Электролитно-осмотические механизмы повреждения клетки

Блок натрий/калиевой АТФазы и повышение проницаемости поврежденной клетки вызывает увеличение содержания Na⁺ и уменьшение содержания К⁺ в цитоплазме, что приводит к:

1. потере клет­кой потенциала покоя (эктопические очаги при инфаркте, на границе между здоровым миокардом и поврежденным формируется разница потенциала);

2. отсутствию возможности формирования потенциала действия;

3. отеку клетки (натрий высоко осмотичен и тянет за собой воду);

4. осмотическому растяжению внутриклеточных мембран, что повышает их проницаемость, в случае митохондрий это усиливает энергодефицит (синтез АТФ становится невозможным из-за нарушенной целостности мембран митохондрий);

5. нарушению ионообменных механизмов Ca²⁺/Na⁺ и H⁺/Na⁺.

Связь патофизиологии и клиники при электролитно-осмотическом механизме (примеры):

1. при инфаркте миокарда – очаговом повреждении (некрозе) – возникает разница потенциалов на границе между здоровым и ишемизированным миокардом, что создает условия для генерации эктопического возбуждения (экстрасистолы);

2. ишемия миокарда вызывает повышение порога потенциала покоя, при достижении значения более 50мВ быстрые натриевые каналы инактивируются – развивается блокада проведения;

3. ишемия головного мозга→дефицит АТФ→нарушение работы Na/K АТФазы→повышение внутриклеточного натрия→отек нейронов→отек головного мозга→вклинение продолговатого мозга→нарушение работы дыхательного и сосудистодвигательного центров→смерть;

4. Обширный ожог или травма (размозжение)→выход калия из поврежденных клеток→гиперкалиемия→остановка сердца в диастолу.

Кальциевая группа молекулярного механизма повреждения клетки

Может быть отнесена к электролитно-осмотическому механизму, но из-за важности выделена отдельно. Повреждение клеточных структур всегда сопровождается 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 Са²⁺ из цитоплазмы (нару­шения Са-насосов, Na-Ca-ионообменного механизма, Са-аккумулирующей функции митохондрий и саркоплазматического ретикулума).

Повышение концентрации ионов Са²⁺ в цитоплазме вызывает: а) контрактуру фибриллярных структур клетки (миофибрилл, элемен­тов цитоскелета), что увеличивает потребность клетки в АТФ; б) разобщение про­цессов окисления и фосфорилирования, что приведет к уменьшению синтеза АТФ; в) активацию фосфолипазы А₂, которые будут увеличивать мембранную проницаемость.

Ацидотический механизм повреждения клетки

К развитию внутриклеточного ацидоза могут приводить:

1. избыточное поступление извне ионов Н⁺ в клетку из внеклеточной среды (декомпенсированные газовые или негазовые ацидозы);

2. избыточное образование кислых продуктов внутри клетки при нарушении синтеза АТФ из-за активация анаэробного гликолиза;

3. выход из поврежденных митохондрий три- и дикарбоновых кислот, при гидролитическом расщеплении фос­фолипидов свободных жирных кислот, фосфор­ной кислоты и др.;

4. нарушение связывания свободных ионов Н⁺ в результате не­достаточности буферных систем клетки;

5. нарушения выведения ионов Н⁺ из клетки при расстройствах Na-H-обменного механизма, а также в условиях нарушенного местного кровообращения в ткани (нарушается венозный отток).

Следствия нутриклеточного ацидоза:

1. изменение конформации белковых молекул с нарушением их ферментативных, сократительных и других свойств;

2. повышение проницаемости клеточных мембран;

3. активацию лизосомальных гидролитических ферментов и фосфолипаз.