- •Некоторые аспекты патофизиологии клетки
- •Морфо-функциональная характеристика клеток
- •Нарушения энергообеспечения клетки
- •Ограниченный протеолиз в патогенезе повреждения клетки
- •Перекисное и свободнорадикальное окисление в патогенезе повреждения клетки
- •Относительная или абсолютная недостаточность антиокислительных ферментов и биоокислителей
- •Клеточная мембрана
- •Липиды в патогенезе нарушения функции и повреждении мембран клеток
- •Амфифильное повреждение мембран
- •Мембраносвязанные ферменты и ионные каналы
- •Эндоплазматическая сеть
- •Аппарат Годьджи
- •Лизосомы
- •Регуляция функции клетки
- •Рецептор клеток коры надпочечников
- •Гидролиз триглицеридов и продукция сжк
- •Рецептор клеток жировой ткани
- •Активация дегрануляции
- •Ингибирование дегрануляции
Относительная или абсолютная недостаточность антиокислительных ферментов и биоокислителей
В условиях активации перекисного окисления липидов и повышения уровня свободных радикалов усиливаются процессы полимеризации, происходит набухание митохондрий и разобщение окислительного фосфорилирования в сторону окисления, что уменьшает выход макроэргов. Происходит дестабилизация биомембран, в том числе и лизосом.
Инактивация тиоловых ферментов нарушает внутриклеточные процессы дыхания и гликолиза. Свободные радикалы окисляют сульфгидрильные группы белков, повреждают ДНК, нуклеотидфосфаты.
ПАТОЛОГИЯ ОТДЕЛЬНЫХ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КЛЕТКИ
Специфика функции клетки закодирована в генетическом материале ядра и определяется работой эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, рибосом, биохимическими реакциями, протекающими в цитозоле.
Большое значение в интеграции клеток в единую функциональную систему целостного организма принадлежит структуре и функции клеточной мембраны.
Клеточная мембрана
Главным строительным материалом биологической мембраны являются амфифильные молекулы фосфолипидов. Соединение амфифильных фосфолипидов образует двухслойную мембрану. Внешняя и внутренняя сторона построена гидрофильной частью молекул, а внутренняя - гидрофобными. Внешняя сторона бислоя структурируется соединениями Nа+ с жирными кислотами и имеет более плотную консистенцию (а соли ЖК - мыло). Внутренняя сторона бислоя структурируется соединениями К+ с ЖК и имеет менее плотную консистенцию (К+ соли ЖК - шампуни).
Липиды в патогенезе нарушения функции и повреждении мембран клеток
Проницаемость мембраны определяется соотношением холестерина и фосфолипидов. При старении, гиперхолестеринемии в плазматической мембране (ПМ) увеличивается содержание холестерина, и снижено количество фосфолипидов. При этом ПМ делается вязкой, ригидной. Эти изменения особенно ярко проявляются в условиях функционально-метаболических нагрузок и коррелируются с изменениями функции и определяют состояние адаптационных возможностей организма.
Определенный интерес представляет состояние плазматических мембран при гибернации. Снижение температуры тела ведет к структурированию насыщенных жирных кислот и нарушению функции мембран.
В общебиологическом плане отмечено проявление адаптации ПМ к действию холода. У зимоспящих животных происходит замена насыщенных жирных кислот на ненасыщенные. Структурирование мембран при низкой температуре не происходит и животное остается живым при снижении температуры до +2° +4°С.
Амфифильное повреждение мембран
Внедрение липидов в клеточные мембраны сопровождается изменением их структуры и функции. Высокой способностью проникать и фиксироваться в биомембранах обладают так называемые амфифилы, липиды имеющие гидрофильную и гидробные группировки. К ним относятся свободные жирные кислоты, лизофосфатиды, фосфолипиды. Они освобождаются из липидных комплексов в результате липолиза мембран органелл, могут захватываться клетками при их большом количестве в крови. Внутриклеточное накопление амфифилов может быть следствием увеличения в клетке ацетил-КоА при нарушении его окисления в митохондриях.
При внедрении амфифилов в липидную фазу мембран они нарушают липидно-белковые межмолекулярные взаимодействия, вызывают локальные разрывы липидного слоя.
Биологическая мембрана не только ограничивает содержимое клетки от окружающей среды и обеспечивает асимметричное расположение органических и неорганических веществ по обе стороны бислоя, она ограничивает и ультраструктурные образования внутри клеток.
Плазматическая мембрана - это обладающее сложной функцией структурное образование клетки.
ПМ представляет собой сложное рецепторное поле, которое воспринимает информацию от внешней среды клеток. Рецепторы способны улавливать действие сверхмалых химических веществ, какими являются гормоны, биологически активные вещества. Плотность рецепторов может определяться силой химического раздражителя. Если сигнал слабый - количество рецепторов увеличивается, и они образуют участки скопления. Если же сигнал сильный, количество рецепторов уменьшается, что является важным механизмом адаптации клетки к действию раздражителя.
Блокирование рецепторов мембраны во многом определяет функциональные изменения клетки в зависимости от типа блокирования. Описан инсулино-резистентный диабет, связанный с блокированием рецептора антителами, то есть имеет место экранирование рецептора и он не доступен к действию инсулина. Наряду с этим, возможно такое соединение антител с рецептором, при котором происходит его активация, что имеет место при тиреотоксикозе, обусловленном выработкой антител к рецепторам клетки к тиреотропину.
На плазматическую мембрану могут выноситься специфические белки иммуноглобулины, обеспечивающие иммунитет. Происходит своеобразное армирование клеток в борьбе с повреждающим агентом.
Плазматическая мембрана несет на себе изоантигены группы крови, маркеры-гистиоантигены (НLA), определяющие генетическую идентичность клеток организма. Являясь составной частью мембран, они определяют не только антигенную совместимость тканей, но могут влиять на рецепцию клетками гормонов, медиаторов, БАВ, что предопределяет индивидуальные особенности реактивности организма. В частности, имеется большая группа так называемых антиген-ассоциированных заболеваний. В качестве примера можно привести значительную устойчивость к заболеванию чумой у лиц с группой крови В (Ш). У лиц, гомозиготных по группе крови О (I) в три раза чаще встречается язвенная болезнь желудка. С HLA связывается частота юношеского диабета, ревматоидного артрита, псориаза и т.д.
С функцией плазматической мембраны связан такой важный процесс как межклеточные взаимодействия в органах и тканях, в результате чего координируется и интегрируется функция клеток организма. В частности, с этим свойством связывается контактное торможение деления клеток. В качестве примера можно привести пролиферацию клеточных элементов при резекции печени, но как только печень достигнет определенного размера, дальнейший рост печеночной паренхимы прекращается.
Потеря свойства к контактному торможению обусловливает беспредельный рост опухолевой ткани. Возможны межклеточные контакты с использованием специальных посредников - медиаторов. В этом плане хорошо изучены контакты между нервными клетками (в синапсах).
Было обнаружено, что многие белки-ферменты выполняют свои биологические функции только во взаимодействии с мембраной. Мембраны осуществляют сопряжение различных ферментативных процессов, либо усиливают их или ингибируют.