Лизосома

Лизосо́ма (от греч. λύσις — разложение и σώμα — тело) — окружённая мембраной клеточная органелла, в полости которой поддерживается кислая среда и находится множество растворимых гидролитических ферментов. Лизосома отвечает за внутриклеточное переваривание макромолекул, в том числе при аутофагии; лизосома способна к секреции своего содержимого в процессе лизосомного экзоцитоза; также лизосома участвует в некоторых внутриклеточных сигнальных путях, связанных с метаболизмом и ростом клетки.

Лизосома является одним из видов везикул и относится к эндомембранной системе клетки. Разные виды лизосом могут рассматриваться как отдельные клеточные компартменты.

Лизосомы были открыты в 1955 году бельгийским биохимиком Кристианом де Дювом. Лизосомы есть во всех клетках млекопитающих, за исключением эритроцитов. У растений к лизосомам по способу образования, а отчасти и по функциям близки вакуоли. Лизосомы есть также у большинства протистов (как с фаготрофным, так и с осмотрофным типом питания) и у грибов. Таким образом, наличие лизосом характерно для клеток всех эукариот. У прокариот лизосомы отсутствуют, так как у них отсутствует фагоцитоз и нет внутриклеточного пищеварения.

С нарушением функций лизосом связан ряд наследственных заболеваний у человека, называемых лизосомными болезнями накопления.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Лизосомы содержат большое количество ферментов, которые расщепляют белки и углеводы. В лизосомах локализовано примерно 1/3 лизоцима (специальный фермент), обеспечивающего распад углеводов бактериальных клеток, способствующего последующему водному расщеплению бактерий при участии специальных ферментов. В процессе «пожирания» чужеродных клеток нейтрофилы активно выделяют из этих резервуаров в окружающих клетку среду свое содержимое – фермент лизоцим, который участвует в уничтожении чужеродных агентов. Вторичные гранулы образуют типичную специфическую зернистую структуру нейтрофилов и содержат углеводы (гликоген), жиры (липиды), ряд ферментов, а также лизоцим. В ряде случаев, при острых инфекционных заболеваниях или интоксикациях, зернистость цитоплазмы изменяется, становится более крупной и базофильной, т. е. появляется так называемая токсическая зернистость, представляющая собой незрелые, аномально окрашенные гранулы.

М. Ю. Ишманов, 250 показателей здоровья, 2013

Следует отметить, что все клетки содержат в цитоплазме лизосомы, но в различном количестве. Имеются специализированные клетки (макрофаги), в цитоплазме которых содержится очень много первичных и вторичных лизосом. Такие клетки выполняют защитные функции в тканях и называются клетками-чистильщиками, так как они специализированы на поглощение большого числа экзогенных частиц (бактерий, вирусов), а также распавшихся собственных тканей.

Александр Седов, Гистология человека: конспект лекций для вузов

Лизосомы содержатся во всех клетках, однако в неравном количестве. Специализированные клетки – макрофаги – содержат в цитоплазме большое количество первичных и вторичных лизосом. Они выполняют защитную функцию в тканях, поглощают значительное число экзогенных веществ – бактерий, вирусов, других чужеродных агентов и продуктов распада собственных тканей.

Аурика Луковкина, Полный курс за 3 дня. Гистология, 2009

При нарушении целостности мембраны лизосом или при заболевании клетки гидролазы поступают внутрь клетки из лизосом и осуществляют ее самопереваривание (автолиз). Этот же процесс лежит в основе процесса естественной гибели всех клеток (апо-птоза).

Е. А. Козлова, Общая биология

Лизосомы – окружённые мембраной округлые пузырьки. Функцией лизосом является внутриклеточное пищеварение – переваривание материала внутриклеточных компонентов или частиц, различными путями попавших в клетку. Пероксисомы – мембранные пузырьки, особенно многочисленны в клетках печени и почек, и содержащие ферменты, катализирующие анаболические (биосинтез жёлчных кислот) и катаболические (окисление жирных кислот, разрушение ксенобиотиков) процессы.

