Воспаление ответ и гибель клеток
Жизнь и смерть клеток в нашем организме жестко регулируются.
Это критически важно для нормальной работы всех органов и систем, для поддержания равновесия внутренней среды.
Если контроль над этим процессом нарушается — наше здоровье и жизнь поставлена на карту.
Каждый день в наших телах погибает 50 миллиардов клеток. Это вовсе не случайные события, а часть тонко настроенного биологического механизма, называемого запрограммированной клеточной смертью.
Многоклеточные организмы, включая людей, должны строго контролировать популяцию клеток разных видов в собственном теле. Это было бы легко, если бы те никогда не делились! Однако некоторые ткани, такие как кровь, кожа или слизистая кишечника, массово производят новые клетки.
Запрограммированная клеточная смерть предупреждает от накопления чрезмерного количества ошибок, очищая клеточную популяцию от ненужных и потенциально опасных единиц. Это важно для поддержания здоровья организма и предотвращения смертельных заболеваний, включая рак.
Также клеточная смерть является важным механизмом защиты от патогенов, так как клетки, инфицированные бактериями или вирусами, удаляются беспощадным образом. В нормальных условиях умирающие клетки перерабатываются иммунной системой. К сожалению, запрограммированная клеточная смерть далека от 100% надежности. Любые сбои этой системы ведут к трагическим последствиям.
Злокачественные опухоли, аутоиммунные состояния и нейродегенеративные заболевания связаны со всевозможными неудачами в саморазрушении дефектных клеток, клеточном «разминировании».
Много путей – один исход
Существует несколько механизмов, или путей гибели клетки. Что бы ни стало причиной клеточной смерти, «труп» посреди живых тканей нужно немедленно обезвредить. Это является непосредственной задачей фагоцитов, разновидности белых кровяных телец, способных мигрировать внутрь тканей и очищать их от чужеродных агентов, клеточных останков и разного рода мусора.
Фагоциты патрулируют наши ткани в поисках химических сигналов «find-me», испускаемых умирающими клетками. Они достигают цели, поглощают и переваривают останки. Клеточная смерть может либо повышать уровень воспаления в ткани, либо наоборот – зависит от обстоятельств.
Апоптоз
Апоптоз является наиболее распространенной формой клеточной смерти – иначе это называется запрограммированным самоубийством. В процессе апоптоза клетка разрывается и «упаковывается» в небольшие самостоятельные кусочки, которые легко перерабатываются фагоцитами.
Апоптоз часто начинается с накопления молекул-индикаторов химического стресса. Спусковым крючком может стать повреждение генетического материала или недостаток кислорода – гипоксия.
Стресс вызывает утечки в мембранах митохондрий, которые превращают кислород в энергию для жизнедеятельности клетки. Когда митохондрии повреждены, клетка перестает получать достаточно энергии, и начинает свой последний жизненный путь – путь к апоптозу.
Апоптоз – не всегда естественный результат старения. Он также может инициироваться внешними триггерами. Апоптоз активируют так называемые рецепторы смерти.
Чтобы облегчить уборку мусора внутри сложного многоклеточного организма, умирающие клетки выделяют сильные молекулярные сигналы типа «find-me» (найди меня) и «eat-me» (съешь меня). Подобные молекулы издалека притягивают фагоциты к месту скопления гибнущих клеток.
Некроз
Главным отличительным признаком гибели некротических клеток является набухание, приводящее к разрыву клеточной мембраны. Это приводит к излитию их компонентов. Во многом процесс напоминает выход воздуха из проколотой камеры Вашего автомобиля – быстро и неотвратимо.
Некроз происходит в ответ на высокую температуру или высокое давление. Ученые называют это пассивной формой некроза, так как он не требует какой-либо химической активности клетки.
Существуют и другие формы некроза – некроптоз и пироптоз — которые активно контролируются, и сегодня признаны специализированными формами запрограммированной клеточной смерти. При этом внутри клетки происходит цепочка тесно связанных и организованных молекулярных процессов.
