Главная / Молекулы и клетки / Лизосомы и болезни / Стадии реакции на частицы кремнезема

Стадии реакции на частицы кремнезема

Мы анализировали отдельно каждую стадию, изучая их независимо в культуре ткани. После того как фагоциты в культуре заглатывают частицы кремнезема, они быстро погибают. В то же время если фагоциты захватывают такие же по размеру и форме частицы нетоксичных для них веществ, например частицы алмазной пыли или частицы двуокиси титана, то они продолжают функционировать. Мы выяснили, что в обоих случаях лизосомные ферменты выделяются в вакуоли, содержащие заглоченные частицы, но, в то время как нетоксичные вещества вместе с ферментами остаются внутри лизосом довольно продолжительное время, частицы кремнезема (также вместе с лизосомными ферментами) быстро выходят в цитоплазму (смотрите рисунок ниже).

Фагоцит с недавно захваченными частицами кремнезема

Фагоцит с недавно захваченными частицами кремнезема

На электронной микрофотографии вверху виден фагоцит с недавно захваченными частицами кремнезема (черные шарики), поступившими в фагосомы (X 25 000). Первичные лизосомы свободно плавают в цитоплазме чуть выше фагосомы вверху слева; некоторые уже готовы выпустить ферменты в нижнюю фагосому. На микрофотографии, сделанной через 18 час после поглощения кремнезема (внизу), видно, что лизосомные мембраны повреждены. Кремнезем проник в цитоплазму, которая уже захвачена процессом разрушения.

По-видимому, решающую роль здесь играет способность частиц кремнезема легко вступать в реакцию с лизосомными и другими мембранными системами. Для того чтобы подтвердить это предположение, мы вводили в суспензию эритроцитов частицы разных материалов одинаковой формы и с одинаковой площадью поверхности. Под действием разного рода частиц кристаллического кремнезема эритроциты разрушались; в то же время частицы, которые не вызывали повреждения фагоцитов и не приводили к развитию фиброза у подопытных животных, никогда не разрушали эритроцитов. То же относится и к частицам нетоксичных веществ.

Реакционная способность частиц кремнезема, по-видимому, обусловлена тем, что на их поверхности образуется кремневая кислота. Эта кислота необычна в том отношении, что ее гидроксильные группы способны к образованию сильных водородных связей с подходящими акцепторными молекулами, в том числе с некоторыми функциональными группами фосфолипидов и белков — составных компонентов клеточных мембран.

Образование таких водородных связей может служить достаточной причиной для разрыва лизосомных мембран (а также мембран эритроцитов). Эту гипотезу подкрепляют наблюдения, сделанные несколько лет назад Г. Шлипкётером и его сотрудниками. Они обнаружили, что поливинилпиридин — N — оксид защищает клетки от токсического действия кремнезема. Этот полимер поступает в лизосомы вместе с частицами кремнезема.

«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка

Популярные статьи раздела