Полиция, армия и паспорт для клеток в человеческом организме | БиоЛогика

Полиция, армия и паспорт для клеток в человеческом организме

У многоклеточных организмов, в отличие от более простых живых существ, есть потребность в уничтожении "вредных" клеток. Систем, которые используются для этого в организме, много, и если какие-то из них "ломаются", возникают онкологические заболевания. Но как это работает в норме?

Почти все клетки в организме млекопитающих обязаны "отчитываться" перед иммунной системой о своей работе: на поверхности клеток имеется специальный комплекс, который демонстрирует T-клеткам иммунной системы белки, которые есть в клетке. Если что-то не так, T-киллеры убивают клетку, как предателя. Можно сказать, что T-киллеры — это инспекторы полиции, которые занимаются расследованием и вычисляют преступников.

Если же клетка вообще не хочет ничего показывать (например, из-за мутации в самом комплексе, который занимается демонстрацией), её убивают натуральные киллеры - другие клетки иммунной системы, который проверяют наличие данного комплекса. То есть, натуральные киллеры — это просто вояки, которые не разбираются в документах и уликах: если клетка отказывается сотрудничать со следствием, не отвечает ни на какие вопросы и не показывает документы, её убивают.

"Демонстрирующий комплекс", который клетки предъявляют иммунной системе, называют главным комплексом гистосовместимости, или MHC (major histocompatibility complex). Он получил такое название, так как при пересадке органов этот комплекс у донора и реципиента должен быть одинаков, чтобы иммунная система донора не уничтожила пересаживаемый орган, то есть люди должны быть совместимы по MHC. Обобщая, этот комплекс — паспорт для клеток, который они должны предъявить иммунитету по требованию инспекторов. Если этого не происходит или с в паспорте какие-то проблемы — жестокая, но эффективная система убивает незаконопослушную клетку.

Кроме внешних инспекторов, у клеток есть внутренний "самоконтроль" — системы апоптоза: когда клетка понимает, что работает неправильно, она совершает самоубийство. Но как клетки могут понять, что какие-то процессы идут не по плану, как обнаружить проблему?

Некоторые из систем апоптоза связаны с митохондриями: если главная энергетическая станция клетки функционирует плохо, значит, скорее всего, что-то не так. В норме митохондрия, в буквальном смысле, как батарейка, имеет разность электрических потенциалов на мембране — за счет постоянного создания этого потенциала и вырабатывается энергия. Но когда потенциал уменьшается, белки на мембране митохондрий VDAC и ANT изменяют конформацию, образуя ионный канал, который ведет внутрь энергетической станции. В итоге митохондрия набухает и обе её мембраны разрушаются (также как картошка в известном опыте набухает в дистиллированной воде).

Из межмембранного пространства митохондрий выходят различные белки, которые вызывают апоптоз или некроз клетки, среди них важен цитохром C. Кстати, этот же цитохром C в норме функционирует как часть митохондриальной "батарейки", перенося электроны по электронно-транспортной цепи митохондрий.

Еще один способ активации апоптоза через цитохром C - белки Bax и Bak наружной мембраны митохондрий. В результате сложной регуляции они также могут образовывать канал, правда, только во внешней мембране — через него цитохром C выходит из межмембранного пространства и аналогичным запускает апоптоз.

Интересна ли тем апоптоза? Делитесь этой статьей, и если она наберет много просмотров, мы выпустим подробный разбор того, как именно происходит апоптоз, после того, как он запустился — там ещё много интересного :)