Есть научные доказательства того, что некроптоз может быть резервной системой, которая срабатывает при инфицировании клетки патогенами, способными ингибировать апоптоз.
Считается, что как некроптоз, так и пироптоз, инициируют воспаление, сигнализируя иммунной системе об опасной инфекции. Поскольку в результате клетка лопается, ее компоненты изливаются в окружающее пространство, они действуют как сигналы опасности, или «молекулярные структуры, связанные с повреждением» (DAMP).
Фагоциты и другие иммунные клетки бурно реагируют на присутствие DAMP, вызывая воспаление.
«Это является эволюционно бесценным вкладом во врожденный иммунитет, сочетающим в себе уничтожение инфицированных патогенами структур с одновременным предупреждением иммунной системы путем высвобождения DAMP», — заявили авторы одного из недавних исследований.
Это специфично для некроптоза и пироптоза, и обычно не возникает при апоптозе, когда компоненты клетки аккуратно упакованы. Тем не менее, если фагоциты не могут быстро очистить апоптотические клетки, те превращаются в некротические и вызывают воспаление, используя запасной механизм.
Аутофагия
В нормальных условиях аутофагия (самопоедание) является механизмом выживания. В ответ на голод, вызванный дефицитом питательных веществ, клетка может получить необходимое питание, переваривая часть ее собственных внутренних структур. Аутофагия также служит способом противодействия клеточному стрессу, повреждениям клеточного аппарата и агрегации белков.
Аутофагия позволяет клетке устранить опасность, переваривая «виновных». Однако теперь ученые считают, что сама по себе аутофагия может инициировать гибель клеток, хотя это может быть редким и узкоспециализированным процессом. Аутофагия тесно связана с развитием и смертью каждой клетки.
Четко отлаженное регулирование клеточной смерти необходимо для поддержания равновесия функциональных клеток в наших тканях и профилактики инфекций, своевременной очистки популяции. Любое нарушение этого процесса, как мы уже говорили, может обернуться серьезными болезнями.
«Дерегуляция сигнальных путей, которые отвечают за клеточную смерть, приводит к развитию катастрофических заболеваний, таких как рак и аутоиммунные болезни (недостаточная очистка), а также дегенеративные заболевания (ускоренная гибель клеток)», — считает доктор Дуглас Грин (Douglas Green) из Детской исследовательской больницы Святого Иуды в Мемфисе, США.
Когда смерть ошибается
Раковые клетки – настоящие ниндзя микромира, мастера уклоняться от иммунной системы, демонстрирующие удивительную живучесть и приспосабливаемость.
Чтобы рак распространился в отдаленные части тела и дал метастазы, раковые клетки должны преодолеть огромные расстояния, избежав столкновения с лейкоцитами хозяина.
Многие виды рака разработали сложные механизмы для этого, научившись захватывать молекулярные сигналы апоптоза, некроза и аутофагии. Нейтрализуя их, рак способен избежать клеточной смерти, распространиться по всему организма и пустить смертельные корни.
Но эволюция подарила многоклеточным организмам еще один замечательный способ утилизации «неправильных» клеток – аноикис (anoikis). Это форма апоптоза, при которой клетки, слишком далеко ушедшие от своей нормальной среды обитания, не могут связаться с внеклеточным матриксом и уничтожаются. Аноикис мешает клеткам оккупировать чужую территорию.
Хотя раковые клетки научились игнорировать аноикис, ведущие фармацевтические компании мира активно работают над препаратами, которые усиливают этот процесс. Обойдя защиту злокачественных клеток, можно с легкостью уничтожить их все, излечив рак – это мечта лучших умов человечества.
Клеточная смерть и воспаление
Воспалительный ответ на высвобождение DAMP, который следует за некроптозом и пироптозом (в некоторой степени за апоптозом), имеет ряд немедленных и долгосрочных последствий для здоровья.
Вызванное DAMP воспаление приводит к локальным и системным нарушениям в организме. Высокая концентрация воспалительных медиаторов обуславливает тяжелые симптомы сепсиса. Растет понимание связи между некроптозом и такими воспалительными заболеваниями, как ХОБЛ или атеросклероз. Пироптоз недавно был связан с развитием системной красной волчанки (СКВ).
