Экзогенные фосфолипазы (змеиные яды)

Еще одним продуктом энзиматического расщепления липидов мемб­ран является фактор агрегации тромбоцитов (ФАТ) — клон биологически активных веществ (более 150 аналогов) близкого строения. ФАТ — чрез­вычайно токсичные вещества (LD₅₀ для кролика — 0,005 мг/кг; для соба­ки _ 0,07 мг/кг), вызывающие при внутривенном введении шокоподоб-ное состояние (острый, некупируемый коллапс, бронхоспазм и др.).

эндогенный кальций		ТОКСИКАНТЫ

Фосфолипиды (гидролиз)

_А—У\

инозитол трифосфат

фактор агрегации тромбоцитов

фосфатидиловая кислота

диацил-глицерол

• простагландины

• простациклины

• тромбоксаны

COOH

COR,

COR,0 I -I СО—Р—О

I

R₃

фактор агрегации тромбоцитов

НО ОН

простагландин

ПП1ИПИПК1 -—

леикотриены

Рис. 17. Образование биологически активных веществ при участии фосфолипаз, активируемых в ходе токсического процесса

Поскольку система внутриклеточных мембран также является мише­нью для действия многочисленных токсикантов, среди них можно выде­лить группу митохондриальных ядов, повреждающих различные звенья процессов биоэнергетики, — веществ, действующих на шероховатый (на­рушение процессов синтеза белка) и гладкий эндоплазматический рети-кулум (индукция или угнетение метаболизма ксенобиотиков), лизосома-льные мембраны (провоцируют аутолиз клеток) и др.

5.2*4. Нарушение гомеостаза внутриклеточного кальция

Нарушение гомеостаза внутриклеточного кальция, сопровождающееся существенным повышением его концентрации в цитоплазме клетки, ле­жит, как полагают, в основе механизма клеточной гибели при различных патологических состояниях, в том числе при острых отравлениях. Цито-токсическое действие самых разных токсикантов (цианидов, четыреххло-ристого углерода, свинца, органических соединений олова и ртути, алки-лирующих агентов, диоксина и т. д.), как полагают, хотя бы отчасти связано с повышением уровня кальция внутри клеток.

2+

В норме низкая концентрация кальция в цитоплазме поддерживается энергозависимыми механизмами его активного удаления из клетки и компартментализации в клеточных органеллах (рис. 18).

Са

АТФ

АДФ

1,3 мМ и

2+

2+

Са²⁺ 100 нМ

Са

КЛЕТКА

Са

митохондрии

Н⁺ Na⁺

АТФ

АТФ

эндоплазматический ретикулум

2+

АДФ

Са

ядро

Рис. 18. Схема регуляции ионов кальция в цитоплазме

Нарушение механизмов поддержания гомеостаза внутриклеточного кальция, как это видно из представленной схемы обмена иона, может стать следствием:

• повреждения биологических мембран и усиления их проницае­мости для ионов;

• нарушения биоэнергетики клетки, приводящего к истощению запасов макроэрогов;

• изменения функционального состояния белковых комплексов (в том числе путем действия на соответствующие рецепторы), образующих каналы для Са²⁺.

Все эти механизмы могут приводить к усилению инфлюкса кальция из внеклеточной жидкости и его высвобождению из депо в цитоплазму клетки. Примеры веществ, повреждающих механизмы поддержания го­меостаза кальция внутри клеток, представлены в табл. 11.

Таблица 11

Некоторые вещества, нарушающие внутриклеточный гомеостаз кальция

1. Высвобождение кальция из митохондрий: - динитрофенол » динитрокрезол • кадмий	3. Усиление поступления кальция через плазматическую мембрану: * четыреххлористый углерод ♦ 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин
2. Высвобождение кальция из эндоплазматического ретикулума: ♦ четыреххлористый углерод ♦ бромбензол ♦ перекиси ♦ альдегиды	4. Угнетение эффлюкса кальция из клетки: ♦ цистамин ♦ хиноны ♦ паракват t, ♦ ванадий

Цитотоксический эффект, опосредованный стойким повышением со­держания свободного кальция в цитоплазме, в настоящее время связыва­ют с развивающимся при этом повреждением целостности цитоскелета и неконтролируемой активацией катаболических энзимов (фосфолипаз, протеаз, эндонуклеаз).

Повреждение цитоскелета. Цитоплазма клетки помимо цитозоля и клеточных органелл, как правило, содержит еще и нитевидные белковые структуры, которые в массе формируют клеточный скелет. Это образова­ние выполняет не только стабилизирующую и структурирующую, но и другие функции, среди которых обеспечение клеточного деления, внут­риклеточный транспорт, секреция, обмен рецепторных белков, регуля­ция клеточной подвижности и формы.

При действии разнообразных веществ на изолированные клетки (ку­льтура ткани) выявляется отчетливое изменение формы их поверхности: появляются выпячивания цитоплазмы (пузырьками — blebs). Такое «пу-зырение» (или вскипание — blebbing) клеточной мембраны — один из ранних признаков разрушения сети цитоскелета, предшествующий раз­рушению клетки.

Кальций вовлечен в процесс поддержания структуры цитоскелета че­рез ряд Са²⁺-связывающих протеинов и Са²⁺-зависимых энзимов, обес­печивающих ассоциацию белков цитоскелета с белками плазматической мембраны. Во-первых, стойкое увеличение концентрации кальция в ци-тозоле разрушает комплекс актина микрофиламентов с а-актинином, белком, связывающим микрофиламенты цитоскелета с белками плазма­тической мембраны. Во-вторых, Са²⁺ активирует протеазы (см. ниже), которые могут расщеплять актин-связывающие белки, разрушая тем са­мым места прикрепления филаментов цитоскелета к клеточной мембра­не. Отщепление цитоскелета от мембраны приводит к ослаблению фик-

7В

73