2015-07-21
2465
В условиях целостного организма первичное действие повреждающего фактора на клетки-мишени сопровождается изменениями и в других клетках. Эти изменения обусловлены нарушением функционирования клеток-мишеней и называются опосредованными, вторичными.
Опосредованные повреждения реализуются через:
1. систему медиаторов
2. нарушения циркуляции оксигенированной крови в малом и большом круге кровообращения
3. нарушения нейрогуморальной регуляции
4. изменения иммунного статуса
5. изменения параметров жестких констант гомеостаза
При более сильном или более длительном воздействии повреждающего фактора имеет место также нарушение функций клеток. Изменения, наблюдаемые при этом в клетке, напоминают изменения в погибших клетках, но они обратимы. Такое состояние клеток называется паранекрозом. Оно выражается в помутнении цитоплазмы, вакуолизации, появлении грубодисперсных осадков, увеличении проникновения в клетки различных красителей. Если часть клеток в ткани погибла окончательно, а другие продолжают функционировать, то такое состояние «между жизнью и смертью» - некробиоз (парабиоз). При парабиозе нарушаются биоритмы клетки и происходит последовательная смена фаз:
1) провизорная фаза – когда и сильное, и слабое раздражение вызывает одинаковый эффект;
2) парадоксальная фаза – когда ответ будет на слабые и не будет на сильные раздражения;
3) тормозящая фаза – когда любой раздражитель вызывает лишь один эффект – углубление состояния торможения.
Паранекроз → парабиоз → некроз (апоптоз)
Некроз – патологический процесс, возникающий в результате воздействия на организм патогенного агента. То есть наблюдается при патологии.
Апоптоз (apo - разделение, ptosis - падение)– в нормальных условиях это вполне физиологический процесс. Это программированная клеточная гибель. Это особый тип гибели клеток, процесс их генетически запрограммированного саморазрушения, принципиально отличный от некроза. Апоптоз – фундаментальное явление клеточной биологии. Он являет собой механизм негативной селекции отживших или ненужных клеток путем их «самоубийства».
Отличие апоптоза от некроза.
| Параметр | Апоптоз | Некроз |
| Ядро | Кариопикноз, конденсация, фрагментация ядра лепесткового типа. Морфологически оно сохраняется. | Исключительно кариолизис. |
| Мембрана | Сохраняет целостность. | Раннее разрушение. |
| Органеллы | Интактные. | Набухание и разрушение. |
| Биосинтез | Активация генов, эндонуклеаз, синтез РНК и белка. | Экспрессия генов не меняется. |
| Расщепление хромосом | Идет с образованием регулярных нуклеосомных фрагментов. Электрофореграмма лестничного типа. | Беспорядочный распад ДНК. Электрофореграмма диффузного типа. |
| Апоптозные тела | Распад клетки на компактные, окруженные клеточной мембраной, фрагменты. | Беспорядочный распад клетки. |
| Причины | Эндогенные – генетически программируемая гибель клеток. | Экзогенные – физические, химические, биологические факторы. |
| Биолого-физиологическая сущность | Физиологический процесс гибели клеток. Своеобразный механизм регуляции гомеостаза. | Патологический процесс. Нарушение гомеостаза. |
При нарушении апоптоза наблюдаются две группы заболеваний:
1. Заболевания, связанные с ингибированием апоптоза:
· Опухоли
· Аутоиммунные болезни
· Вирусные инфекции (аденовирусные инфекции)
· Заболевания, протекающие с гиперэозинофильным синдромом
Способность опухоли к безудержному росту, так как в процессе становления роста под воздействием совокупности факторов злокачественные клетки опухоли приобретают свойство иммартенизации. Этот процесс прямо противоположен апоптозу. Иммартенизация – приобретание тканью бессмертия.
2. Заболевания, связанные с усилением апоптоза:
· Нейродегенеративные заболевания
· Болезни крови (апластическая анемия)
· Ишемические повреждения (инфаркт миокарда, инсульт)
· Токсические повреждения
· Заболевания почек
Апоптоз зависит от питания клетки, ее иннервации, от наличия в клетке токсических веществ и метаболитов. Если наблюдается недостаток питания и иннервации, но избыток метаболитов и токсических веществ, то апоптоз резко усиливается, клетка быстро стареет и погибает. Например, нейродегенеративные заболевания обусловлены недостатком иннервации, болезни крови – недостаточностью питательных веществ. Интоксикация печени и почек приводит к усилению апоптоза всех клеток организма. Уремический синдром – самоотравление организма, накопление веществ в крови, разнос их по всему организму и, как результат, патоморфологические изменения во всех органах. Переход апоптоза в некроз является патологией.
Патологии структуры клетки и ее отдельных компонентов.
Каждая клетка – это многокомпонентная система и в ответ на повреждение клетка реагирует как единое целое. Тем не менее, могут преобладать изменения структуры и функции ее отдельных компонентов.
Повреждение плазматической мембраны.
Плазматические мембраны окружают клетку, отделяя ее от других образований.
Патогенные факторы меняют структуру и основные функции мембран: рецепторную, барьерную, контактную, транспортную, ферментативную.
