Неспецифические механизмы повреждения

Условно 7 групп молекулярных механизмов, играющих важную роль в патогенезе повреждения клеток:

1. энергодефицитные

2. электролитно-осмотические;

3. кальциевые;

4. ацидотические;

5. протеиновые;

6. нуклеиновые;

7. липидные (пероксидное окисление липидов, активация мембранных фосфолипаз, детергентное действие свободных жирных кислот).

Энергодефицитные механизмы повреждения клетки

Является, как правило, «стартовым» и очень важным механизмом повреждения любой клетки.

Причины развития энергодефицита

Причины развития энергодефицита:

1. Нарушение поступления питательных веществ и кислорода, необходимых для синтеза АТФ, встречается при гипогликемии, голоде, расстройствах микроциркуляции в тканях.

2. Нарушение синтеза АТФ:

• при экзогенном и эндогенном отравлении аммиаком происходит торможение окисления в цикле трикарбоновых кислот (цикле Кребса), что приводит к резкому снижению образования ē и Н+, а значит и ресинтезу АТФ;

• разобщение окисления и фосфорилирования при действии дикумарола (антикоагулянт), билирубина, тироксина, когда нет нарушений в работе тканевых дыхательных ферментов, но создается утечка протонов, тем самым снижают протоновый градиент, что приводит не только к дефициту АТФ, но и к развитию эндогенной гипертермии;

• избирательная блокада некоторых звеньев переноса электронов под действием ряда токсических веществ, например, цианиды блокируют атом железа в цитохроме А₃ (комплекс IV); антибиотик актимицин А нарушает перенос электронов между цитохромами В и С₁ (комплекс III); ингибирование тканевого дыхания отмечается и при отравлениях мочевиной, сероводородом, барбитуратами и др.;

• нарушения в цепи биологического окисления могут быть вызваны и дефицитом ряда веществ, входящих в митохондриальные окислительно-восстановительные комплексы: витаминов В₂, РР, а так же недостатка микроэлементов – железа, меди и др.;

• воспалительный процесс, аллергия, гипоксия нередко сопровождаются значительным увеличением проницаемости митохондриальных мембран и выходом ее ферментов в цитоплазму клетки. В этом случае процессы окисления и фосфорилирования идут в значительной степени независимо друг от друга.

3. Нарушение транспорта АТФ. В норме АТФ доставляется от места ресинтеза – митохондрий и цитозоля к эффекторным структурам клетки с помощью АДФ-АТФ-транслоказы и КФК (креатинфосфокиназы). Данная транспортная система может быть нарушена различными патогенными агентами. Например, атрактилозид (токсический гликозид), длинноцепочечные жирные кислоты блокируют деятельность АДФ-АТФ-транслоказы. Поэтому, даже при высоком содержании АТФ в клетке, может наблюдаться нарушение работы ее энергозависимых структур.

4. Нарушение утилизации АТФ. Несмотря на доставку АТФ к месту использования АТФ не используется, например, при дефиците клеточной концентрации ионов кальция в мышечных волокнах АТФ не используется и сокращения (механической работы) не происходит.

Следствия развития энергодефицита

Дефицит АТФ в клетке приводит к нарушению механической, химической и осмотической работы.

Нарушение механической работы — проявится нарушением сокращения, миграции, экзоцитоза и эндоцитоза, кле­точного деления, движения ресничек, жгутиков.

Нарушение химической работы — биосинтеза веществ. Следст­вием этого является нарушение самообновления и самовоспроизведе­ния клеток, нарушение всех ОСНОВНЫХ форм и направлений синтеза в клетке, активация «запасных» путей метаболизма, например, анаэробного гликолиза, сорбитолового шунта, кетоновых тел.

В клетке избыточно активируется анаэробный гликолиз следующим путём: дефицит АТФ → увеличение АМФ → активация 6-фосфофруктокиназы и фосфорилазы → анаэробный гликолиз → накопление пирувата и лактата → внутриклеточный ацидоз.

Нарушение осмотической работы — (см. ниже натрий-калиевый и каль­циевый насосы, натрий-кальциевый и натрий-водородный обменные механизмы.