Перестройка обменных процессов при патологии

Обмен веществ слагается из множества одновременно протекающих реакций, среди которых можно выделить два важнейших противоположно направленных процесса: анаболизм и катаболизм - синтез и деструкция. Одной из изученных функций катаболизма является сигнальная функция. Известно, что особенности структуры нуклеиновых кислот, белков и некоторых поли- и олигосахаридов (в том числе входящих в состав гликопротеидов и гликолипидов) используются в клетках для хранения, передачи и реализации информации. В процессе деградации биополимеров происходит постепенное уменьшение заключенного в этих молекулах объема информации. Во-первых, частичная деградация предобразованных молекул является широко распространенным способом формирования функциональных молекул нуклеиновых кислот и белков в реакциях соответственно посттранскрипционного процессинга РНК и посттрансляционной модификации белков. Во-вторых, некоторые олигонуклеотиды, олигопептиды и олигосахариды являющиеся продуктами катаболизма соответствующих полимеров обладав свойствами гормонов или активаторов и ингибиторов различных процессов метаболизма и в конечном итоге оказывают влияние на рост и морфогенез растений, иными словами на процессы анаболизма. Особенно сильная активация катаболизма наблюдается при начинающемся стрессе. Известно, что ответная реакция растений на действие эколого-климатических (физических) и антропогенных (преимущественно химических), а также биогенных стрессоров включает несколько стадий: 1) тревоги- резкое усиление процессов катаболизма липидов и биополимеров. Быстрое повышение концентрации субстратов для синтезов и обеспечение их макроэргическими соединениями и восстановителем создают условия для замещения одних распадающихся форм биополимеров и липидов другими. Это есть сигналы тревоги, приводящие в действие сложную систему настройки клеток и организма в целом на экстремальные условия существования. Одним из компонентов этой системы настройки является усиление синтеза специфических (шоковых) соединений, способствующих повышению устойчивости клеток. В случае действия патогенов может наблюдаться, наоборот, сильное повышение чувствительности клеток вокруг места внедрения патогена и их гибель, но это повышает устойчивость организма, так как создает препятствия для дальнейшего распространения инфекции Все эти изменения рассматриваются как основа последующих восстановительных процессов, которые можно отнести к стадии адаптации. 2) адаптация – восстановление гомеостаза, устранение неспецифических изменений в обмене веществ. Перестройка метаболизма инфицированных растений, приводящей к нарастанию устойчивости к патогену 3) угнетение – преобладание процессов катаболизма над синтезом. Первый этап взаимодействия патоген \ орган растения-хозяина - конформационное узнавание поверхностей органов и клеток патогена и хозяина. Второй - экскреция клетками патогенных бактерий и грибов ферментов, гидролизующих биополимеры и липиды покровных тканей растения-хозяина, разрыхляющих их и обеспечивающих более интенсивное проникновение патогена в ткани хозяина и обильное питание, необходимое для развития патогена. Третий - образование в ходе деградации биополимеров и липидов различных физиологически активных промежуточных продуктов - элиситоров, выполняющих роль сигнальных веществ - стимуляторов ответной реакции клеток хозяина. Элиситоры непосредственно или с помощью посредников влияют на генетический аппарат клеток хозяина, вызывая (четвертый этап) синтез веществ, способствующих или повышению устойчивости к патогену, или вызывающих сверхчувствительность и гибель клеток, но тем самым создающих механический барьер, препятствующий распространению инфекции по тканям растения. Промежуточные продукты катаболизма клеток хозяина могут выступать и в роли эффекторов метаболизма и развития патогенна. В результате действия экстремальных условий, изоляции или отмирания растительных или животных тканей образуются вещества, способные действовать на здоровые клетки и ткани, их рост и развитие, устойчивость. Многие из этих физиологически активных продуктов найдут применение в сельском хозяйстве, медицине и биотехнологии как активаторы или ингибиторы в качестве самостоятельных препаратов или в комплексе с другими, уже применяющимися соединениями