Свертывание крови

и фибринолиз

Внутриклеточное Имунные

переваривание реакции

 

Образование Распад и образование

свободных Аутолиз гормонов

аминокислот

 

Атрофия и Смерть Некроз

дистрофия организма

 

Выделяют несколько принципиальных особенностей аутолиза, которые отличают его от таких биологических явлений, как фагоцитоз, некроз, апоптоз, имеющих сходные (гидролитические) механизмы развития:

1. Принцип эволюционизма, заключающийся в том, что это явление имеет свои исторические корни появления на протяжении всей жизни организма, и после смерти (прижизненный и посмертный аутолиз).

2. Принцип ферментативного гидролиза, отличающий его от распада (катаболизма), происходящего при участии окислительных и других ферментов. Хотя следует подчеркнуть, что нельзя исключать и другие ферментативные и неферментативные процессы.

3. Принцип поликомпонентного распада, свидетельствующий о том, что при аутолизе за счет большого набора лизосомных ферментов и других структур осуществляется одновременный распад многих веществ (белков, липидов, углеводов и пр.).

4. Принцип гетерохронии, определяющий разновременность разрушения органов, тканей, клеток, их ультраструктур после смерти.

Смерть клетки запаздывает по отношению к смерти организма, и время этого “запаздывания” неодинакова в различных органах и тканях. Смерть клетки считают постепенно протекающим процессом, до известной степени повторяющим стадии смерти организма. При смерти от аноксии, например, гибель клеток слагается из четырех этапов: обратимых изменений, необратимых изменений (момента смерти), преднекротического периода и посмертных изменений (некроз), ведущих к клеточному распаду [20].

Аутолиз отдельных органоидов клетки может развиваться прижизненно по отношению к клетки в целом, и клетка продолжает свою жизнедеятельность. Как по отношению к смерти организма, так и по отношению к клеточной смерти, аутолиз в большинстве случаев начинается еще в период обратимых изменений, то есть еще до момента смерти клетки или наступления биологической смерти организма.

В ряде случаев имеется генетическая обусловленность процессов распада молекулярных компонентов через активацию или ингибирование соответствующих ферментных систем клеток и их структур. Иными механизмами умирания являются программированная клеточная гибель (ПКГ) и апоптоз, однако аутолитические реакции вносят некоторый вклад в деградацию клетки независимо от того, носит ли ее гибель программированный или непрограммированный (случайный или патологический, например, некроз) характер. Ключевым механизмом некроза и аутолиза является деструкция мембранных систем клетки, а ПКГ и апоптоза - активация эндонуклеаз, приводящая к гидролизу ДНК, появлению танатинов и т.п.

Разрушение клеточного уровня организации живых систем осуществляется путем дезинтеграции, деградации молекул и надмолекулярных структур, однако оно сопровождается биотрансформацией, частичными катаболическими превращениями, трансацилированием и др.

Ультраструктурные изменения в различных тканях сходны (отек клеток, морфологические изменения хроматина и внутреннего содержимого митохондрий, исчезновение гранул гликогена), но специфично время их развития. В сравнении, нервная ткань, эпителии, кровь обнаруживают ранние биохимические и морфологические признаки умирания. Изучение посмертных аутолитических изменений почек, поджелудочной железы, печени, сердца и мышц крыс на общей инкубационной модели показало, что наибольшей была устойчивость к посмертным изменениям у скелетной мускулатуры и наименьшей – у почек, в гепатоцитах изменения обнаруживались раньше, чем в миокарде [20]. Выявлено, что посмертная инкубация приводит к различным видам ультраструктурных изменений ядерного содержимого, характерных как для апоптоза, так и для гидролитической аутолитической деградации, то есть при переживании в условиях инкубации могут реализоваться оба механизма. Известно, что факторы, предшествующие переживанию ткани, влияют на активность того или иного механизма. Так гипоксия индуцирует апоптоз переживающих гепатоцитов.

