Механизм некротической гибели клеток (некроза) - Радиационный апоптоз и некроз клеток облученного организма

Некротическая, беспрограммная форма гибели наиболее характерна для сильных воздействий, например, для облучения клеток и организма в высоких, летальных дозах. В основе ее - нарушение окислительно-восстановительного равновесия, достигающее уровня патологии. Так, накапливающиеся в облученной клетке ОРТ, выступают в роли образователей пор в мембранах. Оксирадиотоксины способны окислять тиоловые группы белков, инициировать гидролиз и окисление ненасыщенных фосфолипидов мембран. В результате этого происходит инактивация в мембранах ион-транспортных ферментов-насосов, содержащих сульфгидрильные группы, например, Са2+-АТФазы. Ферментный выход ионов Са2+ из клетки через мембраны тормозится, и они накапливаются в цитозоле.

Ионы Са2+, как известно, являются активаторами фосфолипазы А2, вызывающей гидролиз фосфолипидов внутренней мембраны митохондрий. Образуются фрагменты фосфолипида - свободные жирные кислоты, которые подвергаются дальнейшему окислению с образованием новых ЛРТ. Кроме того возникает и лизоформа фосфолипидов, обладающая также разрушающими, лизирующими свойствами. Развиваются неспецифические процессы дезинтеграции и нарушения структуры БМ. ОРТ, образуясь в высоких концентрациях, воздействуют на фосфолипиды БМ и образуют в них поры. Появившиеся поры увеличивают ионную проницаемость благодаря образованию ионных каналов. В итоге в митохондрии входят ионы калия, а в клетки - ионы натрия.

Одновременно через мембранные поры происходит усиленное прoникновение Н+ в клетку, возрастает градиент протонного потенциала ?µН+. Все эти изменения дают начало дальнейшим серьезным повреждениям мембран митохондрий. Описанные изменения структуры и проницаемости БМ вызывают увеличение осмотического давления внутри клеток и их набухание (рис. 3). Прогрессирующее увеличение градиента ?µН+ может достичь такого уровня, при котором митохондрии теряют важнейшую для энергетики клетки способность - синтезировать АТФ; происходит разобщение сопряжения процессов дыхания и фосфорилирования (В. П. Скулачев, 2000).

Уже одно это может служить причиной последующей гибели митохондрий и клеток. Рост протонного градиента может достичь пороговых значений электрохимического потенциала (называемого "потенциалом пробоя"), когда изменения силы тока от возрастания электрохимического потенциала мембраны уже перестают подчиняться линейной зависимости (по закону Ома). С этого момента ток самопроизвольно возрастает во времени и происходит резкий электрический пробой БМ (так называемой самопробой мембраны).

Происходящее снижение электрической прочности мембраны сопровождается глубокими повреждениями и некротической дезинтеграцией клетки до полного ее разрушения. (рис. 3; рис.4).

Описанный механизм оксидативного повреждения и самопробоя БМ электрическим полем с последующим некрозом клетки в терминальной стадии оксидативного стресса не является специфичным только для ионизирующей радиации. В основе патобиологического эффекта разных физических и химических экстремальных воздействий лежит одно и то же последствие: снижение электрической прочности мембраны, создаваемое разностью электрических потенциалов. Предполагается, что самопробой БМ электрическим полем - универсальный механизм нарушения барьерных свойств мембран в патологии и одна из главных причин смерти клеток в экстремальных неблагоприятных условиях (Ю. А. Владимиров, 2000).

Рис.4

Похожие статьи




Механизм некротической гибели клеток (некроза) - Радиационный апоптоз и некроз клеток облученного организма

Предыдущая | Следующая