Нарушения биоритмов клетки





Говоря о типовых процессах, развертывающихся на клеточной территории, следует остановиться на нарушениях функции клетки, связанных с изменением ее биоритмов.

Впервые роль соответствия биоритмов клетки падающему на нее извне раздражению установил русский физиолог Н. Е. Введенский. Он показал, что если раздражать нерв нервно-мышечного препарата с нарастающей частотой, то вначале мышца будет отвечать возбуждением с той же частотой. с которой раздражается нерв, но по достижении известного предела в нервно-мышечном препарате разовьется состояние парабиоза: последовательно возникнут провизорная (когда и сильное, и слабое раздражение вызовет одинаковый эффект), парадоксальная (когда ответ будет на слабые и не будет на сильные раздражения) и тормозящая (когда любой раздражитель вызывает лишь один эффект - углубление состояния торможения) фазы. Таким образом, Н. Е. Введенский в самом общем плане установил, что нормальное функционирование возбудимого субстрата связано с соответствием внутренних биоритмов клетки ритму падающего на нее раздражения.

Поскольку на организм воздействует целый ряд ритмических факторов (смена дня и ночи, времен года, гео- и гелиофизических процессов и т.д.), в клетках должны были выработаться механизмы, подстраивающие ритм их работы к этим факторам. Из внешней среды в клетку в кодированной форме поступает определенная информация. Одним из таких кодов является временной. Соответственно, в клетке должны быть рецепторы, воспринимающие этот код, и образования, дешифрующие и переводящие его в конкретные метаболические команды. Если бы в клетке таких систем не было, то она не смогла бы приспосабливать свое функционирование к меняющимся условиям внешней среды и неизбежно бы погибла. Естественный отбор закрепил те коды, которые лучше стабилизируют систему. В клетке элементами, воспринимающими временной код, являются, по-видимому, мембранные образования, которые обладают выраженной способностью к резонансу, а в силу сложности и многокомпонентности своей структуры - возможностями к передаче полученных временных сигналов в самых различных направлениях и в самой различной конкретной метаболической форме.

Отсюда следует, что несоответствие внешних ритмов внутренней частоте автоколебаний отдельных участков клеточной мембраны или повреждение мембран, ведущее к изменению их пространственно-временных функций, вызовет в клетке развитие патологического процесса. Вторую часть этого положения наглядно иллюстрирует следующий пример. Клетки организмов обладают строго ограниченной способностью к делению (деление клеток, как известно, процесс ритмический). Например, клетки человеческого организма могут делиться примерно пятьдесят раз. Ставился следующий эксперимент. В культуре тканей выращивали человеческие фибробласты и определяли число их делений, которое было около пятидесяти. Другие фибробласты замораживали после двадцатого деления и длительное время хранили в состоянии гипотермического анабиоза. После оттаивания и восстановления жизнеспособности они делились только тридцать раз (в сумме - пятьдесят). У других животных организмов способность клеток к делению является иной: у крыс и мышей клетки делятся 14-28 раз, у черепахи - 90-125 раз и т.д. А вот опухолевые клетки, у которых наблюдаются глубокие изменения в мембранах, способные делиться беспредельно.

Биоритмами обладает не только каждая клетка, но и совокупность этих клеток. Изучение особенностей деятельности различных органов и систем позволило открыть принцип перемежающейся активности их отдельных клеточных компонентов: часть клеток работает в форсированном режиме, часть в нормальном, а часть «отдыхает», функционируя явно ниже не только максимального, но и среднего уровня. Это справедливо и для отдельных клеточных компонентов, в частности, митохондриального аппарата. Такое чередование максимальной, нормальной и минимальной активности клеточных и субклеточных систем (в этих системах периодически происходит смена режимов функционирования отдельных элементов, и те элементы, которые ранее работали максимально, затем переходят на более экономные режимы функционирования, и наоборот) позволяет системе в целом функционировать с максимальным коэффициентом полезного действия.

Нарушение внутренних биоритмов клеточных структур или нарушение соответствия внутренних биоритмов внешним ритмическим стимулам может лежать в основе развития патологических процессов в клетке и организме в целом.





Ваша оценка: Нет Средняя: 4.7 (3 голосов)