Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Патогенез повреждения клетки



При действии самых разнообразных патогенных факторов в первую очередь происходит повреждение плазматической мем­браны. Функциональные мембраны клетки представляют со­бой барьеры для заряженных частиц (ионов) и молекул с мо­лекулярной массой выше 100-150. Эти вещества активно или пассивно накапливаются в пространствах, ограниченных мемб­ранами и обусловливают возникновение концентрационных (хи­мических) или электрохимических (ионных) градиентов на гра­ницах клетка - среда. Транспорт веществ происходит с участи­ем систем активного и пассивного транспорта. Системы пас­сивного переноса облегчают перемещение веществ в направ­ления градиента их концентраций через мембрану клеток. Де­ятельность этих систем не требует затрат энергии, однако и не является в полном смысле слова пассивной. Гидрофобный ли-пидный слой представляет определенный барьер для прохож­дения растворимых в вода веществ. Предполагается наличие в мембране специальных мембранных каналов, деятельность 32


которых определяется величиной и видом заряда их поверхно­сти и связана с механизмом активного транспорта. Система активного транспорта осуществляет перемещение веществ про­тив градиента их концентрации с расходом энергии макроэрги-ческих фосфатов. Так работает, например, система калий-на­триевого насоса. Эта система локализована в клеточной мемб­ране и за счет энергии, высвобождаемой при гидролизе АТФ выводит натрий из клеток и накапливает в ней калий. Разница в концентрации натрия и калия поддерживается, пока существу­ет живая клетка. Прекращение работы этой системы ведет к гибели клетки.

Причины нарушения активного транспорта могут быть связаны;

1. С недостатком синтеза АТФ в клетке. Например, при по­
вреждении мотохондрий, дефиците кислорода, глюкозы и т.д.

2. С блокадой мембранных АТФ-аз. Например, сердечные
гликозиды, блокируя калий-натриевую АТФ-азу, могут прово­
цировать возникновение аритмий.

3. С повреждением мембран липидными перекисями, свобод­
ными радикалами. Например, клеток миокарда при стрессе.



Нарушение работы активного транспорта приводит к из­менению деятельности мембранных каналов, т. е. к наруше­нию механизма пассивного транспорта. В результате изменяется поступление веществ в клетку и выведение метаболитов, на­копление натрия и кальция в ней. Избыток кальция в цитоплаз­ме поглощается митохондриями и ЭПР. При повреждении клетки ее способность удалять кальций через плазматическую мемб­рану снижается. Буферная емкость митохондрий ограничена и слишком большой поток кальция может ее превысить. Мито­хондрии набухают, в матриксе их появляются преципитаты, в состав которых входит кальций, окислительное фосфорилиро-вание угнетается. Повышение содержания кальция в цитоплаз­ме приводит к увеличению содержания белка-кальмодулина. Он активирует гликолиз, снижает ресинтез гликогена, увеличи­вает расход АТФ и потребность клетки в кислороде. Активация гликолиза приводит к снижению рН в клетке и активации лизо-сомальных ферментов. В результате катаболические процес­сы в клетке начинают преобладать над анаболическими и спо­собствуют дальнейшему прогрессированию ацидоза и повыше­нию осмотического давления. Это вызывает перемещение воды из внеклеточного пространства и развитие отека. Развитие оте­ка клетки усугубляет дистрофические процессы в ней. На опре-


деленном этапе ацидоз начинает угнетать гликолиз, что при­водит кзначительному снижению содержания АТФ в клетке и еще более выраженной активации лизосомальных ферментов. Дефицит АТФ и активация лизосомальных ферментов (липаз и фосфолипаз) усугубляет повреждение мембран митохондрий и ЭПР, что приводит к нарушению процессов аккумуляции каль­ция в них и выходу его в цитоплазму. В этом случае кальций, который в нормальных условиях является жизненно важным ре­гулятором клеточного метаболизма, становится для клетки на­стоящим "убийцей". Реакции, обычно регулируемые кальцием, протекают непрерывно, неконтролируемо. Активация липаз и фосфолипаз, накопление продуктов липидного обмена (жирных кислот, перекисей) усугубляет повреждение клеточной мембра­ны, мембран лизосом и митохондрий, блокирует мембранные АТФ-азы, рецепторы и каналы ионной проницаемости.



