溶酶体.ppt

一 形态特征及化学组成 1 形态特征 一层生物膜包裹 内含多种酸性水解酶的 膜泡结构 有H 质子泵 保持溶酶体内酸性环境 膜内侧高度糖基化 可防止自身被水解消化 0 20 0 8 圆形 卵圆形 也有杆状及线形的 溶酶体 第三节溶酶体 lysosome 书P66 溶酶体膜 有多种载体蛋白 及时将水解产物转运出泡 2 溶酶体的化学组成 含60多种酸性水解酶 最适PH值4 6范围内 酶 蛋白酶类 如 氨基肽酶 肽酶 等 核酸酶类 如 酸性DNA酶 RNA酶等 磷酸酶类 如 酸性磷酸酶等 糖苷酶类 如 半乳糖苷酶 水解糖蛋白 糖脂 酯酶类 如 酸性脂肪酶等 硫酸酯酶类 如 分解氨基多糖的酶 酸性磷酸酶 AcP酶 标志酶 二 溶酶体的类型 1 初级溶酶体 原溶酶体 非活动性溶酶体 2 次级溶酶体 活动性溶酶体 2 依形成过程不同 1 内体性溶酶体 前溶酶体 内体 初级溶酶体 2 吞噬性溶酶体 内体性溶酶体 吞噬底物 次级溶酶体 刚形成的溶酶体 不含底物 初级溶酶体 底物 异物或细胞自身物质 1 按在细胞内出现的顺序 传统分类 内吞底物 吞饮体 吞噬体 3 依底物来源不同 2 异噬性溶酶体 异溶性酶体 异溶酶体 1 自噬性溶酶体 初级溶酶体 衰死细胞器或分泌剩余物质 初级溶酶体 3 残余小体 终末溶酶体 后溶酶体 溶酶体完成消化作用后呈高电子密度含残余物质的膜泡性小体 此时酶活性很小或消失 含残余物 亦称残质体 因残质体的形态和内含物不同分下列类型 脂褐质 脂褐色素 电镜下 呈高电子密度的 成群的 围以单层生物膜的不规则膜泡体 内含物是呈褐色的残膜和脂类混合物 脂褐色素随年龄增长而增多 常见于老人心肌 肝及脑神经细胞内有大量积累 含铁小体光镜下 为一含铁血红素颗粒状结构 电镜下 由单层膜包围 直径50 60nm 充满铁质颗粒的高电子密度膜泡 当机体摄铁过多时 肝 脾 肾等器官的巨噬细胞内可有较多含铁小体 多数情况下 小体内含物是铁 脂类及残破线粒体的混合物 髓 鞘 样结构为一层生物膜包裹形成的不规则膜泡体 内容物为同心层状 板状 丝状 指纹状或网状排列的膜性成分 正常中细胞可见 肿瘤细胞及病毒感染细胞内数量明显增多 对髓样结构的形成有两种说法 一 未消化完全的膜性结构物质 二 代谢不完全的脂类物质水化后而成 髓样结构 多泡体 0 2 0 3 内包含有许多小泡的膜泡 电镜发现低和高电子密度两种多泡体 细胞化学显示 前者酸性磷酸酶阴性 后者酸性磷酸酶阳性 化学示踪证实磷酸酶阴性发育成酸性磷酸酶阳性的 来源可能有二 一 来源于自噬的损伤的高尔基复合体泡 二 来源于吞饮泡的融合 神经细胞 盐酸细胞 卵母细胞常见 细胞消化器官 亦与激素生成 调节有关 三 溶酶体的功能 一 消化 营养和防御作用 1 异噬作用 异体吞噬 heterophagocytosis 细胞通过溶酶体将内吞物降解称异噬作用 异噬作用的意义 一 为细胞提供营养 二 防御细菌 病毒对细胞的侵害 但麻风杆菌 结核杆菌 艾滋病毒等不能被溶酶体降解 并可在吞噬细胞中繁殖 2 自噬作用 自体吞噬 autophagocytosis 溶酶体降解细胞自己衰死 损伤的细胞器 当细胞受到药物 射线 机械损伤或细病变时 自噬作用明显增强 自噬作用的意义 是细胞维持自我更新的重要方式 