|
Основные формы повреждения клеток
| |
| Юрий | Дата: Воскресенье, 06.07.2014, 16:44 | Сообщение # 1 |
|
Земля
Группа: admin
Сообщений: 1694
Статус: Offline
| Различают три формы повреждения клеток: 1) ишемическое и гипоксическое повреждение; 2) повреждение, вызванное свободными радикалами, включая активированный кислород; 3) токсическое повреждение. 1. Ишемическое и гипоксическое повреждение. Чаще всего оно обусловлено окклюзией артерий. При этом изначально гипоксия воздействует на аэробное дыхание клетки — окислительное фосфорилирование в митохондриях. В связи с тем что напряжение кислорода в клетке снижается, прекращается окислительное фосфорилирование, а образование АТФ уменьшается или останавливается.Исчезновение АТФ ведет к быстрому набуханию (отеку) клетки — одному из ранних проявлений ишемического повреждения. Отек клетки обусловлен нарушением регуляции объема клетки плазматической мембраной. Баланс между содержимым клетки и окружающей ее средой обеспечивается энергетически зависимым натриевым насосом, который поддерживает концентрацию калия внутри клетки значительно более высокой, чем внеклеточная. Наблюдается отделение рибосом от мембран гранулярной эндоплазматической сети и диссоциация полисом в моносомы. На поверхности клеток могут образовываться "волдыри", а клетки, имеющие на поверхности микроворсинки, их утрачивают (эпителий проксимальных канальцев почек). В цитоплазме и вне клеток появляются "миелиновые фигуры", образующиеся из цитоплазмы и мембран органелл. Митохондрии набухают, а эндоплазматическая сеть остается расширенной.Необратимые изменения морфологически ассоциируются с выраженной вакуолизацией митохондрий, повреждением плазматических мембран и набуханием лизосом. Вслед за гибелью клетки ее компоненты прогрессивно разрушаются, и происходит выброс ферментов клетки во внеклеточное пространство. Умершие клетки образуют массы, состоящие из фосфолипидов в виде "миелиновых фигур", которые подвергаются фагоцитозу и разрушаются до жирных кислот.Проникновение ферментов сквозь поврежденную клеточную мембрану, а затем в сыворотку крови позволяет клинически определять параметры смерти клетки. Например, сердечная мышца содержит трансаминазы, лактатдегидрогеназу и креатинкиназу. Повышение содержания этих ферментов в сыворотке крови является клиническим критерием инфаркта миокарда (смерти кардиомиоцитов).Таким образом, основными признак аминеобратимости повреждения клетки служат невосстановимые повреждения митохондрий, приводящие к потере АТФ, а также развитие глубоких повреждений плазматических мембран, в основе которых лежит ряд биохимических механизмов.Во-первых, в некоторых ишемизированных тканях, например печени, необратимое ишемическое повреждение сопровождается заметным уменьшением содержания фосфолипидов в клеточной мембране, которое происходит под действием кальций зависимых фосфолипаз. Во-вторых, активация протеаз, обусловленная повышением концентрации кальция в цитозоле, ведет к повреждению цитоскелета, выполняющего роль якоря между плазматической мембраной и внутренним содержимым клетки. В результате во время набухания клетки происходит отслойка клеточной мембраны от цитоскелета, что делает мембрану более податливой к растяжению и разрыву.В-третьих, при ишемии появляется небольшое количество высокотоксичных свободных радикалов кислорода. Итак, основными механизмами гибели клетки при гипоксии являются нарушение окислительного фосфорилирования, приводящее к недостаточности АТФ, повреждение мембран клетки, а важнейшим медиатором необратимых биохимических и морфологических изменений является кальций. ® |
| |
| |
| Юрий | Дата: Воскресенье, 06.07.2014, 16:44 | Сообщение # 2 |
|
Земля
Группа: admin
Сообщений: 1694
Статус: Offline
| 2. Повреждение клетки, вызванное свободными радикалами кислорода.
Чаще всего такое повреждение возникает под воздействием химических веществ, лучистой энергии, кислорода и других газов, а также при старении клеток, разрушении опухолей макрофагами и в некоторых иных случаях.Свободные радикалыпредставляют собой молекулы кислорода, имеющие один непарный электрон на внешней орбите. В таком состоянии радикал исключительно активен и нестабилен и вступает в реакции с неорганическими и органическими соединениями — белками, липидами и углеводами. Для поврежденияклетки наибольшее значение имеют три реакции, в которые вступают свободные радикалы.
• Свободнорадикальное пероксидное окисление липидов (СПОЛ) мембран.