Н. Б. Панкова, План-конспект ответов на вопросы экзамена по физиологии, 2009

У многоклеточного организма содержимое клетки отделено от внешней среды и соседних клеток плазматической мембраной, или плазмалеммой. Все содержимое клетки, за исключением ядра, носит название цитоплазмы. Она включает вязкую жидкость – цитозоль (или гиалоплазму), мембранные и немембранные органоиды. К мембранным компонентам клетки относятся ядро, митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных клеток. К немембранным компонентам относятся хромосомы, рибосомы, клеточный центр и центриоли, органоиды передвижения (реснички и жгутики). Клеточная мембрана (плазмалемма) состоит из липидов и белков. Липиды в мембране образуют двойной слой (бислой), а белки пронизывают всю ее толщу или располагаются на внешней или внутренней поверхности мембраны. К некоторым белкам, находящимся на наружной поверхности, прикреплены углеводы. Белки и углеводы на поверхности мембран у разных клеток неодинаковы и являются своеобразными указателями типа клеток. Благодаря этому клетки, принадлежащие к одному типу, удерживаются вместе, образуя ткани. Кроме того, белковые молекулы обеспечивают избирательный транспорт сахаров, аминокислот, нуклеотидов и других веществ в клетку и из клетки. Таким образом, клеточная мембрана выполняет функции избирательно проницаемого барьера, регулирующего обмен между клеткой и средой.

Ю. В. Блинохватова, Биология с основами экологии, 2013

Исследования свойств пиявочного секрета продолжались. В 1969 году были открыты полипептиды (белки), блокирующие протеолитические ферменты – трипсин и плазмин, участвующие в расщеплении пищи, названные бделлины. С их помощью консервируется кровь, насосанная пиявкой, сохраняясь в ее кишечном тракте длительное время. Обнаружены были также другие белковые соединения – эглины, инактивирующие протеазы гранулоцитов человека – катепсин G и эластазу. Эглины, вступая во взаимодействие с катепсинами лизосом макрофагов, полиморфно-ядерных лейкоцитов, поддерживающими воспалительный процесс и деструкцию ткани при ряде заболеваний инфекционно-аллергического и иммунопатологического происхождения, таких как ревматоидный артрит, подагра, выполняют задачу противовоспалительного фактора, уменьшая степень отека тканей, вовлеченных в патологический процесс. Значение этих реакций блокирования расщепления коллагена, протеогликанов, других белков тканей организма, осуществляемых с участием эглинов, трудно переоценить.

Наталья Ольшевская, Лечение пиявками. Золотые рецепты гирудотерапии, 2010

Гетерофагия – это расщепление чужеродного и поглощенного путем эндоцитоза материала в гетеролизосомах (фаголизосомах), а аутофагия – расщепление в аутосомах (цитолизосомах) собственных материалов, например, запасных веществ, а также макромолекул или органелл, утративших функциональную активность. Аутолиз – самопереваривание клеток после разрушения мембран лизосом, вызванного патологическими изменениями или старением.

Ж. А. Ржевская, Медицинская биология: конспект лекций для вузов, -1

Липофусцин был впервые описан в нейронах в 1842 году Х. Ганновером. Липофусцин является внутрилизосомным полимерным материалом, который не в состоянии разрушаться гидролитическими ферментами лизосом или выводиться из клетки и организма. Это коричнево-желтый пигмент, который состоит из сшитых поперечно остатков белков, которые образуются в присутствии катализатора – ионов железа. Помимо белков (30–70 %) на 20–50 % липофусцин состоит из окисленных липидов, а также включает в себя следовые количества углеводов и металлов. Железо в кислой среде лизосом способствует образованию избыточного количества активных форм кислорода, которые приводят к вшиванию белков и липидов в неперевариваемый липофусцин, который считается важным признаком старения. Липофусцин с возрастом накапливается в ткани мозга, сердца, сетчатке глаза. Его можно измерить в качестве биомаркера старения в крови. В марте 2015 года Фу-Куи Фенг и коллеги показали, что уровень липофусцина, измеренный в слюне, хорошо коррелирует с возрастом пациента. Это делает тест на содержание липофусцина безболезненным и более доступным, чем многие другие.

А. А. Москалев, Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия, 2019

Макрофаги обладают тонким механизмом распознавания чужеродных частиц антигенной природы. Они различают и быстро поглощают старые и новорожденные эритроциты, не трогая нормальных. Долгое время за макрофагами была закреплена роль «чистильщиков», но они являются и первым звеном специализированной системы защиты. Макрофаги, включая антиген в цитоплазму, распознают его с помощью ферментов. Из лизосом выделяются вещества, растворяющие антиген в течение приблизительно 30 мин, после чего он выводится из организма.

Н. В. Анохина, Общая и клиническая иммунология, -1

Фагоцитоз – «пожирание» чужеродных частиц макрофагами и нейтрофилами. Данное свойство клеток организма открыл И. И. Мечников в 1883 г.; он же предложил указанный термин. Фагоцитоз складывается из захвата клеткой чужеродной частицы и заключения ее в пузырек – фагосому. Образовавшаяся структура продвигается вглубь клетки, где переваривается при помощи ферментов, высвобождающихся из особых органелл – лизосом. Фагоцитоз представляет собой наиболее древнюю и важную функцию макрофагов, благодаря которой они избавляют организм от чужеродных неорганических элементов, разрушенных старых клеток, бактерий, а также иммунных комплексов. Фагоцитоз – одна из основных систем защиты организма, одно из звеньев иммунитета. В макрофагах его ферменты, так же как многие другие структуры, подчинены роли данных кровяных клеток в иммунитете и в первую очередь – фагоцитарной функции.

М. В. Дроздова, Заболевания крови, 2008

Аппарат Гольджи. Аппарат Гольджи (АГ) представляет собой систему цистерн (плоских вакуолей) и пузырьков (везикул), расположенную в непосредственной близости от ядра клетки, которые образуются за счет ЭПС в результате отделения небольших ее фрагментов (рис. 15). При слиянии этих фрагментов и возникают новые цистерны аппарата Гольджи, при этом из ЭПС транспортируются различные вещества, которые участвуют в сборке сложных органических соединений (белки + углеводы, белки + липиды и т. д.), выводимых с помощью АГ за пределы клетки. Эти биологически активные вещества либо выводятся из клетки (с помощью секреторных вакуолей путем экзоцитоза), либо входят в состав лизосом (см. ниже), образующихся за счет АГ.

Евгений Краснодембский, Общая биология. Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы, 2008

Вторичные лизосомы – органеллы, в которых происходит переваривание; они имеют различное происхождение. Различают следующие разновидности лизосом:

Р. П. Самусев, Общая и частная гистология, 2010

Токоферолы (витамин Е). Токоферолы, или, как их обычно называют, витамин Е, необходимы для поддержания целостности и функции мембранных структур клеток, митохондрий, лизосом. Они участвуют в процессах, связанных с функцией размножения, и играют роль в нормализации и стимуляции мышечной деятельности. Кроме того, токоферолы обладают антиокислительными свойствами. Они предохраняют липиды структур от окисления с образованием активных радикалов, которые способны инактивировать ферменты, витамины, полиненасыщенные жирные кислоты, что имеет значение в развитии атеросклероза. Кроме того, витамин Е, по-видимому, влияет на клеточное дыхание.

Алевтина Корзунова, Семечки, 2013

Сперматозоид человека и млекопитающих состоит из трех основных анатомических составляющих: головки, средней части, или шейки, и жгутика (рис. 2.4). Весь сперматозоид окружен плазматической мембраной. Головка содержит хроматин, плотно упакованный с помощью протаминов, которые замещают гистоны во время сперматогенеза. В норме по завершению сперматогенеза протамины (у человека) составляют не менее 85 % белков нуклеосом [80]. Плотная упаковка необходима для более компактной формы клетки и, как следствие, уменьшения энергетических затрат на продвижение сперматозоидов по половому тракту. Головка сперматозоида имеет акросому – мембранный «мешочек» с протеолитическими ферментами, такими, как гиалуронидаза, нейраминадаза, кислая фосфатаза, протеаза, необходимыми для проникновения через оболочки ооцита в процессе оплодотворения. Таким образом, акросома представляет собой специализированный тип лизосомы. Нарушение акросомы до момента связывания с оболочкой ооцита приводит к неспособности сперматозоида проникнуть в лучистый венец и прозрачную оболочку структур, которые окружают ооцит, и соответственно оплодотворить его. Под акросомой расположена постакросомальная пластинка, которая является точкой инициации слияния мембран ооцита и сперматозоида. Ядро сперматозоида, содержащее гаплоидный набор хромосом, «лежит» на так называемой базальной пластинке у основания головки – место соединения головки шейки.

Г. Г. Верещако, Влияние электромагнитного излучения мобильных телефонов на состояние репродуктивной системы и потомство, 2015

• транспорт эндоцитозных везикул к базалатеральной клеточной поверхности, в процессе транспорта – внутриклеточное интравезикулярное пищеварение; слияние части транспортных везикул с лизосомами, цистернами эндоплазматической сети и пластинчатого комплекса (Гольджи);

В. П. Шевченко, Диета долгожителя. Питаемся правильно. Специальные меню на каждый день. Советы и секреты для долгой и здоровой жизни, 2014

Клеточная, или плазматическая, мембрана – это барьер, отделяющий цитоплазму всех клеток про– и эукариот от окружающей среды. Он состоит из липидов, белков и углеводов. Мембранами окружены некоторые внутриклеточные органеллы – митохондрии, хлоропласты, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы и ядро.

Ю. А. Колесник, Современное состояние биосферы и экологическая политика, 2007