К настоящему времени проведено значительное число исследований аутолитических изменений липидного компонента в различных органах и тканях (печень, миокард, сыворотка крови, эндокринные органы), а также в их некоторых ультраструктурах (ядрах, МТХ, лизосомах, микросомах). Установлено, что характер аутолитических преобразований липидного компонента в различных органах, тканях и их ультраструктурах имеет в своей основе не только гидролитические механизмы, связанные с активацией липолитических ферментов, но и другие реакции биотрансформации, включая рециклинг (повторное использование) ЖК и образование реципрокных пар и триад (рис. 2).

ЛФЛ

ФХ

СФМ

ЛФЭА

ФЭА

ЛФС

ФС

ГЛФ

ФК

ПГФ

ДГ

Фн

ЖК

ЖК

ЖК

, а также

 

 

Рис. 2. Схема образования реципрокных пар и триад при аутолизе.

 

В аутолизирующейся ткани отмечен гидролиз триглицеридов, а также фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина с одновременным увеличением соответствующих лизоформ и жирных кислот вследствие повышенной активности триглицеридлипазы и фосфолипаз А2 и А1.

При исследовании посмертных превращений липидов сердца цыплят отмечалась активация фосфолипазы А2 и сфингомиелиназы, деацилирование кардиолипина и плазмалогенов этаноламина, накопление церамидов. Такими же были изменения в сердце крыс, причем вне зависимости от возраста использованных животных.

 

ФЛ

ТГ

ДГ

СЖК (общий пул)

ЭХ

Х

 

 

Рис. 3. Общая схема возможных взаимоотношений отдельных липидных фракций при посмертном аутолизе.

 

Специфика некротического процесса в тканях проявляется на уровне регуляции липидного обмена. Так, в здоровом сердце СЖК подавляют потребление глюкозы, а при ишемическом повреждении – нет. При экспериментальной ишемии и посмертной инкубации обнаруживается увеличение количества миокардиального ЖК-связывающего белка уже через 15 мин после ишемии, и его уровень остается повышенным еще 48 ч после смерти . Инкубация кардиомиоцитов с пальмитатом показала незначительное по сравнению с другими тканями его включение в состав ТГ и ФЛ [24].

Среди факторов, также оказывающих влияние на ход аутолитических изменений липидного компонента в различных тканях, можно выделить острую гипоксию. Выявлено, что предшествующее острое гипоксическое воздействие ускоряет гидролиз ФЛ (но не ТГ) в аутолизирующейся ткани надпочечников, ткани и гомогенате семенников с увеличением количества СЖК, ЭХ – в не эндокринных тканях и нейтральных липидов – в органах, продуцирующих стероиды . В этих условиях среди ФЛ аутолизирующихся тканей отмечено снижение ФХ, ПГФ, а также ФК, ФС (надпочечники, семенники), СФМ (миокард) с одновременным возрастанием ГЛФ, ФЭА, но не ЛФЛ, что указывает на различия в механизмах аутолитической деградации ФЛ. В большинстве ультраструктур органов снижалось количество холинсодержащих фракций. Родовая гипоксия вызывала деградацию фосфолипидного компонента мембран кардиомиоцитов путем активации фосфолипазы А2 [24].

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что предшествующая кислородная недостаточность оказывает существенное влияние на аутолитические перестройки липидов мышц, миокарда, печени, сыворотки крови и некоторых эндокринных органов и их биологических структур разного уровня. При гипоксии в динамике аутолиза усиливается гидролиз некоторых фракций ФЛ, изменяется хроматографическая подвижность отдельных фракций ФЛ, а в ряде случаев происходит образование рекомбинантных молекул, более устойчивых к последующему гидролизу. Инкубация лизосом печени при рН = 5 сопровождалась уменьшением количества триглицеридов ФХ, ФЭА, сфингомиелина за счет увеличения активности триглицерид-, сфингомиелинлипаз, фосфолипаз, но содержание ФИ при этом не менялось.

III. Материалы и методы исследования