19. Механизмы нарушения энергообеспечения клеток. Митохондриальные цитопатии, примеры.

1. Пусковые факторы:

А) снижение поступления О2 (гипоксия клетки)

Б) снижение поступления субстратов окисления (глюкоза, жирные кислоты)

В) нарушение функции (повреждение) митохондрий – снижение активности и/или количества ферментов, участвующих в синтезе АТФ.

2) Механизмы:

А) нарушение синтеза АТФ (в ходе гликолиза, цикла Кребса, реакций сопряжения окисления и фосфорилирования)

Б) нарушение транспорта АТФ в клетке (осуществляют более 25 ферментных систем, в том числе АТФ/АДФ-транслоказа, креатинфосфокиназа)

В) нарушение утилизации АТФ в клетке за счет снижения активности ферментов АТФаз:

- АТФазы миозина -> нарушение мышечных сокращений

- Na, K – АТФазы -> изменение концентрации Na и K в клетке

- Са – АТФазы -> изменение концентрации Са в клетке.

3) Последствия:

Нарушение функции ионных каналов (потребляют до 70% всей синтезируемой в клетке АТФ)  нарушение концентрации электролитов в клетке:

А) нарушение функции Na, K – АТФазы  повышение Na и K в клетке 

- повышение воды  набухание клетки  цитолиз (морфологический признак – гидропическая дистрофия)

- деполяризация цитоплазматической мембраны  нарушение функции нейронов, миоцитов (например, при снижении кровоснабжения (ишемии) миокарда  нарушается сократимость кардиомиоцитов, формирование потенциалов покоя и действия (электрогенеза), что регистрируется в виде специфических изменений на ЭКГ)

Б) нарушение функции Са – АТФазы  повышение Са в клетке  (в норме соотношение концентрации кальция в цитоплазме и в интерестиции 1 : 10 000)

• - активация внутриклеточных ферментов (протеинкиназ, протеаз, эндонуклеаз, фосфолипаз)

• - нарушении функции митохондрий

• - нарушение функции мышечных клеток (нарушение расслабления)

Характерные признаки митохондриальных цитопатий:

- скелетные мышцы: низкая толерантность к физической нагрузке, гипотония, проксимальная миопатия, включающая фациальные и фарингеальные мышцы, офтальмопарез, птоз

- сердце: нарушения сердечного ритма, гипертрофическая миокардиопатия

- центральная нервная система: атрофия зрительного нерва, пигментная ретинопатия, миоклонус, деменция, инсультоподобные эпизоды, расстройства психики

- периферическая нервная система: аксональная нейропатия, нарушения двигательной функции гастроинтестинального тракта

- эндокринная система: диабет, гипопаратиреоидизм, нарушение экзокринной функции панкреас, низкий рост

20.Механизмы повреждения мембран клеток. Значение процессов свободнорадикального окисления в повреждении клетки. Механизмы окислительного стресса. Система антиоксидантной защиты.

Повреждение мембран клетки может обеспечиваться несколькими механизмами:

• перекисное окисление липидов

• действие мембранных фосфолипаз

• механическое (осмотическое) растяжение мембраны

• адсорбция на бислое полиэлектролитов, включая некоторые белки и пептиды

• действие иммунных факторов (комплемента)

• действие детергентов (вещества, встраивающиеся и повреждающие мембрану)

Активация процессов свободнорадикального окисления

Свободные радикалы — это атомы, ионы или молекулы, имеющие неспаренный электрон на внешней орбитали, что приводит к их высокой реакционной способности.

Процессы свободнорадикального окисления (СРО) в клетке отражают баланс активности прооксидантных систем и активности антиоксидантных систем. Активация процессов СРО в клетке обусловлена повышением активности прооксидантных систем и/или снижением активности антиоксидантных систем.

Во всех клетках нашего организма кислород используется в ходе 4-электронного восстановления с образованием воды для синтеза АТФ ферментами дыхательной цепи митохондрий. В ходе одноэлектронного восстановления О» образуется супероксид анион-радикал, который является источником других радикалов, в том числе реактогенного гидроксильного радикала ОН*.