- •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
Мембраносвязанные ферменты и ионные каналы
В плазматическую мембрану включено большое количество мембраносвязанных ферментов, обеспечивающих активный транспорт веществ против градиента концентрации из клетки и в клетку. На это расходуется 1/8 часть энергии основного обмена. Затраты энергии на транспортные процессы очень велики, у человека они составляют более трети всей энергии, выделяемой в процессе метаболизма в клетке.
Пассивное движение через липидную мембрану очень затруднено. Липидная фаза гидрофобна, то есть необходим активный процесс дегидратации ионов.
Функцию пассивной ионной проводимости осуществляют ионные каналы - специфические липопротеиновые структуры. Они могут находиться в "закрытом" или "открытом" состоянии, а их селективность определяется геометрией канала, электрическим зарядом структур и белковыми субъединицами.
Ионный баланс в клетке обеспечивается системой активного транспорта против градиента концентрации AТФ-зависимыми ферментами. Упрощенно это можно представить таким образом. Во внеклеточной жидкости концентрация Са2+ и Мg2+ во много раз больше, чем в клетке, то есть они входят в клетку пассивно, а выводятся активно с затратой энергии.
Концентрация Са2+ в клетке в состоянии покоя составляет 1/10 000 от его концентрации во внеклеточной жидкости (0,1 мкм), при активации не превышает 2 мкМ.
Резкое накопление Са2+ в клетке прекращает продукцию и утилизацию ATФ, нарушается работа АТФазо-зависимых ферментов. Активация гидролитических ферментов лизосом приводит к гибели клетки.
Клетка бдительно защищает себя от смертельной концентрации Са2+, откачивая его во внеклеточную среду Са2+-зависимой АТФазой. Поломка в этом механизме часто приводит к формированию порочного круга.
Избыток Са2+
в клетке
Блокирование синтеза АТФ
мало АТФ
Блокирование Са 2+-
зависимых АТФаз
Молекула натрия очень гидратирована, и с избытком натрия в клетку поступает вода, происходит набухание клетки. Быстрое проникновение воды в клетку через гидрофобную мембрану указывает на возможность наличия пор.
Нарушение транспортной функции ферментов мембраны лежит в основе развития таких "транспортных болезней", как почечная глюкозурия, цистеинурия, нарушения всасывания галактозы, глюкозы, витамина B12, наследственный сфероцитоз и т.д.
Эндоплазматическая сеть
На мембранах ЭПС находятся рибосомы, синтезирующие белки, необходимые как пластический материал и выполняющие различные функции.
Мембраны ЭПС, не несущие рибосом, в клетках печени выполняют обезвреживание токсических продуктов, лекарственных веществ, гербицидов, пестицидов, циклических ароматических углеводородов. Площадь гладкой мембраны в клетке может увеличиваться в 10 раз. Вредные вещества накапливаются на поверхности мембраны, подвергаются химическим превращениям, лишаются токсических свойств и подготавливаются к выведению из организма. При усилении одних ферментативных процессов могут ослабляться другие.
Пример.
При частом употреблении алкоголя усиливается наработка алкогольдегидрогеназы и человек делается устойчивым к алкогольному отравлению, но при этом страдают другие ферментативные системы, в частности, системы, разрушающие избыток гормонов - развивается вторичный адьдостеронизм и нарушение водно-минерального обмена.
Мембраносвязанные ферменты обладают очень большой активностью, так каталаза, фиксированная на мембране, ускоряет распад Н2О2 в 1011 раз.