Тромбоциты – это маленькие безъядерные клетки крови, которые останавливают кровотечение. Они обнаруживают повреждение кровеносных сосудов и агглютинируют, создавая агрегаты и останавливая кровопотерю. Этот процесс называется гемостазом. Тромбоциты агрегируют и закупоривают рану при активации. Ученые считают тромбоциты одной из простейших клеток человеческого тела, потому что цель их жизни – решить, активировать или нет. Но несмотря на эту относительную простоту, остаются многочисленные вопросы о механизмах его функционирования. Михаил Пантелеев из МГУ им. М.В. Ломоносова провел недавнее исследование активации тромбоцитов, результаты которого опубликованы в Журнале тромбоза и гемостаза.
Есть два вида активированных тромбоцитов: "обычный" тромбоциты (способные к агрегации) и "сверхактивный" тромбоциты (прокоагулянт тромбоцитов, способный ускорять коагуляцию). При активации агрегирующие тромбоциты меняют свою форму с дискоидной на амебоидную с множеством "ноги" (филоподии), которые улучшают взаимодействие и способствуют распространению по поверхности. Эти тромбоциты образуют основную часть тромба тромбоцитов. Суперактивированные тромбоциты становятся сферическими и увеличенными (их также называют «воздушными шарами»). Они способны усиливать сгустки и ускорять реакцию свертывания крови. Одна из загадок в области гемостаза и тромбоза заключается в том, как эти клетки делятся на две популяции при активации. От чего зависит судьба тромбоцитов? Команда ученых разгадала важную загадку передачи сигналов тромбоцитов.
Центральным игроком в этом решении оказались митохондрии. Считается, что митохондрии – органеллы, присутствующие почти во всех клетках животных (и растений), включая тромбоциты, – обеспечивают их энергией за счет окислительно-восстановительных реакций.
"Но похоже, что тромбоцитам митохондрии нужны не только для получения энергии, а то и вовсе не для энергии, а для быстрого самоубийства," говорит Михаил Пантелеев.
Ученые продемонстрировали, как запрограммированная смерть тромбоцитов (некроз митохондрий) следует за цепочкой процессов, ведущих к переходу тромбоцитов в сверхактивное состояние. Другими словами, чтобы стать сверхактивным, тромбоцит должен умереть. По этой причине тромбоциты еще называют "клетки камикадзе."
"Ранее было неясно, как тромбоциты принимают решение стать определенным типом. Мы расшифровали последовательность событий – как сигнал проявляется в тромбоцитах и как клетка решает умереть," Михаил Пантелеев говорит.
Исследователи обнаружили, что процесс активации выглядит следующим образом: тромбоцит имеет много активаторов, но главными из них являются коллаген, АДФ и тромбин. Тромбоциты обнаруживают разные концентрации активатора и реагируют на импульсы кальция в цитоплазме с различной частотой. Это явление называется кальциевой осцилляцией. Митохондрии тромбоцитов поглощают и накапливают кальций, и когда его концентрация превышает критический уровень, начинается процесс некроза митохондрий (редкая версия запрограммированной гибели клеток). Кальций и активные формы кислорода высвобождаются из митохондрий, АТФазы начинают разрушать АТФ вместо его синтеза, цитоскелет клетки разрушается, и размер тромбоцитов значительно увеличивается. В результате липид, называемый фосфатидилсерином, появляется на внешней мембране увеличенного сферического тромбоцита, который отвечает за быстрое свертывание крови. И все это происходит в считанные секунды.
В прошлом году та же группа исследователей опубликовала статью о теоретическом механизме митохондриального некроза в журнале Molecular BioSystems, и в настоящей статье этот процесс был экспериментально доказан.
Кроме того, к публикации была принята еще одна статья Михаила Пантелеева и его коллег с физического факультета и факультета фундаментальной медицины МГУ ("Понимание системной биологии смысла передачи сигналов тромбина с двойным рецептором тромбоцитов"). В отчете ученые объясняют, что один и тот же активатор влияет на два рецептора тромбоцитов для достижения максимальной чувствительности.