细胞只有不断清除 更新衰老损伤细胞器 才能保证各细胞器高效率发挥生理功能 如肝细胞 线粒体的半衰期为5 6天 核糖体5天 过氧化物酶体1 2天 是细胞自我保护的一种应急反应 A 细胞饥饿 自溶 更新 以小的牺牲来维持生命活动的最低需求 B 衰老病变细胞的病态反应 细胞在一定时间内为延续生存而自噬 3 自溶作用 细胞自溶 溶酶体膜破裂 酶外泄 细胞自溶 自杀 生理性自溶 发育过程中组织 器官改造的需要 如 蝌蚪变态发育时尾的自溶 人胚胎发育时指蹼的自溶等 病理性自溶 组织细胞死亡后 酶外泄 周围组织细胞溶解 是机体自我保护的一种方式 细胞死亡酶外泄 致周围细胞的溶解 使坏死部位与正常组织分离 有利于组织修复 二 胞外消化作用酶外释 分泌 到细胞外发挥作用 如 受精作用 骨的破坏和更新 卵巢黄体萎缩等 受精作用 三 参与激素的合成和分泌调节 溶酶体的粒溶作用可降解胞内过剩的外分泌激素 溶酶体降解细胞内过剩外分泌激素现象称分泌自噬作用 粒溶作用 如哺乳期 脑垂体催乳素分泌细胞合成催乳素 促进乳腺细胞泌乳 排出受抑制时 停止哺乳一定时间内 催乳素继续分泌 溶酶体与剩余分泌物融合将其降解 停止催乳 现证明几乎所有分泌蛋白和肽类激素及性激素细胞 睾丸间质 都存在分泌自噬现象 再如 血液中过多的胰岛素可与膜受体结合成胰岛素 受体复合物 经内吞入胞与溶酶体结合 复合物降解 从而降低了胰岛素和受体浓度 调节了血糖浓度 一些激素生成亦需溶酶体参与 如甲状腺素的合成 甲状腺素球蛋白是甲状腺滤泡上皮细胞合成的 分泌到滤泡腔内被碘化后 生成碘化甲状腺素球蛋白 再重吸收到滤泡上皮细胞内形成大胶滴 大胶滴与细胞内溶酶体融合后 蛋白酶将碘化甲状腺素球蛋白水解而生成甲状腺素 溶酶体参与甲状腺素合成的基本过程甲状腺滤泡上皮细胞 合成甲状腺素球蛋白 分泌到滤泡腔 碘 碘化甲状腺素球蛋白 滤泡上皮细胞重吸收 聚合成大脂滴 溶酶体 酶解 甲状腺素 分泌出胞 靶器官 内体 初级溶酶体 吞噬体 吞噬溶酶体 吞饮体 吞饮溶酶体 自噬体 自噬溶酶体 分泌颗粒 粒溶性溶酶体 次级溶酶体 残质体 异噬作用 自噬作用 胞外消化 溶酶体的功能图解 内体 初级溶酶体 吞噬体 异噬溶酶体 吞饮体 异噬溶酶体 自噬体 自噬溶酶体 分泌颗粒 粒溶性溶酶体 次级溶酶体 残质体 异噬作用 自噬作用 胞外消化 四 溶酶体与疾病 一 先天性溶酶体病 基因突变致溶酶体内酶缺陷而引发的疾病 糖原贮积病 脂质贮积病 粘多糖贮积病等 约40余种 多为AR遗传 1 糖原贮积病 CSD 如 肝肾糖原贮积病 CSDI型 VonGierke病 患婴 进行性肝肿大 喂养困难 发育迟缓 成人 身矮 四肢黄瘤 臀部脂肪增多 眼底黄斑等 溶酶体内酸性 葡萄糖苷酶遗传性缺乏 内吞糖原不分解 贮积在溶酶体内 过载 膜破裂 酶外泄 破坏组织细胞 血液检查 示高脂血症 高乳酸血症 酮血症 痛风 肝活检 可见大量糖原和脂质储积 AR遗传 患儿3 6个月时 表情淡漠 喂养困难 肌张力减退 呈惊跳反应 吃惊表情 迅速伸臂 尖叫 2 脂质沉积病 ML 如 家族性黑蒙痴呆 Tay Sachsdisease 亦称 GM2神经节苷脂储积症I型或称 氨基己糖苷酶A缺乏症 HexA AR遗传 6月大不能竖头 吞咽困难 1岁后智能减退 