11.6. Ишемическое повреждение клетки
Большую роль в механизмах повреждения клеток, наиболее часто возникающих при ишемии, реперфузии, гипоксии и интоксикации структур различных уровней организации организма играют недостаток кислорода, макроэргов и избыток содержания в клетках ионов кальция и натрия. В частности, при развитии ишемии (местного малокровия) в клеточно-тканевых структурах обязательно в большей или меньшей степени возникают разнообразные метаболические, структурные и физиологические нарушения (схема 11-1).
Тяжесть ишемического повреждения клеток завсисит от степепени нарушения кровообращения, сохранения выведения метаболитов из органа, вида органа, продолжительности ишемии и температуры среды.
При ишемическом повреждениии клеток нарушается их энергообеспечение: синтез АТФ, транспорт энергии АТФ от места продукции к эффекторным структурам клеток, утилизации энергии АТФ.
Нарушение синтеза АТФ. Клетка реагирует пр этом мобилизацией энергии из внеклеточных запасов (использование богатых энергией креатинфосфата, гликогена, глюкозы, триглицеридов), активацией гликолиза, уменьшением потребления энергии за счет ограничения функциональной активности клетки, ограничения транспорта ионов и химических процессов синтеза. Активацию гликолиза можно рассматривать как один из механизмов компенсации. Однако увеличение интенсивности гликолиза сопровлждается активацией фермента глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, что приводит к гиперпродукции восстановленных форм никотинамидадениндинуклеотида (НАДН) и никотинамидадениндинуклеотид фосфата (НАДФН). Накопление в клетке продуктов гидролиза АТФ, СЖК, их производных, НАДН, НАДФН приводит к развитию внутриклеточного ацидоза.
Нарушение транспорта энергии АТФ. Это проявляется результатом повреждения ферментных механизмов транспорта энергии макроэргических фосфатов. Главным образом, аденинуклеотид-транслоказы (АТФ/АДФ-транслоказы), осуществляющей перенос молекул АТФ из матрикса в цитозоль, и изомеров креатинфосфокиназы (КФК), обеспечивающих доставку макроэргических фосфатов от митохондрий к местам их утилизации.
Нарушение утилизации АТФ за счет снижения активности АТФазы эффекторных стуктур поврежденной клетки и митохондрий, Na+/K—АТФазы сарколеммы и Са2+-АТФазы саркоплазматического ретикулума.
Гидратация клеток
11.7. Реперфузионное повреждение клетки
Восстановление кровообращения в ткани после кратковременной ишемии, как правило, приводит к полному восстановлению структуры и функций поврежденных клеток. Однако восстановление кровообращения после длительной ишемии может привести к развитию так называемого реперфузионного повреждения. В механизме развития реперфузионного повреждения клеток основное значение имеют:
фазные изменения локальной гемодинамики, заключающиеся в развитии реактивной гиперемии с последующим падением кровотока ниже исходного на фоне длительной ишемии;
интенсификация ПОЛ мембран клеток и внутриклеточных структур вследствие развившейся в процессе ишемии недостаточности ферментов антиоксидантной защиты и гипероксией;
избыточное накопление в клетках ионизированного кальция, вызывающее дальнейшее повреждение клеточных мембран;
дальнейшее нарушение энергетического обеспечение клеток, развивающееся в результате угнетения ферментов аэробного синтеза АТФ и утилизации энергии АТФ эффекторными системами клетки (АТФаз).
Реперфузионное повреждение клеток сопровождается большей интенсификацией ПОЛ мембран, большим накоплением в клетках ионов кальция и натрия, большим повреждением мембран и ферментных систем, чем при ишемии той же длительности. После реперфузии длительно ишемизированного органа или группы органов может возникнуть ишемический шок (синдром жгутированных конечностей, синдром сдавления конечностей).