- •Литвицкий Пётр Францевич
- •Предмет патофизиологии
- •Синдром Клайнфелтера
- •Расстройства энергетического обеспечения клетки
- •Ы верстка! вставить рисунок «рис-5-7» ы
- •Защита мембран и ферментов клеток Цели воздействий и примеры лекарственных средств для защиты мембран и ферментов клеток приведены в таблице 5-5. Ы Верстка Таблица 5-5 ы
- •Зона первичной альтерации
- •Паразитизм — форма антагонизма, при которой микроорганизм использует макроорганизм как источник питания и объект постоянного или временного обитания.
- •Звенья патогенеза
- •Понятие «изсд»подразумевает:
- •Содержание воды в организме определяется в основном его возрастом, массой и полом. Жидкость в организме находится в разных секторах, или компартментах (рис. 12-1).
- •Нарушения обмена натрия
- •Механизмы устранения сдвигов кислотно-основного состояния организма
- •Гидрокарбонатную буферную систему используют как важный диагностический показатель состояния кщр организма в целом.
- •Ацидоз и алкалоз
- •Ы верстка! подтабличное примечание. Ы
- •Антивитамины
- •Механические барьеры
- •Фагоциты непосредственно участвуют в осуществлении важных процессов. Они обеспечивают:
- •Синдром ретикулярной дисгенезии
- •Реализация эффектов медиаторов аллергии обусловливает развитие стереотипных реакций:
- •Стадия клинических проявлений
- •Реализация эффектов медиаторов аллергии ведет к повреждению клеток и неклеточных образований. Это вызывает развитие острого воспаления с характерными для него местными и общими признаками.
- •Ы верстка! подтабличное примечание! ы
- • Нервно-психические расстройства. Они имеют большую патогенетическую значимость. Коллапс, как правило, сопровождают следующие явления.
- •Ключевые звенья патогенеза шока на стадии компенсации
Расстройства энергетического обеспечения клетки
Энергетическое обеспечение клеток осуществляется за счет АТФ, образующейся преимущественно в процессе окислительного фосфорилирования в митохондриях и в меньшей мере — в реакциях гликолиза в цитозоле.
Энергоснабжение клетки может расстраиваться на любом из этапов: ресинтеза, транспорта и утилизации энергии АТФ (рис. 5-2).
Ы верстка! вставить рисунок «рис-5-2» Ы
Рис. 5-2. Механизмы нарушения энергообеспечения в поврежденной клетке.
Нарушения ресинтеза АТФ. Ресинтез АТФ может расстраиваться в результате дефицита кислорода и/или субстратов метаболизма, снижения активности ферментов тканевого дыхания и гликолиза, повреждения и разрушения митохондрий, в которых осуществляются реакции цикла Кребса и перенос электронов к молекулярному кислороду, сопряженный с фосфорилированием АДФ.
Расстройства транспорта энергии. Заключенная в макроэргических связях энергия АТФ в норме доставляется от мест ресинтеза — митохондрий и цитозоля к эффекторным структурам (миофибриллам, мембранным ионным насосам и др.) с помощью АДФ-АТФ-транслоказы (адениннуклеотидилтрансферазы) и КФК. Адениннуклеотидилтрансфераза обеспечивает транспорт энергии макроэргической фосфатной связи АТФ из матрикса митохондрий через их внутреннюю мембрану, а КФК переносит ее далее на креатин с образованием креатинфосфата, который поступает в цитозоль (рис. 5-3). КФК эффекторных клеточных структур транспортирует фосфатную группу креатинфосфата на АДФ с образованием АТФ, который и используется в процессах жизнедеятельности клетки.
Ы верстка! вставить рисунок «рис-5-3» Ы
Рис. 5-3. Механизм транспорта энергии АТФ в клетке. АдТ — адениннуклеотидилтрансфераза; Кр — креатин; Кф — креатинфосфат; СМ — субстраты метаболизма; ФН — фосфат неорганический.
Системы транспорта энергии могут быть повреждены различными патогенными агентами, в связи с чем (даже на фоне высокого общего содержания АТФ в клетке) может развиваться дефицит АТФ в энергорасходующих структурах.
Расстройство утилизации энергии. Нарушения энергообеспечения клеток и расстройства их жизнедеятельности могут развиваться в результате повреждения механизмов утилизации энергии, главным образом, за счет уменьшения активности АТФаз [АТФаза миозина, Na+,K+-АТФаза плазмолеммы, протонная и калиевая АТФаза, Са2+-АТФаза (Са2+-насос) и др.]. Следовательно, расстройство жизнедеятельности клеток может развиваться даже в условиях нормального или повышенного содержания в клетке АТФ.
Нарушение энергообеспечения, в свою очередь, может стать одним из факторов расстройств функции мембранного аппарата клеток, их ферментных систем, процессов транспорта ионов и воды, а также механизмов регуляции клетки.
Повреждение мембран и ферментов клетки
Повреждение клеточных мембран и ферментов играет существенную роль в расстройстве жизнедеятельности клетки, а также, что особенно важно, в переходе обратимых изменений в ней в необратимые.