Считается, что смерть нейронов при нейродегенеративных заболеваниях, включая болезнь Паркинсона, Альцгеймера и Хантингтона, происходит посредством апоптоза поврежденных клеток. Некроптоз также связан с болезнью Хантингтона, амиотрофическим боковым склерозом (болезнью Шарко), а исследователи все чаще называют воспалением причиной нейродегенерации.
Чтобы определить сложную взаимосвязь между болезнью и запрограммированной клеточной смертью, потребуется целостный взгляд на множество сигнальных путей и вовлеченных процессов.
«Перекрестные помехи между этими путями активируют многочисленные «запасные» механизмы клеточной смерти и дают нам понять, почему ошибка одного пути зачастую имеет незначительные последствия для организма. Этими знаниями можно пользоваться во благо», — поясняет доктор Грин.
Запрограммированная клеточная смерть – естественный и жизненно важный процесс. Основной задачей современной медицины должен стать контроль над его эффективностью. Правильно очищая организм от клеток, приговоренных к смерти, можно избавить людей от рака, деменции, атеросклероза.
Когда появится более полная картина, врачи научатся манипулировать апоптозом, некроптозом и пироптозом для лечения и профилактики большинства хронических болезней человечества.
Накопились дефектные или старые клетки – очистим место для новых!
Возникла опухоль – удалим!
Константин Моканов: магистр фармации и профессиональный медицинский переводчик
Российские ученые совместно с американскими коллегами обнаружили, что определенные белки могут препятствовать развитию слишком сильного воспаления при инфекциях. Защитные белки-интерфероны запускают передачу сигналов при попадании в организм инфекции и определяют решение клеток: запуск воспалительного процесса или смерть клеток. Такое воспаление может быть опасно при некоторых заболеваниях и в случае сильно ослабленного организма. Результаты исследования помогут разработать новые подходы к защите пациентов. Исследование поддержано Российским научным фондом.
«Существует множество бактериальных инфекций, при которых чрезмерная подача воспалительных сигналов способна препятствовать выздоровлению и даже ухудшать состояние пациента. Поэтому понимание этих механизмов очень важно и в перспективе может спасти немало жизней»,— прокомментировал Александр Полторак, кандидат химических наук, заведующий лабораторией молекулярной генетики врожденного иммунитета Института высоких биомедицинских технологий Петрозаводского государственного университета.
В иммунологии большое внимание уделяется воспалению, которое играет роль защитного ответа организма на повреждения и попадающие внутрь чужеродные микроорганизмы. В определенных ситуациях врачам приходится подавлять или побуждать эту реакцию, но чрезмерное воспаление может быть вредным для здоровья и даже жизни пациента.
Руководитель проекта и один из авторов статьи Александр Полторак
Фото: Из личного архива
При защите организма от инфекции решающее значение наряду с воспалением имеет клеточная гибель. Например, один из ее программируемых типов — некроптоз — сопровождается воспалением и иммунным ответом. Распадающаяся клетка высвобождает синтезированные ранее воспалительные вещества, которые в больших количествах могут наносить организму вред. Сам процесс некроптоза запускается, если заблокированы регуляторы невоспалительной клеточной смерти. Это происходит, когда специфические агенты связываются с рецепторами смерти на поверхности мембраны, через которые клетка получает «приказ» на самоуничтожение.
Важную роль в некроптозе играют ферменты, переносящие фосфорную кислоту между белками и таким образом регулирующие их активность. Их называют протеинкиназами (RIPK). При некроптозе RIPK1 активирует RIPK3. Комплекс этих двух ферментов и белкового адаптера запускает дальнейший каскад реакций, который приводит к разрушению клеточной мембраны и утечке агрессивного содержимого клетки в окружающее пространство.
