ЛИЗОСОМЫ

Лизосомы встречаются в клетках в норме и патологии. Они участвуют в питании клетки, разрушении клеток или их стареющих частей, тем самым облегчая восстановление клеток или способствуя их нормальному созреванию.

Лизосомы можно определить как электронноплотные структуры небольших размеров, которые имеют вид полиморфных гранул или везикул,окруженныхлипоп- ротеидной мембраной (рис. 2.5). Это определение относится, главным образом, к первичнымлизосомам, которые являются дериватами (производными) эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи. Они способны разрушать протеины, липиды, полисахариды и нуклеиновые кислоты при помощи более 50 лизосом- ных ферментов типа гидролаз.

Первичные лизосомы объединяются с другими вакуолями, выбрасывая свое содержимое в них, и образуют таким образом вторичные лизосомы: пиноли- зосомы,фаголизосомы и аутофаголизосомы или цитолизосомы (цитолизомы). Они довольно полиморфны и богаты кислой фосфатазой. Если процесс переваривания полностью не осуществляется, в них образуются

Рис. 2.5. Схема формирования первичных и вторичныхлизосом

резидуальные (остаточные) тельца или телолизосомы, имеющие самый разнообразный вид. Одни из нихуда- ляются из клетки путем экзоцитоза, другие — путем клазматоза. Некоторые телолизосомы подвергаются биохимической переработке и удаляются путем диффузии через клеточную мембрану. Другие могут образовывать коричневатые комплексы,такие каклипофусцин, липосидерин, гемосидерин и др., которые остаются внутриклеточно или удаляются из клетки. Гранулы липофусцина рассматриваются некоторыми авторами как продукты распадалипопротеидов мембран и носятна- звание «пигмент изнашивания клетки».

Таким образом,лизосомы относятся к внутрикле- точнойлитической, или «переваривающей» системе. B некоторых клетках переваривающая функция может бытьдоминирующей, какнапример,вполиморфноядер- ныхлейкоцитах. B отличие от большинства органелл, ранее изученных,лизосомы обладают катаболической, а не анаболической функцией. Эту функциюлизосомы осуществляют при помощи двух механизмов — путем эндоцитоза и аутофагии.

Эндоцитоз. Этот процесс очень часто наблюдается в проксимальных извитых канальцах почек. Протеины, особенно с низким молекулярным весом, после прохождения гломерулярного фильтра реабсорбируются и накапливаютсялизосомами клетокэпителия извитых канальцев почек. По-видимому, именно это явление Вирхов описал под названием «мутное набухание». Наличие в клетках канальцев почек при многих протеинуриях гранул с положительной реакцией на кислую фосфатазу свидетельствует об их лизосомном проис- хождении.Аналогичноенакопление протеинов, осуществляемое лизосомами, может наблюдаться в печени (клетках Купфера, мононуклеарных фагоцитах).

Аутофагия. Способность лизосом захватывать и разрушать собственные структуры клетки объясняет, каким образом большие молекулы, такие как гликоген и ферритин, могут проникать в эти органеллы. Mexa- низмаутофагии начинаетсясобразования вокругуча- стка цитоплазмы системы гладких мембран, которые охватывают циркулярно этот участок и сливаются в форме вакуоли, в которую первичные лизосомы выбрасывают свои энзимы. Этот феномен, описываемый под названием «фокальный клеточный некроз», играет роль внутреннего регулятора цитоплазмы. Можно предположить, что он позволяет клетке контролировать число ее митохондрий, репродукция которых осуществляется более или менее автономно.

Лизосомные болезни

Повреждение лизосомных мембран

Дестабилизация (лабилизация)лизосомных мембран в виде трещин и разрывов может наблюдаться при воздействии различныхагрессивныхфакторов: ионизи- рующейрадиации,аноксии,шоке,отравлениитетрахло- ристым углеродом, воздействии кремния, недостатке витаминов и гипервита^инозе А, воздействии бактериальных эндотоксинов и т.д.

Однако имеется большое число стабилизаторов лизосомной мембраны, защищающих ее от внешних воздействий. K ним относятся холестерол, кортикоиды, витамин E в малых дозах, антигистамин и т. д. Они повышают резистентность клеток по отношению к агрессору. Лизосомы продуцируют также большое число инактиваторов агрессивных агентов, например, при воспалении, иммунных реакциях, интоксикации. Когда этафункция избыточна и превышаетсилуагрессии или блокирует ее природу, лизосомы не принимают боль- шеучастия в гомеостазе. Они становятся анормальными и растянутыми.

Недостаток лизосомных энзимов. B лизосомах могуготсутствовать некоторые энзимы, необходимыедля нормального метаболизма клеток. Энзимопатия или дис- метаболическая болезнь имеет врожденный характер и передается по наследству по аутосомнорецессивному типу. Дефицитэнзимов наблюдается наиболее часто при гликогенозах (болезнь Помпе, болезнь Гирке),липидо- зах (недостаточность липаз адипозоцитов), гепатозах (болезнь Дабина-Джонсона). Эти состояния иногда на- зывают«болезнями накопления». B реальной действительности речь идет не об избыточном образовании различных субстанций, а о замедлении или остановке разрушения их метаболитов при нормальном синтезе. Вы- ражение«лизосомныеболезни»отражает генетический дефицит лизосомных ферментов, а не собственно по- вреждениелизосом. Только некоторые состояния могут несомненно соответствовать этому термину. Это редкая болезнь Шедиака-Хигачи, при которой выявляются крупные гранулы в поврежденныхлизосомах полинуклеаров крови. Аналогичное состояние наблюдается такжеуале- утских норок и касается нарушения синтеза различных клеточных включений, в частности, зерен меланина, что сопровождается их избыточным накоплением в лизосомах и нарушением функции. Синдром включает: альбинизм, нейтропению, аденопатию, гепатоспленомегалию, рецидивирующие инфекции.

Феномен накопления в лизосомах лежит в основе болезни Вильсона, при которой накапливается медь, и гемохроматоза,сопровождающегося накоплением фер- ритина.