Патология сигнализации

Клеточные адаптационные программы вклю­чаются в ответ на определенные входные сиг­налы. В большинстве случаев клетки в орга­низме управляются химическими регуляторными сигналами. Кажется, что разнообразие таких сигналов бесконечно. На самом деле, все они принадлежат к одной из пяти возмож­ных категорий. Это могут быть:

1. Гормоны

2. Медиаторы

3. Антитела

4. Субстраты

5. Ионы.

Недостаток или отсутствие того или иного сигнала может воспрепятствовать включению тех или иных адаптивных программ, что при­водит к определенным патологическим послед­ствиям.

Избыток того или иного сигнала заставля­ет адаптивные программы, включаемые дан­ным регулятором функционировать излишне интенсивно или ненормально долго, что так­же патогенно.

Особый случай представляет достаточно распространенная ситуация, когда клетка оши­бочно принимает один сигнал за другой — так называемая мимикрия биорегуляторов, приводящая к серьезным регуляторным расстрой­ствам.

Таблица1 содержит некоторые примеры, иллюстрирующие разнообразие патологии сигнализации в организме.

Таб.1. Виды информационных нарушений в клетке

Биорегулятор	Избыток сигнала	Дефицит сигнала	Мимикрия сигнала
Гормон	Синдром Иценко-Кушинга	Инсулинзависимый сахарный диабет	Болезнь фон Базедова (мимикрия антителами)
Нейромедиатор	Отравление цикутой	Паркинсонизм	Тяжелая миастения (мимикрия антителами)
Антитело	Аллергический энцефаломиелит	В-клеточный иммунодефицит	Астматический статус (имитация антителами бронхолитика)
Субстрат	Ожирение	Квашиоркор	Действие некоторых цитостатиков-антиметаболитов (6-меркаптопурин)
Ион	Гиперкалиемия	Гипокальциемия	Отравление тетраэтиламмонием (имитация катиона калия)

Заболевания, вызванные неправиль­ным использованием клетками своего про­граммного аппарата вследствие неправильной сигнализации весьма разнообразны. Так, при дефиците инсулина отсутствие входного сиг­нала не дает возможности использовать про­граммы синтеза инсулинозависимых белков-транспортеров глюкозы, что приводит к нарушению утилизации этого субстрата инсулинзависимыми тканями.

Разрушение или блокада функций дофаминэргических нейронов среднего мозга при пар­кинсонизме приводит к дефициту дофамина в подкорковых ядрах и инактивации дофаминзависимых автоматизмов регуляции движений.

Нехватка или отсутствие иммуноглобулинов сопровождает В-клеточные и смешанные иммунодефициты.

Примером болезни, вызванной де­фицитом субстратов, может служить квашиор­кор. Дефицит кальция приводит к нарушению рабо­ты многих внутриклеточных систем, включая сократи­тельные белки, а также меж­клеточные медиаторные системы, функция кото­рых связана с каскадным ограниченным протеолизом (например, система фибринолиза).

Избыток глюкокортикоидов при синдроме Иценко-Кушинга заставляет клетки избрать неадекватные программы метаболической ре­гуляции, что приводит к усилению липогенеза и глюконеогенеза, отрицательному азо­тистому балансу, метаболическому алкалозу и даже вызывает запрограммированную кле­точную гибель посредством апоптоза (в част­ности, в лимфоидных органах).

Избыточный холинэргический нейромедиаторный сигнал при отравлении аконитом (ци­кутой) приводит к расстройству вегетативной, регуляции жизненно важных функций.

Избыточная продукция аутоантител при­водит к аутоаллергическим заболеваниям, хотя в небольших титрах аутоантитела при­сутствуют у абсолютно здоровых людей и уча­ствуют в регуляции клеточного роста и функ­ций.

Избыток ионов калия, создающийся при массивном цитолизе или длительной анурии нарушает программные автоматизмы, связан­ные с работой проводящей системы сердца и ведет к аритмии.

Особый интерес представляет мимикрия клеточных сигналов, когда рецептор, контро­лирующий включение тех или иных программ, стимулируется или блокируется нештатным сигналом, ошибочно принятым клеткой за гор­мональный или медиаторный стимул.

Ситуации, связанные с мимикрией сигналов, как правило, вовлекают иммунную систему и чаще всего речь идет о выработке аутоантител, иммунологически копирующих те или иные гормоны или медиаторы, способных связываться с соответствующими рецептора­ми.

Так,при болезни фон Базедова (диффуз­ный токсический зоб) клетки щитовидной же­лезы усиленно растут и размножаются (гипер­плазия) и усиленно синтезируют тироксин и трийодтиронин (гиперфункция), несмотря на то, что содержание естественного стимулято­ра тиреоцитов — тиреотропного гормона гипо­физа — у подавляющего большинства паци­ентов понижено или нормально. В организме больных вырабатываются антитела против мембранных рецепторов к тиреотропину.Как известно, секреция тиреотропина при наличии в крови достаточных количеств тироксина подавляется, и щитовидная железа перестает на какое-то время вырабатывать тироксин. Что касается антител, то их накопление от содержания тиреоидных гормонов практически не зависит, и избыточная стимуляция железы происхо­дит непрерывно.

При печеночной коме, вследствие наруше­ния метаболизма индоловых соединений в пе­чени, образуется ложный нейромедиатор - октопамин, нарушающий, в качестве фальши­вого сигнала, работу мозга, что ведет к извращению сна и бодрствования, хлопающе­му тремору и другим нарушениям.