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溶酶体酶的异常释放引起的两种疾病综述【摘要】随着科学技术的发展，人们更多的从细胞生物水平上解释有关疾病，溶酶体酶异常释放会引起某些疾病，本文就溶酶体酶的异常释放引起的两种疾病——矽肺、痛风，从细胞水平，对这两种疾病的发病机制进行综述。
【关键词】溶酶体溶酶体酶矽肺痛风发病机制【正文】1.矽肺1.1概述硅沉着病又称为矽肺，是尘肺中最为常见的一种类型，是最早被认识的职业性肺病，见于有多年硅尘吸入史的患者。
患者因长期吸入大量含有游离二氧化硅（石英）粉尘导致永久性肺组织瘢痕形成。
严重时影响呼吸功能，丧失劳动力。
可分为速发型和晚发型。
矽肺多在从事接触二氧化硅粉尘的矿工、工人、工种兵和农民（参加铁路建设、乡镇工业接触粉尘的工种）中发生。
接触石英粉尘是否会发病取决于多种因素，长期处于高二氧化硅的环境易感矽肺，此外，还可因在短期内吸入大量游离二氧化硅粉尘，即使脱离接触后，也可能若干年后出现晚发性矽肺。
接触粉尘快者不到1年，慢者可在10多年后发生矽肺。
矽肺(silicosis)是以肺组织纤维化为主的疾病[1]。
矽结节形成是肺部纤维化最简单的形式,但其发病机制仍不清楚,国内外学者在探索其发病机理方面做了大量的研究,现综述如下。
1.2矽肺发病机制石英是如何引起肺纤维化的,学者们曾提出过多种假说,如机械刺激学说,化学中毒学说和硅酸聚合学说;近年又提出可表面活性学说和免疫学说,但都难以圆满的解释发病过程,现概括如下:(1)石英颗粒表面的羟基活性基团与肺泡巨噬细胞、多核白细胞等构成氢键,产生氢的交换和电子传递,使细胞膜流动性降低,通透性增高、进而破裂。
(2)石英在粉碎过程中,硅氧键断裂产生硅载自由基,于空气中的O2, CO2、水或液体中水反应生成自由基和过氧化氢。
参与生物膜过氧化反应,引起膜损伤。
(3)石英损害巨噬细胞膜,导致细胞膜上的Na+-k+ATP酶和Ca+-ATP酶失活,线粒体和内织网Ca+-ATP酶失活,钙离子由细胞器释放入胞浆,细胞外的钙离子大量进入细胞内,形成“钙超载”,导致细胞死亡、破裂。
细胞生物学-5(总分：100.00，做题时间：90分钟)一、填空题(总题数：7，分数：7.00)1.当某种溶酶体酶缺失或溶酶体发生的某个环节出现故障时，细胞的溶酶体内常常充满了未被降解的物质而引起疾病。
这类疾病一般称为 1，它是一种 2遗传病。
（分数：1.00）解析：储积症；隐性2.一种溶酶体贮存病是由于病人缺损N -乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶，而不能产生 1，因而溶酶体酶在转运时，不能被受体识别进入溶酶体中，溶酶体中的生物大分子不能被降解。
（分数：1.00）解析：M6P标记3.肝细胞的解毒作用主要是在 1上进行的。
因为上面含有丰富的 2系统，使有害物质转化。
（分数：1.00）解析：光面内质网；氧化还原酶4.光面内质网功能主要包括 1、 2和 3。
而糙面内质网最主要的功能是 4。
（分数：1.00）解析：合成脂类；解毒作用；精原代谢；蛋白质加工和修饰5.通常内体与内吞体结合，在内体 1作用下，内吞体中 2和 3分离， 4形成的膜泡所携带的物质最终与溶酶体结合。
（分数：1.00）解析：酸性环境；配体；受体；内体膜6.在糙面内质网上合成的 1，除进行糖基化修饰外，还可以进行 2、 3和 4等修饰作用，以使新生多肽链折叠成正确的三维结构。
（分数：1.00）解析：蛋白质；羟基化；酰基化；二硫键的形成7.磷脂合成是在光面内质网的 1面上进行的，合成的磷脂向其他细胞部位转移的方式主要是 2和 3。