全身瘫痪 痉挛和惊厥 90 眼底黄斑 失明 耳聋 头围增大 脑强直 多因肺部感染3岁左右死亡 患者体液无HexA活性 可脐血诊断 产前诊断 测定羊水 羊水细胞HexA活性 3 葡糖神经酰胺 脑苷脂 储积症 Gaucher病 高雪氏病 大量葡糖脑苷脂在患者全身脏器组织内储积 患者肝 脾肿大及有较大储脂细胞 Gaucher细胞 遗传方式 AR遗传 发病机理 溶酶体内葡糖脑苷脂酶活性不足 葡糖脑苷脂不能生成葡萄糖和神经酰胺 故大量葡糖脑苷脂在患者全身脏器和组织内储积 按发病年龄 病程缓急和有无神经系统症状分三型 I型 慢性无神经病性Gaucher病 I型多见 出生数月至成年 但多10岁内发病 不累及神经系统 但常有肝脾肿大和骨骼损伤等症状 II型 急性神经病性Gaucher病 发病年龄平均为三个月 病情最严重 普遍有神经系统症状 多2岁内因肺部感染或缺氧死亡 III型 亚急性神经病性Gaucher病 少见 病情介于 型和 型之间 可在10岁左右出现症状 精神痴呆 机体痉挛等 肝睥肿大先于神经症状 Gaucher病的酶替补治疗 研究发现 巨噬细胞受体与细胞外糖蛋白的甘露糖残基结合后 随之被细胞内吞进入细胞内 该研究结果已被应用于溶酶体酶缺失的替补治疗 将胎盘中提取的糖脑苷脂酶修饰后 使显露的甘露糖残基与巨噬细胞表面的特异性受体结合 内吞入胞后与初级溶酶体融合 外源的糖脑苷脂酶进入溶酶体内而发挥作用治疗Gaucher病 4 神经鞘磷脂储积症 Niemann Pick病 尼曼 皮克病 AR遗传 发病机理 基因突变致溶酶体内鞘磷脂酶缺乏 A型 急性神经病型 3岁左右死亡 B型 慢性无神经系统受累型 C型 慢性神经病型 D型 变异型 E型 成人无神经病型 A B C三型常见 E型罕见 主要特征 鞘磷脂在全身脏器 组织内储积 肝 脾肿大 且进行性神经系统病变 骨髓活检 有较大泡沫状储脂细胞 Niemann Pick细胞 20 90 本病分5型 粘多糖组成A 透明质酸 HA 葡糖醛酸 N 乙酰D葡糖胺B 硫酸软骨素 CS 葡糖醛酸 N 乙酰D半乳糖胺C 硫酸皮肤素 DS 葡糖醛酸 艾杜糖醛酸和半乳糖胺D 硫酸乙酰肝素 HS 葡糖醛酸或艾杜糖醛酸 葡糖胺E 硫酸角质素 KS 半乳糖胺 D葡糖胺 共有VII型 只有II型为XR 其余均为AR 溶酶体粘多糖降解酶遗传性缺乏 粘多糖在溶酶体内储积 患者面容粗犷 骨骼异常 智力低下 角膜浑浊 脏器受损 伴粘多糖尿等 5 粘多糖储积病 MPS 6 细胞病 inclusion celldisease 细胞病患者的溶酶体内无酶 以至底物积蓄在溶酶体酶内形成大的包涵体 inclusions 但溶酶体的酶在患者血液中都能检测到 说明编码溶酶体酶的基因是正常的 研究证明 是因基因突变 致N 乙酰氨基葡萄糖磷酸转移酶缺乏 分选溶酶体酶的特异信号 M 6 P 缺失 酶在高尔基体内不能与M 6 P受体识别结合 故酶不能分选 包装而分泌到血液中 AR遗传 二 溶酶体膜失常与疾病 矽肺 矽尘颗粒内吞 矽酸 L膜破裂酶外泄 细胞自溶 再吞噬 再死亡 重复刺激 成纤维细胞增生 胶原纤维沉积 肺弹性下降 肺功能受损 矽肺 矽肺发生图解 a 内吞 b 酶外泄 细胞降解 d 再吞噬 矽尘颗粒 SiO2 该病因尚未阐明 