Физико-химические основы патологии клетки. Митохондрии и апоптоз

Обратимое набухание

Норма

Сохранена форма хроматина

Митохондрии изменены

Разрыв мембран

Необратимое набухание

Дезинтеграция

Конденсация (cell blebbing)

Фрагментация

Вторичный некроз

Сохранена структура митохондрий

Intact

Apoptosis in neutrophils

Fig. 4. Morphology of apoptotic neutrophils. 100,000 purified neutrophils

Немитохондриальный путь активации апоптоза

FADD/ MORT1

DED

TRADD

DD

[49]

[50,51]

[46]

TNF receptor

Fas receptor

[52]

Caspase-8

(Active)

[53,54]

Procaspase-1

Procaspase-8

Caspase-1

Apoptotic cascade

FADD/MORT1- receptor

TRADD

Активация каспазы 8 после связывания апоптогена с мембранным рецептором

1

Прокаспаза 8

Апоптоз

Передача апоптозных сигналов (по В. П. Скулачеву)

Каскад активации апоптоза, инициированный выходом цитохрома c

Образование апоптосомы

AIF

Cyt c

Апоптосома

Каналы в мембранах митохондрий

Б

А

Изменение флуоресценции митохондрий, окрашенных тетрациклином

Ф-ХТ - флуоресценция хлортетрациклина
СР - светорассеяние
O2 -

Матрикс

Наружная мембрана

Межмембранное пространство

Внутренняя мембрана

Пора НП

Конфокальная лазерная микроскопия

Фагоциты, вступающие в апоптоз

# Мембранный потенциал в митохондриях живых клеток

Мембранная фаза апоптоза: связывание прокаспазы 8

CD95

Подготовка к активации митохондрий

Проркаспаза-8

Выход цитохрома с из митохондрий

Апоптозный каскад реакций каспаз 3 → 9

Апоптосома

Вне-митохондриальная активация апоптоза

Каспаза-8

Апоптоз

Физико-химические основы патологии клетки

Российский Государственный Медицинский Университет Московский Государственный Университет

Ю. А.

Морфология нейтрофилов при апоптозе

Апоптоз, вызываемый активными формами кислорода

Рис. 4. Апоптоз

Mitochondrion is a target and a source of injury

Superoxide manufacturers in the cell

NADPH oxidase in plasma membrane
Respiratory chain in

Lucigenin is an adequate CL-probe for superoxide.

NADH is the best substrate for ·O2¯ production.

Kinetic control of superoxide production

There are at least two mechanisms regulating

FMN

NAD(P)H – FMN oxidoreductase

NADH oxidase

FMN

FMN

SQR

Cyt b

FAD

2Fe-2S

4Fe-4S

3Fe-4S

CoQ

E. Coli Succinate Dehydrogenase (SQR) is an analog of mammalian

Manifestations of mutations in SQR gene in eukaryotes

Optic atrophy
Tumor formation (paraganglioma,

Метаболизм первичных радикалов

.OO¯

Защита

LOOH

HOOH

HClO

SOD

O2 + H2O2

2

catalase

peroxidases

Детоксикация H2O2

4

.NO

Регуляция

1

Cl¯

миелопероксидаза

ClO¯

3

OONO (пероксинитрит)

5

Повреждение

Fe3+

Fe2+

6

7

LO

HO

.

HO

.

.

8

9

10

Владимиров, А., Три гипотезы о

Damage to biomembranes resulting from lipid peroxidation

How we created and measured the membrane potential in mitochondria?

Inner mitochondrial

Electrical Breakdown in Mitochondria

Dose-effect curves of SH group

VDAC

HK

CK

BPR

Cph. D

Intermembrane space

Inner membrane

Outer membrane

Matrix

Atractuloside Ca2+, Bax, ROS

Циклосполрин А

Water solutes

Fig. 6. Damage to Ca2+ ATPase under lipid peroxidation

Са-АТФаза снизу (стерео)

Са-АТФаза

Ca2+

Ca2+

Мембрана

Рис. 5. Роль АФК в апоптозе

Радикалы, клеточная мембрана и апоптоз

Передача апоптозных сигналов (по В. П. Скулачеву)

Плазматическая мембрана

16

18

Каспаза 3

25

ФС

12

АФК

ФСО

ФСО

13

АФК

17

19

ТНФ

Рецептор TNF

20

Цит c

24

Каспаза

DP-1-Induced Disruption of Mitochondria and Release of Cytochrome c Causes PS