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リソソームの機能、種類および疾患
の リソソーム それらはミトコンドリアとミクロソームの間に位置する膜状の粒子で、主に過剰または消耗したオルガネラ、食物粒子、ウイルスまたはバクテリアの消化と除去に使用されます。.
より口語的な言葉を使うと、リソソームは細胞の胃のようなものであると言うことができます。.
リソソームは、リソソームの内部を膜の外部環境から分離するリン脂質からなる膜によって囲まれている。リン脂質は、細胞全体を囲む細胞膜を形成するのと同じ細胞分子です。リソソームの大きさは0.1〜1.2マイクロメートル.
その特定の機能は次のとおりです。
- 食作用、エンドサイトーシスおよび自食作用からの高分子の消化.
- バクテリアや他の廃棄物の消化.
- 膜パッチとして作用する原形質膜への損傷の修復.
- とアポトーシス.
それらは自己分解におけるそれらの役割のためにしばしば「自殺袋」と呼ばれる。.
リソソームの発見
リソソームは1950年代にベルギーの細胞学者と生化学者のChristianRenéde Duveによって発見されました。 De Duveは、1974年にリソソームおよびペルオキシソームとして知られる他の細胞小器官の発見により、ノーベル医学賞を受賞しました。.
De Duveは生化学的方法および電子顕微鏡を用いてリソソームを発見した。この基本的な発見は、Tay-Sach病およびGaucher病を含む、欠陥のあるリソソームタンパク質によって引き起こされるいくつかの遺伝性疾患の現在の理解につながっています.
タイプ
最近の研究は、2種類のリソソームがあることを示唆している：分泌型と通常型のリソソーム.
リソソーム分泌物
分泌リソソームは、造血細胞系に由来するTリンパ球などの免疫系の異なる細胞に見出されるが、これに限定されない。.
分泌型リソソームは、従来のリソソームと分泌型顆粒の組み合わせである。それらはそれらが存在する細胞の特定の分泌産物を含むという点で従来のリソソームとは異なる。.
例えば、Tリンパ球は、感染細胞と腫瘍細胞の両方を攻撃する可能性がある分泌産物（パーフォリンとグランザイム）を含んでいます.
分泌型リソソームの「コンビ細胞」はまた、加水分解酵素、膜タンパク質を含み、そして従来のリソソームのｐＨの調節容易性を有する。この調節機能は、分泌産物が不活性形態で維持される酸性環境を維持する.
成熟分泌リソソームは細胞質内で原形質膜に移動する。ここではそれらはスタンバイモードに保たれています。.
Tリンパ球細胞が標的細胞に完全に集中すると、分泌が「誘発され」、pHを含む環境的および化学的変化が標的を遮断する前に分泌を活性化する.
これはすべて、ターゲットへの影響を最大化するだけでなく、隣接する味方の細胞への付随的なダメージを最小限に抑えるために、場所とタイミングを正確に制御することで行われます.
分泌型リソソームの遺伝的に制御された障害は、血小板合成障害、免疫不全症および色素沈着低下の原因となり得る.
従来のリソソーム
リソソームは再利用可能な細胞小器官として細胞内に存在し、細胞分裂が起こると、各娘細胞は一連のリソソームを受け取る。リソソーム中の化学物質の沈着はゴルジ装置の供給によって「補充」され得ると考えられている。.
化学物質は小胞体で製造され、ゴルジ装置で改質され、小胞内のリソソームに輸送されます。ゴルジ装置における修飾は、小胞がリソソームに送達され、原形質膜または他の場所には送達されないことを確実にする分子レベルでの「標的標識」を含む。.
「ラベル」はゴルジ装置に戻されて再利用される。 3つの異なる供給源からの材料は分解とリサイクルを必要とします。これらの源のうちの2つの基質は外側から細胞に入り、3番目は内側から由来します。.
細胞の外側から、飲作用を含むエンドサイトーシスの過程は、原形質膜におけるタンパク質で被覆された小さな空洞の形成を通して流体および小粒子を許容する。タンパク質でコーティングされた小胞が形成されるまでこれらのシール.
各小胞は「初期エンドソーム」になり、次に「後期エンドソーム」になる。細胞外からも、食作用（細胞栄養）はバクテリアや細胞片を含む比較的大きな粒子（通常250 nmのサイズ）をもたらします.