Однако в биологии не существует одного универсального механизма, всегда возможны сдвиги, изменения в регуляции и другие пути активации. Поэтому российские ученые совместно с зарубежными коллегами изучили, как RIPK1 и RIPK3 влияют на синтез иммунных белков-цитокинов, которые очень важны в работе иммунной системы. Так они смогли лучше понять роль этих ферментов в защите организма от инфекций. Ученые проводили исследование на людях и лабораторных мышах, у которых изучили макрофаги — иммунные клетки, способные к активному захвату и перевариванию бактерий. У животных они были получены из костного мозга, а у людей — из одноядерных клеток периферической крови. Авторы исследования вызывали у клеток различные реакции и наблюдали за воспалительным ответом.
В ходе исследования они выяснили, что защитные белки-интерфероны запускают передачу сигналов при попадании в организм инфекции и определяют решение клеток: запуск воспалительного процесса или некроптоз. Если эти сигналы не дойдут до клетки, то некроптоза не происходит и возникает устойчивый воспалительный ответ, который и зависит от RIPK1 и RIPK3. Эти вещества, поняли ученые, необходимы для активации белков, запускающих и регулирующих синтез воспалительных агентов иммунной системы. Но интерфероны, которые передают сигнал в клетку, могут тормозить процесс, тем самым подавляя воспаление и в то же самое время способствуя некроптозу.
Работа велась совместно с коллегами из Тафтского университета (США).
По материалам статьи Constitutive Interferon Attenuates RIPK1/3-Mediated Cytokine Translation; Hayley I. Muendlein, Joseph Sarhan, Beiyun C. Liu, Wilson M. Connolly, Stephen A. Schworer, Irina Smirnova, Amy Y. Tang6 Vladimir Ilyukha, Jodie Pietruska, Soroush Tahmasebi, Nahum Sonenberg, Alexei Degterev, Alexander Poltorak; журнал Cell Reports, март 2020 г.
Российские ученые совместно с американскими коллегами обнаружили, что определенные белки могут препятствовать развитию слишком сильного воспаления при инфекциях. Защитные белки-интерфероны запускают передачу сигналов при попадании в организм инфекции и определяют решение клеток: запуск воспалительного процесса или смерть клеток. Такое воспаление может быть опасно при некоторых заболеваниях и в случае сильно ослабленного организма. Результаты исследования помогут разработать новые подходы к защите пациентов. Работа опубликована в журнале Cell Reports. Исследование поддержано Российским научным фондом.
«Существует множество бактериальных инфекций, при которых чрезмерная подача воспалительных сигналов способна препятствовать выздоровлению и даже ухудшать состояние пациента. Поэтому понимание этих механизмов очень важно, и в перспективе может спасти немало жизней», – прокомментировал Александр Полторак, кандидат химических наук, заведующий лабораторией молекулярной генетики врожденного иммунитета Института высоких биомедицинских технологий Петрозаводского государственного университета.
В иммунологии большое внимание уделяется воспалению, которое играет роль защитного ответа организма на повреждения и попадающие внутрь чужеродные микроорганизмы. В определенных ситуациях врачам приходится подавлять или побуждать эту реакцию, но чрезмерное воспаление может быть вредным для здоровья и даже жизни пациента.
При защите организма от инфекции решающее значение, наряду с воспалением, имеет клеточная гибель. Например, один из ее программируемых типов – некроптоз – сопровождается воспалением и иммунным ответом. Распадающаяся клетка высвобождает синтезированные ранее воспалительные вещества, которые в больших количествах могут наносить организму вред. Сам процесс некроптоза запускается, если заблокированы регуляторы невоспалительной клеточной смерти. Это происходит, когда специфические агенты связываются с рецепторами смерти на поверхности мембраны, через которые клетка получает «приказ» на самоуничтожение. Важную роль в некроптозе играют ферменты, переносящие фосфорную кислоту между белками и таким образом регулирующие их активность. Их называют протеинкиназами (RIPK). При некроптозе RIPK1 активирует RIPK3. Комплекс этих двух ферментов и белкового адаптера запускает дальнейший каскад реакций, который приводит к разрушению клеточной мембраны и утечке агрессивного содержимого клетки в окружающее пространство.
