46. Механизмы повреждения биологических мембран при патологии.

Повреждение клеточных мембран происходит за счет следующих процессов:

• Активация гидролаз. Под влиянием патогенных факторов активность мембраносвязанных, свободных и лизосомальных липаз, фосфолипаз и протеаз может значительно увеличиться (например, при гипоксии и ацидозе). В результате фосфолипиды и белки мембран подвергаются гидролизу, что сопровождается значительным повышением проницаемости мембран.

• Расстройства репарации мембран. При воздействии повреждающих факторов репаративный синтез альтерированных или утраченных мембранных макромолекул подавляется, что приводит к недостаточному восстановлению мембран.

• Нарушения конформации макромолекул (их пространственной структуры) приводит к изменениям физико-химического состояния клеточных мембран и их рецепторов, что приводитк искажениям или потере их функций.

• Разрыв мембран. Перерастяжение и разрывы мембран набухших клеток и органоидов в результате их гипергидратации (следствие значительного увеличение осмотического и онкотического давления) – важный механизм повреждения мембран и гибели клетки.

• Свободнорадикальные и перикисные реакции – в норме это необходимое звено транспорта электронов, синтеза Пг и лейкотриенов, фагоцитоза, метаболизма катехоаминов и др. В свободнорадикальные реакции вовлекаются белки, нуклеиновые кислоты и, особенно, липиды, учитывая наличие большого их числа в мембранах клеток (свободнорадикальное перикисное окисление липидов – СПОЛ). При действии патогенных факторов генерация свободных радикалов и СПОЛ значительно возрастает, что усиливает повреждение клеток.

• Этапы СПОЛ: образование активных форм кислорода → генерация свободных радикалов органических и неорганических веществ → продукция перикисей и гидроперикисей липидов.

47. Стабильность липидного слоя мембран и явление электрического пробоя.

Липидный слой клеточной и внутриклеточных мембран выполняет две основные функции - барьерную и матричную (структурную). Повреждение барьера приводит к нарушению регуляции внутриклеточных процессов и тяжелым расстройствам клеточных функций. С другой стороны, липидный слой мембран формирует в клетке особую жидкую фазу. На поверхности раздела водной и липидной фаз, а также внутри липидной фазы "плавают" многочисленные ферменты, многие субстраты биохимических реакций, белковые клеточные рецепторы, гликолипиды и гликолипопротеиды, образующие гликокаликс. Во многих клетках до 80% белков встроены в мембраны или связаны с их поверхностью. Липидный бислой выполняет, таким образом, роль структурной основы или матрицы для всех этих белковых, липопротеидных, гликопротеидных и гликолипидных компонентов мембран. От свойств липидной фазы мембран, таких, как вязкость, поверхностный заряд, полярность, зависит работа мембранных ферментов и рецепторов. Наличие гликокаликса характерно для наружных клеточных мембран. Он выполняет ряд функций, в частности, от него зависят свойства клеточной поверхности, способность клеток к фагоцитозу и адгезии с другими клетками. Гликокаликс эритроцитов препятствует их агглютинации. Повреждение гликокаликса приводит к тяжелым последствиям, помимо прочего еще и потому, что это приводит к изменению иммунных свойств клеточной поверхности.

ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРОБОЯ МЕМБРАН

В норме между внутренней и наружной сторонами мембраной существует небольшая разность потенциалов, а через мембрану проходит электрический ток. Его величина зависит от:

1) разности потенциалов на наружной и внутренней сторонах мембраны или напряжения на мембране V;

2) омического сопротивления мембраны этому току R.

I = V/R

Величина тока через мембрану прямо пропорциональна разности потенциалов на мембране и обратно пропорциональна сопротивлению мембраны току.

Если разность потенциалов на мембране превысит критическое значение, то произойдет резкое возрастание тока. Критическая разность потенциалов, выше которой происходит резкое возрастание тока, называется потенциалом пробоя. Если разность потенциалов превышает критическое значение, то ток через мембрану будет самопроизвольно нарастать во времени до полного разрушения мембраны. Это явление называется электрическим пробоем мембраны.