Нуклеиновые механизмы повреждения клетки

Белковые (протеиновые) механизмы повреждения клетки

Повреждение клеточных мембран повышенной активностью фосфолипаз.

Фосфолипаза А2 активируется в результате повышения концентрации ионов кальция, активации СПОЛ и внутриклеточного ацидоза. В результате резко повышается проницаемость мембран, дополнительно из фосфолипидов этим ферментов высвобождается арахидоновая кислота, производные которой создают в клетке функциональный покой через блокаду бета адренорецепторов, с другой стороны оказывают вторичное повреждение окружающих клеток (см. медиаторы воспаления), формирование новых брешей в мембране.

Включа­ют в себя:

ингибирование ферментов (обратимое и необратимое) – за счет активации перекисного окисления, нарушения матричной структуры липидного бислоя, дефицита АТФ;

денатурацию;

протеолиз, осуществляю­щийся под действием лизосомальных протеолитических ферментов (катепсинов) и Са-активируемых протеаз. В результате протеолиза мо­гут появляться пептиды, обладающие свойствами физиологически ак­тивных веществ. С выходом последних из поврежденных клеток мо­жет быть связано развитие как местных, так и общих реакций орга­низма (воспаление, лихорадка).

Основу повреждения клетки могут составлять так называемые нуклеиновые механизмы, обусловленные нарушениями процессов:

репликации ДНК;

транскрипции;

трансляции.

Нарушения в клетке в результате по­вреждения отдельных ее органоидов (плазматической мембра­ны, митохондрий, эндоплазматического ретикулума, лизосом).

Нарушение барьерной функции плазматической мембраны приво­дит к выравниванию существующих в норме концентрационных гра­диентов веществ: в клетку поступают ионы Na⁺, Са²⁺, Сl¯, а выходят ионы К⁺, Mg²⁺, неорганического фосфата, низко- и высокомолекулярные органические соединения (АМФ, АДФ, промежуточные продукты клеточного обмена, белки-ферменты). С повреждениями белков и гликопротеидных комплексов, встроенных в плазматическую мембрану, связаны нарушения систем активного транспорта веществ (Na-K-, Са-насосов; Na-Ca- и Na-H-обменных механизмов); изменения специ­фических ионных каналов (Na-, К-, Са-каналов); нарушения клеточ­ных рецепторов, воспринимающих внешние регуляторные сигналы (α-и β-адренорецепторов, холинорецепторов и др.); нарушение межклеточных взаимодействий; изменения антигенных свойств клетки.

Повреждение митохонд­рий сопровождается либо уг­нетением процессов клеточ­ного дыхания, либо эффек­том разобщения процессов окисления и фосфорилирования. И в том, и в другом случае результатом рас­стройств митохондриальных функций будет нарушение энергообеспечения клетки.

Повреждение шерохова­того эндоплазматического ретикулума приводит к дезаг­регации полисом, вследствие чего нарушаются реакции биосинтеза белка в клетке. В результате повреждения гладкого эндо­плазматического ретикулума и его ферментных систем страдают про­цессы детоксикации, микросомального окисления и др. В некоторых клетках, например мышечных, нарушается способность эндоплазмати­ческого (саркоплазматического) ретикулума депонировать ионы Са²⁺, что способствует реализации так называемых кальциевых механизмов повреждения клетки.

Повышение проницаемости лизосомальных мембран приводит к вы­ходу в цитоплазму гидролитических ферментов, активация которых в конечном итоге вызывает необратимые изменения клетки — ее аутолиз.

Признаки повреждения клетки:

Структурные. Обнаруживаются с помощью гистологических и электронномикроскопических методов исследования и являются пред­метом изучения патологической анатомии.

Функциональные. К ним относят: нарушения электрофизиоло­гических процессов (деполяризация плазматической мембраны, изме­нения свойств возбудимости и проводимости, развитие парабиоза); на­рушения сократимости, экзо- и эндоцитоза; нарушения клеточного де­ления, межклеточных контактов и взаимодействий; изменения в вос­приятии клеткой нервных и гуморальных регуляторных влияний.

Физико-химические, которые включают нарушения со стороны клеточных коллоидов (уменьшение степени дисперсности коллоидов цитоплазмы и ядра, повышение вязкости цитоплазмы, изменение сорбционных свойств по отношению к витальным красителям) и из­менения водно-электролитного обмена (увеличение концентрации в цитоплазме ионов натрия и кальция и уменьшение концентрации ио­нов калия, отек клетки и отдельных ее органелл, накопление ионов водорода — ацидоз повреждения).

Биохимические: 1) уменьшение концентрации макроэргических соединений — креатинфосфата и АТФ — и увеличение концентрации продуктов их гидролитического расщепления — креатина, АДФ, АМФ, неорганического фосфата; 2) угнетение тканевого дыхания; 3) разоб­щение окисления и фосфорилирования; 4) активация гликолиза; 5) ак­тивация процессов протеолиза; 6) увеличение интенсивности процес­сов дезаминирования.

Термодинамические. Это декомпартментализация, т.е. нарушение относительной обособленности внутриклеточных отсеков; конформационные изменения макромолекул, происходящие в направлении наи­более выгодного термодинамического состояния (денатурация); распад крупных, более сложных молекул на мелкие, менее сложные; вырав­нивание концентрационных градиентов как между клеточными отсе­ками, так и между клеткой и внеклеточной средой.