Свободные радикалы в присутствии кислорода могут вызывать пероксидное окисление липидов плазматической мембраны иорганелл. Липидно-радикальные взаимодействия приводят к образованию пероксидов, которые сами по себе являются активными соединениями, инициирующими последующее повреждение других жирных кислот; возникает цепь аутокаталитических реакций, обусловливающая обширное повреждение мембран, органелл и самих клеток.
• Окислительное превращение белков.
Свободные радикалы вызывают перекрестное связывание таких лабильных аминокислот, как метионин, гистидин, цистин и лизин, а также фрагментацию полипептидных цепей. Окислительное превращение усиливает разрушение ключевых ферментов посредством нейтральных протеаз, содержащихся в цитозоле.
• Повреждение ДНК.
Свободные радикалы вступают в реакцию с тимином, входящим в состав ДНК, Такое повреждение ДНК ведет к гибели клетки или ее злокачественному превращению. Митохондриальная ДНК также повреждается.Свободные радикалымогут разрушаться спонтанно. Например, супероксидный анион-радикал является нестабильным соединением и спонтанно разрушается с образованием кислорода и пероксида водорода. Однако имеется несколько ферментных и неферментных систем, которые способствуют окончанию или инактивации свободнорадикальных реакций. Эндогенными или экзогенными антиоксидантами являются витамин Е; сульфгид-рилсодержащие соединения — цистеин и глютатион; белки сыворотки — альбумин, церулоплазмин и трансферрин. Полагают, что трансферрин действует как антиоксидант, связывая свободное железо, которое, как известно, может играть роль катализатора образования свободных радикалов.Среди ферментоввыделяют супероксиддисмутазу, способную превращать супероксидный анион-радикал в пероксид водорода. Каталаза, сосредоточенная в пероксисомах, разрушает пероксидводорода до кислорода и воды.При многихпатологических процессах конечный результат действия свободных радикалов зависит от баланса между образованием свободных радикалов и их разрушением.
|
| |
| |
| Юрий | Дата: Воскресенье, 06.07.2014, 16:45 | Сообщение # 3 |
|
Земля
Группа: admin
Сообщений: 1694
Статус: Offline
| 3. Токсическое повреждение.
Примером такого повреждения является действие химических веществ, вызывающих повреждение клетки посредством одного из двух механизмов. Во-первых, часть водорастворимых соединений может действовать непосредственно, связываясь с некоторыми молекулами или органеллами. Например, при попадании в организм хлорида ртути ртуть связывает сульфгидрильные группы клеточной мембраны и других белков, вызывая повышение проницаемости клеточной мембраны и торможение АТФаза-зависимого транспорта. В подобных случаях наиболее выраженные изменения наблюдаются в клетках, которые используют, абсорбируют, выделяют или концентрируют эти химические соединения. При попадании в организм хлорида ртути в наибольшей степени страдают клетки желудочно-кишечного тракта и почек. Цианид непосредственно воздействует на ферменты митохондрий. Многие противоопухолевые химиотерапевтические препараты, в том числе антибиотики, также вызывают повреждение клеток посредством цитотоксического действия.Во-вторых, некоторыедругие химические соединения, особенно жирорастворимые токсины, биологически неактивны и вначале превращаются в токсичные метаболиты, которые затем действуют на клетки-мишени. Хотя эти метаболиты могут вызывать повреждение мембран и клеток путем прямого ковалентного связывания с
мембранными белками и липидами, наиболее важный механизм повреждения мембран включает образование реактивных свободных радикалов и последующее СПОЛ.
