Последовательность нарушений в клетке при гипоксии
Последовательность изменений в клетке в результате
прекращения доступа кислорода (аноксии) одинакова для самых различных тканей. Это показали опыты со срезами тканей, изолированными клетками и изолированными клеточными органеллами, в частности митохондриями. В печени, находящейся в условиях аноксии при комнатной температуре, последовательность событий такова:
О-5 мин аноксии: снижение уровня АТФ в клетке в 2-4 раза, несмотря на активацию гликолиза;
5-15 мин: появление Са+2 в цитоплазме клетки. Активация гидролитических ферментов, в том числе фермента фосфолипазы А2 митохондрий. Содержание Са+2 в митохондриях повышается, т. к. они еще не повреждены (стадия 1 на рис. 3).
15-30 мин: гидролиз митохондриальных фосфолипидов фосфолипазой A2 и нарушение барьерных свойств митохондриальной мембраны. Реоксигенация ткани на этой стадии приводит к активному набуханию митохондрий. Дыхательный контроль в митохондриях нарушен, окислительное фосфорилирование разобщено, способность митохондрий накапливать ионы кальция снижена (стадия 2 на рис. 3).
30-60 мин: частичное восстановление функций митохондрий, временное повышение дыхательного контроля, способности накапливать кальций. (стадия 3 на рис. 3) Механизм компенсаторных процессов, приводящих к временному улучшению функций митохондрий, неизвестен, но связан с функцией клетки в целом, так как при анаэробной инкубации изолированных митохондриий это явление не наблюдается;
более 90 мин: необратимое повреждение митохондрий и полная гибель клеток (стадия 4 на рис. 3).
При температуре тела человека все эти процессы протекают примерно в два раза быстрее; кроме того, в разных тканях они протекают с разной скоростью: быстрее всего в мозге, медленнее – в печени, еще медленнее – в мышцах.