临床表现为关节骨膜组织的炎症 现认为 关节软骨细胞的破坏可能与L酶外泄有关 三 溶酶体与类风湿性关节炎 软骨被消化后的代谢产物 如硫酸软骨素又能导致激肽的产生 激肽可参与关节的炎症反应 消炎痛和肾上腺皮质激素是溶酶体膜的稳定剂 故可用于类风湿性关节炎的治疗 缓解症状 酶外泄原因可能是因某种类风湿因子 抗IgG 被巨噬细胞 中性粒细胞吞入 刺激溶酶体酶外泄 溶酶体的胶原酶能侵蚀软骨 导致关节局部损伤而发病 四 溶酶体与肿瘤的关系 溶酶体与肿瘤的发生 艾利森 Allison 癌发生说 Allison提出 某些致癌物与转化的病毒 积累在溶酶体中 导致低水平的酶不断外释 就有可能通过细胞核内或细胞表面的酶和核酸酶的活性改变 最终导致细胞代谢紊乱或基因突变而致细胞癌变 溶酶体与肿瘤的治疗 依癌细胞有比正常细胞内吞作用强的特点 将抗肿瘤药物与载体结合 经内吞入胞后与溶酶体结合 载体被酶解 而药物直接作用于肿瘤细胞 提高了药物作用的特异 降低了毒副作用 如 在动物实验中 将阿霉素与载体耦连治疗小鼠白血病 存活期延长 且60 的病鼠完全康复 若单独给药 小鼠很快中毒死亡 最小0 1 0 3 0 5 一 过氧化物酶体形态特征 由一层膜围绕 高电子密度圆形 卵圆形小泡 亦见半月或长方形 最大1 5 尿酸氧化酶结晶 类核体 人 鸟无 广泛存在于动 植物细胞 有细胞特异性 在大小 形态及酶种类和数量上常有不同 鼠肝细胞 燕麦细胞 早期称微体 过氧小体 第四节过氧化物酶体 类核体 peroxisome 二 过氧化物酶体的酶类 约40多种 依酶的作用方式可以分为两类 1 氧化酶类 约占酶总量60 不同的酶作用底物不同 但共同特征是氧化底物的同时 将氧还原成H2O2 对细胞的氧张力有调节作用 RH2 底物 O2 氧化酶 R H2O2在肝 肾细胞参与解毒作用 如D 氨基酸氧化酶 尿酸氧化酶等 2 过氧化氢酶过氧化氢酶占酶总量的40 它把H2O2还原成水 H2O2 过氧化氢酶 2H2O O2每一个过氧化物酶体都含过氧化氢酶 是标志酶 不同细胞或同一细胞的不同过氧化物酶体 所含酶的种类和数量不同 并不是每个过氧化物酶体内都含40多种酶 但每一个过氧化物酶体都含H2O2酶 故是标志酶 三 过氧化物酶体功能 1 调节过氧化氢的含量 过氧化氢酶 防止H2O2在细胞内堆积 2 解毒作用 过氧化氢酶 RH2 有毒底物 H2O2R 无毒 2H2O 2H2O22H2O O2 过氧化氢酶能利用H2O2通过氧化还原反应氧化各种底物 如甲醛 甲酸 乙醇 亚硝酸盐等有毒物质分解为无毒物质 3 对细胞氧张力有调节作用 氧化酶 在氧化底物过程中 氧化酶使O2生成H2O2 而过氧化氢酶又使H2O2还原成H2O和O2 调节了细胞的氧含量 维持了O2的平衡 RH2 O2R H2O2 H2O2 过氧化氢酶 H2O O2 4 可能参与核酸 脂肪和糖的代谢 尿酸是核酸中嘌呤的降解产物 故过氧化物酶体的尿酸氧化酶参与核酸的代谢 H2O2生成酶 氧化酶 能催化脂肪酸降解为乙酰辅酶A 故与脂肪的代谢有关 过氧化物酶体在肝和肾细胞参与糖原的异生 非糖类物质转化为糖原物质称 糖原异生 总之 氧化酶在氧化底物过程中产生H2O2 过氧化氢酶则分解H2O2生成分子氧 又利用氧去氧化各种底物 使有毒物质转化无毒或