第3章细胞内膜系统3h2

第三节第三节 溶酶体溶酶体 溶酶体是细胞内的另一种膜性细胞器。溶酶体是细胞内的另一种膜性细胞器。溶酶体由高尔基体芽生的运输小泡和内溶酶体由高尔基体芽生的运输小泡和内体合并而成，由单位膜包围，内含有多体合并而成，由单位膜包围，内含有多种酸性水解酶，这些水解酶可以水解各种酸性水解酶，这些水解酶可以水解各种内源性和外源性物质，所以称为细胞种内源性和外源性物质，所以称为细胞内消化器。内消化器。一、溶酶体的一般特征一、溶酶体的一般特征 溶酶体由膜所包围的囊状细胞器，卵圆形，溶酶体由膜所包围的囊状细胞器，卵圆形，直径直径0.20.20.80.8微米，溶酶体在形态上具有多微米，溶酶体在形态上具有多样性和异质性。样性和异质性。溶酶体含溶酶体含6060多种水解酶如蛋白酶、核酸酶等，多种水解酶如蛋白酶、核酸酶等，这些酶最适这些酶最适PHPH值一般为值一般为5.05.0，故称酸性水解，故称酸性水解酶。酶。每一个溶酶体中只含有限的几种酶，各个溶每一个溶酶体中只含有限的几种酶，各个溶酶体含有不同酶组合。酶体含有不同酶组合。溶酶体的标志性酶是酸性磷酸酶。溶酶体的标志性酶是酸性磷酸酶。溶酶体膜的三大特性：溶酶体膜的三大特性：1 1、溶酶体膜上含有质子泵。、溶酶体膜上含有质子泵。质子泵利用水解时释放出的能质子泵利用水解时释放出的能 量将量将H H+泵入溶酶体内，从而维持泵入溶酶体内，从而维持 溶酶体腔内酸性环境。溶酶体腔内酸性环境。2 2、溶酶体膜含有多种载体蛋白。、溶酶体膜含有多种载体蛋白。3 3、溶酶体膜蛋白质呈高度糖基化。、溶酶体膜蛋白质呈高度糖基化。保护溶酶体膜免受水解酶的消化。保护溶酶体膜免受水解酶的消化。二、溶酶体的类型二、溶酶体的类型 溶酶体在形态和大小上存在很大的差异，因溶酶体在形态和大小上存在很大的差异，因而也称为异质性细胞器。而也称为异质性细胞器。溶酶体按传统的分类分为两种类型：即初级溶酶体按传统的分类分为两种类型：即初级溶酶体和次级溶酶体。溶酶体和次级溶酶体。初级溶酶体只含酸性水解酶，不含被消化的初级溶酶体只含酸性水解酶，不含被消化的物质。物质。次级溶酶体是指由初级溶酶体与消化物（底次级溶酶体是指由初级溶酶体与消化物（底物）相融后所形成。物）相融后所形成。随着研究的深入，是否有初级溶酶体的存在随着研究的深入，是否有初级溶酶体的存在提出了不同的见解。提出了不同的见解。溶酶体的形成是一个相当复杂的过程，溶酶体的形成是一个相当复杂的过程，涉及的涉及的细胞器有内质网、高尔基体等。细胞器有内质网、高尔基体等。酶蛋白寡糖链上的甘露糖在高尔基复合体顺面扁酶蛋白寡糖链上的甘露糖在高尔基复合体顺面扁囊内被磷酸化，形成囊内被磷酸化，形成6-6-磷酸甘露糖（磷酸甘露糖（M-6-P)M-6-P)。6-6-磷酸甘露糖是溶酶体酸性水解酶分选的重要识磷酸甘露糖是溶酶体酸性水解酶分选的重要识别信号别信号,高尔基反面网状结构膜上具有高尔基反面网状结构膜上具有M-6-pM-6-p受体受体 受体与溶酶体酶蛋白结合，浓缩在一起被分拣进受体与溶酶体酶蛋白结合，浓缩在一起被分拣进入有被小泡。但这种小泡的膜不具备溶酶体膜的入有被小泡。但这种小泡的膜不具备溶酶体膜的特征。特征。根据研究，目前学者提出摈弃初级和次级溶根据研究，目前学者提出摈弃初级和次级溶酶体的概念。将载有溶酶体酶的转运小泡与酶体的概念。将载有溶酶体酶的转运小泡与内体融合后形成的前溶酶体称为内体性溶酶内体融合后形成的前溶酶体称为内体性溶酶体，内体性溶酶体与不同底物融合形成的溶体，内体性溶酶体与不同底物融合形成的溶酶体统称为吞噬性溶酶体。酶体统称为吞噬性溶酶体。吞噬性溶酶体由内体性溶酶体和将被水解的吞噬性溶酶体由内体性溶酶体和将被水解的各种吞噬底物融合而构成。各种吞噬底物融合而构成。没有吞噬任何物质的内体性溶酶体则以溶酶没有吞噬任何物质的内体性溶酶体则以溶酶体的形式存在于细胞质内。体的形式存在于细胞质内。吞噬性溶酶体又可依据其吞噬底物的来源不同吞噬性溶酶体又可依据其吞噬底物的来源不同分为，分为，自噬溶酶体、异噬溶酶体和残余小体自噬溶酶体、异噬溶酶体和残余小体（一）自噬性溶酶体（一）自噬性溶酶体 自噬性溶酶体的吞噬底物为内源性物质，如细自噬性溶酶体的吞噬底物为内源性物质，如细胞内衰老和崩解的细胞器，胞内衰老和崩解的细胞器，溶酶体消化细胞自身的衰老的细胞器或细胞器溶酶体消化细胞自身的衰老的细胞器或细胞器碎片称为自噬作用。碎片称为自噬作用。正常细胞的自噬性溶酶体在消化、分解自然更正常细胞的自噬性溶酶体在消化、分解自然更替的一些细胞内的结构，防御上起着重要作用。替的一些细胞内的结构，防御上起着重要作用。（二）异噬性溶酶体（二）异噬性溶酶体 异噬性溶酶体的吞噬底物是经由细胞吞饮或异噬性溶酶体的吞噬底物是经由细胞吞饮或吞噬而被摄入细胞内的外源性物质，包括细吞噬而被摄入细胞内的外源性物质，包括细胞和大分子物质。胞和大分子物质。溶酶体对细胞外源物质的消化过程称为异噬溶酶体对细胞外源物质的消化过程称为异噬作用。作用。异噬性溶酶体常见于单核异噬性溶酶体常见于单核-巨噬细胞系统的细巨噬细胞系统的细胞、白细胞和肝细胞，中性粒细胞吞噬细菌，胞、白细胞和肝细胞，中性粒细胞吞噬细菌，巨噬细胞吞噬红细胞之后可在电镜下观察到巨噬细胞吞噬红细胞之后可在电镜下观察到细胞内出现大小不等的异噬性溶酶体。细胞内出现大小不等的异噬性溶酶体。异噬作用中被摄入细胞内的是固体物如病毒、异噬作用中被摄入细胞内的是固体物如病毒、细菌等形成吞噬体。细菌等形成吞噬体。异噬作用中被摄入细胞内的是液体物则形成吞异噬作用中被摄入细胞内的是液体物则形成吞饮体或吞饮泡。饮体或吞饮泡。吞噬体或吞饮体与内体性溶酶体接近并融合形吞噬体或吞饮体与内体性溶酶体接近并融合形成异噬性溶酶体或消化泡。在异噬性溶酶体内，成异噬性溶酶体或消化泡。在异噬性溶酶体内，这些外源性物质与消化酶混合并消化成小分子这些外源性物质与消化酶混合并消化成小分子物质，透过界膜进入细胞质，被细胞利用，未物质，透过界膜进入细胞质，被细胞利用，未被消化的物质残留下来称为残质体被消化的物质残留下来称为残质体 溶酶体既有消化营养作用又有防御机能。溶酶体既有消化营养作用又有防御机能。（三）残余小体（三）残余小体 处于末期阶段的吞噬性溶酶体由于水解酶的处于末期阶段的吞噬性溶酶体由于水解酶的活性很小或消失，还残留一些物质未被消化活性很小或消失，还残留一些物质未被消化和分解，仍旧存留于溶酶体内，形成电镜下和分解，仍旧存留于溶酶体内，形成电镜下色调较深，呈现不同形状和结构的残留物，色调较深，呈现不同形状和结构的残留物，这类溶酶体称为残余小体。这类溶酶体称为残余小体。在不同的细胞内见到的残余体有脂褐质、含在不同的细胞内见到的残余体有脂褐质、含铁小体、多泡体和髓样结构等。铁小体、多泡体和髓样结构等。1、脂褐质、脂褐质 脂褐质是一些形状不规则，围以单位膜的小脂褐质是一些形状不规则，围以单位膜的小体，研究认为，由于溶酶体缺乏分解某些脂体，研究认为，由于溶酶体缺乏分解某些脂类所必需的酶，而导致脂褐质的形成。类所必需的酶，而导致脂褐质的形成。脂褐质常见于衰老的神经细胞、心肌细胞和脂褐质常见于衰老的神经细胞、心肌细胞和肝细胞中，往往会随着细胞生存时间的延长，肝细胞中，往往会随着细胞生存时间的延长，其数量也在不断地增多。其数量也在不断地增多。2、含铁小体、含铁小体 含铁小体内部充满电子密度高的含铁颗粒。含铁小体内部充满电子密度高的含铁颗粒。在单核在单核-巨噬细胞系统的细胞中常见到含铁小巨噬细胞系统的细胞中常见到含铁小体。当机体摄入大量铁质时，在肝和肾等器体。当机体摄入大量铁质时，在肝和肾等器官的吞噬细胞中可出现许多含铁小体。官的吞噬细胞中可出现许多含铁小体。3、多泡体、多泡体 多泡体呈圆形，内含有许多小泡，在电镜下多泡体呈圆形，内含有许多小泡，在电镜下可见两种多泡体，一种为浅淡多泡体，另一可见两种多泡体，一种为浅淡多泡体，另一种为浓密多泡体。种为浓密多泡体。4、髓样结构、髓样结构 髓鞘样结构是内含膜性内容物呈同心层状、髓鞘样结构是内含膜性内容物呈同心层状、板状或指纹状排列，其形态结构类似于神板状或指纹状排列，其形态结构类似于神经髓鞘，因此称为称为髓鞘样结构。经髓鞘，因此称为称为髓鞘样结构。在病变的肿瘤细胞和病毒感染的细胞中，在病变的肿瘤细胞和病毒感染的细胞中，髓鞘样结构的数量增多。髓鞘样结构的数量增多。三、溶酶体的功能三、溶酶体的功能（一）溶酶体的消化、营养和防御作用（一）溶酶体的消化、营养和防御作用 溶酶体是细胞内消化器、降解内源性或外源性溶酶体是细胞内消化器、降解内源性或外源性物质并将其消化产物供细胞使用。物质并将其消化产物供细胞使用。细胞通过吞噬作用将细菌、红细胞吞入细胞内细胞通过吞噬作用将细菌、红细胞吞入细胞内后，吞噬物经水解酶的作用被消化、水解后，后，吞噬物经水解酶的作用被消化、水解后，可溶性小分子可透过溶酶体膜进入细胞质内，可溶性小分子可透过溶酶体膜进入细胞质内，被细胞重新利用。被细胞重新利用。正常或病变情况下正常或病变情况下,细胞内一部分细胞结构如细胞内一部分细胞结构如衰老或变性线粒体、内质网、高尔基体等以衰老或变性线粒体、内质网、高尔基体等以膜包裹后，进行自噬作用，逐渐被消化。膜包裹后，进行自噬作用，逐渐被消化。这一过程也称为自溶。这一过程也称为自溶。溶酶体通过对外来的病原体的降解还起到了溶酶体通过对外来的病原体的降解还起到了机体防御功能。