Так формируется ряд порочных кругов, приводящих к не­кробиозу клетки. Продукты перекисного окисления липидов вызывают повреждение спирали ДНК. Накопление ошибок ге­нетического кода становится одной из причин быстрого старе­ния клетки. Процесс повреждения может быть остановлен вклю­чением саногенетических механизмов. Следует диалектически оценивать значение изменений, возникающих при поврежде­нии. Некоторые звенья этого процесса имеют как патогенное, так и саногенное значение.

4.2.5. Саногенетические механизмы в процессе поврежде­ния клетки. Исходы повреждения

1. Переключение энергетического обмене на менее выгод­
ный анаэробный гликолиз возникает при действий на клетку са­
мых разнообразных повреждающих факторов. В результате
резко снижается содержание макроэргических соединений (кре-
атинфосфата, АТФ). Использование жиров и белков в процес­
се глюконеогенеза приводит к формированию дистрофии. Аци­
доз и активация лизосомальных ферментов может привести к
лизису клетки. Однако переключение на анаэробный гликолиз
имеет и приспособительное значение, так как делает клетку
более автономной, независимой от поступления кислорода.
Позволяет пережить неблагоприятный период, связанный, на­
пример, с временными нарушениями кровообращения.



2. Переключение на анаэробный гликолиз защищает мемб-
34


рану ЭПР от разрушения. Так, в в эксперименте было показа­но, что ингибирование гликолиза при сохранении окислительно­го фосфорилирования на фоне гипоксии усиливает поврежде­ние мембранных структур миокарда.

3. Снижение ресинтеза АТФ увеличивает потребность клет­
ки в кислороде и вместе с тем продукты распада АТФ (адено-
зин, аденозин-монофосфат) обладают мощным вазодилятиру-
ющим действием, способствуют раскрытию анастомозов.

4. Когда митохондрии еще не перенасыщены кальцием, они
поглощают его избыток, что позволяет клетке выиграть время.
После того как кальциевая буря утихнет, они начинают выде­
лять в цитоплазму кальций с небольшой скоростью, не нару­
шая метаболизма клетки.

5. Образующийся при распаде АТФ неорганический фос­
фор играет роль "ловушки" для кальция, связывая его.

6. Увеличение содержания кальмодулина способствует уда­
лению кальция в везикулы ЭПР.

7. Умеренное повышение продуктов перекисного окисления
липидов разобщает мембранный компонент и защищает клет­
ку от избыточного действия раздражающего агента.

8. Накопление продуктов перекисного окисления жирных
кислот приводит к образованию простагландинов, обладающих
мощным мембрано-стабилизирующим действием (простаглан-
дины группы Е, простациклин и др.).

9. Антиоксиданты (токоферол) и антиоксидантные ферментные
системы (супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза и др.) сгла­
живают последствия нарушений липидного обмена.

10. Экспрессия определенных генов и как следствие - накоп­
ление в клетках специальных так называемых "стресс-белков",
которые предотвращают денатурацию белков и т.о. защища­
ют клеточные структуры от повреждения.

11. Система ферментов-репараз восстанавливает нарушения
структуры ДНК (если повреждена одна спираль).

Таким образом, исход повреждения зависит от равновесия между процессами повреждения и приспособления. При чрез­мерном или длительном, хроническом действии патогенных фак­торов повреждение из обратимого переходит в необратимое. Это заканчивается гибелью клетки, ее некрозом.

Включение адаптивных механизмов может привести к пол­ному сохранению функции и жизнедеятельности клетки.

Однако, чаще всего, особенно при хроническом действии


раздражителей, в клетке возникают и накапливаются опреде­ленные структурные, функциональные и биохимические нару­шения, приводящие в конечном итоге к более быстрому изна­шиванию и старению клеток. При длительном действии экст­ремальных факторов внешней среды, большая часть энергии, образующейся в клетках, расходуется на адаптацию и приспо­собление к неблагоприятным условиям внешней среды, и меньше ее остается на осуществление процессов самообновления, в то время как в норме большая часть энергии тратится на вос­становительные процессы. В результате длительное действие неблагоприятных факторов внешней среды приводит к более быстрому изнашиванию и старению клетки, а значит и ограни­чению активной жизни индивида в целом.


Просмотров 830

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!