MEDDAILY.INFO
медицинская энциклопедия
ГлавнаяКарта сайта Контакты
 

Старение: изменение локализации фосфолипидов в мембране

фото Старение: изменение локализации фосфолипидов в мембране
Помимо роста микровязкости, влекущего за собой специфические для каждого типа клеток функциональные изменения, в последние годы охарактеризован другой вид мембранных повреждений при старении, состоящий в изменении распределения фосфолипидов в мембране.

Показано, что асимметрия в распределении фосфолипидов плазматических мембран эритроцитов и тромбоцитов, заключающаяся в преимущественной локализации аминосодержащих фосфолипидов фосфатидилсерина и фосфатидилэтаноламина на внутренней стороне мембраны, в процессе старения клетки постепенно исчезает. При этом фосфатидилсерин появляется в наружном слое мембраны эритроцитов и тромбоцитов. Этого, однако, не найдено в отношении эритроцитов овцы.

Транслокация аминофосфолипидов в мембранах с возрастом обнаружена в тромбоцитах человека с использованием спинмеченных аналогов основных классов фосфолипидов с короткоцепочечными (С5) жирными кислотами. Скорость ухода для фосфатидилсерина оказалась в 5 раз более высокой, чем для фосфатидилхолина, что свидетельствует о преимущественном сродстве этого аминосодержащего фосфолипида к внутренней стороне мембраны. Ранее это было известно для эритроцитов. При старении клеток, сопровождаемом потерей АТФ, происходит ингибирование транспорта аминофосфолипидов с наружной стороны мембраны на внутреннюю.Изменения в локализации аминосодержащих фосфолипидов в эритроцитарной мембране при старении клеток связывают с активностью фермента аминофосфолипид-аминотранслоказы.




С помощью спинмеченных фосфатидилсерина, фосфатидилэтаноламина и фосфатидилхолина определяли скорость транслокации фосфолипидов между наружной и внутренней стороной мембраны. В более плотных (старых) эритроцитах скорость транслокации аминосодержащих фосфолипидов была снижена, что особенно проявилось в случае фосфатидилэтаноламина, остающегося на не свойственной ему наружной стороне мембраны. Исключив влияние цитозольного АТФ и уровня внутриклеточного кальция, авторы предположили, что за изменение активности аминотранслоказы в стареющих клетках ответственны продукты окисления липидов. Таким образом, нарушение липидной асимметрии в стареющих клетках обусловлено изменением активности транслоказы, возможно, вследствие интенсификации окисления липидов.

Перегруппировка фосфолипидных молекул в мембране в процессе старения клетки приводит к специфическим изменениям свойств ее поверхности. При этом для эритроцитов показано увеличение адгезии к аутологичным моноцитам, способствующее их клиренсу, а для тромбоцитов - активация адгезионных свойств, подобная той, которая происходит при добавлении индуктора агрегации АДФ.

Следствием перегруппировки молекул фос-фолипидов в мембране оказываются и другие мембранные изменения, сопровождающие старение.


Для эритроцитов при хранении in vitro наблюдалось явление везикулизации мембран. Высказывалось предположение о возможности подобных же изменений in vivo при старении клеток. Считают, что везикулизация мембран эритроцитов вносит вклад в мембранную липидную асимметрию и изменение плотности мембран стареющих клеток.

Микровезикуляция мембран эритроцитов при старении является одной из составляющих более общего явления - апоптоза клеток. Как известно, апоптоз представляет собой отличный от клеточного некроза процесс, при котором в клетке включается одна или более программ, приводящих к ее гибели. Вхождение в апоптоз обусловливается передачей клеточного сигнала. В апоптозе участвуют, в частности, молекулы церамидов - участники сфингомиелинового цикла трансдукции сигнала. Существенную роль в апоптозе играет арахидоновая кислота, образующаяся при активации фосфолипазы А2, отщепляющей жирную кислоту от 2-го положения молекулы фосфолипида.

На культуре клеток лимфоцитов с применением некоторых индукторов апоптоза было показано, однако, что выход арахидоновой кислоты является результатом не активации фосфолипазы А2, а неизвестного ранее отщепления мембранных везикул и фрагментов, участвующих, как предполагается, в механизме апоптоза.


