Повреждение цитоскелета

Цитоскелет — это система микротрубочек (диаметром 20-25 нм), промежуточных филаментов (диаметром 15 нм), а также тонких актиновых (6-8 нм) и толстых миозиновых (15 нм) филаментов.Элементы цитоскелета способны к само­сборке и обратимой полимеризации и состо­ят из глобулярных и фибриллярных белков: тубулина, динеина и динамина (микротрубоч­ки), актина, миозина (микрофиламенты), виментина, кератинов, десмина и других (промежуточные филаменты ).

Цитоскелет ответственен за поддержание формы клеток и за все способы их движения (деятельность ресничек, жгутиков, ундулирующих мембран и псевдоподий). Он же обеспечивает внутриклеточное перемещение ор­ганоидов и включений (например, гранул при дегрануляции тучных клеток или хромосом при митозе). Прикрепление клеток к межклеточному веществу и друг к другу, передача сигнала от рецепторов плазматической мемб­раны внутрь клетки также проходит при уча­стии этой внутриклеточной опорно-двигательной системы.

Фагоцитоз, пиноцитоз, хемотаксис также всецело связаны с функцией цитоскелета.

При энергодефиците в клетке работа цитоскелета существенно нарушается. Напри­мер, сахарный диабет сопровождается «синдромом ленивых фагоци­тов», при котором замедлен хемотаксис и сни­жена фагоцитарная активность этих клеток.

При вирусном поражении клеток зачастую вирусы взаимодействуют именно со структу­рами цитоскелета.Так как вирусы содержат специфические рецепторы, распознающие белки цитоскеле­та, иммунный ответ против вирусных антигенов может приводить к появлению аутоантител, копирующих способность вируса связывать элементы цитоскелета. Поэтому многие вирусиндуцированные процессы продолжают­ся как аутоиммунные и сопровождаются по­явлением антител, поражающих цитоскелет.Характерным примером служит агрессив­ный хронический гепатит. Данное аутоим­мунное заболевание провоцируется вирусной инфекцией, в частности, вирусом гепатита С. Однако, его персистирующее волнообразное течение обусловлено появлением аутоантител против белков цитоскелета — актина и кера­тина.

Аутоантитела к элементам цитоскелета сперматозоидов вызывают снижение их под­вижности и могут быть причиной бесплодия. Показано, что они могут присутствовать в цервикальной слизи у женщин при бесплод­ном браке.

Существуют токсины, избирательно пора­жающие цитоскелет. Цитохалазины вызыва­ют деполимеризацию, а токсин бледной по­ганки фаллоидин — стойкую полимеризацию актина. Колхицин блокирует полимеризацию, а такбол — деполимеризацию микротрубочек.

Важным аспектом повреждения цитоскелета считается его трансформация в злокачественных клетках, под влиянием онкобелков. Один из онкобелков, вырабатываемых злока­чественными клетками, способен вызывать необратимое фосфорилирование цитоскелетного белка винкулина, участвующего в при­креплении клеток к межклеточному веществу. Из-за этого злокачественные клетки легко от­соединяются от межклеточного вещества и покидают свои места. Это считается важным механизмом, составляющим основу их спо­собности расселяться по организму — метастазировать.

Повреждения внутриклеточных мембран

Большая часть внутриклеточных мембран принадлежит к эндоплазматическому реткулуму. Различные факторы, включая отравления алкоголем, ДДТ, четыреххлористым углеродом, инфекцию, ионизирующее излучение, гипоксию вызывают набухание ретикулума, изменение его конфигурации по­явление крупных вакуолей и петель или рас­пад на мелкие гранулы.При повреждении клеток в результате дей­ствия многих различных причин наступает та­кое типовое последствие, как отсоединение рибосом от мембран шероховатого эндоплазматического ретикулума (ШЭР).Транспорт вновь образованных белков на­рушается и избыток их оказывается в цитоп­лазме, где они денатурируются по мере нара­стания клеточной гипоксии и ацидоза и фор­мируют картину «мутного набухания» или начальные стадии так называемой «зернистой дистрофии».

При повреждении клетки затрагивается и гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР).Мембраны ГЭР являются отсеком клетки, содержащим систему мощных оксидаз со смешанной функцией. Эти ферменты содержат цитохром Р450 и являются железозависимыми. Они представляют собой дезинтоксикаци-онную систему клетки. Оксидазы со смешан­ной функцией принимают участие в биотран­сформации эндогенных соединений, в частности, инактивации сигнальных молекул, например, стероидных гормонов и обезврежи­вании билирубина, детоксикации ксенобиотиков, напри­мер, многих лекарств.

Избыточная акгивация оксидаз ГЭР приводит к повыше­нию продукции клеткой окиси азота. Избыток N0 ведет к ряду неблагопри­ятных результатов.

При образовании окиси азота формируют­ся, в качестве сопутствующих продуктов, сво­бодные кислородные радикалы. Они способ­ны причинять вторичные повреждения клеточным мембранам, нуклеиновым кислотам и другим компонентам клеток.

Повреждение пластинчатого комплекса

Важной составной частью исполнительного аппарата клетки служит пластинчатый комп­лекс (комплекс Гольджи, описанный К. Гольджи в 1898 г.). Этот органоид также представ­ляет собой мембранную структуру, состоящую из стопок, содержа­щих каждая по 5-6 уплощенных ограниченных мембранами цистерн. В комплекс Гольджи поступают из ШЭР в специальных везикулах син­тезированные там белки, снабженные углевод­ными остатками и предназначенные для рас­пределения внутри клетки или экспортных нужд.Ферменты комплекса подвергают белки гликозилированию и фосфорилированию.

Аппарат Гольджи поражается при ряде приобретенных и наследственных расстройств. Так как он яв­ляется местом образования и наполнения лизосом, часто его повреждение ассоциируется с лизосомальной патологией.