Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Сологуб Т. В., Романцова М. Г., Кремень Н. В., Александрова Л. М., Аникина О. В., Суханов Д. С., Коваленко А. Л., Петров А. Ю., Ледванов М. Ю., Стукова Н. Ю., Чеснокова Н. П., Бизенкова М. Н., Понукалина Е. В., Невважай Т. А.,
3.3. Роль медиаторов воспаления в дестабилизации биологических мембран
С точки зрения патоморфологии в зоне воспаления возникают или явления некроза, или явления дистрофии - вакуольной, белковой, жировой. Всем клеточным элементам в зоне альтерации прежде всего свойственно повреждение биологических мембран, в частности, цитоплазматических, лизосомальных, митохондриальных, ядерных и др. Дестабилизация биологических мембран обусловлена действием комплекса патогенных факторов: бактериальных токсинов, БАВ, лизосомальных ферментов, избыточных концентраций ионов водорода, активных форм кислорода и других, приводящих к усилению процессов свободнорадикального окисления, каналообразования и увеличению проницаемости клеточных мембран.
Патогенное действие свободных радикалов, накапливающихся в зоне альтерации, обусловлено наличием на их внешней орбитали одного электрона, в связи с чем они обладают высокой реактогенностью по отношению к липидам клеточных мембран, насыщенных жирными кислотами, нуклеиновым кислотам, ароматическим аминокислотным остатком, которые отдают свой водород свободным радикалам и подвергаются окислению. Последнее приводит к изменению структуры и функции клеточных мембран.
Дестабилизация цитоплазматических мембран сопровождается нарушением пассивной диффузии ионов по ионселективным каналам и их активного энергозависимого транспорта, что обусловливает изменение уровня поляризации клеток и, соответственно, нарушение их функциональной активности. В центре очага воспаления в зоне некроза отмечаются стойкая деполяризация клеточной мембраны, невозможность реполяризации, отсутствие функциональной активности клеток и болевой чувствительности. По периферии зоны воспаления частично сохранена активность энергозависимого транспорта ионов Nа+, К+, Са2+ в клеточных мембранах, в меньшей степени изменена пассивная диффузия по ионселективным каналам, что обусловливает в целом развитие частичной деполяризации клеток, повышение их возбудимости и болевой чувствительности.
Повышение проницаемости лизосомальных мембран приводит к выходу лизосомальных ферментов в цитоплазму клеток и активации процессов внутриклеточного аутолиза или выходу ферментов через поврежденную цитоплазматическую мембрану в окружающую среду и развитию вторичной альтерации [39, 45].
Активирование лизосомальных липаз и фосфогидролаз в зоне альтерации сопровождается отщеплением полиненасыщенных жирных кислот (арахидоновой и линоленовой) от фосфолипидов, в частности, от лецитина цитоплазматических мембран с последующим усилением синтеза простагландинов и лейкотриенов.
Как известно, в эндотелии сосудов имеется фермент простациклинсинтетаза, превращающий эндоперекись простагландин-G2 в простациклин-I2, препятствующий агрегации тромбоцитов и тромбообразованию в нормальных неповрежденных сосудах. При повреждении эндотелия в зоне альтерации возникает недостаточность активности простациклинсинтетазы и усиливается трансформация простагландина G2 в тромбоксан А2 под влиянием тромбоксансинтетазы тромбоцитов. Избыточное образование тромбоксана сопровождается развитием спазма сосудов, усилением агрегации тромбоцитов и развитием тромбообразования.
Повышенное образование в зоне альтерации полиненасыщенных жирных кислот приводит к субстратной активации фермента липоксигеназы, обеспечивающей усиленное образование лейкотриенов (А, В, С, D, Е) в зоне воспаления. Указанные биологически активные соединения обладают выраженным вазогенным действием подобно гистамину, серотонину, кининам, простагландинам.
Появление активированных лизосомальных протеаз, эластаз, коллагеназ во внеклеточной среде в зоне альтерации приводит к распаду соединительной ткани, органоспецифических клеточных элементов, десквамации эндотелия сосудов и повреждению более глубоких слоев сосудистой стенки. Обращает на себя внимание тот факт, что в зоне десквамации эндотелия и обнажения подлежащих коллагеновых волокон сосудов возникают каскад реакций активации различных протеолитических ферментов, калликреин-кининовой системы, активация тромбоцитарного и коагуляционного гемостаза, фибринолиза.
Повреждение эндотелия в зоне альтерации индуцирует и развитие реакций адаптации, в частности, превращение плазминогена в плазмин с последующим усилением фибринолиза, обеспечивающего лизис тромбов и нормализацию кровообращения в зоне воспаления.
Что касается влияния лизосомальных ферментов на функциональную и метаболическую активность клеточных ядер, необходимо отметить следующие закономерности: на фоне действия слабых или умеренных по силе альтерирующих факторов возникает лимитированная активация лизосомальных ферментов, что сопровождается усилением процессов фосфорилирования, карбоксилирования, ацетилирования основных ядерных белков - гистонов, ослаблением прочности их связи с молекулой ДНК, дерепрессией генома клеток и повышением активности ДНК. Последнее обусловливает усиление процессов репликации, транскрипции и трансляции в клетках, создает основу для развития пролиферации и регенерации.
Под действием грубых альтерирующих факторов возникают тотальная активация лизосомальных ферментов, избыточное освобождение в цитоплазму клеток рибонуклеаз, дезоксирибонуклеаз, вызывающих развитие явлений аутолиза цитоплазмы, двунитчатые разрывы ДНК, в связи с чем становится невозможной репарация клеток, прогрессируют процессы альтерации и некроза.
В зоне альтерации происходят характерные изменения структуры и функции митохондрий различных клеточных элементов, причем наиболее часто структурные изменения митохондрий проявляются в виде конденсации, набухания, появления митохондриальных включений, а также в виде изменения формы, числа митохондрий, размеров митохондриальных крист. Структурные изменения митохондрий, как правило, сопровождаются функциональными изменениями - разобщением процессов дыхания и окислительного фосфорилирования, возникновением дефицита АТФ и подавлением всех энергозависимых реакций в клетках.
Дестабилизация мембран эндоплазматической сети органоспецифических и соединительнотканных элементов также сопровождается типовыми изменениями функций указанной внутриклеточной структуры - нарушением процессов синтеза, накопления и внутриклеточного транспорта белков, липидов, углеводов, сдвигами внутриклеточного баланса ионов кальция, поскольку в мембранах эндоплазматической сети находится ферментная система Са-АТФ-азы, обеспечивающей энергозависимый транспорт кальция из цитоплазмы клеток.