|
| |
| |
| Юрий | Дата: Воскресенье, 06.07.2014, 18:42 | Сообщение # 4 |
|
Земля
Группа: admin
Сообщений: 1694
Статус: Offline
| Наиболее важными для развития повреждения и смерти клетки считают следующие четыре механизма. 1. При недостаточном поступлении кислорода в ткани образуются его свободные радикалы, вызывающие свободнорадикальное пероксидное окисление липидов (СПОЛ), что оказывает разрушительное действие на клетки. 2. Особую роль в повреждении клетки играет нарушение гомеостаза кальция. Свободный кальций в цитозоле присутствует в исключительно низких концентрациях по сравнению с таковым вне клетки. Это состояние поддерживается связанными с клеточной мембраной энергозависимыми Са2+, Mg2+-АТФазами. Ишемия и некоторые токсины вызывают увеличение концентрации кальция в цитозоле путем его избыточного поступления через плазматическую мембрану и высвобождения из митохондрий и эндоплазматической сети. Повышенное содержание кальция в клетке ведет к активации ряда ферментов, повреждающих клетку: фосфолипаз (повреждение клеточной мембраны), протеаз (разрушение мембраны и белков цитоскелета), АТФаз (истощение запасов АТФ) и эндонуклеаз (фрагментация хроматина). 3. Потеря митохондриями пиридиннуклеотидов и последующая недостаточность АТФ, а также снижение синтеза АТФ являются характерными как для ишемического, так и для токсического повреждения клеток. Высокоэнергетические фосфаты в форме АТФ требуются для многих процессов синтеза и расщепления, происходящих в клетках. К этим процессам относятся мембранный транспорт, синтез белка, липогенез и реакции деацилирования — реацилирования, необходимые для фосфолипидного обмена. Имеется много данных о том, что недостаточность АТФ играет роль в потере целости плазматической мембраны, что характерно для смерти клетки. 4. Ранняя потеря плазматической мембраной избирательной проницаемости — постоянный признак всех видов повреждения клеток. Такие дефекты могут возникать вследствие ряда событий, связанных с потерей АТФ и активацией фосфолипаз. Кроме того, плазматическая мембрана может быть повреждена в результате прямого воздействия некоторых бактериальных токсинов, вирусных белков, компонентов комплемента, веществ из лизированных лимфоцитов (перфоринов), а также ряда физических и химических агентов. ®
|
| |
| |
| Юрий | Дата: Воскресенье, 06.07.2014, 18:43 | Сообщение # 5 |
|
Земля
Группа: admin
Сообщений: 1694
Статус: Offline
| ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТОК
Различают три формы повреждения клеток:
1) ишемическое и гипоксическое повреждение;
2) повреждение, вызванное свободными радикалами, включая активированный кислород;
3) токсическое повреждение.
1. Ишемическое и гипоксическое повреждение. Чаще всего оно обусловлено окклюзией артерий. При этом изначально гипоксия воздействует на аэробное дыхание клетки — окислительное фосфорилирование в митохондриях. В связи с тем что напряжение кислорода в клетке снижается, прекращается окислительное фосфорилирование, а образование АТФ уменьшается или останавливается.
Исчезновение АТФ ведет к быстрому набуханию (отеку) клетки — одному из ранних проявлений ишемического повреждения. Отек клетки обусловлен нарушением регуляции объема клетки плазматической мембраной. Баланс между содержимым клетки и окружающей ее средой обеспечивается энергетически зависимым натриевым насосом, который поддерживает концентрацию калия внутри клетки значительно более высокой, чем внеклеточная. Наблюдается отделение рибосом от мембран гранулярной эндоплазматической сети и диссоциация полисом в моносомы. На поверхности клеток могут образовываться "волдыри", а клетки, имеющие на поверхности микроворсинки, их утрачивают (эпителий проксимальных канальцев почек). В цитоплазме и вне клеток появляются "миелиновые фигуры", образующиеся из цитоплазмы и мембран органелл. Митохондрии набухают, а эндоплазматическая сеть остается расширенной.
Необратимые изменения морфологически ассоциируются с выраженной вакуолизацией митохондрий, повреждением плазматических мембран и набуханием лизосом. Вслед за гибелью клетки ее компоненты прогрессивно разрушаются, и происходит выброс ферментов клетки во внеклеточное пространство. Умершие клетки образуют массы, состоящие из фосфолипидов в виде «миелиновых фигур», которые подвергаются фагоцитозу и разрушаются до жирных кислот.
Проникновение ферментов сквозь поврежденную клеточную мембрану, а затем в сыворотку крови позволяет клинически определять параметры смерти клетки. Например, сердечная мышца содержит трансаминазы, лактатдегидрогеназу и креатинкиназу. Повышение содержания этих ферментов в сыворотке крови является клиническим критерием
инфаркта миокарда (смерти кардиомиоцитов).
# Таким образом, основными признаками необратимости повреждения клетки служат невосстановимые повреждения митохондрий, приводящие к потере АТФ, а также развитие глубоких повреждений плазматических мембран, в основе которых лежит ряд биохимических механизмов.
Во-первых, в некоторых ишемизированных тканях, например печени, необратимое ишемическое повреждение сопровождается заметным уменьшением содержания фосфолипидов в клеточной мембране, которое происходит под действием кальцийзависимых фосфолипаз.
Во-вторых, активация протеаз, обусловленная повышением концентрации кальция в цитозоле, ведет к повреждению цитоскелета, выполняющего роль якоря между плазматической мембраной и внутренним содержимым клетки. В результате во время набухания клетки происходит отслойка клеточной мембраны от цитоскелета, что делает мембрану более податливой к растяжению и разрыву.
