Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

Ca-аккумулирующей функции митохондрий

 

Стойкое повышение содержания ионов Ca в цитоплазме вызовет:

· нарушение специфических функций клетки, в осуществлении которого принимают участие ионы Ca; Например, развитие контрактуры миофибрил мускульных клеток. При этом теряется способность таких клеток к расслаблению, а сокращенные миофибрили поддаются разрушению под действием активированных избытком кальция протеолитических ферментов

· активацию фосфолипази А2;

· разъединения окисления и фосфорилирования. В условиях повышения концентрации ионов кальция в цитоплазме этот эффект возникает в результате использования энергии клеточного дыхания не на синтез АТФ, а на транспорт кальция из цитоплазмы в митохондрии.

3. Электролитно-осмотические механизмы. Они возникают вследствие дисбаланса главных клеточных катионов: Na и К.Выравнивания концентраций этих ионов по обе стороны плазматической мембраны предопределяет увеличение внутриклеточной концентрации ионов Na и уменьшению концентрации ионов К в клетке. В основе указанных сдвигов могут лежать два механизма:

усиленная диффузия ионов через плазматическую мембрану Усиление диффузии ионов Na в клетку и выход ионов К из клетки могут происходить как через невредимую плазматическую мембрану в условиях общих нарушений водно-электролитного обмена в организме (гипернатриемия, гипокалиемия), так и при нарушении барьерной функции плазматической мембраны. Перемещение ионов Na и К в этих случаях осуществляется через каналы ионной проводимости за счет существующих концентрационных и электрических градиентов

нарушение механизмов активного транспорта Na і К, который обеспечивает поддержку концентрационных градиентов данных ионов. Основу нарушений активного транспорта ионов Na и К через плазматическую мембрану составляет недостаточность Nа-К-насосов. Главной причиной нарушений работы этих механизмов является дефицит АТФ, за счет энергии которого достигается перемещение ионов Na и К против электрохимического градиента. Поскольку основным источником АТФ для Nа-К-насосов является гликолиз, то нарушение этого процесса при недостаточном поступлении глюкозы в клетку или уменьшении активности соответствующих ферментов будет приводить к электролитным сдвигам. Причиной нарушения функции Nа-К-насосов может быть также изменение свойств липидного слоя внешней клеточной мембраны и, в частности, увеличения содержания в нем холестерина, что наблюдается при атеросклерозе.

 

Сдвиг электролитного состава клетки в процессе его повреждения определяется развитием ряда изменений, среди которых наиболее важными являются:

· Потеря клеткой потенциала покоя

· Набухание клетки

· Осмотическое растяжение мембран, которое приводит к нарушению их барьерной функции.

4. Ацидотические механизмы. В основе этой группы механизмов лежит внутриклеточный ацидоз вследствие увеличения концентрации ионов водорода в клетке. Внутриклеточный ацидоз обусловлен несколькими механизмами:

чрезмерным образованием кислых продуктов в клетке Отмечается при активации гликолиза (молочная кислота), нарушениях цикла Кребса, гидролитичном расщеплении фосфолипидов клеточных мембран (жирные кислоты, фосфорная кислота), усиленном распаде свободных аденинових нуклеотидив (фосфорная кислота)

чрезмерным поступлением ионов водорода в клетку из внеклеточного пространства Данное нарушение наблюдается в условиях общих изменений кислотно-основного гомеостаза в организме - при декомпенсованих газовом и негазовом ацидозе

· нарушением связывания ионов водорода в результате недостаточности буферных систем клетки

· нарушением вывода ионов водорода из клетки при недостаточности Nа-К-обменного механизма цитоплазматической мембраны

Повышение внутриклеточной концентрации ионов водорода приводит к развитию ряда изменений:

· повышение активности гидролитических лизосомальных ферментов

· повышение проницаемости клеточных мембран (вследствие изменения жидкостного состояния мембранных липидов)

· нарушения функциональных свойств белков (в результате изменений конформации их молекул)

5. Протеиновые механизмы включают:

Денатурация - нарушение нативной структуры белковых молекул в результате изменений вторичной и третичной структуры белка, в результате разрыва нековалентних связей

· Угнетение активности ферментов

· Протеолиз под действием лизосомальных гидролитических ферментов (катепсинов) и Ca-активированных протеаз.

6. Нуклеиновые механизмы повреждения клеток: составляют нарушение репликации ДНК, транскрипции и трансляции.

Реализация данных молекулярных механизмов повреждения клетки на субклеточном уровне приводит к нарушению строения и функции отдельных его органелл. Поскольку большинство из них есть мембранными образованиями, то универсальным механизмом повреждения субклеточных структур есть нарушение проницаемости и целостности клеточных мембран.

В ответ на повреждение возникают оградительно-компенсаторные реакции, направленные на возвращение к исходномуструктурному и функциональному уровню. Все разнообразные оградительно-компенсаторные реакции клетки в ответ на его повреждение можно условно разделить на две группы:

направленные на восстановление нарушенного внутриклеточного гомеостаза Первая группа содержит в себе активацию механизмов активного транспорта ионов, репаративный синтез поврежденных компонентов клетки, усиленную регенерацию антиоксидантних систем и др. Непременным условием реализации этих механизмов является достаточное энергетическое обеспечение клетки. Это достигается, с одной стороны, повышением интенсивности энергетического обмена, а из другой, перераспределением имеющихся в клетке энергетических ресурсов

направленные на создание функционального покоя поврежденной клетки Эта группа реакций направлена на то, чтобы устранить возможные дополнительные сдвиги внутриклеточного гомеостаза при действии физиологичных нервных и гуморальных повреждающих факторов, (стабилизация повреждения) и свести к минимуму энергетические расходы на выполнение специфических функций клетки, обеспечив таким способом энергетические ресурсы для возобновления нарушенного гомеостаза. Примером может служить образование в поврежденной клетке простагландинов, что ингибируют аденилатциклазу и тем самым "охраняют" клетку от действия целого ряда медиаторов и гормонов (катехоламинив, тироксину и др.). При полном дефосфорилировании АТФ образуется аденозин, что, будучи естественным блокатором кальциевых каналов плазматической мембраны, препятствует запуску Ca-опосредствованых клеточных функций

Все изменения, направленные на обеспечение функционального покоя поврежденной клетки, имеют двойное значение. С одной стороны, они являются оградительно-компенсаторными для самой клетки, поскольку помогают ей выжить в условиях действия повреждающего фактора, а с другой стороны, они имеют неблагоприятное значение для организма в целом, в том случае, если они происходят в клетках жизненно важных органов.