Востановление биоустойчивости при сепсисе - Шифрин Г.А.
ISBN 966-8607-03-1
Скачать (прямая ссылка): Скачать (прямая ссылка):
При систематически повышенном энергетическом запросе включается более высокий, в данном случае клеточный уровень регуляции энергопреобразующей системы, приводящей к индукции (а при снижении энергетического запроса — к репрессии) синтеза новых ферментов для СДСВ. Индукция или репрессия ферментов является наиболее простым и экономичным способом адаптации клеток к новым условиям самосохранения. Аденилатнуклеотиды, в число которых входят АТФ, АДФ, АМФ и циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), являются основными биорегуляторами в СДСВ и воздействуют на различные классы биохимических реакций. В клетках существует ряд и других макроэргов, включая пирофосфат, содержащий две соединённые между собой фосфатные группы (ФФн): креатинин-фосфат, играющий роль энергетического буфера в мышечных клетках, и т.д. Присоединение к различным биохимическим соединениям фосфатсодержащих фрагментов Фн, ФФн, АМФ или АДФ повышает реакционную способность продуктов моди-
106
2.1 Биологические основы нормы и патологии
фикации и способствует протеканию многих процессов внутри 2 клетки. Последние идут в цитоплазме или матриксе митохондрий. Их относят к реакциям субстратного фосфорилирования, и они протекают только при условии, что это энергетически выгодно. АТФ играет ключевую роль не только в динамическом самосохранении организма, но и в функционировании механизмов удовлетворения всех остальных биологических потребностей его. Принято различать 5 основных энергопотребляющих потоков, связанных с затратами энергии на синтез химических соединений, осмотическую, механическую и электрическую работу, а также пгюдуцирование тепла. АТФ является универсальным преобразователем запасённой энергии в любую из перечисленных выше видов работ, составляющих компоненты биологического потенциала (БП), как показано на рис. 2.4. Самовосстановление, являясь основой биоустойчивости всех клеток, потребляет основные потоки запасаемой энергии. Кроме АТФ, для синтеза белка на рибосомах расходуется гуанозинтрифосфат, в синтезе полисахаридов участвует урщщнтрифосфат, а в производстве фосфолипидов — цитазинтрифосфат. Для реализации различных энергетических запросов у клетки имеются надёжные и быстро срабатывающие механизмы по переключению режимов производства свободной энергии с помощью компонентов СДСВ.
процессы сохранения и восстановления целости (5-15% БП)
движение и физическая работа (0-15% БП)
биологический
потенциал массы клеток тела
биохимические процессы (1015% БП)
ионно-осмотические процессы (7085% БП)
электрические процессы (5-10% БП)
Рис. 2.4. Компоненты биологического потенциала
107
2. Биометрия при сепсисе_^_^
108
Изменения внутриклеточного содержания АТФ, АДФ, АМФ и ФФн определяют факт существования нескольких режимов работы митохондрий. В клетках, находящихся в активной фазе деятельности, митохондрии имеют все необходимые ингредиенты для своей работы, включая субстрат для окисления, субстраты для фосфорилирования в виде АДФ и Фн, а также кислород. В этом состоянии митохондрии активно поглощают последний, и процесс окисления сопряжён с фосфорилированием.
В состоянии покоя клеток в митохондриях имеется субстрат для окисления и кислород, но отсутствует АДФ. В этих условиях процесс фосфорилирования становится невозможным, поскольку отсутствует субстрат для фосфорилирования, и митохондрии переходят на более экономный режим работы. При этом скорость дыхания снижается, а концентрация основных переносчиков, в том числе НАДН, растёт. Коэффициент полезного действия митохондрий как энергопреобразующей системы в этом случае приближается к 100%. Принято считать, что в таком состоянии скорость дыхания зависит от логарифма отношения концентраций АТФ к АДФ и Фн. Процесс окисления идёт в равновесных условиях и осуществляется термодинамический контроль реакции. Увеличение энергетического запроса со стороны клетки ведёт к переходу митохондрий в активное состояние. В этом случае термодинамический контроль за работой дыхательной цепи сменяется кинетическим при условии, что кислород не лимитирует перенос электронов по дыхательной цепи. В условиях кинетического контроля баланс в СДСВ зависит от величины энергетического заряда клетки (Qb)5 определяемого с помощью уравнения:
АТФ+0,5ЛДФ
(Qe)= -
АТФ+ЛДФ+АМФ
2.1 Биологические основы нормы и патологии
Регуляторная роль «энергетического заряда» в клетке поддержи- 2 вается балансом всех внутриклеточных метаболических процессов. Обычно величина Qb для клеток в норме лежит в области 0,8— 0,95, что сввдетельствует о преобладании в клетке АТФ по сравнению с ДДФ и АМФ. Отличительной способностью СДСВ является её абсолютная специфичность: для процессов самовосстановления используется только внутриклеточная свободная энергия и собственная АТФ. Каждый специалист должен знать и помнить, что экзогенная АТФ. вводимая в сосудистое русло, не включается во внутриклеточные энергетические потоки и не участвует в работе СДСВ.
Таким образом, роль СДСВ многогранна и значительна. СДСВ участвует во многих реакциях как регулятор биохимических процессов, в одних случаях активируя их, а в других ингибируя. Особенно велика роль АТФ и его партнёров (АДФ, АМФ, Фн) в регулировании работы дыхательной цепи в зависимости от условий её функционирования. Дисрегуляцию СДСВ вызывает гипоокси-доз, а при отсутствии кислорода СДСВ вообще дезорганизуется.