Основные механизмы повреждения клеточных мембран приведены на рисунке 5-4. Все указанные механизмы прямо или опосредованно ведут к повреждению, изменению конформации и/или кинетических свойств ферментов, многие из которых связаны с мембранами.
Ы верстка! вставить рисунок «рис-5-4» Ы
Рис. 5-4. Механизмы повреждения мембран клеток. СРР – свободнорадикальная реакция.
Свободнорадикальные реакции
Свободнорадикальные процессы и реакции СПОЛ — необходимое звено таких жизненно важных процессов, как транспорт электронов в цепи дыхательных ферментов, синтез ПГ и лейкотриенов, пролиферация и дифференцировка клеток, фагоцитоз, метаболизм катехоламинов и др. В реакции СПОЛ могут вовлекаться белки, нуклеиновые кислоты, липиды, в особенности фосфолипиды. СПОЛ важна для регуляции липидного состава биомембран и активности ферментов. Последнее является результатом как прямого действия продуктов липопероксидных реакций на ферменты, так и опосредованного — через изменение состояния мембран, с которыми ассоциированы молекулы многих ферментов.
Интенсивность СПОЛ регулируется соотношением факторов, активирующих (прооксидантов) и подавляющих (антиоксидантов) этот процесс (рис. 5-5). К числу наиболее активных прооксидантов относят легко окисляющиеся соединения, индуцирующие появление свободных радикалов, в частности нафтохиноны, витамины A и D, восстановители — НАДФН2, НАДН2, липоевая кислота, продукты метаболизма ПГ и катехоламинов.
Ы верстка! вставить рисунок «рис-5-5» Ы
Рис. 5-5. Компоненты системы перекисного окисления липидов.
Этапы СПОЛ. Процесс липопероксидации можно условно разделить на 3 этапа (см. рис. 5-6 и рис. 5-7):
кислородной инициации («кислородный» этап — образование активных форм кислорода);
генерации свободных радикалов органических и неорганических веществ (свободнорадикальный этап);
продукции перекисей и гидроперекисей липидов (перекисный этап).
Активные формы кислорода. Начальным звеном СПОЛ при повреждении клетки является, как правило, образование т.н. активных форм кислорода:
синглетного (1O2);
супероксидного радикала (O2–);
перекиси водорода (Н2О2);
гидроксильного радикала (OH–).
Супероксидный радикал O2– генерируют лейкоциты (особенно интенсивно при фагоцитозе), митохондрии в процессе окислительных реакций, разные ткани при метаболической трансформации катехоламинов, синтезе ПГ и других соединений.
Пероксид водорода H2О2 образуется при взаимодействии (дисмутации) радикалов O2– в цитозоле клеток и матриксе митохондрий. Этот процесс катализирует супероксиддисмутаза (СОД):
O2– + O2– + 2H+ H2O2 + O2.
Радикал O2– и H2O2 оказывают прямое повреждающее действие. Наряду с этим, под влиянием ионов железа, присутствующих как в цитозоле, так и в биологических жидкостях, радикал O2– и H2O2 могут трансформироваться (с участием каталазы) в весьма агрессивный и обладающий высоким патогенным эффектом гидроксильный радикал OH–.
H2O2 + Fe2 + Fe3 + + OH + OH–;
O2– + H2O2 O2 + OH + OH–.
Гидроксильные радикалы OH– активно вступают в реакции с органическими соединениями, главным образом липидами, а также нуклеиновыми кислотами и белками. В результате образуются другие активные радикалы и перекиси. При этом реакция может приобрести цепной лавинообразный характер (рис. 5-6). Однако это происходит не всегда. Чрезмерной активации свободнорадикальных и перекисных реакций препятствуют факторы АОЗ клеток.
Ы верстка! вставить рисунок «рис-5-6» Ы
Рис. 5-6. Этапы СПОЛ.
Антиоксидантная защита клеток
В клетках протекают процессы и действуют факторы, которые ограничивают или даже прекращают свободнорадикальные и перекисные реакции, т.е. оказывают антиоксидантный эффект. Один из таких процессов — взаимодействие радикалов и гидроперекисей липидов между собой, что ведет к образованию «нерадикальных» соединений. Ведущую роль в системе АОЗ клеток играют механизмы ферментной, а также неферментной природы, главные из которых представлены в таблице 5-2 и на рисунке 5-7.
Таблица 5–2. Звенья антиоксидантной системы и ее некоторые факторы
Звенья |
Факторы |
Механизмы действия |
Антикислородное |
Ретинол, каротиноиды, рибофлавин |
Уменьшение содержания O2 в клетке, например путем его повышенной утилизации, повышения сопряжения процессов окисления и фосфорилирования |
Антирадикальное |
СОД, токоферолы, маннитол |
Перевод активных радикалов в «нерадикальные» соединения; «гашение» свободных радикалов органическими соединениями |
Антиперекисное |
Глутатионпероксидазы, каталаза, серотонин |
Инактивация гидроперекисей липидов, например, при их восстановлении |