Системная реабилитология

Программируемое снижение интенсивности всех клеточных обменных процессов в условиях нарастания гипоксии может быть также достигнуто посредством блокады генов, определяющих активность метаболических процессов в клетке (синтез белков ферментов). В результате этого процесса может развиться клеточная атрофия — уменьшение размеров клетки и числа функционирующих в ней структур при сохранении ее жизнеспособности.

При развитии гипоксии клетки саногенетическим механизмом компенсации нарушения энергосинтеза является активация анаэробного гликолиза. При снижении АТФ/АДФ+АМФ происходит активация фермента фосфофруктокиназы (ФФК) и переход гликолиза на анаэробный путь. Но в реализации этой саногенетической реакции заложен патологический элемент: накопления недоокисленного лактата (молочная кислота), которое в итоге приводит к внутриклеточному ацидозу и остановке анаэробного гликолиза за счет кислотного угнетения ФФК. Определенным саногенетическим механизмом защиты от энергодефицита является также включение в энергопереработку белка.

Как указывалось выше, одним из значимых механизмов повреждения клетки является разрушение мембран и энзимов клетки свободнорадикальными и перекисными реакциями. Для защиты от этого повреждающего воздействия у клетки сформирована специальная защитная (саногенетическая) система — антиоксидантная система. Антиоксиданты — не просто набор веществ, они способны восстанавливать друг друга и взаимодействовать между собой.

Описаны три компонента антиоксидантной системы:

1.Энзимы предупредительного действия, восстанавливающие радикал до неактивного состояния: а) супероксиддисмутаза (инактивирует радикалы кислорода), каталаза и глютатионпероксидаза (расщепляют перекиси водорода и липидов).

2.Ферменты — прерыватели цепной реакции, переводящие активные радикалы в перекись водорода, разрушаемую каталазой (фенолы: токоферол, амины: цистамин).

3.Хелаторы, способные связывать металлы-катализаторы свободнорадикальных реакций (унитиол).

Все упомянутые энзимы являются металлоферментами, так как в состав их активных центров входят микроэлементы (Zn, Si, Ma, Cu, Fe). Главные антиоксидантные субстраты клеток — это тиоловые соединения: глютатион, цистеин, Д-пеницилламин. Для поддержания необходимой активности антиоксидантной системы требуются не только микроэлементы, но и витамины. Так, для восстановления глютатиона нужны витамины РР и С. Кроме того, некоторые из них являются сами антиоксидантами, например, витамин Е сам «ловит» свободный электрон при инактивации липоперекисей.

Запуск антиоксидантной системы в попытке предохранить организм от окислительного удара (стресса) возможен через синтез макрофагами различной локализации (в ответ на появление в тканях интерлейкина-1 и ряда других медиаторов воспаления — эйкозаноидов), сывороточных белков (церулоплазмин, С-реактивный белок, гаптоглобин, амилоид А и т. д.), которые служат тиоловыми антиоксидантами.

Саногенетическим механизмом защиты от свободнорадикального окисления является не только выработка клеткой, но и поглощение ею извне множества антиоксидантов. Саногенетические программы синтеза клеточных антиоксидантов зависят не только от экспрессии генов, отвечающих за синтез белков-протекторов (белки глобулины острой фазы), но и от достаточного и своевременного поступления в клетку субстратов и незаменимых компонентов для этого синтеза. Кроме того, избыток активных кислородосодержащих радикалов (АКР) может секвестрироваться в пероксисомах.

При повреждении внутриклеточных мембран может развиться такая саногенетическая реакция, как лизосомальная аутофагия. Но, наряду с этим, наблюдается резкая активация внутриклеточных буферных систем для инактивации чрезмерной гидролитической активности лизосомальных энзимов. Важную роль в ликвидации патогенного агента и защите от его повреждающего действия на мембраны и ферменты клетки играют энзимы микросом эндоплазматической сети, обеспечивающие физико-химическую трансформацию патогенных факторов путем их окисления, восстановления, деметилирования и т. д. Но в определенных условиях эти ферменты: оксигеназы со смешанной функцией — «ОСФ-цитохром» (концом ферментативной цепочки является цитохром 450), могут сами стать причиной повреждения клетки, образуя активные продукты, разрушающие жизненноважные клеточные структуры (ДНК, РНК, белки, кофакторы). Они также могут генерировать образование супероксидных радикалов кислорода и перекиси водорода, которые вызывают острое токсическое повреждение клетки.