38 Повреждение лизосом и пероксисом

При повреждении клеток первичные лизосомы участвуют в процессе аутофагии, захватывая и переваривая своими гидролазами в составе аутофагосом остатки разрушающихся органоидов. Гетерофагия представляет собой составную часть фагоцитоза и пиноцитоза и состоит в образовании из эндосом и первичных лизосом фагоцитарных вакуолей (фагосом), где подвергаются разрушению захваченные при эндоцитозе объекты.

В фагосомах (аутофагосомах) действует и окислительный механизм разрушения объектов ауто- и гетерофагии, осуществляемый при участии активных кислородных радикалов — супероксидного аниона, синглетного кислорода, гидроксильного радикала и перекиси водорода. Одним из важных источников этих радикалов, наряду с ГЭР, митохондриями и цитоплазматическими ферментами служат оксидазы пероксисом, также участвующих в процессах происходящих в фагосоме и аутофагосоме.

Отсутствие сколько-нибудь значительных повреждений лизосом характерно для осуществления запрограммированной гибели клеток путем апоптоза. Однако гипоксия, ацидоз, радиация, голодание, избыток и недостаток витаминов А, Е и D, ряд ядов (например, эндотоксины бактерий тифо-паратифозной группы) и многие другие факторы увеличивают проницаемость лизосомальных мембран.

При глубоком необратимом повреждении, некробиотические изменения в клетке всегда приводят к разрушению лизосом, что вызывает аутолиз клетки, неизбежный при некрозе. Некоторые лизосомотропные соединения дестабилизируют мембраны этих органелл и являются настоящими лизосомомембранотоксинами (термин введен Покровским и Тутепьяном). Их действие вызывает аутолиз и некроз клеток. Выработкой подобных токсинов отличаются некоторые грибки.Неперевариваемые остатки липидных мембран объектов ауто- и гетерофагии сохраняются и подвергаются перекисному окислению во вторичных лизосомах, давая коричнево-желтый стабильный пигмент — липофусцин, накопление которого ассоциируется с процессами атрофии или отдаленными последствиями обратимого повреждения клеток. Этот пигмент накапливается с возрастом и маркирует процессы старения.

Помимо липофусцина в лизосомах фагоцитов могут сохраняться (и довольно долго) различные неметаболизируемые частицы. Описаны случаи, когда в фагоцитах мокроты у бывших шахтеров, тридцать и более лет не спускавшихся под землю, продолжали обнаруживаться частицы угля.Многие неорганические объекты фагоцитоза могут представлять для клетки бомбу замедленного действия, так как, попадая в лизосомы, не перевариваются, но могут сами разрушать эти органоиды изнутри. Таковы, например, двуокиси кремния и титана, алмазная пыль. Разрушая альвеолярные макрофаги, эти агенты способны запустить в легких хроническое воспаление с исходом в фиброз, что наблюдается при силикозе и близких к нему профессиональных заболеваниях.

К лизосомальным болезням относятся болезни накопления липидов и гликолипидов (например, наследственные ганглиозидозы — болезнь Тея-Сакса и болезнь Зандхоффа, наследственный галактоцереброзидоз — болезнь Краббе, наследственный сфинголипидоз — болезнь Ниманна-Пика), мукополисахаридозы (например, болезни Сан-Филиппо А. В, С и D — гепарансульфатозы, болезнь Моркио—кератансульфатоз, болезнь Марото-Лами—дерматансульфатоз), гликогеноз 2 типа (болезнь Помпе или дефицит кислой мальтазы).

Клинические симптомы, как правило, касаются, главным образом, тех тканей, где в норме должен идти наиболее интенсивный лизосомальный гидролиз того или иного субстрата.

Общей чертой таких заболеваний нередко является нарушение психомоторного развития и иммунитета, потому что среди загруженных субстратами клеток оказываются нейроны и макрофаги.

Повреждение митохондрий Ряд токсинов способен разобщать окисление и фосфорилирование, вызывая эндогенную гипертермию, относительную гипоксию и энергодефицит. Таковы, например динитрофенол и дициклогексилкарбодиимид. Первый производит своего рода «пробой» митохондриального конденсатора, так как, будучи липофильным соединением, встраивается во внутримитохондриальную мембрану и создает утечку протонов и снижение протонового градиента, а также подавляет эффект Пастера. Таким образом, часть энергии катаболизма запасается митохондриями в виде двух взаимопревращаемых форм — разности потенциалов (например, протонового потенциала внутренней митохондриальной мембраны) и макроэргических фосфатных связей. Эта энергия может передаваться, в частности, при фосфорилирующей активации тех или иных белков-участников метаболизма или при распространении потенциалов вдоль проводящих структур.

Это дает еще одну важную составляющую тепловых потерь организме.Рассмотрим, вначале, приобретенные повреждения митохондрий. Выше уже шла речь о разобщении окисления и фосфорилирования под действием ряда ядов. Фармакологические дозы гормонов щитовидной железы также способны разобщать окисление и фосфорилирование/Но в организме, даже при тиреотоксических кризах, такие дозы не достигаются. Набухшие митохондрии уже не будут нормально усваивать кислород, даже если лечение устранило первичную причину гипоксии (например, циркуляторные нарушения в миокарде при инфаркте). Если не принять этого во внимание и не лечить любую длительную гипоксию, как тканевую, то после устранения причины гипоксии (например, спазма сосудов или тромба) некробиотический процесс в пораженных клетках будет продолжаться. Таким образом, набухание митохондрий при глубокой гипоксии вносит существенный вклад в придание кислородному голоданию необратимого характера. Другая важная причина, делающая глубокую гипоксию необратимой, это ндогенный детергентный эффект, вызванный отсутствием утилизации жирных кислот в поврежденных митохондриях.