Однако в биологии не существует одного универсального механизма, всегда возможны сдвиги, изменения в регуляции и другие пути активации. Поэтому российские ученые совместно с зарубежными коллегами изучили, как RIPK1 и RIPK3 влияют на синтез иммунных белков-цитокинов, которые очень важны в работе иммунной системы. Так они смогли лучше понять роль этих ферментов в защите организма от инфекций. Ученые проводили исследование на людях и лабораторных мышах, у которых изучили макрофаги – иммунные клетки, способные к активному захвату и перевариванию бактерий. У животных они были получены из костного мозга, а у людей – из одноядерных клеток периферической крови. Авторы исследования вызывали у клеток различные реакции и наблюдали за воспалительным ответом.
В ходе исследования они выяснили, что защитные белки-интерфероны запускают передачу сигналов при попадании в организм инфекции и определяют решение клеток: запуск воспалительного процесса, или некроптоз. Если эти сигналы не дойдут до клетки, то некроптоз не происходит, и возникает устойчивый воспалительный ответ, который зависит от RIPK1 и RIPK3. Как выяснили ученые, эти вещества необходимы для активации ряда белков, запускающих и регулирующих синтез воспалительных агентов иммунной системы. Но интерфероны, которые передают сигнал в клетку, могут тормозить процесс, тем самым подавляя воспаление и в то же самое время способствуя некроптозу.
Живая клетка рождается в результате деления материнской клетки, проходит жизненные циклы и в конце концов умирает. Клетки погибают «от старости» или каких-либо повреждений. Но вот оказалось, что они могут умирать и без видимых причин, самопроизвольно. И такая гибель — важный защитный механизм организма животных и человека.
Два возможных пути гибели живой клетки.
‹
›
Середина XIX века — время зарождения цитологии, науки о клетке. Именно тогда открыли, что живой организм состоит из отдельных клеток, которые постоянно размножаются — без этого не было бы ни роста, ни развития. И стало ясно, что такой процесс не может продолжаться бесконечно. В противном случае старики достигали бы размеров слона. Естественно, что для сохранения постоянства массы, формы да и функции тела какая-то часть клеток должна непрерывно отмирать. До недавнего времени считалось, что процесс отмирания — исключительно дегенеративный: клетка стареет, в ней накапливаются повреждения, замирает обмен веществ, она работает все хуже, чахнет и, наконец, погибает. Его, по существу, не отличали от того варианта гибели клеток, который происходит при травме, воздействии ядов, прекращении кровоснабжения и т. п., — некроза. То есть процесс отмирания рассматривали как катастрофу, а не как физиологически естественное явление.
Однако спустя столетие ученые поняли, что все происходит совсем иначе — клетки отмирают без видимой причины, и такая самопроизвольная гибель отличается от некроза. Жила, жила клетка и вдруг по непонятным причинам «умерла», причем без признаков воспаления и рубцевания.
Механизм программируемой гибели клеток теперь выяснен достаточно полно. Причиной гибели клетки может быть ее растворение, или, говоря научным языком, лизис. В 50-х годах XX века установили, что внутри клеток имеются макроскопические пузырьки—лизосомы. В них содержатся переваривающие ферменты, вроде тех, которые выделяются в желудке и кишечнике. Если целостность этих пузырьков по тем или иным причинам нарушается, то ферменты изливаются в протоплазму клетки и начинают «переваривать» ее содержимое. Это приводит к постепенному растворению, распаду клетки на части, и в итоге — к ее гибели.
Высказывалось также предположение, что программируемая смерть клетки может происходить и из-за избытка супероксид-радикалов. Суть механизма в следующем. Жизнедеятельность клетки требует кислорода, который обеспечивает ее энергией. Молекула кислорода, как известно, состоит из двух атомов и обозначается знаком О2. Если написать ее структурную формулу, то получается 0=0. В таком виде кислород не слишком реакционно способен. Да простят меня химики, но для упрощения скажем, что под действием ферментов в живых тканях из молекул 0=0 постоянно образуются молекулы типа -0-0-, атомарный кислород -0-, гидроксильные радикалы Н-0- или озон -0-0-0-, очень сильные окислители. У них, выражаясь образно, атомы кислорода не держатся друг за друга, а имеют одну или две свободные руки (валентности), готовые «схватить за руку» любой другой атом.
