Глава 3 / местные и общие реакции организма на повреждение

69

Распределение ионов калия и натрия и снаружи некоторых клеток

Таблица 9

Клетки		Концентрация, М				Отношение внутриклеточной
		Внутри Снаружи				концентрации к наружной
	калий		натрий	калий	натрий	калий	натрий
Эритроциты человека	112		37	5	143	22:1	1:3,88
Одиночное волокно портняжной мышцы лягушки	125		15	2,6	110	48:1	1:7
Гигантский аксон кальмара	410		49	22	440	19:1	1:10

чае электровозбудимых тканей может вызвать генерацию потенциалов действия. Так, увеличе­ние концентрации калия в очаге инфаркта мио­карда может стать одной из причин возникнове­ния фибрилляции сердца.

Накопление ионов кальция в цитоплазме. В нормальных клетках кон­центрация ионов кальция в цитоплазме харак­теризуется исключительно низкими значения­ми: 10 ⁷ или даже 10⁸ М, тогда как в окружаю­щей клетку среде содержится 10³ М ионов каль­ция. При этом следует иметь в виду, что ионы кальция проходят в клетку не только самопро­извольно (процесс «утечки» через мембрану), но и (в некоторых клетках) через кальциевые ка­налы в мембране. Эти каналы могут открывать­ся в ответ на изменение мембранного потенциа­ла, присоединение гормонов и медиаторов к мем­бранным рецепторам. Компенсирует вход ионов Са²⁺ в клетку работа трех типов кальцийтранс-портирующих систем: кальциевый насос (Са²*-Mg³'-AT<Pa3a) в мембранах саркоплазматического ретикулума и клеточной мембране, система ак­кумуляции Ca^2f в митохондриях, и в некоторых клетках, Ма⁺/Са²⁺-обменник, встроенный в ци-топлазматическую мембрану.

При повреждении клетки нарушается работа митохондрий: снижается мембранный потенци­ал и прекращается окислительное фосфорили-рование. При снижении мембранного потенциа­ла в митохондриях уменьшается поглощение этими структурами Са²⁺. Снижение уровня АТФ в клетке приводит к выключению работы Са²¹-!У^²'-АТФазы цитоплазматической и мембран саркоплазматического ретикулума. Все это спо­собствует накоплению кальция в цитоплазме. Увеличение концентрации Na' в клетке вслед­ствие угнетения натриевого насоса при недостат­ке АТФ приводит к выключению и NaVCa²*-o6-мена через клеточную мембрану. В результате

всего этого происходит увеличение концентра­ции кальция от 10 ⁸-10 ⁷М (в норме) до 10 ^б-10 ⁵ М. Это приводит к активации большого числа кальцийзависимых ферментов (протеин-киназ, фосфолипаз, фосфодиэстеразы цикличес­ких нуклеатидов и др.), нарушениям в цитоске-лете, активации сократительных структур, об­разованию нерастворимых включений кальция в матриксе митохондрий, повреждению внутри­клеточных мембран и общей дезорганизации ме­таболизма. Морфологически это проявляется в замедлении броуновского движения различных включений внутри клетки (увеличение «вязкос­ти протоплазмы») и возрастании светорассеяния; красители начинают легче проникать в клетку и связываются в большом количестве с внутри­клеточными структурами - все эти признаки типичны для «неспецифической реакции клет­ки на повреждение» по Насонову и Александро­ву (см. выше).

Выход метаболитов. Увеличение проницаемости мембраны клеток и ухудшение работы ионных насосов приводит к тому, что ком­поненты цитоплазмы выходят в окружающую среду. Вышедшие из клеток вещества отнюдь не безразличны для других клеток, тканей и орга­нов. Так, среди веществ, выходящих из клеток, поврежденных в результате ишемии (нарушения кровотока) или ожога, имеются полипептиды, обладающие способностью вызвать остановку сердца (ишемический, ожоговый токсины). Об­наружение этих веществ осуществляется различ­ными методами, включая измерение хемилюми-несценции плазмы крови, интенсивность кото­рой снижается в присутствии полипептидных токсинов.

Увеличение объема (набуха­ние) клеток. Увеличение объема клеток -один из наиболее ранних признаков ее повреж­дения, который проявляется, например, при не-

70