36 Рассмотрим вначале последствия повреждения поверхностного аппарата клеток, включая плазматическую мембрану, подмембранную систему клетки и надмембранные структуры.

Повреждение плазмолеммыПовреждение плазматической мембраны клеток, независимо от его причины (механический или осмотический разрыв, электрический пробой, излучения, ультразвук, поле СВЧ) вызывает ряд типовых патохимических изменений, которым соответствуют характерные патохимические и морфологические картины. Ю. А. Владимиров выделяет 4 основных типа повреждения плазматических мембран: • Перекисное окисление их компонентов;

• Гидролиз фосфолипазами; • Механо-осмотическое растяжение;

• Адсорбция на мембране избытка полиэлектролитов (1994).

Практически любые причины, вызывающие формирование активных свободных радикалов-окислителей вызывают в мембране перекрестное связывание сульфгидрильных групп поверхностных белков, сшивку липидных молекул и перекисное окисление жирных кислот. Вследствие этого могут срезаться или менять свое местоположение в мембране концевые участки трансмембранных гликопротеидов, в том числе, клеточных рецепторов, а также освобождаются токсичные для клеток продукты распада, например, малоновый диальдегид. Перекисные изменения могут аутокаталитически, каскадно нарастая, распространяться вдоль мембраны и на внутриклеточные мембранные структуры. Некоторые агенты, способные связывать сульфгидрильные группы, в частности, ионы ртути, свинца, серебра и других тяжелых металлов, выводят из строя ионные каналы, повышая проницаемость мембран сразу и для катионов, и для анионов.Проникновение избытка кальция в клетку, вызванное гипоксией или действием тяжелых металлов, активирует мембранные фосфолипазы развертывающие дальнейший гидролиз липидного бислоя.На начальной, обратимой стадии клеточного повреждения, это выражается структурно в образовании цитоплазматических выпячиваний на поверхности клетки. У клеток, обладающих микроворсинками, они могут сглаживаться и исчезать. В эпителиальных клетках неспецифическим, филогенетически древним ответом на раздражение и повреждение может, по некоторым данным, служить образование филоподий. Нарушаются межклеточные контакты.В дальнейшем, прогрессирующее повреждение клеточных мембран приводит к формированию миелиновых фигур, в результате диссоциации белковых и липидных компонентов мембраны, обнажения гидрофобных фосфатидов и захвата воды, расслаивающей мембрану.При необратимом повреждении в плазмолемме наблюдаются разрывы. Последствие глубокого повреждения клеточных мембран является выход составных частей клетки в межклеточную жидкость. Этот феномен вызывает ряд важных последствий на тканевом уровне и учитывается диагностической медициной.Многие вещества в норме присутствуют только внутриклеточно. За кажущимся эгоизмом стоит важный принцип межклеточного сотрудничества: в многоклеточном организме оно не основывается на иждивенчестве или паразитизме. Если клетки сотрудничают, они обмениваются энергией не в виде заимствования АТФ, а в форме совместной полезной работы. Скажем, кардиомиоциты предсердий не синтезируют АТФ на экспорт — в желудочки сердца, однако сокращение предсердий перерастягивает желудочки и способствует синтезу желудочковыми кардиомиоцитами дополнительных макроэргических эквивалентов. Не случайно внеклеточные ДНК и АТФ являются мощными хемоаттрактантами и привлекают в очаги клеточного повреждения фагоцитирующие лейкоциты, призванные «расчистить развалины».При повреждении клетки мембранный калий-натриевый градиент всегда сглаживается наблюдается избыток внутриклеточного натрия, осмотическая активность которого удерживает в клетке избыток воды, в то же время вне клетки увеличивается концентрация калия. Фокальное повреждение ткани и массивный некроз клеток в организме из-за этого сопровождаются местным избытком калия в очаге воспаления и/или системной гиперкалиемией. В то же время, умеренная степень гипоксического повреждения клеток всегда сопровождается их "мутным набуханием", а при более глубокой гипоксии возможен и больший избыток внутриклеточной жидкости» проявляющийся «баллонной дистрофией». Набухание клетки может повлечь опасные для ее соседей последствия. Как уже отмечалось выше, избыток внутриклеточного кальция активирует мембран-фосфолипазы А, приводя к освобождению из фосфолипидов самой поврежденной мембраны арахидоновой кислоты, которая затем каскадно превращается в так называемые эйкозаноиды, являющиеся медиаторами воспаления. При участии этих медиаторов альтерация клетки перерастает в координированный ответ, вовлекающий соседние тканевые структуры. Сама же поврежденная мембрана выпускает наружу избыток внутриклеточного калия, становится нестабильной и электрически пробивается собственным потенциалом. Силы поверхностного натяжения препятствуют электрическому пробою мембраны и стягивают дефекты липидного бислоя. Вязкая мембрана богатых холестерином гладкомышечных клеток затрудняет работу кальциевого насоса и ведет к стимуляции деления и пенистой трансформации этих клеток из-за нарастания концентрации свободного цитоплазматического кальция, что способствует формированию атером.Итак, при повреждении создается цепь последствий первичной альтерации плазмолеммы, которая включает:

