Лизосомные болезни (болезни лизосомного накопления)
Общее название наследственных заболеваний, связанных с нарушением функции лизосом - внутриклеточных органелл, которые осуществляют переваривание экзогенного материала или отработавших органелл клетки с помощью ферментов. Генетически детерминированное нарушение синтеза одного или нескольких ферментов лизосом приводит к накоплению в них специфического субстрата этих ферментов. Проявляются прогресирующим отложением вещества определенного типа (например, гликогена, гликозаминогликанов (мукополисахаридов) ) в клетках различных тканей. Примерами таких заболеваний являются гликогенозы , мукополисахаридозы .
Болезни накопления липидов характеризуются рядом постоянных признаков:
1) в тканях накапливаются сложные липиды, структурным компонентом которых является церамид ;
2) скорость синтеза запасаемого липида сравнима со скоростью его биосинтеза у здоровых людей;
3) при этих заболеваниях наблюдается недостаток специфичного фермента в лизосомах , необходимого для гидролиза липида;
4) степень снижения активности фермента во всех тканях одинакова. С учетом всех вышеизложенных признаков были разработаны специальные методы диагностики данных заболеваний. Стало возможным также выявлять гетерозиготных носителей дефектных генов, ответственных за развитие этих заболеваний, и определять сфинголиподистрофию у плода.
Лизосомные болезни накопления сыграли решающую роль в раскрытии механизма сортировки лизосомных гидролаз . Эти болезни обусловлены генетическими нарушениями, в результате которых одна или несколько лизосомных гидролаз оказываются дефектными. Нерасщепленный субстрат такой гидролазы накапливается в лизосомах, что и обусловливает патологию. Обычно такие болезни вызываются мутацией в структурном гене, кодирующем отдельную гидролазу. Наиболее тяжелые симптомы характеризуют редкую форму патологии, называемую I-клеточной болезнью (inclusion cell disease). У таких больных в лизосомах фибробластов отсутствуют почти все гидролитические ферменты, а соответствующие нерасщепленные субстраты накапливаются в клетках в виде крупных "включений. I-клеточная болезнь обусловлена рецессивной мутацией единственного гена. Это означает, что она проявляется только у людей, получивших дефектные копии гена от обоих родителей.
При изучении I-клеточной болезни оказалось, что в лизосомах все гидролазы отсутствуют, но в крови они обнаруживаются. Из этого следует, что структурные гены, кодирующие их, не повреждены. Аномалия в данном случае вызвана нарушениями процесса сортировки в аппарате Гольджи , в результате чего гидролазы вместо того, чтобы поступать в лизосомы, секретируются. Неправильная сортировка происходит из-за повреждения или отсутствия GlcNAc-фосфотрансферазы . Лизосомные ферменты в таких клетках не фосфорилируются и маннозофосфатный рецептор не может собрать их окаймленные пузырьки в транс-сети Гольджи . Вместо этого они доставляются к клеточной поверхности и секретируются. Те олигосахариды, которые у нормальных лизосомных ферментов содержали бы М6Ф , превращаются в олигосахариды "сложного" типа, содержащие GlcNAc, галактозу и сиаловую кислоту. Это показывает, что в норме фосфорилирование маннозы в цис- компартменте Гольджи предотвращает последующий процессинг олигосахаридов гидролаз в сложные формы в промежуточном компартменте Гольджи и транс- компартменте Гольджи .
Установлено, что все лизосомные ферменты имеют общий маркер - маннозо-6-фосфат ; выделены и очищены рецептор маннозо-6-фосфата, GlcNAc- фосфотрансфераза, кроме того была выяснена роль аппарата Гольджи в механизме сортировки лизосомных гидролаз.
При I-клеточной болезни лизосомы в клетках некоторых типов, например, в гепатоцитах , содержат нормальный набор лизосомных ферментов. Это означает, что существует и другой механизм, направляющий гидролазы в лизосомы, который используется в одних клетках и не используется в других. Природа этого М6Ф - независимого пути в настоящее время неизвестна. Возможно, в данном случае сортировка гидролаз происходит путем прямого узнавания их сигнальных участков. Подобный М6Ф-независимый путь существует во всех клетках в транс-сети Гольджи для сортировки лизосомных мембранных белков и направления их в эндолизосомы .
26. Изоферменты ЛДГ в диагностике, оценка качества лечения заболевания.
Функция: окислительно-восстановительные реакции гликолиза:
ЛДГ содержит цинк, состоит из 4-х субъединиц 2 типов М (muscle) и Н (heart), которые в разных комбинациях образуют 5 изоформ
Н (heart) - 330АК, 35 кДа, в составе преобладают дикарбоновые АК
М (muscle) - 330 АК, 35 кДа, в составе преобладают диаминомонокарбоновые АК
Изоформы:
ЛДГ1 (НННН)
ЛДГ2 (НННМ)
ЛДГ3 (ННММ)
ЛДГ4 (НМММ)
ЛДГ5 (ММММ)
Локализация по тканям ЛДГ:
Присутствуют во всех тканях:
• Почки (ЛДГ1)
• Скелетная мускулатура (ЛДГ5)
• Миокард (ЛДГ1)
• Поджелудочная железа (ЛДГ3)
• Печень (ЛДГ5)
• Селезенка
• Плацента
• Эритроциты (ЛДГ1)
• Тромбоциты (ЛДГ3)
• Лейкоциты (ЛДГ1)
• Нервная ткань (ЛДГ1)
Причины повышения ЛДГ
в сыворотки крови
| Орган | Патология | ЛДГ |
| Печень | Гепатит, гипоксия печени, интоксикация, цирроз, опухоли, травмы | ЛДГ5↑ |
| Скелетные поперечно-полосатые мышцы | Нейромышечные заболевания, Прогрессирующие мышечные дистрофии | ЛДГ5↓ |
| Легкие | Эмболия легочных артерий (ферменты из лизирующих тромбоцитов, коры надпочечников, почек в условиях гипоксии) | ЛДГ2↑ ЛДГ3↑ |
| Орган | Патология | ЛДГ |
| Эритроциты | Мегалобластная, гемолитическая анемия | ЛДГ1, ЛДГ2↑ |
| Железодефицитная анемия, панцитопении, вторичные полицитемии | N | |
| почки | Хронические заболевания, уремии | N |
| Миокард | Инфаркт | ЛДГ↑↑↑ макс к 2 сут, к норме 14-16 сут Все формы ЛДГ↑, На ЛДГ1 ↑ 55-65%, растет быстрее всех |