Актуальная Медицина - Хроническая тканевая гипоксия, ее последствия

Это важно.

Мы предлагаем удобный сервис для тех, кто хочет купить – продать: земельный участок, дом, квартиру, коммерческую или элитную недвижимость в Крыму. http://crimearealestat.ucoz.ru/ Перепечатка материалов разрешена только при условии прямой гиперссылки http://allmedicine.ucoz.com/

Поиск

Реклама

Statistics


Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0

Нас смотрят

free counters

Ссылки.

Мы предлагаем удобный сервис для тех, кто хочет купить – продать: земельный участок, дом, квартиру, коммерческую или элитную недвижимость в Крыму. http://crimearealestat.ucoz.ru/

Чат

Хроническая тканевая гипоксия, ее последствия
 Если смещение баланса жиров/углеводов – это нарушение системной регуляции энергетического обмена, то условия хронической гипоксии приводят к развитию в тканях локальных патологических изменений. Причины нарушения доступа кислорода в ткань могут быть различны. Последствия их формируют достаточно типовый патологический процесс.
 Первым, в ответ на снижение поступления кислорода, происходит замедление реакций электронтранспортной цепи. Поскольку цитохромоксидазе некуда отдавать электроны, НАД*Н-дегидрогеназный комплекс также прекращает свою работу и происходит накопление восстановленного НАД*Н. Последствий этих изменений может быть много.

1. Снижение продукции энергии.
 Поскольку продукция АТФ митохондриями снижается, возникает дефицит макроэргических соединений в клетке. Единственный механизм ее получения, доступный в таких условиях – это гликолиз, энергетический выход которого существенно ниже по сравнению с окислительным фосфорилированием. Хронический дефицит энергии в клетках приводит к углублению нарушений их функции и постепенной их деградации.
 Повышенная активность гликолиза означает накопление различных "ошибок" и побочных продуктов этого процесса – карбонильных соединений (в первую очередь глиоксаля и метилглиоксаля). В норме организм обладает эффективной системой детоксикации этих соединений: глиоксаль окисляется до оксалата, метилглиоксаль – до лактата. В таком виде они могут возвращаться в систему энергетического метаболизма и в итоге окисляться до углекислоты и воды. Однако в условиях гипоксии функционирование этого механизма нарушено [2, 5, 10, 11].

2. Изменение экспрессии генов.
 Как НАД*Н, так и другие промежуточные продукты энергетического обмена, могут запускать внутриклеточные сигнальные каскады, изменяющие экспрессию тех или иных генов. В условиях хронической гипоксии снижается экспрессия ряда генов митохондриальных белков. Это приводит к уменьшению их количества в митохондриях, уменьшению количества самих митохондрий и нарушению ультраструктуры клетки в целом. В итоге, даже после восстановления транспорта кислорода, клетке необходимо время для адаптации (ресинтез митохондриальных белков) – от нескольких часов и до нескольких суток. В худшем же случае она может оказаться вообще неспособной возобновить исходный уровень продукции АТФ [2, 5].

3. Накопление восстановленного НАД*Н.
 Повышение активности гликолиза означает дополнительную продукцию НАД*Н. При нормальном поступлении кислорода в ткань, он выступает важнейшим источником высокоэнергетичных электронов для электронтранспортной цепи. В случае замедления процессов окислительного фосфорилирования возникает проблема утилизации избытков этого реакционного соединения. Одновременно накапливается и пируват, что может приводить к закислению внутриклеточной среды.
  При рабочей гипоксии в мышечной ткани утилизация пирувата и НАД*Н решается путем перехода к молочнокислому брожению. В меньшей степени такой путь способны реализовать практически все ткани, кроме- нервной. Молочнокислое брожение – это резервный механизм: лактат вызывает закисление среды и в дальнейшем должен возвращаться в цикл Кребса и в систему аэробного катаболизма. В условиях хронической гипоксии молочнокислое брожение не решает проблему утилизации избытка НАД*Н.
 В присутствии кислорода избыток НАД*Н может окисляться не только НАД*Н дегидрогеназой в электронтранспортной цепи. Фермент НАДФ-оксидаза способна использовать его для образования супероксидного аниона О2-. В гипоксической ткани возникает ситуация "заряженной бомбы": пока кислорода мало, в клетках накапливается восстановленный НАД*Н, но когда количество кислорода в ткани увеличивается, электронтранспортная цепь не успевает сразу утилизировать весь накопленный восстановительный потенциал Часть НАД*Н идет на создание свободных радикалов и запуск реакций свободнорадикального окисления. Возникает парадоксальная ситуация: на фоне хронической тканевой гипоксии развивается хронический оксидативный стресс.
 Продукты свободнорадикального окисления связывают хиноны электронтранспортной цепи и еще более нарушают ее работу. Карбонильные соединения ("ошибки гликолиза") могут специфически повреждать ферменты электронтранспортной цепи и цикла Кребса, что приводит к накоплению дефектов ферментных систем клетки. Если вернуться к аналогии с гидроэлектростанцией, то такая комплексная блокировка электронтранспортной цепи аналогична «поломке турбины». Устранение гипоксических нарушений не позволяет возобновить исходный уровень энергетического обмена, поэтому необходима полноценная детоксикация и восстановление нормальной активности митохондриальных ферментов [2, 5, 7, 8, 9, 11].

 

Рис.4. Циклическое усугубление нарушений энергетического обмена в клетке при хронической тканевой гипоксии.

 Общая схема нарушений энергетического обмена при хронической гипоксии представлена на рис.4. Подход к коррекции подобных нарушений должен зависеть от конкретного состояния этой системы.
 У здорового человека, клетки полноценно обеспечивают свои энергетические потребности. Однако в организм постоянно поступают весьма токсичные для электронтранспортной цепи вещества с пищей. Чаще всего это вещества, образующие приятную золотистую корочку на копченых и жареных продуктах- метилглиоксаль и глиоксаль. В сочетании со свободными аминокислотам они также поступают в организм с водой и вдыхаемым воздухом. С годами подобные токсические воздействия могут накапливаться. Избежать накопления токиснов можно, применяя соответствующие профилактические меры по детоксикации организма. 
 При остром воспалении основная часть энергии расходуется на защиту организма от инфекционного агента, в первую очередь, на обеспечение метаболического взрыва нейтрофилов и образование свободных радикалов. Их синтезирует фермент НАДФ-оксидаза из кислорода О2 и восстановленного НАДФ*Н или НАД*Н. Таким образом, субстрат для метаболического взрыва поступает за счет резкой активизации цикла Кребса, причем активность электронтранспортной цепи остается на базовом уровне. При терапии острого воспаления, целесообразной видится направленная стимуляция цикла Кребса, например полисубстратными препаратами.
 При хронических гипоксических нарушениях основное воздействие, в первую очередь, должно быть направлено на восстановление "турбинного механизма" клеточных электростанций – электронтранспортной цепи. При незначительных повреждениях может быть достаточным внесение в клетки дополнительного количества переносчиков энергии (например, хинонов). Следует учитывать, что при длительной гипоксии в клетке активизируются и свободнорадикальные процессы. Вносимые извне хиноны будут быстро инактивированы продуктами свободнорадикального окисления. Такая терапия будет обладать антиоксидантным эффектом, но вряд ли существенным образом улучшит состояние электронтранспортной цепи и общую энергопродукцию в клетке. Терапия в таких ситуациях должна быть поэтапной: на первом этапе это детоксикация и антиоксидантные воздействия, и лишь на втором – восстановление обеспечения тканей кислородом и репарация электронтранспортной цепи хинонами.


Литература

1. Агаджанян Н.А. Основы физиологии человека. – М.: РУДН, 2001. – 408 с.
2. Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки, т.1. Пер. с англ. – М.: Мир, 1994. – 517 с.
3. Бернштейн Л.М. Эндокринная функция жировой ткани // Природа. – 2005. - №3.
4. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология в 3-х т. Пер. с англ. – М.: Мир, 2007. – 1341 с.
5. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия. Пер. с нем. – М.: Мир, 2000. – 469 с.
6. Кулиненков О.С. Фармакологическая помощь спортсмену: коррекция факторов, лимитирующих спортивный результат. – М.: Советский спорт, 2007.
7. Рафф Г. Секреты физиологии. Пер. с англ. – М.: БИНОМ, 2001. – 448 с.
8. Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло // Соросовский образовательный журнал. – 1996. - №3. – С.4-6.
9. Физиология человека под ред. Шмидт Р., Тевс Г. в 3-х т. Пер. с англ. – М.: Мир, 1996. – 875 с.
10. Kingkeohoi S., Chaplen W.R. Analysis of methylglyoxal metabolism in CHO cells grown in culture // Cytotechnology. – 2005. – Vol.48. – P.1-13.
11. Hipkiss A. Energy metabolism, altered proteins, sirtuins and ageing: converging mechanisms? // Biogerontology. – 2008. – Vol.9. – P.49-55.

Раскрутка сайта - регистрация в каталогах PageRank Checking Icon Яндекс цитирования