1.  Недостаточность натрий-калиевого насоса и функций ионных каналов;

2.  Утрату физиологических трансмембранных ионных градиентов;

3.  Избыточный входной ток натрия и воды в клетку;

4.  Набухание клетки;

5.  Избыточный входной ток кальция в клетку;

6.  Активацию мембранных фосфолипаз;

7.  Освобождение и превращения арахидоновой кислоты;

8.  Нарушение локальной микроциркуляции;

9.  Появление вокруг клетки липидных медиаторов воспаления.

37 Большая часть внутриклеточных мембран принадлежит к эндоплазматическому реткулюму. Различные факторы, включая отравления алкоголем, четыреххлористым углеродом, инфекцию, ионизирующее излучение, гипоксию вызывают набухание ретикулюма, изменение его конфигурации появление крупных вакуолей и петель или распад на мелкие гранулы. Например, при отравлении тротилом мембраны шероховатого эндоплазматического ретикулюма (ШЭР) в клетках печени приобретают вид характерных завитков. При повреждении клеток в результате действия многих различных причин наступает такое типовое последствие, как отсоединение рибосом от мембран ШЭР. Теоретически, подобные изменения могут трактоваться, как защитные: в аварийной ситуаций клетка сокращает экспорт белка и стремится направить максимум белков на внутренние нужды. Но на деле это является одним из проявлений формирующегося в поврежденной клетке энергодефицита: фиксация рибосом к мембранам ШЭР, происходящая при участии белка рибофорина, является энергозависимым процессом.

Поэтому, дезорганизация ШЭР оборачивается для клетки серьезными нарушениями. Транспорт вновь образованных белков нарушается и избыток их оказывается в цитоплазме, где они денатурируются по мере нарастания клеточной гипоксии и ацидоза и формируют картину «мутного набухания» или начальные стадии так называемой «зернистой дистрофии». При повреждении клетки не остается в стороне от процесса и гладкий эндоплазматический ретикулюм (ГЭР).

