7.5. Захисно-компенсаторні реакції клітини у відповідь на її пошкодження:

І. Реакції, спрямовані на відновлення порушеного внутрішньоклітинно-го гомеостазу:

1. Компенсація порушення енергетичного забезпечення клітин:

• активація гліколізу;

• активація клітинного дихання;

• активація механізмів транспорту АТФ;

• перерозподіл енергетичних ресурсів у клітині.

2. Захист мембран і ферментів клітини:

• посилення антиоксидантного захисту;

• підвищення активності буферних систем;

• активація ферментів детоксикації мікросом;

• активація механізмів репарації коомпонентів мембрани та ферментів;

• зв`язування вільних жирних кислот (синтез тригліцеридів).

3. Зменшення ступеня або усунення дисбалансу іонів і рідини в клітинах:

• зниження ступеня порушення енергозабезпечення;

• активація буферних систем клітини (карбонатної, фосфатної, білкової);

• активація механізмів активного транспорту речовин (Na⁺-K⁺-Ca²⁺-насосів, Na⁺-K⁺-Ca²⁺-обмінних механізмів, мікровезикулярного транспорту).

4. Боротьба з порушенням генетичної програми в клітині:

• усунення розривів у нитках ДНК;

• ліквідація змінених ділянок ДНК за допомогою ферментів репаративного синтезу ДНК – ендонуклеаз та рестриктаз;

• синтез нормального фрагменту ДНК замість ушкодженого за допомогою ДНК-полімераз.

5. Корекція механізмів регуляції внутрішньоклітинних процесів:

• зміна кількості функціонуючих рецепторів клітин;

• зміна спорідненості рецепторів клітини до регулюючих факторів;

• зміна активності регуляторів метаболізму (ферментів, катіонів);

• зміна активності аденілат- і гуанілатциклазної систем.

6. Зниження функціональної активності клітин супроводжується зменшеним розходом енергії АТФ, субстратів метаболізму і кисню, що необхідні для виконання функції і забезпечення пластичних процесів. Тому ступінь і масштаб пошкоджень значно знижується, а після припинення дії патогенного фактору відбувається більш інтенсивне і повне відновлення клітинних структур та їх функцій.

1. Відновлення клітин (регенерація) і/або окремих структурних елементів (репарація) замість загиблих, пошкоджених або тих, котрі закінчили життєвий цикл.

2. Гіпертрофія – збільшення об’єму і маси клітин, тканин чи органа за рахунок збільшення об’єму їх структурних елементів (органел).

3. Гіперплазія – збільшення кількості структурних елементів (органел) у клітині.

ІІ. Реакції, спрямовані на створення функціонального спокою ушкодженої клітини.

Вони спрямовані на усунення можливих додаткових зрушень внутрішньоклітинного гомеостазу під впливом нервових і гуморальних збурювальних факторів (стабілізація ушкодження) і зведення до мінімуму енергетичних затрат на виконання специфічних функцій клітини, спрямувавши, таким чином, енергетичні ресурси на відновлення порушеного гомеостазу. Прикладом може бути утворення в ушкодженій клітині простагландинів, які пригнічують аденілатциклазу і, тим самим, захищають клітину від дії багатьох медіаторів і гормонів (катехоламінів, тироксину та ін.). При повному дефосфорилюванні АТФ утворюється аденозин, який, будучи природним блокатором кальцієвих каналів плазматичної мембрани, перешкоджає запуску Са²⁺-опосередкованих клітинних функцій.

Клітинні стрес-білки.

На дію різноманітних видів стресу (підвищення температури, пригнічення енергетичного обміну, зараження вірусами, нестача кисню або глюкози, пошкодження окиснювачами, хімічними препаратами, важкими металами тощо) всі клітини відповідають стереотипною реакцією, яка охоплює ядерний апарат і компоненти цитоплазми. В основі цієї реакції лежить різка зміна характеру експресії генів. Вона проявляється посиленням синтезу особливої групи захисних стресорних білків з одночасним пригніченням продукції інших.

Стресорні білки первинно були виявлені при вивченні реакції клітини на підвищення температури, тому їх назвали білками теплового шоку, або HSP (Heat Shock Proteins). У подальшому був встановлений їх універсальний характер. HSP – це група білків найважливішим з яких є HSP70. HSP70 – перший білок названий шапероном. Функція шаперонів у клітині полягає у тому, що вони діють на рівні ядра і окремих компонентів цитоплазми і виконують роль молекулярних супутників, забезпечуючи складання білків, підтримання нативної конформації інших білків, їх взаємодію між собою і направлений транспорт. Вони запобігають агрегації білків і їх подальше пошкодження за умов порушеного метаболізму клітин, сприяють розщепленню утворених білкових агрегатів. Підвищена експресія стресорних білків захищає клітини від пошкоджень і перешкоджає їх загибелі механізмом апоптозу. Припускають, що відомий ефект зростання резистентності організму при гарячці може бути пов’язаний з посиленим синтезом білків групи HSP за умов підвищеної температури. Характерно, що експресія головного стресорного білка HSP70, різко знижується з віком. Підвищена експресія білка HSP70 часто спостерігається при пухлинному процесі. Цей білок захищає пухлинні клітини від загибелі (Никитюк Г.П., Лукович І.М., Пороховська Н.В., 2009).