10.12.Каким образом повышение активности фосфолипаз способствует повреждению клеточных мембран?

В патогенезе повреждения клетки большое значение имеет чрезмерная активация фосфолипазы A₂ – фермента, осуществляющего гидролитическое отщепление ненасыщенных жирных кислот от молекул фосфо­ли­пи­дов кле­точ­ных мембран (рис. 33). В результате этого образуются лизофос­фолипиды, молекулы которых имеют лишь один жирнокислотный «хвост», в связи с чем обладают способностью к мицеллообразованию и являются очень сильными детергентами (рис. 34). С детергентным действием лизофосфолипидов и связано повреждение клеточных мембран в условиях чрезмерной активации фосфолипазы А₂, вызываемой, как правило, высокими концентрациями ионов кальция в цитоплазме клетки.

Рис. 34. Детергентное действие лизофосфолипидов

10.13.При каких условиях возникает опасность детергентного действия свободных жирных кислот на клеточные мембраны?

Детергентное действие свободных жирных кислот (СЖК) проявляется при увеличении их содержания в клетке, что может быть обусловлено (рис. 35):

а) усиленным поступлением СЖК в клетку при гиперлипацидемии (например, активация липолиза в жировой ткани при стрессе, сахарном диабете);

б) освобождением СЖК в лизосомах из триглицеридной части липопротеидов, поступивших в клетку из плазмы крови (например, гиперлипопротеинемия при атеросклерозе);

в) освобождением СЖК из фосфолипидов мембран под действием мембранных фосфолипаз;

г) нарушениями использования СЖК в качестве источника энергии (уменьшение активности ферментов р-окисления и цикла Кребса, например, при гипоксии).

Для того чтобы предотвратить повреждающее действие избытка жирных кислот, клетка располагает системой ферментов, которые переводят свободные жирные кислоты в форму триглицеридов. При этом наблюдается не свойственное в норме отложение триглицеридов в клетке в виде жировых капель, т. е. возникает жировая дистрофия клетки.

Рис. 35. Причины накопления свободных жирных кислот (СЖК) в клетке

10.14.В каких случаях ионы кальция вовлекаются в патогенез повреждения клетки? с какими эффектами этих ионов связано их участие в повреждении клеточных структур?

Повреждение клеточных структур может быть обусловлено стойким повышением концентрации ионов Са²⁺ в цитоплазме клетки. Такая ситуация возникает либо в результате избыточного поступления ионов Са²⁺ в цитоплазму (гиперкальциемия, повышение проницаемости плазматической мембраны), либо в результате нарушения механизмов, обеспечивающих удаление ионов Ca²⁺ из цитоплазмы (нарушения Ca-насосов, Na-Ca-обменного механизма, Са‑аккумулирующей функции митохондрий).

Повышение концентрации ионов Са²⁺ в цитоплазме вызывает: а) контрактуру фибриллярных структур клетки (миофибрилл, элементов цитоскелета); б) активацию фосфолипазы А₂; в) разобщение процессов окисления и фосфорилирования.

10.15.Чем могут быть обусловлены сдвиги в содержании ионов натрия и калия в клетке и какова роль таких сдвигов в патогенезе клеточного повреждения?

Выравнивание концентраций ионов Na⁺ и K⁺ по обе стороны плазматической мембраны (увеличение содержания Na⁺ и уменьшение содержания K⁺ в цитоплазме) в своей основе может иметь два механизма: 1) усиленную диффузию ионов через плазматическую мембрану по существующему концентрационному и электрическому градиенту и 2) нарушение механизмов активного транспорта Na⁺ и K⁺ (Na-K-насоса).

Первый механизм реализуется в условиях общих нарушений водно-электролитного обмена (гипернатриемия, гипокалиемия) и нарушения барьерной функции плазматической мембраны (повышение ее ионной проницаемости).

Расстройства функции Na-K-насоса могут быть обусловлены дефицитом АТФ в клетке, увеличением содержания холестерина в липидном бислое мембраны (например, при атеросклерозе), действием целого ряда специфических ингибиторов Na-K-АТФ-азы (например, строфантина).

Сдвиги в содержании ионов Na⁺ и K⁺ вызывают: а) потерю клеткой электрического мембранного потенциала (потенциала покоя);

б) отек клетки; в) осмотическое растяжение клеточных мембран, что сопровождается повышением их проницаемости.