О.В. Циганкова, Л.А. Руяткіна, З.Г. Бондарева
Ключові слова: лізосоми, ферменти, поліморфноядерні лейкоцити.
Концепція лізосомальних апарату, запропонована в 1955 році К. де Дювом, як і будь-яка нова ідея, була використана в самих різних областях науки для обґрунтування важливої ролі цих структур в механізмах досліджуваних ними явищ. Однак найважливіша роль лізосом в процесах запалення і до сьогоднішнього дня є незаперечною. Характер і обсяг вторинної альтерації при впливі флогогенного агента визначається залученістю лізосомальних гідролаз. При пошкодженні лізосом звільняються укладені в них ферменти, здатні розщеплювати всі речовини, що входять до складу клітини (білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, ліпіди). Далі ці ферменти, при наявності етіологічного фактора або вже без нього, продовжують процес альтерації, а також деструкції, в результаті чого утворюються біологічно активні речовини - медіатори запалення. З цієї причини лізосоми називають «стартовим майданчиком» запалення.
Гідролітичні потенціал лізосом реалізується в залежності від функціонального стану організму, в спокої - лише частково. Під впливом стресових факторів швидко збільшуються розміри і кількість лізосом в клітці з підвищенням проникності їх мембран, змінюється локалізація. Вплив факторів помірної інтенсивності призводить до активації лізосомальних апарату клітин без супутнього ушкодження лізосом [14, 15, 36]. Зі збільшенням сили і тривалості подразнення порушується структурна цілісність лізосомальних мембран з виходом кислих гідролаз в цитоплазму і циркулює кров і наступного розвитку ланцюгового цитолитического процесу з пошкодженням тканин [32, 33, 39, 44, 50].
Лізосомальних активація може бути вибірковою в залежності від сили, характеру і тривалості впливу. Ймовірно, це пов'язано з різною локалізацією ферментів в лізосомах (пов'язані з мембраною і розчинні), а також їх певної субстратной специфічністю, розгорнутої в часі і неоднаковою за ступенем вираженості. Цей процес йде поступово і до певного моменту звернемо [11, 14, 38]. У зв'язку з цим логічно, що активність лізосомальної гиперферментемии відображає динаміку клінічного перебігу патологічного процесу, його прогностичне значення і рівень клітинної деструкції [40]. Подібні кореляції виявлені при атопічний дерматит: більш висока активність ЛФ, особливо в період стихання загострення, і низькі резервні можливості поліморфноядерних лейкоцитів (ПМЛ) корелюють з його більш важким, безперервно-рецидивуючим перебігом [8].
Лізосоми беруть участь практично у всіх «стратегічних» процесах життєдіяльності клітини. У клітинному метаболізмі їм належить центральне місце, вони беруть участь в процесах фагоцитозу, імуногенезу, реалізації гормонального ефекту, репарації та реконструкції внутрішньоклітинних структур, сегрегаційний функціях клітини, катаболизме поза- і внутрішньоклітинних білків, біосинтезі і секреції ряду гормонів (інсуліну, соматотропіну, гормонів щитовидної залози ) [6, 8, 13, 14, 15, 41, 45]. У процесах запліднення, спермато- і оогенезу, метаморфоза, диференціювання, ділення і старіння клітин, формування лікарської стійкості лізосомальних апарат також відіграє значиму роль [27, 51, 56]. Більш того, в сучасних зарубіжних дослідженнях вивчалася роль лізосомальних гідролаз, зокрема, катепсину D в становленні розумових здібностей, формування інтелекту, а також його зниженні [28, 37].
Існування постійного зв'язку лізосом з внутрішнім середовищем організму, опосередкованої механізмами ендоцитозу, екзоцитозу і діацітоза, дозволяє дивитися на лізосомальні-вакуолярного апарат клітин як на складну високоспеціалізовану систему організму, що має представництво в усіх тканинах. Лізосомальних система вкрай динамічна, що підтверджується не тільки її реакцією на будь-які зміни гомеостазу, а й наявністю сезонних ритмів активності ЛФ: підвищення активності кислих гідролаз і проникності мембран лізосом в весняно-літню пору року і зниженням зазначених показників в осінньо-зимовий період [20] .
Цікаві зміни лизосомального пейзажу в залежності від характеру харчування. Активація ферментів, які беруть участь в деградації вуглеводних субстратів (кисла фосфатаза), більшою мірою виражена у тварин, що утримуються на вуглеводну раціоні. Білково-ліпідна дієта стимулює вироблення катепсина D. Можна припустити, що принципи лікувального харчування, засновані на тривалому надходженні в організм певних нутрієнтів, пов'язані зі зміною хімічної структури лізосомальних мембран, що змінює їх композицію і збільшує проникність для специфічного субстрату; причому ці зміни носять системний характер [14, 55].
Кількість вже відомих ЛФ наближається до 100, причому існує ферментна гетерогенність ензимів не тільки в одних і тих же клітинах, а й у клітинах різних тканин. Наприклад, в ПМЛ переважають окислювально-відновні ферменти лізосом, вносячи вагомий внесок у високу бактерицидну активність лейкоцитів і макрофагів [26, 38, 52, 58] і навіть беручи участь в процесах клітинного диференціювання [30]. Кисла фосфатаза, хоча і присутній в кардіоміоцитах, все ж більш характерна для інтерстиціальних клітин, макрофагів і лейкоцитів крові, будучи їх постійним маркерним ферментом, локалізованим повсюдно: в матриксі лізосом, в їх мембрані і навіть в цитоплазмі. Катепсин D - основний, якщо не єдиний, ензим кардіоміоцитів, сконцентрований в лізосомальних матриксе [29, 47], ДНКаза також зосереджена в матриксі лізосом і, частково, в ядрі клітини [46, 50].
Походження лізосомальних ензимів в сироватці крові залишається спірним. Одним з найбільш вірогідних джерел є ПМЛ крові і пошкодження тканин [18, 19, 56]. Нейтрофільний гранулоціт грає одну з головних ролей в системі гуморально-клітинної взаємодії, що робить його універсальною мішенню і, відповідно, індикатором різних порушень гомеостазу [4, 7, 11, 16, 38]. Показано, що ПМЛ і макрофаги являють собою своєрідне депо лізосомальних гідролаз, що визначають кисень-незалежну професійну біоцидний фагоцитів і службовців основним джерелом плазмових ензимів [21, 35, 49].
Лізосомальних дисфункція і соматична патологія людини
Сучасна цитологія активно вивчає порушення біогенезу лізосом у розвитку хронічних хвороб людини. Маса публікацій останніх років присвячена проблемам взаємозв'язку катепсина D і хвороби Альцгеймера, проте однозначних даних на сьогоднішній день немає [28, 37]. Збільшення плазмової концентрації лізосомальних катепсинов при неопластичних процесах також неодноразово згадувалося в літературі [33, 48, 59]. Лізосомальних гиперферментемия є вельми чутливим маркером клітинного «неблагополуччя» [7, 41], що може бути використано для ранньої діагностики і визначення ступеня тяжкості ряду серйозних, життєво небезпечних станів, в тому числі, ДВС-синдрому [54].
Це може свідчити про різні стадіях серцевої недостатності, оскільки вона була вираженою, аж до фатальної, при ексцентричної гіпертрофії і незначною при концентричній. Висока лізосомальних і аутофагоцітарная активність, яка спостерігається в уражених кардіоміоцитах, свідчить про наявність саморуйнується процесу цитоплазматичної дегенерації, здійснюваного під контролем запрограмованого аутолиза.