Последовательность нарушений в клетке при гипоксии
Последовательность изменений в клетке в результате прекращения доступа кислорода 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:
— 0—5 мин аноксии — снижение уровня АТФ в клетке в 2—4 раза, несмотря на активацию гликолиза;
— 5—15 мин — появление Са2+ в цитоплазме клетки, активация гидролитических ферментов, в том числе фермента фосфолипазы А2 митохондрий. Содержание Са2+ в митохондриях повышается, так как они еще не повреждены (стадия 1);
— 15—30 мин — гидролиз митохондриальных фосфолипидов фосфо-липазой А2 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);
— 30—60 мин — частичное восстановление функций митохондрий, временное повышение дыхательного контроля, способности накапливать кальций, (стадия 3). Механизм компенсаторных процессов, приводящих к временному улучшению функций митохондрий, неизвестен, но связан с функцией клетки в целом, так как при анаэробной инкубации изолированных митохондрий это явление не наблюдается;
— 60—90 мин: необратимое повреждение митохондрий и полная гибель клеток (стадия 4).
При температуре тела человека все эти процессы протекают примерно в 2 раза быстрее; кроме того, в разных тканях они протекают с разной скоростью: быстрее всего в мозге, медленнее — в печени, еще медленнее — в мышцах.