第十章_溶酶体

第十章溶酶体(lysosome)溶酶体是一种外有单位膜、内含有多种酸性水解酶，能水解多种内源性和外源性大分子物质的细胞器,被称为细胞内的“消化器”。溶酶体的发现•1949年DeDuve将大鼠肝匀浆分级分离各种细胞器时，发现含有酸性磷酸酶活性的颗粒。•1955年，电镜下观察到这种颗粒表面包围着一层膜，从而确认是一种新细胞器，定名为溶酶体。溶酶体的分布第一节溶酶体的形态结构和类型形态结构特点:•异质性细胞器(在不同细胞甚至同种细胞中，形态大小差异较大）•多呈球形•直径一般在0.2-0.8m，最小为0.05m，最大的可达数m。大鼠肝细胞溶酶体异质性细胞器(形态，内含物质上的差异）溶酶体的类型根据内含物不同及所处功能阶段不同，分为：•初级溶酶体(primarylysosome)•次级溶酶体(secondarylysosome)一、初级溶酶体(primarylysosome)•高尔基复合体分选产生的运输小泡和前溶酶体融合形成•内含各种酸性水解酶，未与底物结合•均质球形初级溶酶体的发生溶酶体酶的分选含溶酶体酶的无被小泡形成溶酶体形成初级溶酶体的形成过程图溶酶体酶的分选信号斑(Signalpatch)：溶酶体水解酶表面特定氨基酸残基形成的区域，一级结构中相距较远，三级结构中相邻。顺面高尔基网内，磷酸转移酶识别溶酶体酶的信号斑，催化6-磷酸甘露糖水解酶的形成CGN区对拥有信号斑的溶酶体蛋白进行磷酸化TGN区M6P受体特异性的识别并结合M6P，反面膜囊溶酶体酶在聚积处，出芽形成有被小泡•最终形成无被运输小泡大纲•无被小泡与前溶酶体融合逐渐形成成熟的溶酶体酶的合成N-连接糖基化M6p残基形成酶被分拣、集中酶被运输酶活化附着核糖体内质网腔顺面高尔基网反面高尔基网运输小泡前溶酶体初级溶酶体（受体返回）初级溶酶体和次级溶酶体模式图次级溶酶体初级溶酶体二、次级溶酶体(secondarylysosome)初级溶酶体与不同的作用底物结合后形成电镜下初级溶酶体和次级溶酶体根据底物来源和消化程度不同，次级溶酶体可分为：异噬性溶酶体(heterophagolysosome)自噬性溶酶体(autophagolysosome)残余小体(residualbody)1、异噬性溶酶体作用底物是外源性的，如：细菌、红细胞、血红蛋白、铁蛋白、酶、糖原颗粒，常见于单核-吞噬细胞系统的细胞、白细胞、肝细胞、肾细胞分为：吞噬性溶酶体（phagolysosome)多泡小体（multivesicularbody)(heterophagolysosome)2、自噬性溶酶体作用底物是内源性的：发生条件：①细胞内结构衰老、变性；②机体发生饥饿；③细胞本身发生病变自噬性溶酶体和异噬性溶酶体3、残余小体•消化不了的残渣物质累积在次级溶酶体中形成残余小体。根据残余物不同分为：脂褐素(lipofusion)含铁小体(siderosome)髓样结构(myelinfigure)脂褐素•外围以单位膜的不规则小体，内含电子密度较高、色调较深的物质，常含有浅亮脂滴•存在于神经细胞、心肌细胞含铁小体•外被以单位膜，内含电子密度高的含铁颗粒•存在于正常的单核吞噬细胞髓样结构•溶酶体内成层的膜性结构•存在于正常细胞和病变的肿瘤细胞残余小体次级溶酶体异噬性溶酶体消化底物是细胞外源性物质自噬性溶酶体消化底物是细胞内源性物质吞噬溶酶体吞噬泡融合多泡小体胞饮泡融合初级溶酶体底物脂褐素含铁小体髓样结构第二节溶酶体的化学组成•脂类：鞘磷脂•蛋白质结构蛋白：高度糖基化，保护溶酶体自身不被蛋白酶消化。酸性水解酶：最适pH为5.0；能水解几乎所有的生物大分子。第三节溶酶体的功能•细胞内消化与营养作用•免疫与防御功能•参与器官、组织形成与更新•协助受精一、细胞内消化与营养作用内源性和外源性结构、物质被降解为可溶性小分子，可溶性的小分子释放到细胞质内被重新利用，以补充细胞内所需营养。LDL在溶酶体中形成胆固醇对外源性、内源性有害因子或衰老结构进行降解和消化以保护细胞。二、免疫与防御自身保护：清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞生活垃圾累积？细胞内垃圾？疾病台－萨氏病神经节苷脂累积导致杀死入侵的病毒或细菌，通过受体介导的内吞作用侵入细胞的病毒，则利用酸性环境脱掉衣壳.麻风杆菌和结核杆菌等可抵御溶酶体酶的水解。三、参与器官、组织形成与更新自溶作用：溶酶体膜破裂，水解酶释放到细胞质中，引起细胞自身的溶解，整个细胞被释放的酶所消化。正常生理状态下的细胞、组织大面积的死亡。骨骼发生过程中骨组织的更新蝌蚪变态时的尾部吸收大纲四、协助受精•顶体（acrosome)由精母细胞内的高尔基复合体演变而来的，是一个大的特化的溶酶体。•顶体反应在受精过程中，顶体膜与精子质膜融合穿孔，释放到细胞外的顶体酶协助精子穿透卵的外层入卵，完成受精。精子卵子返回精子顶体反应第四节溶酶体与人类疾病各类贮积症：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）：也叫黑蒙性家族痴呆症，溶酶体缺少氨基已糖酯酶A，导致神经节甘脂GM2积累，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：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。脑苷脂沉积病：巨噬细胞和脑神经细胞的溶酶体缺乏β-葡萄糖苷酶。大量的葡萄糖脑苷脂沉积在这些细胞溶酶体内,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。•矽肺:二氧化硅尘粒（矽尘）吸入肺泡后，被巨噬细胞吞噬，在溶酶体中二氧化硅形成硅酸，其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。但是菌体外表含有硫酸脑苷脂能抵抗溶酶体水解酶，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。•类风湿性关节炎患者溶酶体膜很易脆裂，其释放的酶导致关节组织损伤和发炎。小结•溶酶体普遍存在于真核细胞中•由一层单位膜包围而成，内含各种水解酶•具有溶解和消化多种内源性和外源性大分子物质和颗粒的功能，是细胞内的消化器。