Мембраны ГЭР являются отсеком клетки, содержащим систему мощных оксидаз со смешанной функцией. Эти ферменты содержат цитохром Р450 и являются железозависимыми. Оксидазы со смешанной функцией принимают участие в биотрансформации эндогенных соединений, в частности, инактивации сигнальных молекул, например, стероидных гормонов и обезвреживании билирубина. Трудно переоценить их роль в детоксикации ксенобиотиков, например, многих лекарств. Р₄₅₀-зависимые оксидазы — это система изоферментов, контролируемых генами. Однако, возможности системы оксидаз ГЭР небезграничны, кроме того ее работа порождает ряд нежелательных для клетки эффектов. Активация оксидаз ГЭР приводит к повышению продукции клеткой окиси азота. До известной степени, это благоприятно для ткани, в целом, так как способствует активизации микроциркуляции.Но избыток NO ведет к ряду неблагоприятных результатов, частично описанных выше При образовании окиси азота формируются, в качестве сопутствующих продуктов, свободные кислородные радикалы. Они способны причинять вторичные повреждения клеточным мембранам, нуклеиновым кислотам и другим компонентам клеток.Так, при отравлении четыреххлористым углеродом оксидазные системы ГЭР вырабатывают стабильные альдегиды жирных кислот, повреждающие клеточные мембраны. Нейтрализация парацетомола Р450-зависимыми оксидазами гепатоцитов ведет к появлению эпоксидных и эноксидных соединений, обладающих мутагенной активностью. При небольшой скорости процессов емкость клеточных антиоксидантных систем, например, глутатиона, достаточна для нейтрализации потенциально опасных радикалов. Но массированный эффект может привести к вторичным повреждениям, происходящим вследствие самой работы защитной системы оксидаз со смешанной функцией.Таким образом, и для эндоплазматического ретикулюма граница между защитным и патогенным результатом типового ответа на повреждение оказывается относительной. Основные звенья патогенеза повреждения внутриклеточных мембран представлены Повреждение пластинчатого комплекса Важной составной частью исполнительного аппарата клетки служит пластинчатый комплекс Этот органоид также представляет собой мембранную структуру, состоящую из стопок, в клетках млекопитающих содержащих каждая по 5-6 уплощенных ограниченных мембранами цистерн. В комплекс Гольджи поступают из ШЭР в специальных везикулах синтезированные там белки, снабженные углеводными остатками и предназначенные для распределения внутри клетки или экспортных нужд Ферменты комплекса подвергают белки кодирующему гликозилированию и фосфорилированию. Белки поступают в комплекс из ШЭР, имея стандартный остаток — «адрес» из 14 молекул гексоз (9 маннозилов, 2 ацетилглюкозамина и 3 остатка глюкозы). Если белок предназначен на экспорт, или в плазматическую мембрану — он теряет 6 маннозилов и глюкозу и приобретает вместо них адрес из двух симметричных тримеров ацетилглюкозамина (в медиальных цистернах), сиаловой кислоты и галактозы (в транс-цистернах). Аппарат Гольджи поражается при ряде приобретенных и наследственных расстройств. Так как он является местом образования и наполнения лизосом, часто его повреждение ассоциируется с лизосомальной патологией. Наследственный дефект галакгозилтрансферазы комплекса Гольджи нарушает маркировку и, возможно, мешает доставке по назначению галактозилированных белков. При ряде лизосомальных болезней (см. выше характеристику муколипидоза 2 типа), именно неверная адресовка комплексом Гольджи готовых молекул гликозилированного фермента ведет к наследственному заболеванию. Наследственный аутосомно-рецессивный дефект маннозидазы приводит к маннозидозу — заболеванию, характеризующемуся нарушением отщепления маннозилов от белков в комплексе Гольджи. При этом происходит лизосомальное накопление олигосахаридов, что ведет к задержке психомоторного развития детей и дисплазии скелета, сопровождаемой помутнением прозрачных сред глаза. Возможны и приобретенные нарушения работы «центрального клеточного вокзала. Так, при везикулярном стоматите, его вирус, белок G которого обладает соответствующей маркировкой, «оккупирует» пластинчатый комплекс инфицированной клетки, заполняя его и нарушая транспорт других клеточных продуктов. Не исключено нарушение процессов гликозилирования в аппарате Гольджи и при выраженной хронической гипергликемии, что может участвовать в патогенезе диабетических ангиопатий, в частности, способствуя отмечаемой задержке катаболизма мукополисахаридов и липопротеидов у таких больных.