Механизмы повреждения мембраны клетки

Ранняя утрата селективной проницаемости мембран, в итоге приводящая к явному их повреждению, является особенностью большинства форм повреждения клетки (кроме апоптоза). Повреждение части мембран может действовать на функции и целостность всех мембран клетки.

Механизмы повреждения мембран

В ишемизированных клетках дефекты мембран могут быть результатом истощения запасов АТФ и кальций-зависимой активации фосфолипаз. Плазматическая мембрана также может быть повреждена в результате прямого воздействия бактериальных токсинов, вирусных белков, литических компонентов системы комплемента и различных физических и химических факторов.

Повреждение мембран ассоциируется с несколькими биохимическими механизмами:

- воздействие АФК. АФК вызывают повреждение клеточных мембран посредством перекисного окисления липидов;

- снижение синтеза фосфолипидов. Продукция фосфолипидов в клетках может быть уменьшена вследствие нарушения функций митохондрий или гипоксии, которые сокращают выработку АТФ и таким образом влияют на энергозависимую активность ферментов. Снижение синтеза фосфолипидов может отразиться на всех клеточных мембранах, включая митохондрии;

- усиленный распад фосфолипидов. Тяжелое повреждение клетки сопровождается повышенной деградацией мембранных фосфолипидов, возможно из-за активации эндогенных фосфолипаз повышенными уровнями цитозольного и митохондриального Са2+. Распад фосфолипидов приводит к накоплению продуктов их распада, включая неэфирные свободные жирные кислоты ацилкарнитин и лизофосфолипиды, которые оказывают разрушающее действие на мембраны.
Они могут встраиваться в липидный бислой мембраны, а также замещать мембранные фосфолипиды, вызывая изменения проницаемости или электрофизиологические изменения;

- повреждение цитоскелета. Филаменты цитоскелета соединяют плазматическую мембрану с внутренней частью клетки. Активация протеаз повышенным уровнем кальция в цитозоле может вызвать повреждение элементов цитоскелета. В случае набухания клетки это повреждение приводит к отделению клеточных мембран цитоскелета (особенно в кардиомиоцитах), делая его предрасположенным к растяжению и разрыву.

Механизмы повреждения мембран клеток

Последствия повреждения мембран

Среди мембран клетки в основном повреждаются мембраны митохондрий, плазматическая мембрана и мембраны лизосом.

а) Повреждение мембран митохондрий приводит к открытию митохондриальных пор, которое изменяет митохондриальную проницаемость, ведущую к снижению содержания АТФ и высвобождению белков, запускающих апоптоз.

б) Повреждение плазматической мембраны приводит к утрате осмотического равновесия в клетке и входу и выходу ионов, а также к потере содержимого клетки. Клетки могут потерять метаболиты, которые жизненно необходимы для восстановления АТФ. Таким образом, происходит дальнейшее истощение энергетических запасов клетки.

в) Повреждение мембран лизосом приводит к высвобождению их ферментов в цитоплазму и активации кислых гидролаз во внутриклеточной среде с низким pH поврежденной клетки (например, ишемизированной). Лизосомы содержат рибонуклеазы, дезоксирибонуклеазы, протеазы, фосфатазы, гликозидазы и катепсины. Активация этих ферментов приводит к ферментативному перевариванию белков, РНК, ДНК и гликогена, и клетка погибает в результате некроза.

Механизмы повреждения мембран клеток
Механизм повреждения мембраны при повреждении клетки.
Снижение содержания О2 и повышение содержания Са2+ в цитозоле характерно для ишемии, но может сопровождать и другие формы повреждения клетки.
Активные формы кислорода, которые продуцируются при реперфузии ишемизированных тканей, также вызывают повреждение мембраны (не показано).
АТФ — аденозинтрифосфат.

- Рекомендуем ознакомиться со следующей статьей "Механизмы повреждения ДНК и белков клетки"

Оглавление темы "Патофизиология (патология) клетки":
  1. Этапы обратимого повреждения клеток и ее морфология
  2. Что такое некроз? Морфология некроза
  3. Варианты некроза и их виды
  4. Механизмы повреждения клетки (патогенез)
  5. Истощение запасов АТФ как механизм повреждения клетки
  6. Повреждение митохондрий клеток и их последствия
  7. Приток кальция как механизм повреждения клетки
  8. Накопление свободных радикалов как механизм повреждения клетки
  9. Механизмы повреждения мембраны клетки
  10. Механизмы повреждения ДНК и белков клетки

Рекомендуемое нашими посетителями:

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: