Механизмы адаптации клетки к изменению работы системы внутриклеточной сигнализации

Изменение внешней среды может включать систему немедленной или долговременной адаптации клетки (рис):

Таблица.  Нарушение работы систем внутриклеточной сигнализации: механизмы, патогенетические проявления и механизмы адаптации клетки.

Нарушение метаболизма и энергетического обеспечения клетки нарушение метаболизма и энергетического обеспечения клетки может быть связано с рядом факторов, включая

1. Нарушение поставки субстратов:

–        снижение количества субстратов (экзогенных – вследствие нарушения их доставки, например, при голодании, или эндогенных – липидов и гликогена);

–        нарушение транспорта субстратов внутрь клетки: дефицит рецепторов к субстратам (ЛПОНП), нарушение эндоцитоза, снижение количества переносчиков (для глюкозы, аминокислот) и пр..

2. Нарушение      гидролитического этапа катаболизма:

–        лизосомальные нарушения, обусловленные наследственным дефицитом гидролитических ферментов лизосом (лизосомальные болезни - таблица 2), а также снижением синтеза или угнетением их активности.

3. Нарушение      анаэробного окисления:

-                 Нарушение (снижение) гликолиза (например, при сахарном диабете → снижение интенсивности образования пирувата и образования ацетил Ко А→ использование других источников для образования ацетил Ко А (ЖК, аминокислоты) → гиперпродукция кетоновых тел → формирование метаболического ацидоза, негативный белковый баланс.

-                 Повышение интенсивности гликолиза → накопление лактата → метаболический ацидоз (например, при  опухолевой трансформации.)

4. Нарушение аэробного окисления в митохондриях:

По механизму возникновения варианты митохондриальной патологии можно разделить на:

- наследственные (обусловленные нарушением экспрессии генов – дефектом  структуры  и функции митохондриальных белков ферментов и переносчиков);

- приобретенные (дефицит кислорода и ацетил КоА, действие ядов, токсинов, лекарственных препаратов, нарушение гормональной регуляции, снижение/блок активности ферментов, дефицит витаминов, микроэлементов и коферментов, образование антимитохондриальных антител).

Наследственная патология митохондрий получила название митохондриальные болезни

На основе генетического анализа предложена следующая классификация митохондриальных болезней (табл. ):

1. Мутации митохондриальной ДНК

-          точечные мутации (материнский тип наследования);

-          единичные делеции (спорадические);

-          дупликации или дупликации-делеции (материнский тип наследования).

2. Мутации ядерной ДНК, связанные с нарушением      экспрессии митохондриальных белков-транспортеров или ферментов.

3. Мутации ядерной ДНК, нарушающие межгеномные      (ядерные и митохондриальные) взаимодействия

-          множественные делеции митохондриальной ДНК;

-          истощение митохондриальной ДНК.

Результатом мутаций митохондриальной и/или ядерной ДНК является нарушение синтеза функционально значимых белков митохондрий, что сопровождается соответствующим дефектом биохимических процессов, лежащих в основе энергообразования.

Наличие дефекта работы митохондрий проявляется в тканях с высоким уровнем метаболизма и энергообеспечения, прежде всего,  нервной и мышечных тканях