В-третьих, при ишемии появляется небольшое количество высокотоксичных свободных радикалов кислорода.
|
| |
| |
| Юрий | Дата: Воскресенье, 06.07.2014, 18:44 | Сообщение # 6 |
|
Земля
Группа: admin
Сообщений: 1694
Статус: Offline
| Итак, основными механизмами гибели клетки при гипоксии являются нарушение окислительного фосфорилирования, приводящее к недостаточности АТФ, повреждение мембран клетки, а важнейшим медиатором необратимых биохимических и морфологических изменений является кальций (схема 1). 2. Повреждение клетки, вызванное свободными радикалами кислорода. Чаще всего такое повреждение возникает под воздействием химических веществ, лучистой энергии, кислорода и других газов, а также при старении клеток, разрушении опухолей макрофагами и в некоторых иных случаях.  Свободные радикалы представляют собой молекулы кислорода, имеющие один непарный электрон на внешней орбите. В таком состоянии радикал исключительно активен и нестабилен и вступает в реакции с неорганическими и органическими соединениями — белками, липидами и углеводами. Для повреждения клетки наибольшее значение имеют три реакции, в которые вступают свободные радикалы. • Свободнорадикальное пероксидное окисление липидов (СПОЛ) мембран. Свободные радикалы в присутствии кислорода могут вызывать пероксидное окисление липидов плазматической мембраны и органелл. Липидно-радикальные взаимодействия приводят к образованию пероксидов, которые сами по себе являются активными соединениями, инициирующими последующее повреждение других жирных кислот; возникает цепь аутокаталитических реакций, обусловливающая обширное повреждение мембран, органелл и самих клеток. • Окислительное превращение белков. Свободные радикалы вызывают перекрестное связывание таких лабильных аминокислот, как метионин, гистидин, цистин и лизин, а также фрагментацию полипептидных цепей. Окислительное превращение усиливает разрушение ключевых ферментов посредством нейтральных протеаз, содержащихся в цитозоле. • Повреждение ДНК. Свободные радикалы вступают в реакцию с тимином, входящим в состав ДНК. Такое повреждение ДНК ведет к гибели клетки или ее злокачественному превращению. Митохондриальная ДНК также повреждается. |
| |
| |
| Юрий | Дата: Воскресенье, 06.07.2014, 18:45 | Сообщение # 7 |
|
Земля
Группа: admin
Сообщений: 1694
Статус: Offline
| Свободные радикалы могут разрушаться спонтанно. Например, супероксидный анион-радикал является нестабильным соединением и спонтанно разрушается с образованием кислорода и пероксида водорода. Однако имеется несколько ферментных и неферментных систем, которые способствуют окончанию или инактивации свободнорадикальных реакций. Эндогенными или экзогенными антиоксидантами являются витамин Е; сульфгидрилсодержащие соединения — цистеин и глютатион; белки сыворотки — альбумин, церулоплазмин и трансферрин. Полагают, что трансферрин действует как антиоксидант, связывая свободное железо, которое, как известно, может играть роль катализатора образования свободных радикалов.
Среди ферментов выделяют супероксиддисмутазу, способную превращать супероксидный анион-радикал в пероксид водорода.
Каталаза, сосредоточенная в пероксисомах, разрушает пероксид водорода до кислорода и воды.
При многих патологических процессах конечный результат действия свободных радикалов зависит от баланса между образованием свободных радикалов и их разрушением.
3. Токсическое повреждение. Примером такого повреждения является действие химических веществ, вызывающих повреждение клетки посредством одного из двух механизмов. Во-первых, часть водорастворимых соединений может действовать непосредственно, связываясь с некоторыми молекулами или органеллами. Например, при попадании в организм хлорида ртути ртуть связывает сульфгидрильные группы клеточной мембраны и других белков, вызывая повышение проницаемости клеточной мембраны и торможение АТФаза-зависимого транспорта. В подобных случаях наиболее выраженные изменения наблюдаются в клетках, которые используют, абсорбируют, выделяют или концентрируют эти химические соединения. При попадании в организм хлорида ртути в наибольшей степени страдают клетки желудочно-кишечного тракта и почек. Цианид непосредственно воздействует на ферменты митохондрий. Многие противоопухолевые химиотерапевтические препараты, в том числе антибиотики, также вызывают повреждение клеток посредством цитотоксического действия.
Во-вторых, некоторые другие химические соединения, особенно жирорастворимые токсины, биологически неактивны и вначале превращаются в токсичные метаболиты, которые затем действуют на клетки-мишени. Хотя эти метаболиты могут вызывать повреждение мембран и клеток путем прямого ковалентного связывания с мембранными белками и липидами, наиболее важный механизм повреждения мембран включает образование реактивных свободных радикалов и последующее СПОЛ.
|
| |
| |
|
