Начало >> Статьи >> Архивы >> Феномен адаптационной стабилизации структур и защита сердца

Место защитной системы, связанной с hsp70 среди других клеточных систем защиты - Феномен адаптационной стабилизации структур и защита сердца

Оглавление
Феномен адаптационной стабилизации структур и защита сердца
Основные механизмы долговременной адаптации
Роль HSP70
Кардиопротекторные эффекты адаптации к стрессу
Динамика становления и обратного развития ФАСС коррелирует с изменением содержания hsp70 в миокарде
Формирование феномена адаптационной стабилизации структур
Роль инозитол-фосфатного цикла в кардиопротекторном эффекте адаптации к повторным стрессорным воздействиям
Феномен адаптационной стабилизации структур при адаптации организма к периодической гипоксии
Адаптация к гипоксии по сравнению с адаптацией к стрессу сопровождается меньшим накоплением стресс-белков
Биологическое значение белков теплового шока
Клеточная локализация и функции hsр70 в стрессированных клетках
Функции hsp 70, локализованных вдоль актиновых миофиламентов
Механизмы транскрипции и стресс-индуцированной активации синтеза hsp70
Роль hsp70 в адаптивных реакциях на примере развития термотолерантности и гипертрофии сердца
Компенсаторная гипертрофия и роль белков теплового шока в ее механизме
Механизм адаптационного накопления белков теплового шока
Роль белков теплового шока в механизме формирования феномена адаптационной стабилизации клеточных структур
Место защитной системы, связанной с hsp70 среди других клеточных систем защиты
Перспективы использования активации системы белков теплового шока в адаптационной медицине
Другие механизма феномена адаптационной стабилизации структур
Возможности воспроизведения ФАСС и его использование для защиты сердца
Механизмы ФАСС участвуют в повышении устойчивости организма к тяжелой гипоксии
Summary

Прежде чем ответить на этот вопрос, вынесенный в заголовок данного раздела необходимо отметить три существенных момента. Во- первых, известно, что при воздействии стрессорных ситуаций и других факторов среды - физической нагрузке, гипоксии, холода и т.п. - ответ организма содержит в себе неспецифическую возникающую при действии любого сильного раздражителя стресс-реакцию. В клетках чрезмерно длительная и интенсивная стресс-реакция может реализоваться в виде трех основных повреждающих эффектов: 1)адренергически обусловленная кальциевая внутриклеточная перегрузка; 2)чрезмерное усиление липотропных процессов и реализация липидной триады повреждения биомембран, а именно: активация фосфолипаз и липаз, активация ПОЛ и детергентное действие лизофосфатидов и жирных кислот; 3)истощение энергетических и структурных ресурсов.
После того, как мы выше рассмотрели защитные эффекты белков теплового шока (схема 51), стало возможным предположить, что hsp70 участвуют в ограничении по меньшей мере первых двух повреждающих эффектов стресс-реакции, а именно: повреждений, вызванных избытком Са2+ и чрезмерного липотропного эффекта, связанного с накоплением и детергентным действием жирных кислот.
Таким образом, у нас есть определенные основания сделать вывод, что на уровне клеток hsp70 участвуют в ограничении повреждающих эффектов стресс -реакции.
Второй важный момент, на который необходимо обратить внимание, заключается в том, что сам стресс является мощным активатором синтеза hsp70. Это проявляется накоплением мРНК для hsp70 и повышением содержания hsp70 как в цитоплазме, так и в ядре (63,187,229). Детали этого процесса рассмотрены выше; здесь же важно подчеркнуть что клеточная система белков теплового шока является стресс-индуцибельной.
И наконец третий момент состоит в том, что hsр 7 0 обладают цитопротекторным свойством и повышают устойчивость клеток и органов к повреждающим воздействиям. В этом мы убедились, анализируя собственные данные, схему 52 и данные других авторов (63,81,187,229).
Далее нетрудно заметить, что эти три свойства hsp (способность ограничивать повреждающие эффекты стресс-реакции; стресс- индуцибельность и цитопротекторное действие) соответствуют критериям, сформулированным Меерсоном для стресс-лимитирующих систем (11,12). Обнаруженный в нашей работе факт, что в процессе адаптации к стрессу синтез hsp значительно увеличивается, позволяет нам с большой уверенностью определить защитную систему индуцибельных белков теплового шока как внутриклеточную стресс-лимитирующую систему. В угоду исторически сложившемуся названию для рассматриваемых стресс-белков, такому, как heat shock proteins (hsp), целесообразно обозначить стресс-лимитирующую систему, связанную с этими белками как система белков теплового шока или Hsp-система.
Существенно, что в процессе адаптации и активации HSP-системы накопление защитных белков может происходить на разных субклеточных уровнях: в цитоплазме и в ядре. Иными словами, в конструкции стресс-лимитирующей системы hsp запрограммированы регуляторные связи, которые в зависимости от фактора, к которому происходит адаптация, обеспечивают включение разных клеточных уровней этой системы. При адаптации к гипоксии hsp70 накапливаются только в цитоплазме, т.е. активируется цитоплазматический уровень HSP-системы, а при адаптации к стрессу hsp70 накапливаются как в цитоплазме, так и в ядре, т.е. дополнительно активируется еще и ядерный уровень этой стресс-лимитурующей системы.
Понятно, что эти два уровня, реализуясь в одной и той же адаптированной клетке, не могут не быть тесно координированы и взаимосвязаны между собой и их выделение до некоторой степени условно. Вместе с тем реальность существования цитоплазматического контура убедительно демонстрируется в целом ряде экспериментов на прокариотах, и в частности на E.coli, где исключительно цитоплазматическое накопление hsp70 приводит к формированию термотолерантности и устойчивости к некоторым повреждающим воздействиям (63). С другой стороны, существование ядерного контура Hsp-системы закономерно следует уже из наших экспериментов на изолированных ядрах сердечных клеток, где накопление hsp70 в результате адаптации к стрессу сопровождалось выраженной защитой ДНК от повреждающего действия однонитевой экзогенной ДНК (гл.1 ).
Значимость выделения клеточных уровней Hsp-системы определяется еще и тем, что эта проблема имеет свои теоретический и практический аспекты.
Теоритический аспект состоит, во-первых, в том, что можно полагать, что наличие цитоплазматического и ядерного контуров не является уникальной особенностью только HSP-системы и, вероятно, может обнаружиться и для других систем клеточной защиты. Это делает перспективным дальнейшее более глубокое изучение таких известных стресс-лимитирующих систем, как простагландиновая, антиоксидантная и др. Во-вторых, хотя в настоящее время непонятно, каким образом происходит координация цитоплазматического и ядерного контуров, ясно что существуют какие-то специальные клеточные механизмы, благодаря которым специфически активируется или ингибируется тот или иной уровень стресс-лимитирующей системы. Очевидно, что изучение этих регуляторных механизмов является весьма актуальной и перспективной задачей.
Практический аспект состоит в том, что выяснение молекулярных механизмов выключения, включения и согласованного функционирования разных субклеточных уровней защитных систем позволит не только лучше представить себе сложную архитектонику той или иной стресс-лимитирующей  системы, но и даст возможность более эффективно управлять адаптацией.



 
« Фармакотерапия сердечной недостаточности у детей   Физико-биологические основы лучевой терапии »