Немедленные гены предранней реакции (НГПР)

При повреждении клеток различных органов и тканей, независимо от причин этого повреждения, происходит очень быстраят неспецифическая активация ряда генов, которые были условно объединены под названием «немедленные гены предранней реакции».

Считается, что НГПР способны активировать клеточную пролиферацию, в том случае, если их считывание в клетках происходит на фоне достаточного количества ростовых сигналов.Таким образом, работа НГПР может рассматриваться, как подготовка к репаративным процессам при повреждении тканей.

Вместе с тем, продукты тех же самых НГПР могут запустить процесс запрограммированной клеточной гибели, если ростостимулирующий фон недостаточен.

Продукты антионкогенов это регуляторы генной стабильности, останавливающие митотический цикл в мутировавших клетках. Остановка цикла дает мутантной клетке время для срабатывания репаразных механизмов. Если мутация не репарируется, продолжение экспрессии антионкогенов ведет к запуску программы апоптоза клеток с поврежденной ДНК.

Активация генов, контролирующих антигены- маркеры стареющих и повреждённых клеток.

В начале 80-х годов Маргарет Кей и соавторы обнаружили, что один из белков поверхностной мембраны красных кровяных телец, движущийся при электрофорезе в составе третьей полосы и выполняющий функции ионного канала, практически отсутствует или скрыт поверхностными гликопротеидами мембраны в молодых клетках и, наоборот, активно экспрессируется в мембране старых и поврежденных эритроцитов.

Впоследствии оказалось, что данная молекула является маркером, появляющимся на мембране после истечения онтогенетически отпущенного эритроцитам срока в 120 дней — то есть, опознавательным знаком стареющих клеток.

Таким образом, маркер или антиген стареющих клеток оказался частью фундаментального механизма запрограммированного устранения из организма тех клеточных элементов, которые исчерпали вследствие изнашивания или повреждений свой генетический ресурс.

Поскольку большинство органелл относится к мембранным образованиям, то универсальным механизмом повреждения субклеточных структур является нарушение проницаемости и целостности клеточных мембран. Можно выделить 5 основных механизмов повреждения мембран: 1) перекисное окисление липидов; 2) активация фосфолипаз; 3) осмотическое растяжение мембран; 4) адсорбция белков на мембране (например, комплексов антиген-антитело); 5) изменение фазового состояния мембранных липидов (ацидоз, изменения температуры).

При повреждении создается цепь последствий первичной альтерации плазмолеммы, которая включает:

1. Недостаточность натрий-калиевого насоса и функций ионных каналов;

2. Утрату физиологических трансмембранных ионных градиентов;

3. Избыточный входной ток натрия и воды в клетку;

7. Освобождение и превращения арахидоновой кислоты;

9. Появление вокруг клетки липидных медиаторов воспаления.

Повреждение цитоплазматическоп мембраны может проявляться:

- расстройствами систем активного транспорта веществ (Na⁺ — К⁺- и Са²⁺ -насосов, Na⁺ — Са²⁺ -и Na⁺ -H⁺-обменных механизмов и др.);

- изменениями белков, образующих специфические каналы ионной проводимости; повреждением рецепторных макромолекул, воспринимающих внешние регуляторные сигналы;

- нарушениями белковых комплексов, осуществляющих межклеточные взаимодействия;

-изменениями гликопротеидов, определяющих антигенность клетки.

Цитоскелет — это система микротрубочек (диаметром 20-25 нм), промежуточных филаментов (диаметром 15 нм), а также тонких актиновых (6-8 нм) и толстых миозиновых (15 нм) филаментов.Элементы цитоскелета способны к самосборке и обратимой полимеризации и состоят из глобулярных и фибриллярных белков: тубулина, динеина и динамина (микротрубочки), актина, миозина (микрофиламенты), виментина, кератинов, десмина и других (промежуточные филаменты ).

Цитоскелет ответственен за поддержание формы клеток и за все способы их движения (деятельность ресничек, жгутиков, ундулирующих мембран и псевдоподий). Он же обеспечивает внутриклеточное перемещение органоидов и включений (например, гранул при дегрануляции тучных клеток или хромосом при митозе). Прикрепление клеток к межклеточному веществу и друг к другу, передача сигнала от рецепторов плазматической мембраны внутрь клетки также проходит при участии этой внутриклеточной опорно-двигательной системы.

Фагоцитоз, пиноцитоз, хемотаксис также всецело связаны с функцией цитоскелета.

