Коллектив учёных во главе с физиками Московского университета открыл механизм запрограммированной клеточной смерти тромбоцитов, в результате которой процесс свёртывания крови ускоряется в 1000 – 10000 раз. В прошлом году той же группой исследователей в журнале Molecular BioSystems была опубликована статья о теоретическом механизме митохондриального некроза, в настоящей работе этот процесс был экспериментально доказан.
Тромбоциты — это клетки, содержащиеся в крови и ответственные за остановку кровотечений: они узнают о повреждении кровеносного сосуда и собираются вместе, создавая прочные агрегаты и предотвращая кровопотерю. Этот процесс называется гемостаз (от греч. haimatos — кровь, stasis — остановка).
Способность к слипанию и закупориванию поврежденного участка сосуда тромбоциты получают в результате процесса активации. Учёные считают, что тромбоцит является одной из самых простых клеток в организме человека, и задача всей его жизни — решить, активироваться или нет. Но несмотря на то, что уже хорошо известно, как устроены тромбоциты, ещё остаются вопросы насчет механизмов их функционирования. Работа, ведущим автором которой является профессор кафедры медицинской физики физического факультета МГУ доктор физико-математических наук Михаил Пантелеев, посвящена тому, как происходит процесс активации тромбоцитов.
Существует всего два вида активированных тромбоцитов: простые (агрегирующие) и сверхактивированные (прокоагулянтные). При активации простые агрегирующие тромбоциты не увеличиваются и принимают амёбовидную форму с множеством ножек для лучшего сцепления и могут растекаться по поверхности. Такие тромбоциты формируют основное тело тромба. А сверхактивированные тромбоциты при активации становятся сферическими и увеличиваются в несколько раз (в английской терминологии их называют "balloons" — "воздушные шары"). Они способны укреплять тромб и ускорять реакции свёртывания крови. Но оставался вопрос: как эти клетки при активации делятся на два вида? Коллектив учёных разобрался в важнейшей загадке сигнализации тромбоцитов.
Оказывается, всё дело в митохондриях. Считается, что митохондрии — органеллы, присутствующие во всех без исключения животных (и растительных) клетках, в том числе в тромбоцитах — обеспечивают их энергией за счет окислительно-восстановительных реакций.
"Но похоже, что тромбоцитам митохондрии нужны не столько для получения энергии, сколько для быстрого самоубийства", — рассказывает Михаил Пантелеев.
Учёным удалось показать, как клеточная смерть тромбоцитов (митохондриальный некроз) запускает цепочку процессов, ведущих к переходу тромбоцитов в сверхактивированное состояние. Другими словами, чтобы тромбоциту сверхактивироваться, ему нужно умереть, ведь их предназначение начинается с того момента, как они "умерли". По этой причине тромбоциты ещё называют "клетки-камикадзе".
"Раньше никто не понимал, как тромбоцит принимает решение, в какую популяцию ему идти. Нами расшифрована последовательность событий: как происходит сигнализация в тромбоците и как эта клетка принимает решение о смерти", — говорит Михаил Пантелеев.
Вместе с коллегами из ФНКЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева, Центра теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН и терапевтического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова учёные выяснили, что процесс активации протекает следующим образом. Активаторов у тромбоцита множество, но главные среди них: коллаген, АДФ и тромбил. Тромбоциту приходят разные концентрации активатора, и на них он отвечает разной частотой импульса концентраций кальция в цитоплазме. Это явление носит название кальциевых осцилляций. Митохондрии тромбоцита забирают и накапливают в себе кальций, и когда его концентрация превышает критическую отметку, запускается процесс митохондриального некроза (клеточной смерти) тромбоцитов: происходит выплескивание кальция и активных форм кислорода из митохондрий, цитоскелет клетки разрушается, и тромбоцит сильно увеличивается в объёме. В результате на внешней мембране увеличившегося в размере шарообразного тромбоцита появляется липид фосфатидилсерин, ответственный за быстрое свертывание крови. И всё это происходит молниеносно.
Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Thrombosis and Haemostasis.
