Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка):
В структуре БМ в норме существует асимметрия в распределении фосфолипидов. За счет транспортной АТФазы фосфатидилсерин (ФС) удерживается только во внутреннем липидном слое БМ. Образующиеся в клетке ОРТ окисляют фосфатидилсерин, превращая его В ФСок-
284 Гл. VI. Реакции клетки на действие ионизирующих излучений
ИОНИЗИРУЮЩИЕ
ИЗЛУЧЕНИЯ
ir Ь Ь
| клетка]
ОБРАЗОВАНИЕ ИЗБЫТКА ОРТ
сигналы на внешней поверхности БМ неблагополучной клетки
v
ЛЕЙКОЦИТ < : < (Фсок) v ;
СИГНАЛЫ > 1 1
(«ЧЕРНЫЕ
МЕТКИ») ; (КОНФОРМАЦИЯ) :
L . ----___J
it
сигналы на внутренней поверхности БМ и в цитозоле неблагополучной клетки (в том числе цитохром с и др. свободные белки при митоптозе)
ИЗМЕНЕНИЕ ИОННОГО СОСТАВА ЦИТОПЛАЗМЫ, АКТИВАЦИЯ ФОСФОРИЛИРУЮЩИХ И ГИДРОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ, БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В БЕЛКАХ, ЛИПИДАХ, НУКЛЕОТИДАХ
активация белковых регуляторов, образование белков и РНК ^ ^ ^
АКТИВАЦИЯ ПРОТЕАЗ И НУКЛЕАЗ Аг ± ± ±
РАЗРУШЕНИЕ ЖИЗНЕННО ВАЖНЫХ БЕЛКОВ, ФРАГМЕНТАЦИЯ ДНК С УЧАСТИЕМ АКТИВИРОВАННОЙ ДНКазы * + + + +
УПЛОТНЕНИЕ И ФРАГМЕНТАЦИЯ ХРОМАТИНА, РАСПАД КЛЕТКИ НА АПОПТОЗНЫЕ ВЕЗИКУЛЫ, ПОГЛОЩАЕМЫЕ МАКРОФАГАМИ
Рис. VI. 16. Схема модели апоптоза облученной клетки
7. Механизмы гибели и процессы восстановления клеток
285
ФС0к либо инактивирует АТФазу, либо фермент не способен удерживать (транспортировать) окисленный фосфолипид. Это приводит к проникновению ФС0К из внутреннего липидного слоя плазматической БМ во внешний. Так на клеточной поверхности появляется апоптоз-ный сигнал избытка ОРТ — сигнал о неблагополучии клетки.
Химический сигнал о неблагополучии узнается окружающими клетками (например, лейкоцитами), которые могут передать неблагополучной клетке решение о необходимости самоубийства с помощью своего сигнала, условно обозначим его «черной меткой».
« Черные метки».
Во многих случаях атакующие лейкоциты выделяют на «приговоренную к самоубийству» клетку собственные АКСС (например, супероксид-анионы), увеличивающие на ее поверхности концентрацию ФСок, т. е. усиливают этот сигнал, который затем посылается внутрь клетки для реализации программы апоптоза (рис. VI. 16).
В других случаях лейкоциты под влиянием ФСок выделяют вблизи меченой клетки белки — перфорин и гранзимы. Перфорин проделывает поры в плазматической мембране, а гранзимы проникают через них в клетку и запускают программу апоптозного механизма.
Еще один пример принудительного апоптоза и передачи различных «черных меток» — это секреция лейкоцитами индукторов апоптоза, например, фактора некроза опухоли — TNF (tumor necrosis factor), а также цитокина, которые связываются с соответствующими рецепторами на поверхности апоптической клетки. TNF и кинины способны инициировать сразу несколько различных механизмов апоптоза.
Сигналы, появляющиеся в цитозоле в результате апоптоза митохондрии.
В последнее время термин «апоптоз» распространен на явление лизиса митохондрий в клетке. Апоптоз клеточной органеллы — митохондрии (митоптоз) — начинается с открытия пор во внутренней мембране митохондрии.
Внутренние мембраны митохондрии содержат фосфолипазу Аг, вызывающую в присутствии ионов Са2+ гидролиз фосфолипидов с образованием свободных жирных кислот и лизофосфолипидов.
В интактной митохондрии фосфолипаза Аг неактивна, поскольку ионы кальция находятся только на внешней мембране органеллы. При облучении под влиянием образующихся ОРТ в мембранах появляются поры, через которые ионы Са2+ проникают внутрь и активируют фосфолипазу Аг. Продукты гидролиза и окисления — лизофосфолипиды и окисленные жирные кислоты (J1PT) — приводят к значительным повреждениям мембраны митохондрий.
Происходит набухание матрикса, разрыв внешней митохондриальной мембраны и освобождение в цитозоль межмембранных белков и
286 Гл. VI. Реакции клетки на действие ионизирующих излучений
цитохрома с. Освобождение цитохрома с и других митохондриальных белков происходит значительно раньше, чем истощение внутриклеточного АТФ. К освобождаемым белкам относятся, помимо цитохрома с, AIF *), Smac **) и прокаспаза ***) (прокаспаза-9). Все они могут включаться в реализацию сигнала от поврежденной митохондрии к клетке.
В интенсивно делящихся клетках обычно вырабатываются различные белковые вещества, называемые факторами роста, стимулирующие клеточное деление. Они взаимодействуют с внутриклеточной частью рецептора, часто — с несколькими рецепторами. Отсутствие сигналов от факторов роста может говорить о неблагополучии и необходимости также включения программы реализации апоптоза.
Имеются сведения о том, что апоптотические сигналы, идущие от внутренней части рецептора, могут миновать генетический аппарат и напрямую активировать протеазы, гидролизующие белковые структуры клетки. Важную роль для сигналов такого типа могут играть продукты распада митохондрий.
