Лизосомы (рис. 2.19, в) — пузырьки (диаметр 0,2-0,4 мкм), которые содержат ферменты с общим названием кислые гидролазы —
протеиназы, фосфатазы, эстеразы, ДНКазы, РНКазы. Своим названием эти ферменты обязаны тому, что в их функцию входит катализ гидролитического (в водной среде) расщепления нуклеиновых кислот, белков, жиров, полисахаридов и мукополисахаридов, других химических соединений при низких значениях рН (4,5). В цитобиологических по-
нятиях эту функцию следует рассматривать как внутриклеточное переваривание веществ и структур. Лизосомы есть во всех эукариотических клетках. В печеночной клетке млекопитающих, например, их несколько сотен.
Оболочка лизосом образована одной мембраной, иногда покрытой снаружи волокнистым белковым слоем (англ. coated vesicles — окаймленные пузырьки). Окаймленные пузырьки иногда идентифицируются с первичными лизосомами. Наличие мембраны — один из факторов защиты внутриклеточных образований от разрушающего действия лизосомальных ферментов. Еще один фактор защиты клетки от атаки собственными гидролитическими ферментами обусловлен тем, что лизосомальные ферменты активны исключительно в кислой среде, которая внутри органеллы создается специальным насосом, удаляющим протоны (H+). Нарушение же целостности мембран единичных лизосом не может на
нести ущерба клетке. С одной стороны, соответствующие
ферменты в гиалоплазме с pH около 7,3 практически неактивны, а с другой — буферная емкость основного вещества цитоплазмы несравнимо больше, чем содержимого отдельной лизосомы.
Лизосомы в клетке — это сборная (гетерогенная) группа частиц, что обусловлено их функцией. Первичными лизосомами называют неактивные органеллы, вторичными — органеллы, в которых идет процесс переваривания. Вторичные лизосомы образуются из первичных. Они подразделяются на гетеролизосомы (фагосомы или фа-голизосомы) и аутолизосомы (цитолисомы или цитолизосомы). В первых (рис. 2.19, г) переваривается материал, поступающий в клетку извне путем фагоцитоза (твердые частицы) и пиноцитоза (порции жидкости), во вторых разрушаются собственные структуры клетки, завершающие жизненный путь. К ним относятся митохондрии, длительность жизни которых, например, в клетках печени составляет порядка 10 сут, фрагменты мембран. Вторичные лизосомы, в которых процесс переваривания завершен, составляют подгруппу остаточных телец (телолизосомы). В них отсутствуют гидролазы и содержится материал, который не мог быть разрушен. Известны наследственные заболевания, в основе которых лежит отсутствие в лизосомах одного или нескольких ферментов. Такие состояния ведут к серьезными негативным для здоровья последствиями, так как клетки оказываются перегруженными определенными химическими соединениями. В случае болезни Тея-Сакса это сфинголипиды, соединения из группы полярных липидов, используемых при построении мембран. Для болезни
Помпе, приводящей к смерти в младенческом возрасте, характерно в связи с недостаточностью соответствующего лизосомального фермента накопление в клетках гликогена.