Недостаток кислорода, макроэргических соединений и избыток содержания в клетках ионов кальция и натрия играют большую роль в механизмах повреждения клеток, наиболее часто возникающих при ишемии, реперфузии, гипоксии и интоксикации различных структур организма. В частности, при развитии ишемии в клеточно-тканевых структурах обязательно в большей или меньшей степени возникают разнообразные метаболические, структурные и физиологические нарушения.

Тяжесть ишемического повреждения клеток зависит от степени нарушения кровообращения, продолжительности и интенсивности ишемии, выведения метаболитов из из клеточно-тканевых структур, а также от вида органа и изменений температуры среды. При ишемическом повреждении клеток, как правило нарушается их энергообеспечения (синтез АТФ, транспорт энергии от места продукции к эффекторным структурам клеток, утилизации энергии АТФ).

Нарушение синтеза АТФ в клетке сопровождается обычно компенсаторной мобилизацией энергии из внеклеточных запасов (использование богатых энергией креатинфосфата, гликогена, глюкозы, триглицеридов), активацией гликолиза, уменьшением потребления энергии за счёт ограничения функциональной активности клетки, ослабления транспорта ионов, а также снижения химических процессов синтеза. Активацию гликолиза можно рассматривать как один из механизмов компенсации. Однако при повышении интенсивности гликолиза происходит активация фермента глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназы, что приводит к гиперпродукции восстановленных форм никотинамидаденинди-нуклеотида (НАДH) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФH). Накопление в клетке продуктов гидролиза АТФ, свободных жирных кислот, НАДH и НАДФH приводит к развитию внутриклеточного ацидоза.

Нарушение транспорта АТФ возникает в результате повреждения ферментных механизмов, транспорта молекул макроэргов. Основу последних обьгано составляет угнетение либо адениннуклеотид-транслоказы (АТФ/АДФ-транслоказы), осуществляющий перенос молекулы АТФ либо изомеров креатинфосфокиназы (КФК) из матрикса в цитозоль, обеспечивающих доставку макроэргических фосфатов от митохондрий к месту их утилизации.

Нарушение утилизации АТФ происходит за счет снижения активности АТФазы эффекторных стуктур повреждённой клетки и митохондрий, №,К-АТФазы сарколеммы и Са-АТФазы саркоплазматического ретикулума.

Восстановление кровообращения в ткани после кратковременной ишемии, как правило, приводит к полному восстановлению структуры и функций повреждённых клеток. Однако после длительной ишемии может произойти развитие так называемого реперфузионного повреждения. В механизме развития последнего основное значение имеют:

• фазные изменения локальной гемодинамики, заключающиеся в развитии реактивной гиперемии с последующим падением кровотока ниже исходного на фоне длительной ишемии;
• интенсификация процессов перекисного окисления липидов мембран клеток и внутриклеточных структур, возникающая не только в результате активации оксидантной системы (увеличение свободных радикалов, гидроперекисей), но и вследствие развивающейся в процессе ишемии недостаточности ферментов антиоксидантной защиты;

• избыточное накопление в клетках ионизированного кальция, вызывающее дальнейшее повреждение клеточных мембран;
• дальнейшее нарушение энергетического обеспечение клеток в результате угнетения ферментов аэробного синтеза АТФ и утилизации энергии АТФ эффектор-ными системами клетки.

Реперфузионное повреждение клеток в сравнении с ишемией той же длительности сопровождается более выраженными: 1) интенсификацией ПОЛ клеточных и субклетосных мембран, 2) накоплением в клетках ионов кальция и натрия, 3) повреждениями мембран и ферментных систем.

После реперфузии длительно ишемизированного органа или группы органов может даже возникнуть ишемический шок (синдром сдавления мягких тканей конечностей, краш-синдром).

- Читать далее "Механизмы повреждения клеток. Патогенез клеточных повреждений"