При энергодефиците в клетке работа цитоскелета существенно нарушается. Например, сахарный диабет сопровождается «синдромом ленивых фагоцитов», при котором замедлен хемотаксис и снижена фагоцитарная активность этих клеток.

При вирусном поражении клеток зачастую вирусы взаимодействуют именно со структурами цитоскелета.Так как вирусы содержат специфические рецепторы, распознающие белки цитоскелета, иммунный ответ против вирусных антигенов может приводить к появлению аутоантител, копирующих способность вируса связывать элементы цитоскелета. Поэтому многие вирусиндуцированные процессы продолжаются как аутоиммунные и сопровождаются появлением антител, поражающих цитоскелет.Характерным примером служит агрессивный хронический гепатит. Данное аутоиммунное заболевание провоцируется вирусной инфекцией, в частности, вирусом гепатита С. Однако, его персистирующее волнообразное течение обусловлено появлением аутоантител против белков цитоскелета — актина и кератина.

Аутоантитела к элементам цитоскелета сперматозоидов вызывают снижение их подвижности и могут быть причиной бесплодия. Показано, что они могут присутствовать в цервикальной слизи у женщин при бесплодном браке.

Существуют токсины, избирательно поражающие цитоскелет. Цитохалазины вызывают деполимеризацию, а токсин бледной поганки фаллоидин — стойкую полимеризацию актина. Колхицин блокирует полимеризацию, а такбол — деполимеризацию микротрубочек.

Важным аспектом повреждения цитоскелета считается его трансформация в злокачественных клетках, под влиянием онкобелков. Один из онкобелков, вырабатываемых злокачественными клетками, способен вызывать необратимое фосфорилирование цитоскелетного белка винкулина, участвующего в прикреплении клеток к межклеточному веществу. Из-за этого злокачественные клетки легко отсоединяются от межклеточного вещества и покидают свои места. Это считается важным механизмом, составляющим основу их способности расселяться по организму — метастазировать.

Большая часть внутриклеточных мембран принадлежит к эндоплазматическому реткулуму. Различные факторы, включая отравления алкоголем, ДДТ, четыреххлористым углеродом, инфекцию, ионизирующее излучение, гипоксию вызывают набухание ретикулума, изменение его конфигурации появление крупных вакуолей и петель или распад на мелкие гранулы.При повреждении клеток в результате действия многих различных причин наступает такое типовое последствие, как отсоединение рибосом от мембран шероховатого эндоплазматического ретикулума (ШЭР).Транспорт вновь образованных белков нарушается и избыток их оказывается в цитоплазме, где они денатурируются по мере нарастания клеточной гипоксии и ацидоза и формируют картину «мутного набухания» или начальные стадии так называемой «зернистой дистрофии».

При повреждении клетки затрагивается и гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР).Мембраны ГЭР являются отсеком клетки, содержащим систему мощных оксидаз со смешанной функцией. Эти ферменты содержат цитохром Р450 и являются железозависимыми. Они представляют собой дезинтоксикаци-онную систему клетки. Оксидазы со смешанной функцией принимают участие в биотрансформации эндогенных соединений, в частности, инактивации сигнальных молекул, например, стероидных гормонов и обезвреживании билирубина, детоксикации ксенобиотиков, например, многих лекарств.

Избыточная акгивация оксидаз ГЭР приводит к повышению продукции клеткой окиси азота. Избыток N0 ведет к ряду неблагоприятных результатов.

При образовании окиси азота формируются, в качестве сопутствующих продуктов, свободные кислородные радикалы. Они способны причинять вторичные повреждения клеточным мембранам, нуклеиновым кислотам и другим компонентам клеток.

Важной составной частью исполнительного аппарата клетки служит пластинчатый комплекс (комплекс Гольджи, описанный К. Гольджи в 1898 г.). Этот органоид также представляет собой мембранную структуру, состоящую из стопок, содержащих каждая по 5-6 уплощенных ограниченных мембранами цистерн. В комплекс Гольджи поступают из ШЭР в специальных везикулах синтезированные там белки, снабженные углеводными остатками и предназначенные для распределения внутри клетки или экспортных нужд.Ферменты комплекса подвергают белки гликозилированию и фосфорилированию.

Аппарат Гольджи поражается при ряде приобретенных и наследственных расстройств. Так как он является местом образования и наполнения лизосом, часто его повреждение ассоциируется с лизосомальной патологией.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: