Общий патогенез наследственных заболеваний.В 1909 году А. Гарод на примере алкаптонурии разработал классическую концепцию метаболического блока, как основы патогенеза наследственных нарушений обмена веществ. В 1941-1944 годах американские ученые Дж. У. Бидл и Э. Л. Тейтам сформулировали свой знаменитый принцип, перекинувший мостик между классической и биохимической генетикой — с одной стороны, и клиникой наследственных болезней, с другой.

В исходном варианте принцип Бидла-Тейтама звучит, как «один ген — один фермент — один признак (симптом)».

Согласно концепции метаболического блока, при наследственном заболевании имеется дефицит белка-фермента. Это ведет к нарушению определенной биохимической реакции. Создается избыток вовлеченного в эту реакцию субстрата. Часть его может выделяться из организма или откладываться в тканях «болезни накопления» или тезаурисмозы). Избыток субстрата может вовлекаться в альтернативные превращения, давая такие продукты, которые отсутствуют или имеются лишь в виде следов в норме. Помимо избытка субстрата и действия альтернативных продуктов (которые могут быть токсическими), часть симптомов наследственных болезней порождается нехваткой конечных продуктов блокированной реакции и подавлением реакций, следующих в цепи превращений за блокированным этапом...
Просмотров: 293  |  Комментариев: (0)
Патохимические последствия повреждения клеточного ядра

Повреждение ядерной ДНК вызывает несколько типовых защитных реакций. Однако, каждый из этих механизмов «погрешим» и, срабатывая, становится причиной вторичных нарушений


Рассмотрим это на конкретных примерах. Выше уже шла речь о системе эксцизионной репарации пиримидиновых димеров и однонитевых разрывов ДНК и о потенциальных опасностях, связанных с ее несовершенной работой.

К этому можно добавить, что эндонуклеазы, играющие важную роль в работе репаразной системы, при определенных условиях могут обеспечить начало апоптоза — запрограммированной гибели поврежденной клетки с фрагментацией ее ДНК. Более того, подобный «вызов огня на себя» для устранения повреждения вместе с клеткой, которая его несет, по-видимому, является достаточно характерным результатом повреждения ядра, так как очень многие повреждающие агенты индуцируют апоптоз клеток-мишеней, а конституциональный элемент системы препарирования мутаций — ген р53, упоминавшийся выше, как «замораживатель» митотического цикла поврежденных клеток в G1-фазе, известен также как ген-индуктор апоптоза.

Достаточно типичным биохимическим последствием повреждения хроматина служит усиление метилирования и АДФ-рибозилирования ДНК и ядерных белков.

Известно, что в хроматине активные гены менее метилированы, поэтому первая из данных биохимических реакций может отражать инактивацию во время клеточного повреждения ряда «неэкстренных» текущих клеточных программ, которые на период острой адаптации к повреждению архивируются.

Просмотров: 289  |  Комментариев: (0)
Белки теплового шокаБелки теплового шока (БТШ) — многофункциональные клеточные регуляторы, унаследованные нами, вероятно, от первых прокариотических клеток. По крайней мере, их структура консервативна, а их функции делают эти молекулы непременными участниками ответа на повреждение у различных клеток — от бактериальных до человеческих.

Впервые они были обнаружены в клетках дрозофил, подвергавшихся тепловому воздействию. Это, однако, не означает, что экспрессия данных белков специфична только для тепловой травмы, напротив, она может быть индуцирована различными воздействиями воспаление, инфекция, гипоксия, химические повреждения клеток тяжелыми металлами, мочевиной, перекисью водорода, мышьяком и этиловым спиртом).

Вместе с тем, повышенная экспрессия БТШ увеличивает и температурную устойчивость клеток, поэтому их название не случайно.
Просмотров: 339  |  Комментариев: (0)
Немедленные гены предранней реакции.При повреждении клеток различных органов и тканей, вне зависимости от причин этого повреждения, происходит очень быстрая неспецифическая активация ряда генов (c-fos, c-un, c-myc и nur77), которые были условно объединены под названием «немедленные гены предранней реакции» (НГПР).

Считается, что НГПР способны активировать клеточную пролиферацию, в том случае, если их считывание в клетках происходит на фоне достаточного количества ростовых сигналов. Эти ростовые сигналы обеспечиваются тканеспецифическими факторами роста и обуславливают высокую активность ядерного фермента орнитиндекарбоксилазы и достаточные для клеточной пролиферации количества полиаминов — спермина и спермидина. 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.

Ген c-myc является важным регулятором клеточного размножения, а при его сверхактнвации наступает озлокачествление клетки, в связи с чем впервые он был описан, как протоонкоген, экспрессия которого обнаруживалась при злокачественной лимфоме Беркитта. Ген кодирует ядерный фосфопротеин, способствующий переходу клетки из G1 в S-фазу митотического цикла...
Просмотров: 274  |  Комментариев: (0)
Антионкоген.Выше, при рассмотрении вопроса об антимутационных защитных механизмах клеток, мы уже упоминали об антионкогенах.
Просмотров: 276  |  Комментариев: (0)
Белок третьей полосы (антиген стареющих клеток)Рассматривая проблему наиболее общих, неспецифических изменений в экспрессии генов, вызываемых повреждением клетки, нельзя обойти стороной представления об антигене-маркере стареющих и поврежденных 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 100 дней — то есть, в буквальном смысле, опознавательным знаком стареющих клеток..
Просмотров: 297  |  Комментариев: (0)
Повреждение плазмолеммы.Повреждение плазматической мембраны клеток, независимо от его причины (механический или осмотический разрыв, электрический пробой, излучения, ультразвук, поле СВЧ) вызывает ряд типовых патохимических изменений, которым соответствуют характерные патохимические и морфологические картины. Ю. А. Владимиров выделяет 4 основных типа повреждения плазматических мембран...
Просмотров: 272  |  Комментариев: (0)
Повреждение цитоскелетаЦитоскелет — 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).

Они прикреплены к органоидам и к плазматической мембране через систему якорных белков (винкулин, аддуцин, анкирин, α- и β-спектрины, белок 4. 1) и связывают мембранные гликопротеины — гликофорин и уже знакомый нам, в качестве антигена стареющих клеток, белок третьей полосы.
Просмотров: 293  |  Комментариев: (0)
Последствия повреждения внутриклеточных мембранБольшая часть внутриклеточных мембран принадлежит к эндоплазматическому реткулюму. А. Д. Адо (1985) указывает на его обязательное участие в процессах клеточного повреждения. Различные факторы, включая отравления алкоголем, ДДТ, четыреххлористым углеродом, инфекцию, ионизирующее излучение, гипоксию вызывают набухание ретикулюма, изменение его конфигурации появление крупных вакуолей и петель или распад на мелкие гранулы. Например, при отравлении тротилом мембраны шероховатого эндоплазматического ретикулюма (ШЭР) в клетках печени приобретают вид характерных завитков.
Просмотров: 246  |  Комментариев: (0)
Повреждение пластинчатого комплексаВажной 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, в клетках млекопитающих 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. Белки, подвергающиеся трансцитозу. вероятно, также не минуют комплекс Гольджи (М. Фаркухар, 1983).
Просмотров: 289  |  Комментариев: (0)