如巨噬细胞能识别并吞噬机体防御功能。如巨噬细胞能识别并吞噬入侵病毒或细菌，融合后进入溶酶体被降入侵病毒或细菌，融合后进入溶酶体被降解，从而杀灭有害外来细菌。解，从而杀灭有害外来细菌。（二）溶酶体与器官发育（二）溶酶体与器官发育 溶酶体在器官发育、组织改造等方面起着重溶酶体在器官发育、组织改造等方面起着重要的作用。要的作用。有些组织器官有选择性退化消失与溶酶体有有些组织器官有选择性退化消失与溶酶体有关。如两栖类蝌蚪变成青蛙的过程中尾巴的关。如两栖类蝌蚪变成青蛙的过程中尾巴的消失、哺乳动物胚胎性器官发育中，某些特消失、哺乳动物胚胎性器官发育中，某些特定细胞的退化都与溶酶体有关。定细胞的退化都与溶酶体有关。（三）参与细胞外物质的消化（三）参与细胞外物质的消化不管初级或次级溶酶体不管初级或次级溶酶体,它们的活动范围只它们的活动范围只限于细胞内限于细胞内,其内部的水解酶通常也不会溢其内部的水解酶通常也不会溢出细胞外出细胞外,但在一些特殊情况下但在一些特殊情况下,溶酶体也可溶酶体也可以通过出胞作用将溶酶体酶释放到细胞外以通过出胞作用将溶酶体酶释放到细胞外,消化分解细胞外物质。消化分解细胞外物质。如破骨细胞可将溶酶体酶释放到细胞外如破骨细胞可将溶酶体酶释放到细胞外,降降解陈旧的骨质解陈旧的骨质,参与骨组织的吸收和改建。参与骨组织的吸收和改建。又如：精子的顶体其本质也是一种溶酶体又如：精子的顶体其本质也是一种溶酶体,在受精过程中在受精过程中,顶体中的酶被释放到细胞外顶体中的酶被释放到细胞外,消化卵外周的卵泡细胞消化卵外周的卵泡细胞,便于精子进入卵细便于精子进入卵细胞达到受精的目的，这也可以看作一种细胞胞达到受精的目的，这也可以看作一种细胞外消化现象。外消化现象。精子游向卵细胞精子游向卵细胞人类精子人类精子（四）溶酶体参与激素的形成与分泌调节（四）溶酶体参与激素的形成与分泌调节人们早就发现人们早就发现,大鼠脑下垂体催乳素细胞分泌大鼠脑下垂体催乳素细胞分泌催乳素受到抑制时催乳素受到抑制时,溶酶体与细胞内一部分分溶酶体与细胞内一部分分泌颗粒融合泌颗粒融合,将其消化降解以消除细胞内过多将其消化降解以消除细胞内过多的激素的激素,这种现象叫粒溶或分泌自噬。这种现象叫粒溶或分泌自噬。后来发现后来发现,几乎所有分泌蛋白质和肽类激素的几乎所有分泌蛋白质和肽类激素的细胞中都存在着粒溶现象细胞中都存在着粒溶现象,细胞通过这些方式细胞通过这些方式,可在短时间内清除部分激素，可在短时间内清除部分激素，进而有效地调进而有效地调节激素的分泌量。甲状腺素在溶酶体参与下生成节激素的分泌量。甲状腺素在溶酶体参与下生成 四、溶酶体与疾病四、溶酶体与疾病（一）先天性溶酶体异常病（一）先天性溶酶体异常病 机体由于基因缺陷可使溶酶体中缺乏某一种机体由于基因缺陷可使溶酶体中缺乏某一种水解酶，使相应作用物不能降解而集聚在溶水解酶，使相应作用物不能降解而集聚在溶酶体中，造成细胞代谢障碍，称为溶酶体储酶体中，造成细胞代谢障碍，称为溶酶体储积病。积病。