六、溶酶體
溶酶體(lysosome)為細胞漿內(nèi)由單層脂蛋白膜包繞的內(nèi)含一系列酸性水解酶的小體。形態(tài)學上只有聯(lián)合運用電鏡和細胞化學方法才能肯定地加以確認。但是在胞漿中有一系列來源不同的小體符合這一定義,故可將溶酶體區(qū)分為以下不同的類型。
1.初級溶酶體為除水解酶類外不含其他物質(zhì)并尚未參與細胞內(nèi)消化過程的溶酶體,例如中性粒細胞中的嗜天青顆粒、嗜酸性細胞中的顆粒以及巨噬細胞和一些其他細胞中的高爾基小泡(圖1-13)。
圖1-13 初級溶酶體
圖中央及中下方之卵圓形電子致密小體,外圍單層包膜。(圖中及下部片層狀膜性結(jié)構(gòu)為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(正常肝細胞)×12000
2.次級溶酶體為除溶酶體的水解酶外尚含有其他外源性或內(nèi)源性物質(zhì)并已參與細胞內(nèi)消化過程的溶酶體(圖1-14),亦即含有溶酶體酶的各種噬體,因而稱為吞噬溶酶體(phagolysosome),乃由吞噬體與初級或次級溶酶體融合而成。
溶酶體是極為重要的細胞器,能與細胞的一系列生物功能和無數(shù)的物質(zhì)代謝過程。因此,其功能障礙將導致細胞的病理改變,從而在許多疾病的發(fā)病機制中具有重要意義。
溶酶體的病變
1.溶酶體的病理性貯積過程在某些病理情況下,一些內(nèi)源性或外源性物質(zhì)可在溶酶體內(nèi)貯積,使病酶體增大和數(shù)目增多。
圖1-14 肝細胞內(nèi)次級溶酶體 ×28000
貯存在溶酶體中的物質(zhì)被溶酶體酶加以降解(消化)。但有時進入細胞的物質(zhì)為量過多,超過了溶酶體的處理能力,于是乃在細胞內(nèi)貯積,例如各種原因引起的蛋白尿時可在腎近曲小管上皮細胞中見到玻璃滴狀蛋白質(zhì)的貯積(所謂玻璃樣小滴變性)。在電鏡下可見這種玻璃樣小滴乃載有蛋白質(zhì)的增大的溶酶體,故實質(zhì)上這往往是細胞功能增強的表現(xiàn),與真正的變性有所不同。
一些在正常情況下可被消化的物質(zhì)如糖原和粘多糖等,當溶酶體有先天性酶缺陷時,也能在溶酶體中堆積,如Ⅱ型糖原貯積。≒ompe)病。
2.溶酶體在細胞自溶過程中的作用溶酶體因含有許多種水解酶,故在細胞的自溶過程中起著重要的作用。在溶酶體膜損傷及通透性升高時,水解酶逸出,引起廣泛的細胞自溶。這就是活體內(nèi)細胞壞死和機體死后自溶的主要過程。在此過程中,受損細胞的大分子成分被水解酶分解為小分子物質(zhì)。
比細胞的廣泛壞死或自溶更為重要的是溶酶體在細胞的局灶性壞死中所起的作用。此時在胞漿內(nèi)形成自噬泡,在與溶酶體結(jié)合形成自噬溶酶體。如水解酶不能將其中的結(jié)構(gòu)徹底消化溶解,則自噬溶酶體乃常轉(zhuǎn)化為細胞內(nèi)的殘存小體,如某些長壽細胞中的脂褐素(圖1-15)。
3.溶酶體在細胞間質(zhì)損傷中的作用當溶酶體酶釋放到細胞間質(zhì)中時,同樣發(fā)揮其酶解破壞作用。這在諸類風濕性關(guān)節(jié)炎等炎癥過程和腫瘤細胞侵入血管的過程中具有重要意義。但溶酶體酶逸出溶酶體進入細胞間隙的機制尚不十分清楚,可能由于溶酶體膜和細胞的失穩(wěn)或通過出胞過程而實現(xiàn)的。因此,臨床上可用溶酶體膜穩(wěn)定劑治療有關(guān)疾病。
圖1-15 肝細胞內(nèi)脂褐素顆粒殘存小體即終末溶酶體×6400
七、過氧化
過氧化(peroxisome)為胞漿中由單層界膜包繞的另一類小體,直徑為0.5~1μm,形態(tài)與細胞化學特性均不同于溶酶體。小體基質(zhì)電子密度中等,中央大多含有一電子密度較大的有時呈晶狀的核芯。此小體不含水解酶而含有若干種氧化酶,還有大量呈過氧化作用的觸酶,被視為過氧體的標志酶。過氧體的功能至今尚不甚清楚,看來可能與糖原異生和分解有害于細胞的H2O2及脂質(zhì)代謝有關(guān)。
過氧體的病變
在人體病理學方面關(guān)于過氧體的病變知之尚少。
1.過氧體增多 動物實驗中,在切除甲狀腺、給予皮質(zhì)激素或氨基水楊酸后以及在實驗性致癌過程中,可見過氧體增多。在人體的某些病理過程如某些炎癥(病毒性肝炎、螺旋體感染)及慢性酒精中毒等時也可見到過氧體增多現(xiàn)象。
2.過氧體減少或缺如 在較罕見的腦肝腎綜合癥(Zellweger綜合征)時,曾見到過氧體缺如的現(xiàn)象,但其病理意義尚不清楚。
3.微過氧體 為一組同樣含有過氧化物酶和觸酶的小體,但遠較過氧化為。0.15~0.25μm),不含核芯結(jié)構(gòu),與光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。因此被認為是光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特化部分及過氧體的前身,其作用尚未查明。
八、細胞骨架
細胞骨架乃胞漿中一組由纖維狀結(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)架,具有支撐和維持細胞形態(tài)及細胞運動的功能。迄今已知的成分有微絲、微管和中間絲3種。微絲粗約6nm,根據(jù)其生化和免疫細胞化學特性實屬肌動蛋白(actin)細絲;微管為直徑約20~26nm的長度不一的小管,管壁由13根縱列的原絲構(gòu)成;中間絲的直徑在微絲和微管之間(7~11nm)故名。
細胞骨架中的中間絲化學性質(zhì)各異,在不同細胞由不同的蛋白質(zhì)和多肽組成:在上皮細胞為前角蛋白或細胞角蛋白(cytokeratin),在間葉性細胞為波形蛋白(vimentine),在神經(jīng)細胞為神經(jīng)原絲(neurofilament),在肌細胞為橋連蛋白(desmine),在神經(jīng)膠質(zhì)細胞為膠質(zhì)纖維酸性蛋白(gilal fibrillary acidic protein,GFAP)。 由于這些不同種類不同性質(zhì)的中間絲在細胞轉(zhuǎn)化為腫瘤細胞時,仍不改變其化學和抗原特異性,故可利用這種特性借助免疫細胞化學方法,對腫瘤進行分類和鑒別診斷。
關(guān)于細胞骨架在細胞損傷時的改變,所知不多,但早已知道秋水仙堿能抑制微管形成,引起有絲分裂障礙;通過對微管(可能還有微絲)的影響,秋水仙堿還可損害細胞膜的液態(tài)性,從而影響表面受體的功能,這在中性粒細胞就表現(xiàn)為吞噬功能障礙。此外,酒精中毒時見于肝細胞中的玻璃小樣(Mallory小體)即由中間絲中的前角蛋白細絲堆聚而成。
九、基漿及其內(nèi)含物
基漿(胞漿基質(zhì))為胞漿的無結(jié)構(gòu)成分,內(nèi)含一系列酶、蛋白質(zhì)和其他溶于其中的物質(zhì)。
基漿的病變
1.水、電解質(zhì)的改變基漿最重要的形態(tài)改變?yōu)橛捎谒c電解質(zhì)運輸障礙所致的含水量的改變,常表現(xiàn)為基漿水腫,即基漿內(nèi)含水量過多,從而使細胞體積增大,其漿染色變淡,電子密度下降,細胞器互相離散。此時一些細胞器如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線泣體也大多同時腫脹。相反,在某些嚴重細胞損傷時,基漿也可能出現(xiàn)失水,從而使胞漿深染,電子密度增高,常發(fā)展為細胞固縮壞死。
2.糖原的改變 基漿內(nèi)含有2種大小不同的糖原顆粒(α顆粒及β顆粒)。在生理狀態(tài)下,糖原顆粒的多少隨細胞功能狀態(tài)而變動。病理情況下,糖原顆粒可增多、減少,亦可由細胞內(nèi)消失。
3.脂肪的改變 正常情況下,除脂肪細胞外,其他實質(zhì)細胞內(nèi)罕有形態(tài)上可檢見的脂肪。僅在病理狀態(tài)下才可見細胞內(nèi)脂肪堆集,或以小脂滴形式位于光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小泡內(nèi),或為較大脂滴游離于基漿內(nèi),外無界膜包繞。后者可能為前者融合而成。此即細胞的脂肪變性。此外,在脂質(zhì)貯積病和脂肪吞噬(巨噬細胞)時,可見脂質(zhì)貯積于溶酶體內(nèi)的現(xiàn)象。