Руйнування власних мітохондрій допомагає тромбоцитам у тисячі разів прискорити реакцію згортання крові.
Тромбоцити потрібні для того, щоб зупиняти кровотечу - злипаючись разом, вони утворюють своєрідну «затичку» в місці пошкодження кровоносної судини.
Цей процес називається гемостаз (від греч. haimatos - кров, stasis - зупинка), і, крім тромбоцитарного механізму, у гемостаза є інша форма, за участю білкових факторів згортання крові - в результаті складного ланцюжка реакцій у проблемному місці виникає міцна білкова мережа, що затримує кровотік.
Обидві форми гемостазу взаємопов'язані: білки згортання крові враховують стан тромбоцитів, і, якщо тромбоцити сигналізують про якісь проблеми, про те, що кровоносна посудина пошкоджена, реакція згортання прискорюється.
Хоча зараз вже багато відомо і про пристрій тромбоцитів, і про складну послідовність реакцій згортання, дослідники досі продовжують відкривати важливі деталі гемостазу. Очевидно, що для того, щоб тромбоцити почали формувати тромб, їх потрібно активувати.
Активованих тромбоцитів є два види: прості (агрегуючі) і надактивовані (прокоагулянтні). Прості агрегуючі тромбоцити частково схожі на амби - вони утворюють випинання мембрани, схожі на ніжки, які допомагають їм краще зчеплятися один з одним, і стають більш плоскими, як би розтікаючись по поверхні. Такі клітини формують основне тіло тромбу.
Надактивовані тромбоцити поводяться інакше: вони стають сферичними і збільшуються в кілька разів, стаючи схожими на повітряні кульки. Вони не просто зміцнюють тромб, але й стимулюють реакцію згортання, чому їх і називають протокоагулянтними. Але як одні тромбоцити стають простими, а інші - надактивованими?
Автори статті в Journal of Thrombosis and Haemostasis кажуть, що тут вся справа в мітохондріях. Як ми знаємо, мітохондрії - це силові станції клітини, де за допомогою кисню відбувається вироблення і запасання енергії в тій формі, яка годиться для вживання у внутрішньоклітинних молекулярно-біохімічних процесах. Однак, за словами Михайла Пантелєєва, професора кафедри медичної фізики фізичного факультету МДУ та провідного автора вищезгаданої статті, тромбоцитам мітохондрії потрібні не стільки для отримання енергії, скільки для швидкого самогубства, в результаті якого вони і набувають надактивованої форми.
Мова йде про мітохондріальний некроз - особливу форму клітинної смерті, модель якої Пантелєєв з колегами описали в недавній статті в Molecular BceSystems; тепер же цей механізм вдалося показати експериментально. Суть його в тому, що мітохондрії вбирають в себе кальцій, і в якийсь момент, коли кальцію стає занадто багато, мітохондрії руйнуються, виплескуючи в цитоплазму і кальцій, і активні форми кисню - побічний продукт реакцій отримання енергії, які володіють високою окислювальною активністю. У результаті в тромбоциті розпадається внутрішньоклітинний білковий скелет, і клітина сильно збільшується в об'ємі, перетворюючись на кулю.
У такому шароподібному тромбоциті активуються ферменти, які перегруповують особливі ліпідні молекули в клітинній мембрані, в результаті чого на її зовнішню сторону прилипають фактори згортання крові. На модифіковану мембрану надактивованих тромбоцитів прилипають ферменти згортання, які теж у свою чергу активуються, так що реакція згортання прискорюється в 1000 - 10 000 разів.
Але через що мітохондрії виявляються насичені кальцієм? Через молекул-активаторів, які взаємодіють з тромбоцитом, повідомляючи йому, що сталося пошкодження судини. До таких активаторів належить аденозиндифосфат (АДФ), сполучний білок колаген і тромбін, один з факторів згортання. Всі троє, взаємодіючи з тромбоцитом, викликають коливання кальцію в цитоплазмі. Коли концентрація активаторів доходить до певного рівня, кальцієві коливання запускають руйнування мітохондрій, і далі все відбувається так, як ми тільки що описали.
Практичні аспекти отриманих результатів очевидні кожному: чим більше подробиць ми дізнаємося про згортання крові, тим швидше ми навчимося керувати цим процесом, прискорюючи або уповільнюючи його відповідно до медичних показань.