Следовательно, выход мембранных липидов с предшествующей вези-куляцией мембран представляет собой один из этапов апоптоза и может быть использован в качестве показателя интенсивности этого процесса. По всей вероятности, старение клетки, включая мембранный уровень, какими-то своими параметрами является одним из факторов активации апоптоза. Это с одной стороны. С другой - нельзя исключить, что повышение микровязкости мембран при старении, потеря ими фосфолипидной асимметрии и их микровезикуляция входят в перечень апоптотических изменений, представляя, возможно, его последовательные шаги.

Изменения мембран с возрастом, контролируя многие процессы, могут лежать в основе дегенеративных клеточных изменений, сопровождающих старение и гибель клеток. J. Zs.-Nagy, подчеркивая центральную роль плазматической мембраны в регуляции клеточной пролиферации, дифференцировки и старения, считает, что «мембранная гипотеза старения» предлагает общий механизм, объясняющий основные тенденции возрастных изменений в терминах внутриклеточной физико-химии. Последнее десятилетие не только не опровергло мембранную гипотезу старения, но и укрепило ее положение благодаря осознанию места мембранных механизмов в ряде регуляторных процессов, включая трансдукцию сигнала через клеточную мембрану. Особенность исследований последних лет состоит в большем акценте на перекисное окисление липидов как на основной фактор мембранных изменений при старении, приводящий в сравнении с другими факторами к более выраженным изменениям структуры и состава липидов мембран. С дру-гой стороны, эти последние создают условия для повышенной чувствительности мембран к перекисному окислению, усугубляя их повреждающий эффект.

Приложимость мембранной гипотезы к старению практически всех типов клеток обусловлена универсальностью функционирования биомембран, но в то же время она включает и свойственные различным клеткам специфические особенности. Возрастные изменения в мембранах клеток разного типа на уровне организма дают разнообразные проявления, наблюдаемые в старости.

Наиболее важные из них:
1) ослабление кислород-переносящей функции эритроцитов, снижающее доставку кислорода к тканям;
2) повышенная агрегация тромбоцитов, способствующая тромбозу;
3) ослабление функции мозга, связанное с дегенерацией нейронов и большей доступностью синаптических мембран мозга перекисному окислению, сопровождающему ряд патологических состояний;
4) возрастное перерождение клеток хрусталика с образованием волокнистых клеток;
5) тканевая потеря воды;
6) ослабление функции миокарда вследствие митохондриальной дисфункции;
7) ослабление иммунного ответа лимфоцитов, делающее старого человека не защищенным перед множеством болезней.

Эти проявления, к сожалению, являются неизбежными, и человек, понимая механизм, может лишь в некоторой степени их замедлять. Одним из способов является коррекция состава мембран с помощью того природного компонента, дефицит которого, согласно большинству данных, свойствен старению. В первую очередь это полиненасыщенный фосфатидилхолин, внедряющийся в мембрану и предотвращающий свойственное старению ее «затвердевание». Другая возможность, широко рекомендуемая в последнее время, - это использование анти-оксидантов, тормозящих окислительное повреждение, в частности, мембран.



Новые статьи

» Стронгилоидоз
Стронгилоидоз
Стронгилоидоз - хронически протекающий геогельминтоз с преимущественным поражением ЖКТ и общими аллергическими проявлениями. Основной источник заражения стронгилоидозом - больной человек. Некоторые... перейти
» Трихинеллез
Трихинеллез
Трихинеллез у человека - это острый зооноз с природной очаговостью, протекающий с лихорадкой, мышечными болями, отеком лица, кожными высыпаниями, высокой эозинофилией, а при тяжелом т... перейти
» Энтеробиоз
Энтеробиоз
Энтеробиоз - кишечный гельминтоз, вызываемый мелкой нематодой Enterobius vermicularis, со стертым и невыраженным течением, наиболее распространенный признак которого - перианальный зуд, возникающий на... перейти
» Аскаридоз
Аскаридоз
Аскаридоз - кишечный гельминтоз, вызываемый нематодой Ascaris lumbricoides, протекающий с поражением ЖКТ, интоксикацией, аллергическими реакциями. Аскаридоз - один из самых распространенных гельмин... перейти
» Альвеококкоз
Альвеококкоз
Альвеококкоз (Alveococcosis) - зоонозный биогельминтоз, вызываемый личиночной стадией цепней Echinococcus multilocularis, с хроническим прогрессирующим течением, развитием в печени и других органах мн... перейти
» Эхинококкоз
Эхинококкоз
Эхинококкоз (Echinococcosis) - зоонозный биогельминтоз, вызываемый личиночной стадией цепня Echinococcus granulosus, характеризуемый хроническим течением и развитием преимущественно в печени, реже в л... перейти