Лизосомальные ферменты. Роль лизосом в старении клеток

Работами последних лет показана большая роль лизосом в катаболитических процессах в клетке. Имеющиеся в лизосомах гидролитические ферменты (кислая фосфатаза, кислая ДНК-аза, РНК-аза, арилсульфатаза, протеазы, глюкуронидазы и др.) способны расщеплять важнейшие химические соединения, включая белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды; благодаря этому они могут переваривать различные органоиды клетки. Многие авторы нашли увеличение активности ферментов лизосом в отмирающих клетках различных дегенерирующих и некротизирующихся тканей. Поскольку, как показали наши морфологические исследования, дегенерация и некроз происходят во многих соматических тканях нерестующей горбуши, представляет интерес изучить роль изменения активности лизосомальных ферментов в механизмах генетически обусловленной гибели клеток утих тканей.

Совместно с В. А. Рассказовым и А. И. Парсницкой мы изучили изменения активности кислой фосфатазы и кислой ДНК-азы в тканях и органах горбуши в разные периоды ее нереста. В печени, почках и селезенке горбуши установлено наличие связанной активности кислой фосфатазы, которая после разрушения лизосом (десятикратного замораживания и оттаивания) заметно возрастает. При этом особенно резко активность кислой фосфатазы увеличивается как у самок, так и у самцов в почке. В селезенке и печени горбуши активность увеличивается в меньшей степени. В ходе нереста горбуши общая, свободная и связанная активность кислой фосфатазы также значительно изменяется. Процесс увеличения общего количества кислой фосфатазы сопровождается резким возрастанием свободной кислой фосфатазы и снижением количества связанной кислой фосфатазы. Наиболее ярко это выражено в почке горбуши.

В речной период нерестовой миграции на фоне незначительного увеличения общей активности (в 1.2 раза у самок и в 2 раза у самцов) наблюдается возрастание свободной активности кислой фосфатазы (в 2 раза у самок и в 2.9 раза у самцов) и резкое снижение количества связанной активности кислой фосфатазы (в 3 раза у самок и в 1.5 раза у самцов). В почке отнерестившейся горбуши общая активность кислой фосфатазы увеличивается в 3.6 раза у самцов и в 2.5 раза у самок, свободная активность — в 3 раза у самцов и в 2 раза у самок. Связанная активность кислой фосфатазы исчезает. В печени нерестующей горбуши увеличение общей активности кислой фосфатазы (в 2.5 раза у самцов и в 2 раза у самок) также сопровождается увеличением ее свободной активности (в 1.8 раза у самцов и в 1.5 раза у самок) и исчезновением связанной активности кислой фосфатазы. В селезенке увеличение общей и свободной активности, сопровождающееся уменьшением количества связанной, выражено менее четко.

лизосомальные ферменты клеток

Активность ДНК-азы II в тканях отнерестившейся горбуши значительно возрастает у самцов и самок в мышцах (в 4 и 3 раза соответственно), в кишечнике (в 2.5 и 3 раза), в печени (в 1.7 и 3.1 раза), в селезенке (в 2 и 2.3 раза). В почке увеличения активности ДНК-азы не происходит.

Полученные нами результаты дают основание говорить о том, что у рыб, в частности у горбуши, кислая фосфатаза и ДНК-аза II, по-видимому, находятся в лизосомах или лизосомоподобных органоидах, которые в процессе нереста или разрушаются, пли изменяются таким образом, что увеличивается проницаемость их мембран. Увеличение активности кислой фосфатазы и ДНК-азы II в тканях нерестующей горбуши можно также связать с их инфильтрацией лейкоцитами, богатыми лизосомоподобными частицами. Значительное увеличение свободной кислой фосфатазы вместе с исчезновением связанной активности свидетельствует больше в пользу увеличения проницаемости оболочек лизосом или их разрушения в процессе нереста, чем в пользу инфильтрации лейкоцитами. Параллелизм между разрушением клеток и резким увеличением общей и свободной активности изученных ферментов свидетельствует о том, что состояние лизосом каким-то образом связано с механизмами генетически обусловленной гибели клеток соматических тканей горбуши, хотя характер этой связи остается невыясненным.

Интересно отметить, что гибель клеток при старении, так же как и генетически обусловленная гибель соматических клеток горбуши, сопровождается усилением активности многих лизосомальных ферментов: ДНК-азы и РНК-азы в гомогенате и фракции митохондрий печени крыс, кислой ДНК-азы в тимусе, селезенке, печени, почках крыс, арилсульфатазы в печени крыс, катепсина, кислой фосфатазы, арилсульфатазы в печени человека. Бьёкеруд, Бьёритори и Шерстей прямо говорят о том, что увеличение активности лизосомальных ферментов может быть ответственно за возрастную инволюцию организма.

- Читать далее "Нуклеиновые клетки стареющих клеток. Матричная активность старых клеток"

Оглавление темы "Представления о старении. Теории старения":
1. Внутриклеточные пигменты и гибель клеток. Механизмы гибели неделящихся соматических клеток
2. Причины старения соматических клеток. Морфология неделящихся клеток
3. Старение клеток печени. Морфология клеток печени в различные периоды жизни
4. Лизосомальные ферменты. Роль лизосом в старении клеток
5. Нуклеиновые клетки стареющих клеток. Матричная активность старых клеток
6. Триптофанпирролаза. Роль триптофанпирролазы в старении
7. Нуклеиновые кислоты как фактор долголетия. Влияние нуклеиновых кислот на клетки
8. Фармакодинамика нуклеиновых кислот. Влияние ДНК на долголетие
9. Эффекты нуклеиновых кислот. Воздействие ДНК и РНК на клетки и организм
10. Эволюционная теория старения. Теории старения Вейсмана и Комфорта

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: