溶酶体

17 Mar 2025 | 6 分钟阅读

它是一种微小的、圆形的、膜包裹的细胞器,因为它被膜包裹并含有酸性消化酶(水解酶)。溶酶体由Christian de Duve于1949年在肝细胞中发现。 溶酶体这个词以及“自毁袋”这个名称也是de Duve提出的。它们存在于除酵母、Neurospora等一些真菌外的所有真核细胞中。它们也存在于一些原生生物如Euglena以及分生组织细胞和成熟的哺乳动物红细胞中。它也被称为细胞的清道夫,因为它能消化细胞内残留的废物或残渣。

溶酶体的数量

细胞中溶酶体的数量因细胞而异。例如,参与细胞内消化活动的细胞含有更多的溶酶体,如白细胞(WBCs)和吞噬细胞,因为它们吞噬和消化有害的异物。同样,破骨细胞有更多的溶酶体,因为它们消化旧的骨细胞,并有助于用骨组织替代软骨。

溶酶体的结构

它们没有特定的形状或结构。它们是多态性细胞器,这意味着它们可以根据其功能改变形状。然而,它们通常是球状或颗粒状的。

Lysosome

溶酶体的直径范围为0.4至8微米,并由单层脂蛋白(由脂质和蛋白质组成)双层膜(类似于质膜)包裹。此外,膜中还存在糖基化的溶酶体相关膜蛋白(LAMP)和溶酶体整合膜蛋白(LIMP)。这些蛋白质在膜内侧形成一层,保护膜免受溶酶体基质中存在的这些水解酶的破坏性影响。

溶酶体的大小

它们通常呈球形,并被膜包裹。它们还有一个基质(溶酶体内部的物质)。根据所含基质的类型或性质,溶酶体可分为四种类型。因此,它也是一种多态性细胞器,可以以不同的形式或类型存在,例如;

溶酶体的类型

i) 初级溶酶体:它们含有非活性的水解酶。它们也被称为储存颗粒,因为它们储存细胞降解物质所需的化学物质。

初级溶酶体中发现的酶由粗面内质网上的核糖体合成,并储存在内质网(ER)中。从内质网,它们以囊泡的形式转移到高尔基体,在那里它们被膜包裹。初级溶酶体仅含有一种酶,而次级溶酶体含有不同类型的水解酶。

ii) 次级溶酶体:它们含有活化水解酶。它们可以是执行吞噬作用的吞噬囊泡(吞噬体),也可以以细胞自噬体(细胞溶酶体)的形式存在于细胞质中,执行细胞自噬或自我破坏。

例如;当细胞通过吞噬作用或胞饮作用吞噬异物时,会形成消化囊泡(异噬体或吞噬体)。含有被吞噬物质的体与初级溶酶体结合。细胞中的溶酶体与吞噬体融合形成吞噬溶酶体,后者是次级溶酶体。融合后,吞噬体中的被吞噬物质被溶酶体中的水解酶消化,未消化的废物通过细胞膜排出。细胞膜。

吞噬体的消化速率取决于吞噬体所吞噬物质的性质和数量。消化产生低分子量的小分子,这些分子通过溶酶体膜,并可能被分泌到细胞外,如果它们有用,它们可以留在细胞质中供细胞使用。

iii) 三级溶酶体:它们也被称为残余体。它们含有食物颗粒消化和吸收后剩下的未消化物质。因此,它们是含有因消化不完全而剩余未消化物质的溶酶体。

iv) 自噬体:它们也被称为自溶酶体。它们负责消化细胞的内部部分。例如,细胞中一个旧的、损坏的或被感染的线粒体将被这类溶酶体消化。因此,它也有消化酶,但它只使用这些酶来消化细胞内部不需要的部分。有时,当一个旧细胞需要被消化时,自噬体会在细胞内破裂,释放出酶,整个细胞被消化。出于这个原因,溶酶体也被称为细胞的自杀袋。同样,自噬囊泡吞噬细胞磨损的部分进行消化。然而,它不会破坏或消化整个细胞。

前三种类型的溶酶体也称为异噬体,因为它们不参与细胞内结构的消化。它们消化它们吞噬的外部颗粒,如食物颗粒、病原体等。

因此,由于存在不同类型的化学物质以及初级溶酶体与细胞吞噬或消化的不同物质的关联,溶酶体的内部结构和形状可能发生变化(多态性)。

溶酶体的起源

溶酶体以不同的方式起源,这取决于它们所在的组织及其在特定细胞中的功能,例如

  1. 它可以是胞饮囊泡,通过吞噬液体形成。因此,它是细胞外起源的。
  2. 它可以是含有消化物质残留物的包体。
  3. 它可能起源于高尔基复合体,这是其最常见的起源方式。

溶酶体的化学

溶酶体含有约40种消化酶或水解酶,可以分解或消化大量的分子。它是一种富含酸性水解酶的细胞器。其酶在酸性pH下工作效果最好。为了维持溶酶体基质的酸性,氢离子不断被泵入溶酶体。因此,溶酶体内部的平均pH值为5,这比pH值为7的细胞质更具酸性。

此外,还有一些在溶酶体中不存在的酶,如脱氢酶和细胞色素氧化酶等氧化酶。当溶酶体膜破裂时,酶会被释放并变得活跃。只要膜保持完整或在接触其他细胞结构后不发生任何变化,这些酶就会保持失活状态。

溶酶体中的酶类型

通常,溶酶体中存在六种类别或类型的酶,如下所示

  • 蛋白酶:它们消化或分解蛋白质。
  • 核酸酶:它们消化核酸,如DNA、RNA。例如,DNase和RNase。
  • 糖苷酶:它们断裂糖苷键。
  • 酯酶:它们有助于酯键的断裂。
  • 磷酸酶:它们有助于磷酸键的断裂。
  • 硫酯酶:它们有助于硫酸酯键的断裂。

溶酶体中存在的一些主要酶如下;

  • 酸性核糖核酸酶,可分解RNA
  • 酸性脱氧核糖核酸酶,可分解DNA
  • 酸性磷酸酶,可分解磷酸单酯
  • 磷蛋白磷酸酶可分解磷蛋白
  • 组织蛋白酶A和B可分解多肽
  • 胶原酶可分解胶原蛋白

溶酶体功能

  • 它执行细胞内消化,其膜与食物泡膜融合,然后将酶转移到泡内。消化的食物移出泡膜,供细胞生长和提供能量。
  • 它执行细胞自溶,即消化细胞器或整个细胞。当细胞死亡、衰老、受损或功能失调时,自噬体破裂并释放其酶以消化它们。
  • 它还执行异体吞噬(细胞外消化),即消化外部物质,可能是病原体、食物颗粒、有害物质等。它通过胞吐作用将水解酶(酶)分泌到细胞外环境。因此,它也可以分解细胞外物质,因此它们也被称为消化袋
  • 它还执行细胞自噬,即消化内部食物储备。
  • 精子头部的顶体也含有溶酶体酶。它破裂并在卵子表面释放酶以进行受精。
  • 它们还有助于破坏致癌物、致癌物质。
  • 在蝌蚪发育过程中,它们还负责蝌蚪尾巴的退化。
  • 在淋巴细胞等某些细胞中,溶酶体的分解可能激活有丝分裂。因此,它也在细胞分裂中起作用。

因此,它主要负责将复杂物质分解为简单物质。我们可以说它是我们身体细胞的废物处理系统,因为它消化细菌、病毒、老化的细胞器等。

此外,溶酶体是一种重要的细胞器。如果它工作不正常,可能会导致某些疾病,如泰-萨克斯病,这是由于脂质在大脑细胞中积累,可能导致智力迟钝。


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