В физиологических условиях из поступившего в организм кислорода воздуха примерно 5—6% его молекул образует такие супероксидные формы, которые в небольшом количестве опасности не представляют. Но при воздействии радиации, некоторых ядов, четыреххло-ристого углерода, печально известных диоксинов, при вирусных заболеваниях и некоторых нарушениях обмена веществ и т. п. супероксидные радикалы образуются в избытке. В этом случае они начинают окислять совсем не то, что требуется, в частности внешние и внутренние оболочки клеток. Как полагают многие исследователи, окислительные процессы провоцируют возникновение таких заболеваний, как склероз, гипертония, снижение иммунитета, рак, слабоумие. Окисление мембраны клеток дезорганизует работу ферментов, затрудняя проникновение в клетку ионов и питательных веществ, что ведет к невероятной путанице в согласованности работы клеточных механизмов и в конечном итоге заканчивается гибелью клетки.
Существует еще один вариант программируемой клеточной гибели, так называемая «кальциевая смерть». Она имеет много причин, но суть ее сводится к тому, что избыток ионов кальция, находящийся в межклеточной жидкости, по тем или иным причинам поступает в протоплазму клетки, активирует там ряд ферментов, что ведет сначала к нарушению обмена веществ, а затем и распаду клетки.
Термин «апоптоз» был предложен в 1972 году американским исследователем Дж. Керром для описания программируемой гибели клетки. Слово это происходит от греческих слов «апо» — завершенность и «птоз» — падение и может быть переведено как «опадание листьев». Суть термина подчеркивает его естественность, фи-зиологичность в отличие от некроза — смерти от повреждения. Проходит жизненный цикл, и падают плоды, опадают листья.
Апоптоз — принципиально новое фундаментальное понятие в клеточной биологии. Керр и его сотрудники сформулировали основные признаки апоптоза. Во-первых, при апоптозе распад клетки начинается с ядра — оно сморщивается и распадается на отдельные фрагменты. Во-вторых, апоптирующая клетка уменьшается в объеме и как бы отделяется от соседей. В-третьих, меняются свойства ее мембраны, в результате чего она легко распознается макрофагами (пожирателями клеток). В-четвертых, сохраненные мембраны образуют на месте погибшей клетки живые капельки с функционирующими органеллами, которые поглощаются клетками-соседями или макрофагами. На месте погибшей клетки ничего не остается.
Апоптоз запрограммирован генетически. Пока гены, инициирующие самоубийство, неизвестны. Скорее всего, гены-«убийцы» спят, но под влиянием каких-либо сигналов «просыпаются», подготавливая клетку к самопроизвольной гибели. Факторов, которые могут подстегнуть клетку к самоубийству, очень много. И механизмы апоптоза применительно к каждому случаю тоже различны.
В наглядной форме апоптоз наблюдается в какой-либо ткани, отслужившей свой срок. Так отмирает хвост у головастиков, изменяется форма и размеры эмбриона. Уменьшение объема грудной железы после окончания лактации происходит без всякого некроза, атрофия предстательной железы после кастрации тоже. Отмирает и то, что отслужило свой срок. Во взрослом организме апоптоз происходит постоянно. Он наиболее распространен у корот-коживущих клеток, например выстилающих кишечник, клеток кожи, клеток крови.
Апоптоз является защитным механизмом организма. При инфаркте в результате тромбоза отмирает участок сердечной мышцы. Под микроскопом видно, что в погибшей мышечной ткани некротические клетки чередуются с апоптозными. Разница между ними существенная, поскольку на месте некроза возникает воспаление и рубец, а на месте апоптоза — соседние клетки замещают погибшие.
Апоптоз защищает человека от вирусной инфекции. Если живую клетку поражает вирус, она становится опасной для соседей, поскольку вирус «запускает» свою ДНК в ее ядро. Инфицированные клетки размножаются и заражают соседние. Чтобы помочь справиться с инфекцией, иногда клетка «кончает жизнь самоубийством» вместе с опасными вирусами.
