Лизосомы. Образование, строение и функции. Морфологическая гетерогенность лизосом. Лизосомные патологии.

Лизосомы-специализированная часть внутриклеточной катаболической системы. Они представляют собой мемьранные пузырьки, содержащие ферменты. Известно более 50 лизосомных ферментов, которые обеспечивают расщепление макромолекул (различные протеазы, нуклеазы, гликозидазы, липазы…). Все они являются кислыми гидролазами. Мембрана лизосомы обладает рядом особенностей. Она образует барьер, устойчивый к действию гидролаз и предотвращающий их утечку. Мембрана содержит АТФ-зависимый протонный насос, который осуществляет закисление среды внутри лизосомы. Транспортные белки в мембране лизосомы переносят низкомолекулярные продукты расщепления в цитозоль. Первичная функция лизосом-участие в процессах внутриклеточного расщепления макромолекул до низкомолекулярных соединений. Поступление веществ в лизосомы происходит разными путями:

1.различные макромолекулы из внеклеточного пространства поступают в клетку в окаймленных пузырьках, образующихся в результате эндоцитоза. После этого они последовательно обнаруживаются сперва в периферических, затем в перинкулеарных эндосомах и наконец подвергаются действию гидролаз в эндолизосомах. Ферменты доставляются в эндолизосомы из аппарата Гольджти транспортными пузырьками, которые иногда называют первичными лизосомами. Дальнейшее расщепление происходит в зрелых лизосомах, называемых также вторичными.

2.при поглощении крупных объектов образуются фагосомы. Их слияние с эндолизосомами приводит к образованию фаголизосом.

3. характерен для аутофагии. Происходит расщепление собственных компонентов клетки. Аутофагия начинается с отделения органоида, предназначенного для расщепления от цитоплазмы за счет мембраны ЭПР. Получившаяся аутофагосома сливается с эндолизосомой и образуется аутофаголизосома. При аутофагии перевариваются органоиды, утратившие функциональную активность вследствие старения или регенерации отдельных клеточных структур. Она также может быть направлена на реализацию специальных задач (например, обеспечение жизнедеятельности при голодании).

После накопления в лизосоме непереваренных остатков она превращается в остаточное тельце или телолизосому. Содержимое телолизосомы либо выводится путем экзоцитоза, либо длительное время хранится в клетке.

В многоклеточных организмах гидролазы лизосом необходимы для гистогенеза и дифференцировки органов. Они обеспечивают процессы деструкции личиночных тканей при метаморфозе. В том случае имеет место автолиз-самопереваривание клеток в результате высвобождения ферментов лизосом. Он происходит также после гибели клетки и при некоторых патологиях.

Многие наследственные заболевания связаны с нарушением работы лизосом (болезни накопления). Они могут быть вызваны дефектом гидролах\з. Это приводит к снижению активности ферментов и перегрузке лизосом непереваренными веществами. Например, при болезни Тея-Сакса нарушено расщепление липидов. Больные дети страдают задержкой умственного развития и умирают в возрасте 2-4 лет. Еще одной причиной развития болезней накопления может быть нарушение сортировки и транспорта ферментов в лизосомы, как в случае I-клеточной болезни.