четверг, 5 ноября 2009 г.

Энергетический обмен – триггерный механизм в формировании срочных и длительных механизмов адаптации к гипоксии (7)

Путь качественного изменения цитохромоксидазы также принципиально возможен. Так в литературе описаны клинические проявления нарушений митохондриальных функций, связанные с изменениями в структуре фермента. Это обусловлено тем, что цитохромоксидаза состоит из 13 субъединиц. Одна из субъединиц играет регуляторную роль и изменения в ее составе обусловливают появление тканеспецифических изоферментов в организме млекопитающих. Изменения и в каталитическом и в регуляторном фрагментах могут приводить к изменению функциональной активности
фермента. Однако прямые свидетельства реализации такой возможности при адаптации к гипоксии отсутствуют.

Что касается сукцинат-цитохром с-редуктазы, то ее кинетические характеристики практически не менялись после длительной адаптации к гипоксии. Это согласуется с приведенными выше данными о том, что сукцинатоксидазный путь выполняет роль
срочного компенсаторного механизма в условиях острой гипоксии, но не участвует в формировании долгосрочных механизмов адаптации.

Таким образом, для длительной адаптации к гипоксии характерна экономизация процесса образования энергии, которая происходит за счет появления новой популяции митохондрий с новыми свойствами: сниженным содержанием дыхательных переносчиков на терминальном участке дыхательной цепи и более низкой их окислительной способностью, но работающих в более эффективном режиме, который достигается путем увеличения эффективности окислительного фосфорилирования. В целом оба эти процесса направлены на восполнение потерь АТФ, которое должно было бы происходить в условиях гипоксии.

Имеется и еще один путь увеличения эффективности работы дыхательной цепи митохондрий в условиях гипоксии. Известно, что доставка кислорода из внеклеточной среды к цитохромоксидазе происходит благодаря концентрационному градиенту, в формировании которого важную роль играет кластеризация митохондрий. При гипоксии концентрация кислорода внутри кластеров может достигать величин, близких Км(О2) для изолированных митохондрий. Повышение эффективности работы дыхательной цепи может достигаться в таких условиях не только путем сохранения активности цитохромоксидазы и высокого сродства фермента к субстрату, обеспечивающих высокую скорость поглощения кислорода даже при очень низкой концентрации О2 в окружающей митохондрии среде, но и за счет сокращения расстояния, которое должны преодолеть молекулы кислорода от плазматической мембраны к митохондриям. Это достигается путем декластеризации митохондрий или уменьшения размеров кластеров в клетке и их более равномерного распределения в цитозоле, что приводит к эффекту, аналогичному увеличению массы митохондрий в единице ткани.

Практическое значение исследований роли энергетического обмена в формировании механизмов адаптации к гипоксии. Из всего изложенного выше, свидетельствующего об участии аэробного энергетического обмена в формировании резистентности организма к гипоксии, следует, что при решении вопроса о защите организма от кислородной недостаточности на первый план выступает проблема коррекции функции митохондрий и устранения или предупреждения развития биоэнергетической гипоксии. Учитывая, что практически любая патология сопровождается признаками биоэнергетической гипоксии, значимость такой защиты трудно переоценить. Существует два подхода для решения этой проблемы: медикаментозный, с помощью фармакологических средств, и немедикаментозный, использующий адаптацию к гипоксии для увеличения резистентности клетки к дефициту кислорода.

Фармакологическая коррекция энергетических нарушений, вызванных острой гипоксией, базируется на представлениях о механизмах биоэнергетической гипоксии [17]. Из всего
вышесказанного следует, что восстановление функции дыхательной цепи на ранних стадиях гипоксии должно включать: 1) либо восстановление электронтранспортной и сопрягающей функции
НАД-зависимого ее участка; 2) либо активацию альтернативных НАДН-оксидазному пути компенсаторных метаболических потоков, обеспечивающих поступление электронов на цитохромный участок и поддерживающих тем самым его способность к образованию энергии [14-16, 17].

Далее: Продолжение (8)


Еще статьи с этого блога по темам:


Комментариев нет:

Отправить комментарий