リソソームによる細胞内消化

はじめに

リソソームは「細胞の掃除屋」として知られ、不要な物質や異物を分解する重要な細胞小器官です。加水分解酵素を含み、細胞内消化を担当しています。今回はリソソームの構造と機能、そして食作用との関連について詳しく解説します。

詳しい解説

リソソームとは

リソソームは、内部に加水分解酵素を含む小胞です。「lyso（分解）+ some（小体）」という名前の通り、様々な物質を分解する役割を持っています。

リソソームに含まれる酵素

リソソームには約50種類以上の加水分解酵素が含まれています。

これらの酵素は酸性環境（pH 5程度）で最も活性が高くなります。

リソソームの機能

1. 細胞内消化（異物の分解）

食作用で取り込んだ細菌や異物を分解します。

2. オートファジー（自食作用）

不要になった細胞小器官や変性したタンパク質を分解します。

3. 細胞外への酵素放出

一部の細胞では、リソソームの内容物を細胞外に放出することもあります（骨の吸収など）。

食作用とリソソーム

マクロファージなどの細胞が行う食作用において、リソソームは重要な役割を果たします。

食作用の流れ

1. 異物の認識：マクロファージが異物（細菌など）を認識
2. 食胞（ファゴソーム）形成：細胞膜が異物を包み込み、食胞を形成
3. ファゴリソソーム形成：食胞とリソソームが融合
4. 細胞内消化：加水分解酵素により異物を分解
5. 残渣の排出：分解できなかったものを細胞外へ排出

マクロファージとリソソーム

マクロファージ（大食細胞）は旺盛な食作用を持つ細胞です。

• 体内の異物、細菌、死んだ細胞を貪食
• 細胞内にリソソームが多数存在
• 異物を分解した後、抗原をT細胞に提示（抗原提示）

ライソゾーム病（リソソーム病）

リソソームの酵素が先天的に欠損すると、特定の物質が分解されずに蓄積する疾患が生じます。これをライソゾーム病（リソソーム蓄積症）といいます。

例：ゴーシェ病、ファブリー病、テイ・サックス病など

絶対に覚えるべきポイント

• リソソーム：加水分解酵素を含む小胞
• 機能：細胞内消化（異物や不要物の分解）
• 食胞（ファゴソーム）：取り込んだ異物を包む小胞
• ファゴリソソーム：食胞とリソソームが融合
• マクロファージ：リソソームを多数持ち、旺盛な食作用
• オートファジー：不要な細胞小器官の分解

一問一答

Q1. リソソームに含まれる酵素の種類は何ですか？

【答え】 A. 加水分解酵素

タンパク質、脂質、核酸、糖質などを分解する様々な酵素を含みます。

Q2. リソソームの主な機能は何ですか？

【答え】 A. 細胞内消化（異物や不要物の分解）

食作用で取り込んだ異物やオートファジーで集められた不要物を分解します。

Q3. 食胞とリソソームが融合したものを何と呼びますか？

【答え】 A. ファゴリソソーム

ファゴリソソーム内で加水分解酵素により異物が分解されます。

Q4. リソソームを多数持つ代表的な細胞は何ですか？

【答え】 A. マクロファージ（大食細胞）

旺盛な食作用を持ち、異物を貪食・分解します。

Q5. オートファジーとは何ですか？

【答え】 A. 不要になった細胞小器官や変性タンパク質を分解する自食作用

細胞内のリサイクルシステムとして重要です。

Q6. 細胞内消化で分解できなかったものはどうなりますか？

【答え】 A. 残渣として細胞外に排出される

エキソサイトーシスにより細胞外に放出されます。

国家試験対策問題

問題1（選択問題）

加水分解酵素を含み、細胞内消化を行う細胞小器官はどれか。

a. ミトコンドリア

b. リボソーム

c. リソソーム

d. ゴルジ装置

【解答と解説】 正解：c

リソソームは様々な加水分解酵素を含み、細胞内に取り込まれた異物や不要物を分解します。

問題2（選択問題）

マクロファージの特徴として正しいのはどれか。

a. リソソームが少ない

b. 食作用を持たない

c. リソソームを多数持つ

d. 細胞内消化を行わない

【解答と解説】 正解：c

マクロファージは旺盛な食作用を持ち、細胞内にリソソームを多数持っています。これにより効率的に異物を分解できます。

問題3（○×問題）

ファゴリソソームは、食胞とミトコンドリアが融合したものである。

【解答と解説】 正解：×

ファゴリソソームは食胞（ファゴソーム）とリソソームが融合したものです。ミトコンドリアではありません。

問題4（選択問題）

オートファジーの説明として正しいのはどれか。

a. 外部から取り込んだ異物を分解する

b. 不要な細胞小器官を分解する

c. タンパク質を合成する

d. ATPを産生する

【解答と解説】 正解：b

オートファジー（自食作用）は、不要になった細胞小器官や変性タンパク質をリソソームで分解するプロセスです。

問題5（穴埋め問題）

リソソームの酵素は（　　　）性環境で最も活性が高い。

【解答と解説】 正解：酸

リソソーム内のpHは約5と酸性で、加水分解酵素はこの環境で最も活性が高くなります。

まとめ

食作用とリソソームの流れ

段階	構造	内容
1	マクロファージ	異物を認識
2	食胞（ファゴソーム）	異物を包み込む
3	ファゴリソソーム	食胞＋リソソーム
4	細胞内消化	酵素で分解
5	残渣排出	分解できないものを排出

リソソームの酵素と分解対象

酵素	分解対象
プロテアーゼ	タンパク質
リパーゼ	脂質
ヌクレアーゼ	核酸
グリコシダーゼ	糖質

覚え方のポイント

「リソソーム＝分解」「加水分解酵素」「細胞の掃除屋」というキーワードで覚えましょう。食作用の流れは「取り込む→食胞→リソソームと融合→消化→排出」です。