Диспепсия, повышенная кислотность, запор и другие расстройства пищеварения — удел всего человечества, источник малоприятного состояния дискомфорта страдающих этим людей, а также весьма прибыльной индустрии по производству обезболивающих препаратов. И все же эти неприятности — ничто по сравнению с болезнями пищеварения, поражающими клетки. Сейчас, когда исследователи-медики перешли на субклеточный и молекулярный уровни изучения, обнаружилось, что очень многие болезни — не что иное, как проявления того или иного пищеварительного расстройства, поражающего определенные клетки.Как мы уже имели возможность убедиться, большинство наших клеток страдает от «запора», который нельзя рассматривать как болезнь, ибо это естественное состояние клетки. Вместе с тем это и серьезный недостаток, делающий наши лизосомы весьма уязвимыми из-за риска оказаться перегруженными непереваренными веществами. Наиболее драматические примеры перегрузки лизосом можно увидеть у детей, страдающих генетическим дефицитом какого-то лизосомального фермента. В настоящее время известно более 25 таких дефицитов. Они составляют группу генетических болезней накопления (хранения), примером которых может быть хорошо изученная болезнь Тея — Сакса1. При каждой из них наблюдается' выраженный дефицит лизосомального фермента. В результате лизосомы переполняются веществами, которые не могут быть переварены из-за отсутствия соответствующего фермента; они постепенно разбухают и достигают огромных размеров, в итоге приводя к смерти клетки. К счастью, такие болезни накопления в лизосомах встречаются редко, но они причиняют большие страдания: больные дети часто страдают выраженной задержкой умственного развития и умирают в раннем возрасте.
Помимо генетических дефектов перегрузку лизосом могут вызывать и многие другие причины. Она наблюдается при артериосклерозе, встречается как серьезное осложнение при некоторых болезнях почек и может быть вызвана лекарственными препаратами. Чем больше мы узнаем об этом, тем очевиднее становится, что перегрузка лизосом является наиболее частой клеточной патологией, лежащей в основе многочисленных болезней. В какой-то степени этот процесс универсален и неизбежно сопровождает старение, ибо не существует иного пути, по которому могла бы пойти клетка, чтобы полностью избежать попадания в лизосомальный компартмент неперевариваемой молекулы. Попав в лизосому, молекула не может из нее снова. Следовательно, со временем лизосомы наполняются остатками молекул.
При некоторых патологических состояниях силы, которые предотвращают внеклеточный выход содержимого лизосом, разрушаются. Такое может случиться, например, при попытке клетки поглотить очень крупные объекты (например, агрегаты антиген — антитело) или плоскую поверхность, как, например, безальную мембрану, случайно покрытую аутоантителами (антитела против эндогенных составных компонентов). Открытые эндоцитарные инвагинации (впячивания) сливаются с лизосомами, что позволяет содержимому лизосом вытекать во внеклеточное пространство. В результате описываемого патологического процесса развивается тяжелейшая эрозия внеклеточных структур, которая наблюдается при ревматоидном артрите и некоторых других аутоиммунных болезнях. Этот факт свидетельствует о том, что клеточный «запор», несмотря на многие его недостатки, необходим.
Другой часто наблюдаемый лизосомальный синдром развивается при некоторых повреждениях лизосомальной мембраны. Все еще не понятно, какое волшебство делает мембрану лизосом устойчивой к перевариванию. Если же лизосомальная мембрана все-таки «сдается», то расположенная рядом с лизосомой цитоплазма подвергается ферментативной атаке. В результате могут развиться выраженные повреждения клетки вплоть до ее смерти. Подагра, асбестоз и силикоз (болезнь «черных» легких у шахтеров) — примеры состояний, при которых, по-видимому, про-исходят подобные повреждения.
И наконец, несколько слов о роли лизосом в развитии некоторых инфекций. В какой-то степени большинство интенсивно протекающих инфекций можно рассматривать как результат нарушения лизосомальной защиты. Иначе говоря, микроорганизм становится патогенным, если он способен избежать разрушения в лизосомах. В этом отношении наши бактериальные враги обладают удивительной изобретательностью. Достаточно незначительного промаха нашей иммунной системы, не дающей сигнала тревоги, и микроорганизм, не будучи покрытым антителами, ускользает от фагоцитоза. Другие микроорганизмы подавляют слияние эндосом с лизосомами (вспомните туберкулезную бациллу) или, подобно возбудителю лепры, устойчивы к лизосомальному разрушению. Третьи ускользают от разрушения, разрывая мембрану эндосом или лизосом при помощи экзотоксина (секретируемого токсического вещества). Наиболее вероломные микроорганизмы «позволяют» себя у бить и затем осуществляют «посмертное мщение», отравляя организм эндотоксином (токсическим веществом эндогенного происхождения), который образуется в результате переваривания в лизосомах их клеточной стенки.
Помимо генетических дефектов перегрузку лизосом могут вызывать и многие другие причины. Она наблюдается при артериосклерозе, встречается как серьезное осложнение при некоторых болезнях почек и может быть вызвана лекарственными препаратами. Чем больше мы узнаем об этом, тем очевиднее становится, что перегрузка лизосом является наиболее частой клеточной патологией, лежащей в основе многочисленных болезней. В какой-то степени этот процесс универсален и неизбежно сопровождает старение, ибо не существует иного пути, по которому могла бы пойти клетка, чтобы полностью избежать попадания в лизосомальный компартмент неперевариваемой молекулы. Попав в лизосому, молекула не может из нее снова. Следовательно, со временем лизосомы наполняются остатками молекул.
При некоторых патологических состояниях силы, которые предотвращают внеклеточный выход содержимого лизосом, разрушаются. Такое может случиться, например, при попытке клетки поглотить очень крупные объекты (например, агрегаты антиген — антитело) или плоскую поверхность, как, например, безальную мембрану, случайно покрытую аутоантителами (антитела против эндогенных составных компонентов). Открытые эндоцитарные инвагинации (впячивания) сливаются с лизосомами, что позволяет содержимому лизосом вытекать во внеклеточное пространство. В результате описываемого патологического процесса развивается тяжелейшая эрозия внеклеточных структур, которая наблюдается при ревматоидном артрите и некоторых других аутоиммунных болезнях. Этот факт свидетельствует о том, что клеточный «запор», несмотря на многие его недостатки, необходим.
Другой часто наблюдаемый лизосомальный синдром развивается при некоторых повреждениях лизосомальной мембраны. Все еще не понятно, какое волшебство делает мембрану лизосом устойчивой к перевариванию. Если же лизосомальная мембрана все-таки «сдается», то расположенная рядом с лизосомой цитоплазма подвергается ферментативной атаке. В результате могут развиться выраженные повреждения клетки вплоть до ее смерти. Подагра, асбестоз и силикоз (болезнь «черных» легких у шахтеров) — примеры состояний, при которых, по-видимому, про-исходят подобные повреждения.
И наконец, несколько слов о роли лизосом в развитии некоторых инфекций. В какой-то степени большинство интенсивно протекающих инфекций можно рассматривать как результат нарушения лизосомальной защиты. Иначе говоря, микроорганизм становится патогенным, если он способен избежать разрушения в лизосомах. В этом отношении наши бактериальные враги обладают удивительной изобретательностью. Достаточно незначительного промаха нашей иммунной системы, не дающей сигнала тревоги, и микроорганизм, не будучи покрытым антителами, ускользает от фагоцитоза. Другие микроорганизмы подавляют слияние эндосом с лизосомами (вспомните туберкулезную бациллу) или, подобно возбудителю лепры, устойчивы к лизосомальному разрушению. Третьи ускользают от разрушения, разрывая мембрану эндосом или лизосом при помощи экзотоксина (секретируемого токсического вещества). Наиболее вероломные микроорганизмы «позволяют» себя у бить и затем осуществляют «посмертное мщение», отравляя организм эндотоксином (токсическим веществом эндогенного происхождения), который образуется в результате переваривания в лизосомах их клеточной стенки.