（分数：1.00）解析：细胞质基质侧；出芽的方式转运到高尔基体；借水溶性载体蛋白在膜之间转移二、选择题(总题数：13，分数：13.00)8.细胞质中合成脂类的重要场所是______。
（分数：1.00）A.糙面内质网B.光面内质网√C.高尔基体D.胞质溶胶解析：9.细胞内具有质子泵的细胞器包括______。
（分数：1.00）A.高尔基器√B.溶酶体C.核糖体D.叶绿体解析：10.细胞质中合成脂类的重要场所是______。
（分数：1.00）A.糙面内质网B.光面内质网√C.高尔基体D.胞质溶胶解析：11.次级溶解体内______。
溶酶体与矽肺
所有动物细胞（除成熟红细胞外）和多数植物细胞均有溶酶体，它是细胞中普遍存在的一种细胞器，这也决定着其与病理过程和药理作用等方面都有非常重要的作用。
溶酶体是具有一层单位膜含有多种水解酶的细胞器，对蛋白质、核酸等起着溶解、消化的作用。
溶酶体还充当屏障的角色，如果某原因溶酶体膜受损，水解酶便会进入胞质，从而导致组织自溶。
溶酶体异常会引发如痛风、矽肺等有关疾病。
矽肺是一类工业上的职业性疾病，是由于长期吸入大量游离二氧化硅粉尘所引起。
其临床表现为肺的弹性降低和肺功能的损害。
矽肺是肺部吸入矽尘后，矽粉末被吞噬细胞吞噬，溶酶体不能破坏矽粉末，反之矽粉末能破坏溶酶体的病症。
被破坏的溶酶体释放出其中的水解酶，引起细胞死亡。
此病理机制会造成肺部细胞的死亡，会导致肺原纤维沉积，从而降低了肺弹性并且损伤了肺的功能。
目前治疗矽肺可通过克矽平类药物控制矽肺。
克矽平和矽粒进入溶酶体时，克矽平上的氢原子会立即与矽酸分子结合，从而阻止矽酸分子与溶酶体结合，保护了溶酶体膜不受破坏。
矽肺的患者都有密切的矽尘接触史及详细的职业史，引起矽肺的工种很多，长期接触各种金属、煤粉等工种的工人。
易感染人群应加强个人防护，遵守防尘操作规程，预防该疾病的发生。
我们知晓矽肺的病理可以更加有效的防御治疗该类疾病，在日常中，我们也应该多加注意生活环境，加强个人保护意识，免受疾病侵扰。
第五节溶酶体与过氧化物酶体一、溶酶体的结构* 1955年de Duve与Novikoff，首次发现溶酶体（lysosome）* 它是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡其主要功能是进行细胞内消化* 具有异质性，形态、大小及其内含的水解酶种类都可能有很大的不同，标志酶为酸性磷酸酶。
* 根据完成其生理功能的不同阶段，可分为：初级溶酶体（primary lysosome）次级溶酶体（secondary lysosome）残体（residual body）。
1、初级溶酶体* 直径约0.2~0.5um膜厚7.5nm内含物均一，无明显颗粒是高尔基体分泌形成的（图6-27）* 含有多种水解酶，但没有活性只有当溶酶体破裂or 其它物质进入，才有酶活性* 其水解酶包括：蛋白酶，核酸酶、脂酶、磷酸酶、硫酸酯酶、磷脂酶类，已知60余种，均属于酸性水解酶，反应的最适pH值为5左右* 溶酶体膜与质膜厚度相近，但成分不同主要区别是：①膜有质子泵，将H+泵入溶酶体，使其pH值降低②膜蛋白高度糖基化，可能利于防止自身膜蛋白降解图6-27 初级溶酶体引自http://www.uni-mainz.de/2、次级溶酶体* 都是消化泡（图6-28）正在进行or 完成消化作用的溶酶体内含水解酶和相应的底物* 分为异噬溶酶体，消化的物质来自外源自噬溶酶体消化的物质，是细胞本身的各种组分图6-28 次级溶酶体引自http://www.uni-mainz.de/3、残体* 又称后溶酶体已失去酶活性，仅留未消化的残渣故名* 残体可通过外排作用，排出细胞也可能留在细胞内，逐年增多如，肝细胞中的脂褐质（图6-29）图6-29 