Лизосомальный аппарат клетки. Классификация лизосом

Было обнаружено, что среди различных по морфологии лизосомных частиц можно выделить по крайней мере четыре типа: первичные лизосомы, вторичные лизосомы, аутофагосомы и остаточные тельца.

Первичные лизосомы (гидролазные пузырьки) – округлые пузырьки небольшого размера, с мелкозернистым, гомогенным, плотным матриксом. Надежная идентификация первичных лизосом возможна только при гистохимическом выявлении характерных ферментов (кислая фосфатаза). Первичные лизосомы – неактивные структуры, еще не вступившие в процессы расщепления субстратов.

Вторичные лизосомы – органеллы, активно участвующие в процессах внутриклеточного переваривания. Диаметр вторичных лизосом обычно составляет 0.5-2 мкм, их форма и структура могут существенно варьировать в зависимости от перевариваемого субстрата, но обычно содержимое вторичных лизосом гетерогенно. Вторичная лизосома – результат слияния первичной лизосомы с фагосомой или аутофагосомой.

Фаголизосома формируется путем слияния первичной лизосомы с фагосомой - мембранным пузырьком, содержащим материал, захваченный клеткой извне. Процесс разрушения этого материала называется гетерофагией.

Аутофаголизосома образуется при слиянии первичной лизосомы с аутофагосомой - мембранным пузырьком, содержащим собственные компоненты клетки, которые подлежат разрушению. Источником мембраны, окружающей клеточные компоненты, служит ЭПС. Процесс переваривания внутриклеточного материала называется аутофагией.

Функции лизосом.

1.Переваривающая. При эндоцитоце клетка захватывает не только питательные вещества, но и бактерии и другие вещества, попадающие в организм. Ферменты лизосом переваривают захваченные частицы, сливаясь с вакуолями.

2. Процесс переваривания внутриклеточного материала называется аутофагией. Аутофагия обеспечивает постоянное обновление клеточных структур благодаря перевариванию митохондрий, полисом, фрагментов мембран. Частным случаем аутофагии является кринофагия – лизосомальное разрушение избытка невыведенного секрета
3.При автолизе лизосомы самоуничтожают клетки, которые могут оказать пагубно влияние на организм. Этот процесс происходит при развитии организма и дифференцировании клеток, отвечающих за специализированные процессы.
4. к функциям лизосом можно отнести их участие в обмене веществ. Переваренные лизосомами вещества поступают в межклеточную жидкость или плазму крови и вовлекаются в обмен веществ. В растительных организмах лизосомы способны накапливать ионы, пигменты, белки и вторичные метаболиты.

Гетерофагия

- внутриклеточное пищеварение для питания клеток.Гетерофагия играет очень важную роль в функции клеток всех тканей и органов. Дефицит тех или иных лизосомальных ферментов может приводить к развитию ряда заболеваний, вызванных накоплением в клетках непереваренных веществ (чаще всего гликогена, гликолипидов, гликозаминогликанов), которые нарушают их функцию. При наиболее распространенных заболеваниях, относящихся к этой группе, повреждаются нейроны, макрофаги, фибробласты и остеобласты, что клинически проявляется разнообразными по тяжести нарушениями строения и функции скелета, нервной системы, печени, селезенки. В почке в результате гетерофагии клетки захватывают белки из просвета канальцев и расщепляют их до аминокислот, которые далее возвращаются в кровь. Гетерофагия в клетках щитовидной железы обеспечивает отщепление йодсодержащих гормонов от белковой матрицы и последующее всасывание их в кровь.

71. Физиологические адаптации гетерофагии (защита, реконструкция кости, образование тироксина, почечная реабсорбция и др).

В многоклеточных организмах гетерофагия приспособлена к широкому кругу функций, служащих скорее организму в целом, а не отдельным клеткам. Сходная деятельность наблюдается у макрофагов, представляющих собой группу клеток, разбросанных по всем тканям и характеризующихся чрезвычайно выраженной и неразборчивой фагоцитарной активностью. Макрофаги также участвуют в защите организма, но помимо этого выполняют роль основных «чистильщиков» и «мусорщиков». Мы находим их в легких, где они беспрестанно чистят поверхность альвеол. Все, что они не могут переварить, откладывается в их лизосомах, и, когда лизосомы наполняются, макрофаги, сморщиваются и умирают, а затем с мокротой удаляются из организма.

Гетерофагия участвует также в обновлении и перестройке нерастворимых внеклеточных структур. Так, кости содержат клетки, названные остеокластами, которые заняты тем, что прорывают туннели через костный матрикс. С этой целью они секретируют кислые и лизосомальные ферменты в слепой конец туннеля; таким образом они растворяют кристаллы составляющие основную часть минералов кости, и демонтируют каркас из коллагеновых волокон, формирующий органический матрикс ткани. Весь этот процесс завершается фагоцитозом и внутриклеточным перевариванием обломков. Восстановление разрушенной ткани происходит при помощи клеток-строителей, названных остеобластами, которые создают новые костные элементы, или трабекулы.

Аутофагия.

Процесс переваривания внутриклеточного материала называется аутофагией. Аутофагия обеспечивает постоянное обновление клеточных структур благодаря перевариванию митохондрий, полисом, фрагментов мембран. Частным случаем аутофагии является кринофагия – лизосомальное разрушение избытка невыведенного секрета.

73.Кринофагия.

Частным случаем аутофагии является крино-фагия - лизосомальное разрушение избытка невыведенного секрета в железистых клетках.

74. Происхождение лизосом.

Лизосомы не представляют собой в клетках самостоятельных структур, они образуются за счет активности эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи и в этом отношении напоминают секреторные вакуоли и что основная их роль заключается в участии в процессах внутриклеточного расщепления как экзогенных, так и эндогенных биологических макромолекул.

Биосинтез мембран.

Итак, на рибосомах ЭР происходит синтез основной части мембранных белков клетки. Синтез этих белков отличается от синтеза секреторных тем, что по мере синтеза мембранные белки не освобождаются от мембран, а остаются в их составе, становясь таким образом или трансмембранными интегральными белками, или полуинтегральными.

В ЭР происходит синтез и сборка липидов самих мембран, включая фосфолипиды и холестерол. Ферменты, участвующие в синтезе липидов, встроены в мембрану ЭР со стороны цитозоля, и синтез липидов происходит на мембране там же. Таким образом синтезированные липиды встраиваются в мембрану ЭР в липидный слой со стороны цитоплазмы, но переносятся на внутреннюю сторону с помощью переносчиков фосфолипидов. Таким образом билипидный слой мембраны растет, увеличивая поверхность вакуоли или цистерны ЭР. Этот процесс идет одновременно с синтезом интегральных мембранных белков, так что липопротеидная мембрана, как таковая, строится и растет за счет двух процессов: синтеза и встраивания липидов, и синтеза и интеграции мембранных белков. Необходимо подчеркнуть, что такое "зарождение" мембран вакуолярной системы происходит только в гранулярном ЭР.

Рециклирование мембран.

Рециклирование-это перераспределение, либо повторное использование.

Общая морфология

Митохондрии, или хондриосомы, представляют собой гранулярные или нитевидные органеллы, присутствующие в цитоплазме простейших, растений и животных. Митохондрии можно наблюдать в живых клетках, так как они обладают достаточно высокой плотностью. В живых клетках митохондрии могут двигаться, перемещаться, сливаться друг с другом. Обычно митохондрии скапливаются вблизи тех участков

цитоплазмы, где возникает потребность в АТФ, образующейся в митохондриях.

Функции митохондрий

1.Митохондрии осуществляют синтез АТФ, происходящий в результате процессов окисления органических субстратов и фосфорилирования АДФ. 2) участие в биосинтезе стероидов;3) участие в окислении жирных кислот.

История открытия.

Митохондриальная ДНК была открыта Маргит Насс и Сильвен Насс в 1963 году в Стокгольмском университете при помощи электронной микроскопии и, независимо, ученымиЭллен Харлсбруннер, Хансом Туппи и Готтфридом Шацем при биохимическом анализе фракций митохондрий дрожжей в Венском университете в 1964 году.