Относительная или абсолютная недостаточность антиокислительных ферментов и биоокислителей

В условиях активации перекисного окисления липидов и повы­шения уровня свободных радикалов усиливаются процессы полимери­зации, происходит набухание митохондрий и разобщение окислитель­ного фосфорилирования в сторону окисления, что уменьшает выход макроэргов. Происходит дестабилизация биомембран, в том числе и лизосом.

Инактивация тиоловых ферментов нарушает внутриклеточные процессы дыхания и гликолиза. Свободные радикалы окисляют сульфгидрильные группы белков, повреждают ДНК, нуклеотидфосфаты.

ПАТОЛОГИЯ ОТДЕЛЬНЫХ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КЛЕТКИ

Специфика функции клетки закодирована в генетическом мате­риале ядра и определяется работой эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, рибосом, биохимическими реакциями, про­текающими в цитозоле.

Большое значение в интеграции клеток в единую функциональ­ную систему целостного организма принадлежит структуре и функции клеточной мембраны.

Клеточная мембрана

Главным строительным материалом биологической мембраны являются амфифильные молекулы фосфолипидов. Соединение амфифильных фосфолипидов образует двухслойную мембрану. Внешняя и внутренняя сторона построена гидрофильной частью молекул, а внутренняя - гидрофобными. Внешняя сторона бислоя структурируется соединениями Nа⁺ с жирными кислотами и имеет более плотную кон­систенцию (а соли ЖК - мыло). Внутренняя сторона бислоя структурируется соединениями К⁺ с ЖК и имеет менее плотную консистен­цию (К⁺ соли ЖК - шампуни).

Липиды в патогенезе нарушения функции и повреждении мембран клеток

Проницаемость мембраны определяется соотношением холесте­рина и фосфолипидов. При старении, гиперхолестеринемии в плазма­тической мембране (ПМ) увеличивается содержание холестерина, и снижено количество фосфолипидов. При этом ПМ делается вязкой, ригидной. Эти изменения особенно ярко проявляются в условиях функционально-метаболических нагрузок и коррелируются с изме­нениями функции и определяют состояние адаптационных возможно­стей организма.

Определенный интерес представляет состояние плазматиче­ских мембран при гибернации. Снижение температуры тела ведет к структурированию насыщенных жирных кислот и нарушению функции мембран.

В общебиологическом плане отмечено проявление адаптации ПМ к действию холода. У зимоспящих животных происходит замена насыщенных жирных кислот на ненасыщенные. Структурирование мем­бран при низкой температуре не происходит и животное остается живым при снижении температуры до +2° +4°С.

Амфифильное повреждение мембран

Внедрение липидов в клеточные мембраны сопровождается изменением их структуры и функции. Высокой способностью проникать и фиксироваться в биомембранах обладают так называемые амфифилы, липиды имеющие гидрофильную и гидробные группировки. К ним отно­сятся свободные жирные кислоты, лизофосфатиды, фосфолипиды. Они освобождаются из липидных комплексов в результате липолиза мембран органелл, могут захватываться клетками при их большом количестве в крови. Внутриклеточное накопление амфифилов может быть следствием увеличения в клетке ацетил-КоА при нарушении его окисления в митохондриях.

При внедрении амфифилов в липидную фазу мембран они нару­шают липидно-белковые межмолекулярные взаимодействия, вызывают локальные разрывы липидного слоя.

Биологическая мембрана не только ограничивает содержимое клетки от окружающей среды и обеспечивает асимметричное распо­ложение органических и неорганических веществ по обе стороны бислоя, она ограничивает и ультраструктурные образования внутри клеток.

Плазматическая мембрана - это обладающее сложной функцией структурное образование клетки.

ПМ представляет собой сложное рецепторное поле, которое воспринимает информацию от внешней среды клеток. Рецепторы спо­собны улавливать действие сверхмалых химических веществ, какими являются гормоны, биологически активные вещества. Плотность ре­цепторов может определяться силой химического раздражителя. Если сигнал слабый - количество рецепторов увеличивается, и они образуют участки скопления. Если же сигнал сильный, количество рецепторов уменьшается, что является важным механизмом адапта­ции клетки к действию раздражителя.

Блокирование рецепторов мембраны во многом определяет функциональные изменения клетки в зависимости от типа блокиро­вания. Описан инсулино-резистентный диабет, связанный с блоки­рованием рецептора антителами, то есть имеет место экранирова­ние рецептора и он не доступен к действию инсулина. Наряду с этим, возможно такое соединение антител с рецептором, при кото­ром происходит его активация, что имеет место при тиреотоксикозе, обусловленном выработкой антител к рецепторам клетки к тиреотропину.

На плазматическую мембрану могут выноситься специфические белки иммуноглобулины, обеспечивающие иммунитет. Происходит своеобразное армирование клеток в борьбе с повреждающим агентом.

Плазматическая мембрана несет на себе изоантигены группы крови, маркеры-гистиоантигены (НLA), определяющие генетическую идентичность клеток организма. Являясь составной частью мембран, они определяют не только антигенную совместимость тканей, но мо­гут влиять на рецепцию клетками гормонов, медиаторов, БАВ, что предопределяет индивидуальные особенности реактивности организма. В частности, имеется большая группа так называемых антиген-ассоциированных заболеваний. В качестве примера можно привести значительную устойчивость к заболеванию чумой у лиц с группой крови В (Ш). У лиц, гомозиготных по группе крови О (I) в три раза чаще встречается язвенная болезнь желудка. С HLA связывается частота юношеского диабета, ревматоидного артрита, псориаза и т.д.

С функцией плазматической мембраны связан такой важный про­цесс как межклеточные взаимодействия в органах и тканях, в ре­зультате чего координируется и интегрируется функция клеток орга­низма. В частности, с этим свойством связывается контактное тор­можение деления клеток. В качестве примера можно привести проли­ферацию клеточных элементов при резекции печени, но как только печень достигнет определенного размера, дальнейший рост печеноч­ной паренхимы прекращается.

Потеря свойства к контактному торможению обусловливает беспредельный рост опухолевой ткани. Возможны межклеточные кон­такты с использованием специальных посредников - медиаторов. В этом плане хорошо изучены контакты между нервными клетками (в синапсах).

Было обнаружено, что многие белки-ферменты выполняют свои биологические функции только во взаимодействии с мембраной. Мембраны осуществляют сопряжение различных ферментативных процессов, либо усиливают их или ингибируют.