肝细胞中的脂褐质引自《细胞生物学超微结构图谱》1989二、溶酶体的功能溶酶体的主要作用：* 消化作用，是细胞内的消化器官* 细胞自溶、防御＆对某些物质的利用均与溶酶体的消化作用有关1、细胞内消化对高等动物而言细胞的营养物质，主要来源于血液中的小分子物质而一些大分子物质，通过内吞作用进入细胞如，内吞低密度脂蛋白，获得胆固醇（溶酶体中）对一些单细胞真核生物，溶酶体的消化作用更为重要2、细胞凋亡个体发生过程中往往涉及组织or 器官的改造or 重建如，昆虫、蛙类的变态发育等等此过程是在基因控制下实现的，称为程序性细胞死亡注定要消除的细胞以出芽的形式，形成凋亡小体被巨噬细胞吞噬并消化3、自体吞噬清除细胞中无用的生物大分子，衰老的细胞器等如，许多生物大分子的半衰期，只有几小时至几天肝细胞中线粒体的平均寿命约10天左右。
从溶酶体的特性浅谈矽肺治疗的研究发展简介：溶酶体是一种细胞器, 最初由 Duve C 等于 1955 年用分级分 离技术从小鼠肝细胞分离出来的,这是一种含有多种水解酶,对蛋白 质、核酸和多糖等起溶解与消化作用的小体,故名“溶酶体”,溶酶 体与人类疾病有着较密切的关系,如果溶酶体异常,会引发很多疾病, 如痛风、矽肺等。
正常人的肺呈暗红色，边缘干净，随着矽肺病情 的发展，三期矽肺则令人触目惊心，整个肺变成了煤炭一样的黑色， 有的肺中间出现空洞，有的肺边缘出现浅色的厚膜，还有的在黑肺 中夹有浅色圆形物体，这表明已经出现了肺癌。
本文将从溶酶体的 一些结构和功能特性上分析矽肺的发生和治疗。
关键词：溶酶体 巨噬细胞 矽肺 纤维化因子 治疗方法 一、溶酶体结构和功能 溶酶体是由一层单位膜围成的囊状小体，内含多种水解酶。
已 经证实，溶酶体内含有60多种酶，可分为六大类：蛋白酶、核酸酶、 脂酶、磷酸酶、糖苷酶、溶菌酶。
这些酶的最适PH是5.0，故均为酸 性水解酶，在酸性环境下可将蛋白质、糖类、脂类等物质分解。
各 类细胞溶酶体所含水解酶也有所不同,如溶菌酶多见于具有防御功能 的粒细胞和巨噬细胞的溶酶体，能催化细菌细胞壁的水解,在肝脏或 其它组织细胞的溶酶体中没有发现溶菌酶。
溶酶体膜的化学成分主 要是脂蛋白,并含有较多的鞘磷脂。
大多数溶酶体里的酶是糖蛋白, 但也有例外,如鼠肝细胞和肾细胞溶酶体里的酶大部分是脂蛋白。
而 在肺部细胞中的溶酶体则含有多种水解酶，其原因在于肺部细胞参 与与外界的气体交换，而外界气体在进入人体时会带人大量细菌和 粉尘，此时就需要溶酶体对这些异物进行处理。
溶酶体能把众多水 解能力强的酶包含在内而不发生自溶，是因为溶酶体膜上含有高度 的、广泛糖基化的膜整合蛋白，其寡糖链伸向溶酶体内表面，可保 护膜自身不被水解酶所水解。
然而，溶酶体对于普通细胞膜具有强 水解能力。
机体内有一种细胞叫巨噬细胞,这种细胞中因含有大量溶酶体而 具有强大的吞噬能力。
细胞生物学相关的病1、Normal human eye requires Pax6 that corresponds to eyeless.Abnormal function of Pax6 causes genetic disease --- aniridia.先天性虹膜缺失2、Tay-Sachs病，黑蒙性白痴。
神经节苷脂沉积平或脑黄斑变性3、动脉粥样硬化4、磷脂的运动：侧向扩散，旋转，摆动，翻转5、因为载体蛋白异常引发的疾病：胱氨酸尿症：肾小管上皮细胞的胱氨酸载体蛋白异常对肾小球滤出的原尿中四种氨基酸重吸收发生障碍。
肾性糖尿病：肾小管上皮细胞膜转运葡萄糖载体蛋白缺陷。
6、因为离子通道异常引发的疾病：囊性纤维化CF：CFTR（囊性纤维跨膜转到调节子）的缺失，缺乏508位苯丙氨酸的CFTR多肽不能在内质网中正常加工，不能到达上皮细胞质膜表面，患者质膜表面完全缺乏CFTR离子通道。
