗IgG,被巨噬细胞、中性粒细胞等吞噬,促使溶酶体酶外逸。而其中的一些酶,如胶原酶,能腐蚀软骨,产生关节的局部损害,而软骨消化的代谢产物,如硫酸软骨素,又能促使激肽的产生而参与关节的炎症反应。

    休克

    在休克过程中,机体微循环发生紊乱,组织缺血、缺氧,影响了供能系统,使膜不稳定,引起溶酶体酶的外漏,造成细胞与机体的损伤。休克时机体细胞内溶酶体增多,体积增大,吞噬体显着增加。溶酶体内的酶向组织内外释放,多在肝和肠系膜等处,引起细胞和组织自溶。因此,在休克时,测定淋巴液和血液中溶酶体酶的含量高低,可作为细胞损伤轻重度的定量指标。通常以酸性磷酸酶、β-葡萄糖醛酸酶与组织蛋白酶为指标。关于休克时溶酶体释放的机理,有人提出是由于pH降低和三羧酸循环受阻。休克时缺血缺氧,引起细胞pH值的下降(约pH5),酸性水解酶活化,水解溶酶体膜,最终导致溶酶体膜裂解,溶酶体释放,使细胞、组织自溶。

    肿瘤

    溶酶体与肿瘤的关系日益引起人们的关注,一般有以下几种观点:

    (1)致癌物质引起细胞分裂调节机能的障阻及染色体畸变,可能与溶酶体释放水解酶的作用有关;

    (2)某些影响溶酶体膜通透性的物质,如巴豆油,某些去垢剂、高压氧等,是促进致癌作用的辅助因子,也能引发细胞的异常分裂;

    (3)在核膜残缺的情况下,核膜对核的保护丧失,溶酶体可以溶解染色质,而引起细胞突变;

    (4)溶酶体代谢过程中的某些产物是肿瘤细胞增殖的物质基础;

    (5)致癌物质进入细胞,在与染色体整合之前,总是先贮存在溶酶体中,这已为放射自显影所证实。

    总之,溶酶体与肿瘤发生是否有直接关系,尚待进一步探索。

    相关文献

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    扩展阅读
    1细胞生物学教程

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