型糖原蓄积病型糖原蓄积病-由于患者常染色体隐性由于患者常染色体隐性基因的缺陷，不能合成基因的缺陷，不能合成-葡萄糖苷酶，糖葡萄糖苷酶，糖原无法分解，溶酶体越来越大，患儿原无法分解，溶酶体越来越大，患儿2 2岁内岁内死亡。死亡。还有黑蒙性先天愚型，还有黑蒙性先天愚型，细胞病等。细胞病等。（二）溶酶体稳定性异常导致的疾病（二）溶酶体稳定性异常导致的疾病 细胞摄入某些有害物质，能引起溶酶体破裂，细胞摄入某些有害物质，能引起溶酶体破裂，而导致疾病的发生，如：当人体肺组织吸入而导致疾病的发生，如：当人体肺组织吸入周围环境的二氧化矽（周围环境的二氧化矽（SiOSiO2 2）后，会导致溶）后，会导致溶酶体膜破裂，引起巨噬细胞死亡，细胞死亡酶体膜破裂，引起巨噬细胞死亡，细胞死亡后释放的二氧化矽又被正常细胞吞噬，造成后释放的二氧化矽又被正常细胞吞噬，造成恶性循环。降低了肺的弹性功能而形成矽肺。恶性循环。降低了肺的弹性功能而形成矽肺。溶酶体异常与癌症的发生有一定关联。溶酶体异常与癌症的发生有一定关联。河南工人张海超来济讲述开胸验肺河南工人张海超来济讲述开胸验肺 第四节第四节 过氧化物酶体过氧化物酶体 一、过氧化氢酶体的结构与功能一、过氧化氢酶体的结构与功能过氧化物酶体又称为微体，由单层膜包围，其中有过氧化物酶体又称为微体，由单层膜包围，其中有一些中等致密度的颗粒状物质和结晶状结构的囊状一些中等致密度的颗粒状物质和结晶状结构的囊状小体小体-类核体类核体（尿酸氧化酶晶）（尿酸氧化酶晶）。哺乳动物中，只有肝细胞和肾细胞中可观察到典型哺乳动物中，只有肝细胞和肾细胞中可观察到典型的过氧化氢酶体。的过氧化氢酶体。过氧化氢酶体中含有过氧化氢酶体中含有40多种氧化酶及过氧化氢酶。多种氧化酶及过氧化氢酶。过氧化氢酶是过氧化物酶体的标志性酶。过氧化氢酶是过氧化物酶体的标志性酶。所含酶类：所含酶类：催化生成过氧化氢的氧化酶催化生成过氧化氢的氧化酶 有还原过氧化氢的过氧化氢酶。有还原过氧化氢的过氧化氢酶。过氧化物酶体具有解毒作用，因为过氧化氢过氧化物酶体具有解毒作用，因为过氧化氢酶能利用酶能利用H H2 2O O2 2将酚、甲醛、甲酸和醇等有害将酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化，饮入的酒精物质氧化，饮入的酒精1/41/4是在过氧化物酶是在过氧化物酶体中氧化为乙醛。体中氧化为乙醛。1、对有毒物质的解毒作用、对有毒物质的解毒作用 2、对细胞中氧张力的调节作用、对细胞中氧张力的调节作用 3、对细胞质氧化型辅酶、对细胞质氧化型辅酶的再生作用的再生作用 4、参与脂肪、核酸和糖的代谢、参与脂肪、核酸和糖的代谢 过氧化物酶体功能过氧化物酶体功能 二二、过氧化氢酶的来源以及细胞病变、过氧化氢酶的来源以及细胞病变 普遍认为过氧化氢酶体的蛋白质又粗面内普遍认为过氧化氢酶体的蛋白质又粗面内质网上核糖体合成的。质网上核糖体合成的。氧化氢酶体的数目与肿瘤细胞的生长速度氧化氢酶体的数目与肿瘤细胞的生长速度成正比。成正比。当人体患有某些炎症或慢性酒精中毒时，当人体患有某些炎症或慢性酒精中毒时，可见到细胞中氧化氢酶体增多。可见到细胞中氧化氢酶体增多。