MEDDAILY.INFO
медицинская энциклопедия
ГлавнаяКарта сайта Контакты
 

Действие радикалов на митохондрии

фото Действие радикалов на митохондрии
Повреждение митохондрий может быть вызвано перекисным окислением липидов, разрушением митохондриальных белков или мтДНК.

Повреждение белков митохондрий
Рассмотренное выше нарушение барьерных свойств мембран - не единственный результат перекисного окисления липидов. Перекисное окисление липидов приводит к разрушению полиненасыщенных жирных кислот, в первую очередь кардиолипина, которого в митохондриях особенно много. Этот фосфолипид необходим для работы цитохромоксидазы, поэтому его разрушение приводит к снижению активности этого фермента. В результате перекисного окисления липидов, а также прямого действия радикалов инактивируются и другие митохондриальные ферменты.

Непосредственным источником радикалов в митохондриях служит дыхательная цепь, а первыми продуктами, как уже говорилось, оказываются супероксид и пероксид водорода. В отсутствие ионов железа они относительно безобидны. Неудивительно, что к разрушительному действию этих активных форм кислорода наиболее чувствительны участки дыхательной цепи митохондрий, содержащие железо-серные белки, из которых под действием супероксида могут выделяться ионы двухвалентного железа. Было, в частности, показано, что у трансгенных мышей с инактивированной Mn-супероксиддисмутазой происходит частичная инактивация митохондриальных ферментов, содержащих железо-серные центры.


У этих животных развивается кардиомиопатия.

Еще одним важным следствием действия радикалов на митохондриальные белки является набухание митохондрий. Имеются данные о том, что это связано с раскрытием пор во внутренней мембране. Это приводит к набуханию митохондрий и выходу в цитозоль белков цитохрома с и Apaf, которые обычно локализованы в межмембранном пространстве митохондрий. Эти белки, будучи добавленными к изолированным ядрам, вызывают типичную картину апоптоза.

Повреждение ДНК митохондрий
Весьма чувствительна к оксидативному стрессу мтДНК. Из-за особенностей белкового окружения и несовершенства репарационной системы мтДНК оказывается значительно чувствительнее к повреждающему действию активных форм кислорода в культуре клеток. Это проявляется в многочисленных делециях и накоплении 8-ОН-дГ. Как уже было сказано, это соединение служит маркером свободно-радикального повреждения оснований. Даже в норме его содержание в гепатоцитах крыс и лимфоцитах человека составляет не менее 1 молекулы на каждые 400 000 дезоксигуанинов (или около 7500 молекул на клетку).

При этом в мтДНК обнаруживается на порядок больше 8-ОН-дГ, чем в ядерной ДНК.


Это объясняется, во-первых, тем, что мтДНК связана с внутренней митохондриальной мембраной, которая генерирует радикалы кислорода, а во-вторых, тем, что митохондрии имеют существенно менее эффективную, чем ядро, ферментную систему репарации ДНК. Кинетика накопления 8-ОН-дГ и в митохондриальной ДНК, и в ядерной ДНК при старении носит экспоненциальный характер. Сходные закономерности выявлены методами генетики. Было показано, что в мтДНК в норме имеется небольшое, но ощутимое количество нарушений, в частности делеций, которые накапливаются с возрастом.

Старение митохондрий в постмитотических клетках
В ряде работ было показано изменение генома и уменьшение митохондриальной мРНК при старении. Правда, данные об изменении митохондрий с возрастом в тканях человека часто противоречивы, что отчасти объясняется гетерогенностью используемого клеточного материала. Поскольку из 13 структурных генов мтДНК 7 кодируют белки дыхательного комплекса I, естественно ожидать возрастных изменений именно в этом компоненте дыхательной цепи. Специально разработанными методами было показано, что как в постмитотических клетках, например в клетках мозга, так и в делящихся клетках - тромбоцитах с возрастом митохондрии дышат медленнее, если перенос электрона может лимитироваться работой комплекса I.

Снижение способности митохондрий вырабатывать энергию отрицательно сказывается на работоспособности клеток и органа в целом.


Связанная с возрастом функциональная недостаточность клеток может проявляться в снижении жизнеобеспечения основных систем организма и иметь многообразную (в зависимости от генотипа) симптоматику: ослабление сердечной деятельности, снижение иммунитета, мышечную слабость, ухудшение работы почек и т. д. Для жизнедеятельности организма опасно то, что функциональные нарушения в одном органе могут порождать дисфункции других систем. Так, например, сердечная недостаточность и сопутствующие ей нарушения кровообращения становятся фактором развития катаракты и причиной ишемизации клеток мозга, что в свою очередь запускает процессы их свободнорадикального повреждения.



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