НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЦЕЛОСТНОСТИ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН

Биологические мембраны клетки, в которых сосредоточены мсио'-чые ОН.' ИІ. • • ■ " і-Гі'е г-ИСТ-емы, лпяютгя главными струк-

" ’ ' ' отн-яте я

к полифункциональным структурам, выполняющим наряду с механической, барьерной и матричной функциями ряд специфических функций, присущих конкретному типу мембран и конкретному органу.

Клетки тесно связаны друг с другом и с окружающей средой, поэтому нарушения микроциркуляции при шоке приводят, в первую очередь, к снижению доставки кислорода и субстратов к клетке.

Необходимо отметить, что в начале развития шока нарушения структуры мембран и транспорта ионов могут маскироваться благодаря нарушениям микроциркуляции и задержке интерстицием ионов, включая протоны и воду (Мусил Я., 1985). Однако по мере развития процесса и уменьшения соотношения капиллярного и посткапиллярного гидростатического давления, обусловленного воздействием продуктов анаэробного метаболизма клеток на стенку сосудов, нарушения электролитного обмена прогрессируют. Причем вместе с ионами натрия в толщу мембран и клетку проникает вода, приводя к их все возрастающему набуханию. Ответная реакция мембранной Na+ + К+-АТФ-азы не нормализует обмен электролитов, возможно, вследствие ограниченного количества АТФ, необходимого для работы фермента. Набухание мембран не только изменяет их структуру и проницаемость для ионов, но и ведет к снижению реактивности мембранных рецепторов для катехоламинов, инсулина, глюкагона, других пептидных гормонов и аутакоидов, кортикостероидов. «Шоковая клетка» начинает постепенно выходить из-под нейрогуморального контроля, хотя в начальных фазах активация аденилатциклазы катехоламинами еще и происходит, что сопровождается мобилизацией внутриклеточных и тканевых (жировая ткань, печеночная, коры почек, миокард) запасов гликогена и жиров. Активация гликогенолиза и липолиза в определенной степени восстанавливает снабжение клеток субстратами окисления при отсутствии выраженной ишемии органа или его отдельных участков. В дальнейшем этот путь обеспечения субстратами по разным причинам (падение реактивности рецепторов к катехоламинам и инсулину, истощение депо гликогена, дефицит энергии для глюконеогенеза и др.) становится малоэффективным. Нарушается связывание с транспортным тлком-рецептором кортикостероидов и их проникновение в шо- овую клетку.

Повышение ионной проницаемости мембран и их набухание

:еют по крайней мере еще два важных следствия. В результате ,щения эндотелия, гликокаликса (толстый слой сорбированных на поверхности клетки пептидов и их производных), цитоплазматической мембраны и эндоплазматического ретикулума, мембран митохондрий затрудняется диффузия (возможно активный транспорт) кислорода из крови через мембраны к цитохро- моксидазе и возрастает его дефицит. Это выражается в уменьшении захвата кислорода и реализации его как конечного акцептора электронов в дыхательной цепи, в замедлении окислительного фосфорилирования и продукции АТФ. Второе следствие состоит в частичной потере клеточной мембраной барьерной функции полупроницаемости и выходом из клетки субстратов, цитоплазматических белков и других метаболитов.

Это обусловлено тем, что цитохром с — единственный компонент дыхательной цепи митохондрий, который синтезируется в цитозоле и лишь затем включается в специфические функциональные участки митохондрий (Рудин Д., Уилки Д., 1970). Связь цитохрома с с дыхательными комплексами довольно лабильна и в условиях дефицита кислорода, набухания митохондрий и повреждения наружной мембраны концентрация его при шоке и ишемии в таких жизненно важных органах, как печень и миокард, может снижаться.

Особое значение придают лабилизации мембран лизосом, в которых сосредоточены гидролитические ферменты с оптимумом работы в кислой среде. Протеолитические ферменты лизосом могут освобождаться во внеклеточную среду и кровь, вызывая частичный аутолиз белков плазмы с образованием фрагментов, отрицательно влияющих на функцию органов, как например, образование пептидного фактора, угнетающего сократимость миокарда (Лефер А. М., 1980; Lefer А. М., 1985). Освобождение ферментов лизосом в цитозоль клетки ведет к возрастающему аутолизу внутренних белковых структур, фрагментации хроматина ядра, миелина, дальнейшему постепенному разрушению мембран.

Значительный удельный вклад в нарушения структуры и функциональной активности клеточных мембран вносит активация свободнорадикального перекисного окисления в клетке (Novel- li G. Р., 1984; Corbucci G. G. et al., 1985). В жизни клетки свободнорадикальное окисление является необходимой стадией ряда синтезов и метаболических путей их функционирования. Однако при ряде чрезвычайных воздействий на клетку свободнорадикальное окисление служит одним из универсальных механизмов повреждения клеточных мембран и макромолекул клетки. При травмах и шоке в результате реализации липотропного эффекта катехоламинов активируются фосфолипазы. В этих условиях свободные радикалы и активные формы кислорода атакуют фосфолипиды, жирные кислоты, белки и нуклеиновые кислоты, нарушая проницаемость мембран, пространственную ориентацию и каталитическую активность ферментных ансамблей в белково-липидных мембранных комплексах. Атакуя мембранные белки, свободные радикалы и активные формы кислорода изменяют их конформацию и приводят к инактивации ферментов, что еще более усугубляет нарушения белково-липидных структур клеточных мембран. Наряду с этим, повреждение липидного бислоя митохондрий в результате гидролиза части фосфолипидов под влиянием собственной фосфолипазы может приводить, как показал В. П. Скулачев (1962), к потере способности выдерживать высокий электрический потенциал, который создается на работающей мембране митохондрий. Реоксигенация тканей после ишемического эпизода повышает количество свободного кислорода в клетках (так называемый кислородный парадокс), который преимущественно используется по оксигеназному пути, превращаясь в активные формы кислорода. В этом периоде повреждения структуры и функции клеток часто бывают более выраженными, чем при ишемии.

Вопрос о первичной или вторичной природе повреждения мембран клетки и органелл, видимо, не может решаться однозначно. Под влиянием микробных токсинов, неэстерифицированных жирных кислот с длинной углеродной цепью (детергентное воздействие), различных аутакоидов, аутоиммунных антител и других, пока еще мало изученных факторов, возможно первичное повреждение цитоплазматических и других мембран. С другой стороны, при геморрагическом шоке установлена корреляция между повреждением мембран (падение трансмембранного потенциала, набухание, повышение проницаемости) и нарастающими расстройствами внутриклеточного обмена (снижение концентрации высокоэнергетических соединений, накопление лактата, снижение pH и др.).