氯离子7、因为膜受体异常引发的疾病：家族性高胆固醇血症：LDL受体数目少，或者LDL不能和受体正常识别结合。
重症肌无力：产生抗乙酰胆碱抗体（N-Ach），阻碍乙酰胆碱与受体结合。
8、脂褐质，衰老的神经细胞、心肌细胞和肝细胞中多见；髓样小体，肿瘤细胞以及病毒感多见；含铁小体，肾肝9、溶酶体与疾病：（老师课件上说，要了解这些。
尤其是溶酶体的）黏脂病：在粘脂病病人细胞的溶酶体中发现有未被磷酸化的水解酶, 推测这些酶是通过非M6P依赖性的分选途径进入溶酶体的。
溶酶体膜失常与疾病:矽肺、石棉沉着病。
致病物质使溶酶体膜破裂，发生细胞自溶，致病物再被吸收，如此反复。
巨噬细胞释放‘致纤维化因子’,激活成纤维细胞,导致胶原纤维沉积,肺纤维化.先天性溶酶体病：1.糖原贮积病Ⅱ型:基因缺陷→α-葡萄糖苷酶↓→糖原不能降解为葡萄糖→肝脏和肌肉中糖原蓄积.进行性心衰.2.台-萨综合症:溶酶体内氨基己糖苷脂酶A↓→神经节苷脂GM2积累而影响细胞功能,造成精神痴呆3.脑苷脂沉积病: β-葡萄糖苷酶↓→溶酶体内葡萄糖脑苷脂沉积→巨噬细胞变成Gaucher细胞→肝,脾肿大.4.细胞包涵体病:N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶单基因突变所致→成纤维细胞溶酶体中无水解酶→底物在溶酶体内蓄积形成‘包涵体’.溶酶体与类风湿性关节炎:类风湿因子可促使水解酶外逸溶酶体与休克：休克后缺血缺氧降低溶酶体膜的稳定性。
细胞生物学名词解释1、双亲性分子（amphipathic molecule）：是指由磷脂的磷脂酰碱基构成亲水极性头部和脂肪酸链构成疏水非极性尾部的分子，是膜脂的主体。
2、内在膜蛋白（intrinsic membrane protein）：它贯穿膜脂双层，以非极性氨基酸与脂双层分子的非极性疏水区，相互作用而结合在质膜上，内在膜蛋白不溶于水，占膜蛋白总量的70%-80%，如膜上的受体蛋白与通道蛋白。
3、外在膜蛋白（extrinsic membrane protein）：外在膜蛋白约占膜蛋白的20％～30％，分布在膜的内外表面，主要在内表面，为水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与能够暂时与膜或内在膜蛋白结合的蛋白质，易分离。
4、脂锚定蛋白（lipid anchored protein）：质膜外侧的蛋白质通过糖链连接到磷脂酰肌醇上，形成“蛋白质—糖—磷脂”复合物，或质膜胞质侧的蛋白质通过脂肪酸链共价结合在脂双层上，这种蛋白即称为脂锚定蛋白（GPI）。
包括：细胞粘附分子、免疫球蛋白超家族、Src、Ras蛋白。
5、被动运输（passive transport）：通过简单扩散或协助扩散方式实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运，顺物质浓度梯度，不需消耗能量。
6、简单扩散（simple diffusion）：质膜转运小分子物质时，不需膜蛋白的帮助，可以顺物质浓度梯度从高浓度一侧到低浓度方向进行，它不需消耗能量，属于被动扩散。
以简单扩散方式运输的物质为：脂溶性小分子、非极性的小分子。
7、载体蛋白介导的易化扩散（Facilitated diffusion）：物质穿越膜时在膜上载体蛋白的介导下，不消耗细胞的代谢能量，将溶质顺着浓度梯度或电化学势梯度进行转运，这种运输方式称易化扩散。
部分载体蛋白; 非脂溶性物质。
属于被动运输的范畴。
8、主动运输（active transport）：指由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度（或化学梯度）的由低浓度一侧向高浓度一侧消耗能量的跨膜运输方式。