Самоуничтожение клеток, пораженных вирусом, уменьшает число больных клеток, при этом распадаются и вирусные ДНК.
Другой вид апоптоза — самоуничтожение мутировавших клеток. Клетка-мутант, не только раковая, хотя она и наиболее опасна, но и любая другая, распознается как чужеродная, и организм «дает команду» на ее самоуничтожение.
Ну и наконец: ударился человек обо что-то. Но не сильно. Так, ушиб. Но клетки-то повреждены, следовательно неполноценны. А вдруг в них попадут микробы? Поэтому поврежденным дефектным клеткам тоже приходится апоптировать, чтобы не подвергать опасности весь организм.
Важным различием между некрозом и апоптозом является следующее: если некроз — это катастрофическая и необратимая смерть, то апоптоз — это лишь подсказанная разнообразными факторами идея о целесообразности самоубийства. Значит, в развитие апоптоза можно вмешаться: если надо — ускорить, если надо — замедлить. Например, замедлить атрофию нейронов и ускорить гибель раковых клеток.
Апоптоз, как уже говорилось, генетически запрограммирован, поэтому он развивается поэтапно, а не разворачивается подобно пружине. Каждой его стадией можно управлять при помощи лекарственных препаратов. В 1998 году японскими исследователями было установлено, что дробление ДНК при апоптозе начинается с ее ферментативного расщепления на крупные фрагменты. Добавив активатор или блокатор фермента, можно регулировать апоптоз на самой начальной стадии — фрагментации ДНК, что позволит направлять клеточное самоубийство в нужном направлении: например, активировать при злокачественных опухолях или подавлять при инфаркте миокарда.
В настоящее время выявлены физиологические блокаторы апоптоза, в частности фактор роста, нейтральные аминокислоты, цинк, противовоспалительные вещества, гормоны: эстрогены, андрогены, блокаторы ферментов (цистеиновых протеаз) и фенобарбитал (люминал).
Теперь третье, самое реальное. Если смерть клетки от апоптоза обратима, то с ней мы вполне можем побороться для того, чтобы предохранить хотя бы часть органа или ткани от гибели при патологических процессах. Сделать это можно, например, сохраняя целостность клеточных мембран. Она обеспечивается входящими в их состав липидами (особый вид животных жиров), особенно одной из разновидностей липидов— фосфолипидами. В терапии уже давно и с успехом используется целый набор препаратов, содержащих фосфолипиды.
Особенно популярен комплексный липидный препарат эссенциале. Аминокислоты также защищают мембраны от разрушения. Среди них — метионин, гистидин, цистеин, для защиты нервных клеток мозга применяют аминокислотный препаратцеребролизин.
Защита мембран и прочих компонентов клеток от переокисления у здорового человека обеспечивается естественными антиоксидан-тами, но при болезнях, протекающих с явлениями клеточного апоптоза, например при инфаркте миокарда, гепатите, снижении иммунитета, некоторых болезнях надпочечников, анти-оксидантов не хватает и тогда эффективными оказываются витамины-антиокислители, к которым относятся (по мере убывания активности) витамины Е, С, А и К. В последние годы создано много эффективных синтетических антиоксидантов, в том числе мексидол, эмоксипин, ионол и другие.
Весьма полезны для предотвращения апоптоза средства, снижающие уровень кальция внутри клетки. Обычно их используют для лечения стенокардии. При стенокардии снижается приток крови к сердечной мышце, что создает все условия для апоптоза ее клеток. Даже в том случае, если инфаркт предупредить не удается, то при регулярном употреблении средств, снижающих уровень кальция, он ограничивается лишь зоной неизбежного некроза, а клетки, уже приготовившиеся для самоубийства ради спасения себе подобных, остаются живы. Таким образом, иногда удается спасти от гибели хотя бы часть сердечной мышцы.
Механизм апоптоза только начинает изучаться, а фармакологи уже могут предложить свои эффективные лекарственные препараты, способные управлять этим процессом, что не может не радовать.