食作用は「通常の細胞」によって実施することができるが、主に細胞あたり1,000個までのリソソームを含むことができるマクロファージによって実施される。結果として生じる食作用の構造はファゴソームと呼ばれる。細胞の内側から、オートファゴソームはミトコンドリアやリボソームなどのオルガネラの排除を担います。.
リソソームの機能
リソソームの主な機能は次のとおりです。
細胞内消化
リソソームという言葉は、「滑らか」（溶菌性または消化性）、および「体細胞」（体）に由来します。細胞空胞または食細胞中の流動性物質の吸収の結果として形成される（細胞内の固体粒子の吸収によって形成される）飲作用空胞は、タンパク質材料をリソソーム領域に輸送する。.
これらのタンパク質は、エンドサイトーシスの結果として細胞内で消化される可能性があります。エンドサイトーシスは、食作用、飲作用および微小飲作用の過程を含む.
食作用および飲作用は、細胞が機能するためにエネルギーを必要とする能動的なメカニズムです。白血球による食作用の間に、酸素消費、グルコース摂取およびグリコーゲン分解は著しく増加する.
エンドサイトーシスでは、末梢細胞質に存在するアクチンおよびミオシンマイクロフィラメントの収縮が起こる。これにより、原形質膜が陥入してエンドサイトーシス液胞を形成する。原形質膜由来の膜に封入されて液胞を形成する摂取粒子は時々細胞ファゴソームである.
エンドサイトーシスによる細胞内への大きな粒子または体の侵入とファゴソームの形成の後、ファゴソームとリソソームの膜は融合して単一の大きな液胞を形成する可能性がある。.
この液胞内で、リソソーム酵素は異物の消化過程を開始する。最初は一次リソソームとして知られているリソソームは不活性状態の酵素複合体を含むが、ファゴソームと融合した後、それは異なる形態および活性酵素を有する二次リソソームを産生する。.
酵素消化後、消化された物質は細胞の細胞質内に拡散します。拡大したリソソームの液胞には、いくつかの物質が残ることがあります。これは消化過程の残渣を含んでいるので、この残余の液胞は残余体です。.
飢餓の間にも、リソソームは貯蔵された食物材料、すなわちタンパク質、脂質およびグリコーゲンを細胞質から消化し、そして細胞によって必要とされるエネルギーを提供する。タンパク質の消化は、通常、ジペプチドのレベルで終わります。ジペプチドは、膜を通過してからアミノ酸に消化されます。.
細胞内物質の消化または自食作用
ミトコンドリアなどの多くの細胞成分は、リソソーム系によって細胞から絶えず除去されている。細胞質オルガネラは滑らかな小胞体の膜に囲まれて液胞を形成し、その後リソソーム酵素は自食作用の液胞に放出され、オルガネラは消化される.
オートファジーは真核細胞の一般的な性質です。これらは細胞成分の更新に関連しています.
ミトコンドリアまたは他の細胞構造の消化はこれらの細胞のためのエネルギー源を提供します。細胞構造の消化後、オートファジー液胞は残存体になる可能性があります.
彼らは変態に役割を果たしている
最近、リソソームの役割がカエルの変態で発見されました。カエルのオタマジャクシの幼虫の尾の消失は、リソソーム活性（リソソームに存在するカテプシンの作用）によるものです。.
それらはタンパク質の合成を助ける
科学者Novikoff and Essner（1960）は、タンパク質合成におけるリソソームの可能な役割を示唆している。いくつかの鳥の肝臓と膵臓では、リソソームはより活性で発達しているように見え、これは細胞代謝との可能な関係を示しています.
彼らは受精に役立ちます
受精中に、精子の頭は胚珠の卵黄層に精子の浸透を助けるいくつかのリソソーム酵素を分泌します.
先体はプロテアーゼとヒアルロニダーゼと豊富な酸性ホスファターゼを含んでいます。ヒアルロニダーゼは卵母細胞の周囲の細胞に分散し、プロテアーゼは透明帯を消化し、それを通して精細胞核が貫通するチャネルを作る。.
それは骨形成において役割を果たします
骨細胞の形成およびそれらの破壊はリソソーム活性に依存すると主張されてきた。同様に、細胞老化と単為生殖発生はリソソームの活性に関連している.
骨を除去する破骨細胞（多核細胞）は、有機基質を分解するリソソーム酵素を放出することによって除去します。このプロセスは副甲状腺ホルモンによって活性化されます.
リソソームの奇形
リソソームの機能不全は病気につながる可能性があります。例えば、リソソームに吸収されたグリコーゲンが消化されないと、ポンペ病が起こります.
直射日光にさらされた皮膚細胞のリソソームの破裂は、日焼け後に病理学的変化を引き起こす。これらのリソソームによって放出された酵素は、表皮の細胞を破壊し、水疱を引き起こし、その後表皮の層が剥離する.
軟骨と骨組織の自己分解
過剰なビタミンAは細胞中毒を引き起こします。それはリソソーム膜を遮断し、細胞内の酵素の放出を引き起こし、軟骨と骨組織の自己分解を引き起こします.
リソソーム病
タイプI、II、およびIIIのゴーシェ病
ゴーシェ病は、リソソーム蓄積症の最も一般的なタイプです。研究者らは、神経学的合併症の欠如（タイプI）または有無と程度（タイプIIおよびIII）に基づいて、3種類のゴーシェ病を特定しました.
ほとんどの罹患者はI型で、あざ、慢性的な疲労、異常に肥大した肝臓および/または脾臓（肝脾腫大）を経験する可能性があります。.
II型ゴーシェ病は新生児および乳児に発生し、不随意の筋けいれん、嚥下困難、および以前に習得した運動能力の喪失を含みうる神経学的合併症を特徴とする。.
III型ゴーシェ病は人生の最初の10年間に現れる。神経学的合併症には、精神的な悪化、自発的な動きを調整できないこと、腕、脚または全身の筋肉のけいれんなどがあります。.
ニーマンピック病の種類A / B、C1およびC2
ニーマンピック病は、脂肪の代謝に関連する遺伝性疾患のグループから構成されています。すべてのタイプに共通のいくつかの特徴は肝臓と脾臓の肥大を含みます。 A型またはC型のニーマンピック病の子供も、運動能力の喪失、摂食障害、進行性学習障害および発作を経験します。.
ファブリー病
ファブリー病の症状は通常、幼児期または青年期に発症しますが、人生の20代または30代までは明らかにならないことがあります.
最初の症状には、手と足の激しい灼熱痛のエピソードが含まれます。他の初期の徴候としては、特に腰と膝の間の領域において、汗の発生の減少、暖かい温度を経験したときの不快感および赤みがかった色から濃い青の皮疹の出現が挙げられます。.
グリコーゲン蓄積症II（ポンペ病）
ポンペ病は遅発型です。幼児型の患者は、最も深刻な罹患者です。これらの赤ちゃんは通常出生時には正常に見えますが、最初の2〜3ヶ月以内に急速に進行する筋力低下、筋緊張低下（筋緊張低下）、および肥大型心筋症として知られる心疾患のタイプで発症します。.
摂食障害や呼吸困難が一般的です。若年型/成人型は、筋肉の衰弱が徐々に緩やかになるか、または呼吸不全の症状を呈している場合、最初の1〜7年の間に発生します.
I型ガングリオシドーシス（Tay Sachs病）
Tay Sachs病には、主に2つの形態があります。すなわち、古典型または乳児型と遅発型です。.
Tay Sachsの小児期疾患のある人では、通常3〜5か月齢で症状が初めて現れます。これらは、摂食問題、全般的な脱力感（倦怠感）、および大音量および突然のノイズに反応した誇張された驚愕反射を含み得る。運動遅延および精神的悪化は進行性です.
遅発型の個人では、思春期から30歳までの間にいつでも症状が現れることがあります。乳児の形態はしばしば急速に進行し、その結果著しい精神的および身体的悪化が生じる.
症例の90％に起こるTay Sachs病の特徴的な症状は、目の後ろに赤い斑点ができることです。遅発性Tay Sachs病の症状は、症例ごとに大きく異なります。この障害は、乳児型よりもはるかにゆっくり進行します。.
ガングリオシド症II型（サンドホフ病）
サンドホフ病の最初の症状は通常3〜6ヶ月の年齢で始まります。この疾患は臨床的にI型ガングリオシド蓄積症と区別がつかない.
異染性白質ジストロフィー
最初の徴候や症状は曖昧で緩やかなものになる可能性があるため、この障害を診断するのは困難です。歩行不安定性はしばしば最初に観察される症状です.
時折、最も初期の症状は発達の遅れまたは学校の成績の悪化です。時間が経つにつれて、症状は顕著な痙縮、発作、および深い精神遅滞を含むことがあります.
ムコ多糖類の蓄積症（ハーラー病とその変種、A型、B型、C型、D型、Morquio A型とB型、Maroteaux-Lamy型とSly型の疾患）
これらの疾患は、ムコ多糖類として知られる複合糖質の正常な分解の変化によって引き起こされます。これらの疾患には、運動性を妨げ、しばしば変形性関節症を引き起こす骨の変形や関節、特に体重を支える大きな関節など、いくつかの共通の特徴があります。.
サンフィリッポ病を除くこれらすべての疾患は成長を妨げ、低身長を引き起こします。.
シンドラー病I型およびII型
シンドラー病I型は古典的な形で、小児期に初めて現れます。影響を受けた個人は、彼らが身体的および精神的活動の調整を必要とする以前に習得したスキルを失い始めるとき、彼らが1歳になるまで正常に発達しているようです.
タイプIIシンドラーは大人の外観の形です。症状には、皮膚のいぼに似た変色クラスターの発生、患部の皮膚の発赤を引き起こす血管群の恒久的な拡大、顔の特徴の相対的肥厚、および軽度の知的悪化などがあります。.
バッテン病
バッテン病は、神経性セロイドリポフスチン症として知られる進行性の神経障害の一群の若年型である。それは脳内だけでなく、神経細胞を含まない組織内での脂肪性物質の蓄積を特徴としています.
バッテン病は急速に進行する視力障害（視神経萎縮症）および神経学的障害を特徴とし、これらは8歳より前に発症することがあります。それは主に北欧出身のスカンジナビア系家系に発生し、その障害は脳に影響を及ぼし、知能および神経機能の低下を引き起こす可能性があります。.
影響を受ける人口
集団として、リソソーム蓄積症は、5,000人の出生のうちおよそ1人の推定頻度を有すると考えられている。個々の病気はまれですが、グループ全体として世界中の多くの人々に影響を及ぼしています.
いくつかの疾患は特定の集団においてより高い発生率を有する。例えば、ゴーシェ病とテイサックス病は、アシュケナージユダヤ人集団の間でより頻繁に見られます。スカラーナビア人とロシア人の間でハーラー症候群に関連する突然変異がより頻繁に発生することが知られています.
診断
出生前診断は、すべてのリソソーム蓄積症に対して可能です。出生前またはできるだけ早い時期に、リソソーム蓄積症を早期に発見することは重要です。なぜなら、治療法が利用可能な場合、その疾患自体または関連する症状のいずれかに対して、長期経過を著しく制限する可能性があるためです。と病気の影響.
参考文献
- 生物学 - オンライン（2008）。リソソーム6-2-2017、Biology-Online.orgウェブサイトから：biology-online.org.
- ロックフェラー大学病院。 （2004）。 「遠心分離機による細胞の探索」リソソームの発見ロックフェラー大学より6-2-2017。ウェブサイト：centennial.rucares.org.
- 英国細胞生物学会。 （2016）リソソーム6-2-2017、BSCBウェブサイトから：bscb.org.
- Jain、K.（2016）。リソソームの8つの主な機能。 6-2-2017、BiologyDiscussion.comウェブサイトから：biologydiscussion.com.
- Clark、J.（2003）。リソソーム蓄積症6-2-2017、NORDから - 全国希少疾病機構ウェブサイト：rarediseases.org.
- Fawcett、W.（1981）。細胞です。 6-2-2017、ascb.orgウェブサイトから：ascb.org.
- Susuki、K.（2016）。リソソーム病7-2-2017、国立バイオテクノロジー情報センターWebサイトから：ncbi.nlm.nih.gov.
- TutorVista（2017）リソソームの機能TutorVista.comのウェブサイトからの7-2-2017、：ncbi.nlm.nih.gov.
- 自然教育（2014）小胞体、ゴルジ装置、およびリソソーム。 7-2-2017、nature.comサイトから：nature.com.