О патологической анатомии
нарушение обмена пигментов порфиринов и синтеза гема — допигментной части молекулы гемоглобина) поглощенные порфирины вызывают химическое повреждение лизосомальных мембран. Очевидно, освобождение расщепляющих ферментов в цитоплазму в результате повреждения лизосом является повреждающим фактором.
Если клетки не способны к расщеплению какого-либо материала, то он может накапливаться во вторичных лизосомах с постепенным формированием остаточных телец. Примеры заболеваний лизосомального накопления, при которых отмечается недостаток специфических лизосомальных ферментов, обсуждены в главе 9. Совместное культивирование in vitro фибробластов, полученных от больных с болезнями накопления, с нормальными фибробластами приводит к полному восстановлению функций лизосом в пораженных клетках. Кроме того, пересадка тканей могла бы способствовать появлению в тканях реципиента недостающих специфических ферментов. Так, пересадку печени проводят для исправления ферментативных дефектов, в которые вовлечены гепатоциты (например, при болезнях накопления гликогена 1 и IV типов и гиперлипидемии IV типа).
5. Митохондрии являются главными органеллами для продукции АТФ. Ферменты, обеспечивающие расщепление жирных кислот и пирувата (соли пировиноградной кислоты) и участвующие в цикле лимонной кислоты, находятся в матриксе митохондрий (субстанция, заполняющая органеллу), в то время как ферментные системы, участвующие в окислительном фосфорилировании, распределены в строгом порядке на внутренней мембране митохондрий. Образование АТФ требует создания протонового градиента, действующего через мембрану митохондрий, поэтому их существование в виде закрытого компартмента весьма существенно для реализации их функций. Расщепление АТФ служит «двигателем» активного транспорта. Через плазмолемму переносятся протоны (элементарные частицы, образующие вместе с нейтронами ядра атомов) и неорганические ионы. С помощью протонного и ионного насосов создаются электрохимические потенциалы, используемые для параллельного или антипараллельного (против градиента концентрации) транспорта. Несмотря на их обычный цилиндрический вид и длину в 0,5—1 мкм. митохондрии значительно варьируют по форме и могут образовывать сеть с развитыми взаимосвязями.
Митохондрии относятся к полуавтономным органеллам. Они развиваются путем роста и деления предсуществующих митохондрий, имеют собственную ДНК и рибосомы. Многие биологи придерживаются концепции симбиоза, предполагающей, что на ранних этапах эволюции клетки эукариот заселялись бактериями и между ними устанавливался режим симбиоза (взаимоотношения, при которых оба вида совместно регулируют отношения с внешней средой, извлекая обоюдную выгоду). Таким образом, бактериальные митохондрии удовлетворяют энергетические требования клеток-хозяев, в то время как многие митохондриальные белки кодируются ядерной ДНК и синтезируются в цитоплазме. Стоит только этим белкам подвергнуться избирательному транспорту через митохондриальную мембрану, как они претерпевают структурные изменения, предотвращающие их обратный переход через мембрану. Несмотря на то что репликация митохондрий не зависит от деления клеток, она не является полностью неуправляемой. Общее количество митохондрий в клетке — это показатель ее энергетических запросов, а их локализация — индикатор главной зоны потребления АТФ. Обычно активные митохондрии имеют больше крист (гребней), обеспечивающих большую поверхность для распределения дыхательных комплексов (цепь дыхания или цепь транспорта электронов состоит из оксидоредуктаз, которые, будучи интегральными белками внутренней мембраны митохондрий, образуют мультиферментные комплексы).
Функциональные расстройства митохондрий у млекопитающих крайне редки. Так, при наследственных митохондриальных миопатиях (см. главу 26), протекающих с офтальмоплегией (паралич мышц глаз) или без нее, возникают дефекты в дыхательной цепи. Эти дефекты приводят либо к продукции токсинов, тормозящих функции митохондрий, либо к нехватке кислорода, необходимого для окислительного фосфорилирования. Таким образом, клеточный запас АТФ быстро истощается и энергозависимые системы прекращают действовать. Основное значение здесь имеют ионные насосы, такие как натриево-калиево-АТ-Фазный, в плазмолемме, обеспечивающие осмотическое равновесие в клетке. Осмос — диффузия воды через полупроницаемую плазмолемму, которая хорошо пропускает воду, но малопроницаема для растворенных в ней веществ. Поэтому набухание клетки является общим и частым признаком ее повреждения.
6. Цитозоль (гиалоплазма, матрикс цитоплазмы). Мы описали важнейшие компартменты и органеллы клетки, о функциях и морфофункциональных нарушениях которых пойдет речь при рассмотрении патологических процессов. Осталось коротко сказать о цитозоле, составляющем около половины объема эукариотической клетки, за вычетом органелл. В состав цитозоля входит множество ферментов промежуточного обмена и свободно лежащие рибосомы, синтезирующие белки. Около половины всех белков, образующихся на свободно лежащих рибосомах, остается в цитозоле в качестве постоянных компонентов. Многие из них претерпевают ковалентные модификации.
назад далее