Митохондриальные механизмы апоптоза

Митохондрии – это очень «странные» клеточные органеллы. Например, они обладают собственным, хоть и очень «маломощным» генетическим аппаратом, они – основные донаторы энергии для нужд клетки, но они же и несут в себе факторы клеточной гибели.

Существуют несколько механизмов участия митохондрий в реализации клеточной гибели. Интересно то, что все они включаются как механизмы программированной клеточной смерти, но одни из них являются истинным апоптозом, а другие могут завершаться некробиозом и некрозом клетки (Рис. 3).

Рис. 3. Митохондриальный механизм апоптоза и некроза клетки

Запуск всех процессов начинается с того, что факторы индуцирования апоптоза (в частности, белок р53) блокируют действие антиапоптозного белка Bcl-2, встроенного в мембрану митохондрий и способствуют открытию пор (каналов) в митохондриальной мембране и ее частичное повреждение, что, в свою очередь, обеспечивает выход в протоплазму цитохрома С и белка – фактора индуцирования апоптоза (AIF). И цитохром С, и AIF являются активаторами прокаспаз, которые включают завершающий механизм апоптоза через каскад «казнящих каспаз».

Повреждение мембран митохондрий помимо вышеописанного процесса освобождает из межмембранного пространства некий термолабильный фактор, обеспечивающий превращение ксантиндегидрогеназы в ксантиноксидазу. Ксантиноксидаза катализирует превращение гипоксантина в ксантин и, далее, в мочевую кислоту. При этом в качестве побочных продуктов образуется значительное количество активных форм кислорода (например, Н₂О₂ и другие), которые разрушают митохондрии, нарушают электронный транспорт, процесс окислительного фосфорилирования и резко снижают выработку АТФ. Как известно, именно такие повреждения митохондрий способны ввергнуть клетку в процесс некробиоза и последующего некроза.

1.