细胞的内膜系统--溶酶体

1、第八章 细胞的内膜系统第四节 溶酶体,医学遗传学系,细胞生物学,2009年6月22日，28岁的张海超被逼无奈执著要求“开胸验肺”，以此证明自己确实患上了“尘肺病”。,2012年3月5日，备受社会关注的“pm2.5”一词首度出现在政府工作报告中,细胞的内膜系统(endomembrane system) 是指细胞质内在形态结构、功能和发生上具有相互联系的膜相结构的总称，包括核膜、内质网、高尔基复合体、溶酶体以及各种膜性小泡等。,溶酶体 (lysosome),第四节 溶酶体,溶酶体形成模式图,溶酶体(lysosome)是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化。典型

2、的动物细胞中约含有数百个溶酶体，但在不同的细胞内溶酶体的数量和形态有很大差异。,溶酶体 (lysosome),溶酶体是由一层单位膜围界而成的球形或卵圆形结构，其直径一般在0.20.8 m之间，膜厚约6nm。,电镜下，因溶酶体内含物的电子密度较高，着色深，易与线粒体、过氧化物酶体等泡状细胞器相区别。,一、形态特点和化学组成,溶酶体 (lysosome),过氧化物酶体 (peroxisome),线粒体 (mitochondrion),标志酶：酸性磷酸酶 溶酶体含有丰富的酸性水解酶，目前发现约有60余种，其最适ph为5.0。 脂质双分子层中以鞘磷脂居多；膜蛋白异乎寻常高度糖基化。膜上具有质子泵，依赖

3、atp水解放出能量将h+泵入溶酶体内以维持其内腔的酸性ph。,溶酶体的形成 溶酶体的形成是一个相当复杂的过程， 涉及的细胞器有内质网、高尔基复合体等。比较清楚的是甘露糖-6-磷酸途径(mannose 6-phosphate sorting pathway, m6p)：,一般来说，溶酶体是从反面高尔基网以出芽方式形成。,二、溶酶体的形成与分类,溶酶体形成的m6p途径,溶酶体的酶类在内质网上起始合成，由运输小泡运输至高尔基复合体；在顺面高尔基体带上甘露糖-6-磷酸标记后；在高尔基体反面网络形成溶酶体分泌泡； 最后，去磷酸化成为溶酶体。,1. 初级溶酶体 是由高尔基复合体芽生的运输小泡和内体合并而成

4、。水解酶无活性，没有作用底物及消化产物。 2. 次级溶酶体 由初级溶酶体和将被水解的各种吞噬底物融合而成。水解酶有活性，有作用底物及消化产物。,根据底物来源不同，将次级溶酶体分为自噬性溶酶体和异噬性溶酶体。,3. 残余小体(residual body) 次级溶酶体经过一段时间消化后，其中的小分子物质转运到细胞质基质中，未被消化的物质残存在溶酶体中形成残余小体，可通过外排作用将内容物排出细胞。,溶酶体的基本功能是酶解消化作用。它既可对吞噬入胞的异源物质如细菌、病毒等进行消化分解，也可对细胞内自噬的衰亡细胞器、营养颗粒等物质进行消化分解。同时机体中细胞的生理性自溶及精/卵结合也与溶酶体有关。 细胞

5、内的消化作用 对细胞外物质的消化 自溶作用 粒溶作用,三、溶酶体的生物功能,1. 细胞内的消化作用 1) 自噬作用 溶酶体对细胞自身结构组分的消化分解过程称为自噬作用。通过自噬作用细胞结构得以更新，有利于高效率发挥生理功能。,2) 异噬作用 溶酶体对外源性异物的消化分解过程称为异噬作用。异噬作用不仅为细胞生存提供了可直接利用的营养物质，而且还能消除外来异物的毒害对机体起着防御保护作用。,在受精过程中的作用，精子的顶体相当于特化的溶酶体，其中含多种水解酶类，能溶解卵细胞的外被及滤泡细胞，产生孔道，使精子进入卵细胞。,2. 对细胞外物质的消化 参与受精过程和骨质更新。,3. 自溶作用 指在细胞内，

6、在一定条件下，溶酶体膜破裂，水解酶溢出致使细胞本身被消化分解，这一过程称为自溶作用。 青蛙变态发育阶段尾巴的逐渐消失是溶酶体自溶作用的结果。 在人类，子宫内膜的周期性萎缩可部分归因于溶酶体自溶作用。,4. 粒溶作用 溶酶体分解胞内剩余营养颗粒的作用称为粒溶作用。 例如：母体哺乳期内乳腺细胞含有丰富的乳汁颗粒，一旦停止授乳，细胞内多余的乳汁颗粒即与溶酶体融合而被分解。,溶酶体的功能状态与一些疾病的发生相关： 先天性溶酶体病(糖原沉积病、脂质沉积病和粘多糖沉积病等) 矽肺 类风湿性关节炎 肿瘤,四、溶酶体与疾病的关系,1. 什么是矽肺？,矽肺是尘肺中最为严重的一种类型。矽肺患者常有咳嗽、气急、头昏

7、、头痛、胸闷、胸痛、呼吸困难、消瘦乏力等症状。严重时影响肺功能，丧失劳动能力。,2. 矽肺如何形成？什么情况下容易患矽肺？,长期从事暴露于粉尘类的职业，由于过多的吸入含有游离二氧化硅(sio2)的粉尘所引起一种慢性疾病。,溶酶体相关病例举例-矽肺,患者由于长期吸入大量含有游离二氧化硅粉尘所引起，以肺部广泛的结节性纤维化为主的疾病。,临床诊断,肺部细胞高度纤维化而丧失功能，严重肺功能，严重时造成丧失劳动能力。,为什么游离二氧化硅(sio2)的粉尘就能引起细胞的纤维化？或者说最终导致矽肺的发生？,与细胞内细胞器-溶酶体的自溶作用有关,巨噬细胞,矽肺是一种职业病，其病因与溶酶体的自溶作用有关。,矽尘吸入肺泡,sio2,巨噬细胞吞噬外来异物sio2,巨噬细