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1、 溶酶体与疾病 溶酶体 溶酶体的基本知识 由一层单位膜组成 形态大小不同 多为圆形或卵圆形 不同的溶酶体所含溶酶不同 酶的种类已发现有60多种 可分六大类 蛋白酶 核酸酶 糖苷酶 脂酶 磷酸酶 溶菌酶 其中酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶 溶酶体中的酶都属酸性水解酶 其最适pH为5左右pH7左右时酶失活 溶酶体膜上具有H ATP酶 可将胞质中的H 泵入溶酶体 V型 质子泵 溶酶体膜蛋白 IgpA IgpB 在溶酶体腔面极高度糖基化 可保护溶酶体膜免受溶酶体内蛋白酶的消化 溶酶体的类型 不含底物 仅含酸性水解酶 含残留底物 终末溶酶体 Residualbody 初级溶酶体 primarylysosom
2、e 含活性水解酶与底物 次级溶酶体 Secondarylysosome 溶酶体的产生 来自ER的水解酶前体在GC顺面磷酸化 形成具有M 6 P标记的水解酶 至反面与受体结合 出芽形成囊泡 内含M 6 P标记的水解酶及其受体 与内体融合 酶与受体分离 受体再循环 酶的磷酸被去除 形成成熟的水解酶 内体 内体性溶酶体 吞噬体 异噬溶酶体 吞饮体 自噬体 自噬溶酶体 分泌颗粒 分泌溶酶体 吞噬性溶酶体 残余小体 异噬作用 自噬作用 消化营养保护作用对细胞内吞物质的消化对细胞自身物质的消化参与机体组织器官的变态和退化参与受精作用参与激素的合成 溶酶体的功能 溶酶体有关的疾病 与溶酶体膜失常有关的疾病
3、先天性溶酶体疾病 溶酶体贮积症 溶酶体与休克 溶酶体与癌 1 与溶酶体膜失常有关的疾病 矽肺 石棉沉着病 痛风 类风湿关节炎 类风湿关节炎 RA 类风湿关节炎 RA 是一种慢性的 以炎性滑膜炎为主的系统性疾病 其特征是手 足小关节的多关节 对称性 侵袭性关节炎症 经常伴有关节外器官受累及血清类风湿因子阳性 可以导致关节畸形及功能丧失 虽然该疾病的病因尚不清楚 但是其表现出的关节骨膜的炎症变化以及关节软骨细胞的腐蚀已被认为是细胞内溶酶体的局部释放所致 2 先天性溶酶体疾病 溶酶体贮积症 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
4、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余种 国内可检测的有30多种 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 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
5、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 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 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
6、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 2 先天性溶酶体疾病 溶酶体贮积症 3 溶酶体与休克 溶酶体含有多种水解酶 如组织蛋白酶 多肽酶 磷酸酶等 但在未释放之前都处于无活性状态 一旦释放出来后 它们即转为活性状态而可溶解和消化细胞内 外的各种大分子物质 尤其是蛋白类物质 已证明 休克早期 肝 脾 肠等细胞即出现溶酶体肿大 颗粒丧失和
7、酶释放增加 内毒素休克动物血液和淋巴中水解酶浓度增高 且与休克严重程度呈正相关 给动物注射溶酶体或溶酶体酶 可产生类似休克的各种病理生理改变 3 溶酶体与休克 休克时导致溶酶体破裂的主要原因是 组织的缺血 缺氧 酸中毒以及内毒素对溶酶体膜的直接破坏 氧自由基对溶酶体膜磷脂的过氧化作用 血浆补体被激活产生C5a 后者可剌激中性粒细胞释放溶酶体酶 释放的溶酶体酶又可通过多种途径参与休克的发生 发展和细胞的损害 例如 a 释放的组织蛋白酶使蛋白质水解 这不但可以破坏蛋白酶的活性 甚至还可使细胞自溶坏死 而且所产生的多肽类活性物质 还能加重微循环障碍 b 破坏生物膜的完性 c 直接损害血管内皮和血管平
8、滑肌细胞 从而导致血液外渗 出血和血小板的粘附 聚集以及DIC形成 d 激活补体系统产生C5a 后者再进一步促使溶酶体酶的释放 4 溶酶体与癌症 癌症在医学上 癌是指起源于上皮组织的恶性肿瘤 是恶性肿瘤中最常见的一类 相对应的 起源于间叶组织的恶性肿瘤统称为肉瘤 有少数恶性肿瘤不按上述原则命名 如肾母细胞瘤 恶性畸胎瘤等 一般人们所说的 癌症 习惯上泛指所有恶性肿瘤 肿瘤是机体在各种致瘤因素作用下 局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控导致异常增生与分化而形成的新生物 新生物一旦形成 不因病因消除而停止生长 他的生长不受正常机体生理调节 而是破坏正常组织与器官 这一点在恶性肿瘤尤其明
9、显 与良性肿瘤相比 恶性肿瘤生长速度快 呈浸润性生长 易发生出血 坏死 溃疡等 并常有远处转移 造成人体消瘦 无力 贫血 食欲不振 发热以及严重的脏器功能受损等 最终造成患者死亡 4 溶酶体与癌症 坏的一面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 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 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 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 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 4 溶酶体与癌症 好的一面溶酶体可能成为将来抗肿瘤治疗的作用靶点以溶酶体组织蛋白酶为目标 通过药物抑制剂 基因敲除等方法 根据肿瘤细胞类型和死亡刺激的不同减少或增加其表达 从而达到一致肿瘤的目的以溶酶体本身为标靶 通过一系列方法使溶酶体膜不稳定 从而杀死肿瘤细胞