Все эти повреждения чреваты для клетки. Наиболее важны нарушения активности транспортной функции (К-Na насос). В результате его поражения мембраны выключаются из функционирования. В результате чего мы будем наблюдать задержку в клетках метаболитов, токсических веществ, продуктов обмена. Задерживающиеся вещества реагируют между собой, образуя токсические соединения. В итоге происходит метаболический «взрыв» (метаболический коллапс). В результате отказа работы насосов, из клетки удаляется мало токсинов, они накапливаются, и в результате метаболиты проникают в цитоплазму и отравляют все мембраны и органеллы. В итоге метаболиты и токсины входят в метаболический цикл, извращают его, что приводит к метаболическому коллапсу. Становится невозможен биосинтез, выработка энергии, в результате клетка гибнет.
Повреждение митохондрий.
Митохондрии при любой патологии повреждаются чаще всего и тяжелее всего. Митохондрии – это крупные ферментные и обменные фабрики, вырабатывающие энергию для клетки. Повреждение любого компонента митохондрии приводит к энергетическому коллапсу. Один из важнейших признаков повреждения органелл – их набухание. Набухание митохондрий является весьма важным признаком их повреждения.
Пассивное набухание наблюдается редко, в отсутствие источников энергии (субстраты дыхания и кислород, АТФ), происходит только под действием агентов, которые увеличивают проницаемость мембран и митохондрий одновременно для катионов и анионов. К таким агентам относятся ионы тяжелых Ме. Попадая в организм, они диссоциируют на положительные и отрицательные ионы. Положительные ионы проявляют особую активность. Они взаимодействуют с белковыми структурами, липополисахаридными комплексами мембран, в результате чего происходит мощное повреждение органелл. В мембране образуются отверстия для проникновения катионов и анионов. Они взаимодействуют с образованием солей натрия, кальция, калия. Эти соединения весьма гидрофильны. Они резко повышают осмотическое давление внутри органелл, а для выравнивания давления в органеллу поступает вода, что приводит к набуханию органеллы.
Значительно чаще в условиях живой клетки имеет место иной тип набухания – активное набухание, связанное с работой цепи переноса электронов у частично поврежденных митохондрий. Всякое повреждение митохондрий сопровождается прежде всего повышением проницаемости внутренней мембраны для катионов. Они активно проникают внутрь. Образовавшийся вначале в матриксе отрицательный заряд патологически устойчив и блюдет свое постоянство. Это патологическая система. Для существования патологической системы надо выровнять дисбалланс. Под действием разности потенциалов ионы К+ из клетки переносятся через мембрану внутрь митохондрий. Вслед за калием идут анионы, в первую очередь фосфат. Активное накопление фосфата калия в матриксе, образование фосфатов (гидрофильных соединений), повышение осмотического давления сопровождается входом в матрикс воды и набуханием митохондрий.
Повреждение эндоплазматического ретикулума.
Повреждения выражаются в набухании ретикулума, изменении формы его мембран. Ретикулум может распадаться на более или менее мелкие гранулы (дегрануляция ретикулума). В результате повреждения может происходить увеличение его петель и образование относительно крупных вакуолей. В эндоплазматической сети при таких поражениях резко снижается число рибосом. Изменения структуры и функции эндоплазматического ретикулума может привести к дистрофическим изменениям в клетках, замедлению или прекращению дезинтоксикационной функции, уменьшению секреции эндокринных желез, торможению нервных импульсов. При поражении в клетке возможно накопление в сети патогенных веществ, метаболитов, аморфных масс. Все это ведет к «заболачиванию» клетки.
Повреждение рибосом.
Повреждение рибосом сочетается с повреждением эндоплазматической сети. При этом нарушается синтез белка, распадаются полисомы.
Повреждение лизосом.
В своем составе лизосомы содержат множество ферментов и биологически активных веществ, влияющих на ферментативный цикл, катализируя его. В лизосомах содержатся протеазы, нуклеазы, вещества, расщепляющие углеводы и жиры, вещества, ускоряющие процессы. При повреждении содержимое лизосом освобождается в цитоплазму клетки и вызывает повреждение субклеточных структур и ферментов цитоплазмы. Повреждение лизосом – важнейшее звено в развитии шоковой реакции, оно может привести клетку к гибели. Лизосомы участвуют в аутолизе клеток, являясь «могильщиками» организма, играют важную роль во внутриутробном развитии организма. При повреждении лизосом у беременной матки, плод рождается с врожденными уродствами.
Повреждение аппарата Гольджи.
При повреждении аппарата Гольджи изменения касаются гиперплазии и гипертрофии пластинчатого комплекса и сопровождаются повышением секреторной функции – образование гранул и вакуолей. Таким образом, повреждение аппарата Гольджи усугубляет заболачивание клетки.
Повреждение ядра.
Характеризуется:
1) Полиплоидия – кратное повышение в ядре числа хромосом, увеличение его размеров. Причины – репаративная регенерация, опухолевый рост, гипертрофия.
2) Анеуплодия – процесс обратный полиплоидии. Наблюдается у мутантных клеток, при развитии злокачественных новообразований.
3) Нарушение процессов транспортировки веществ в ядро.
4) Токсическое набухание ядра.
5) Гиперхроматоз.
6) Полиморфизм. Наблюдается при дистрофических процессах, воспалении, новообразованиях.
Повреждение цитоплазмы.
Характеризуется изменением содержания жидкости в гиалоплазме, ее электролитического состава, коагуляцией и протеолизом белка.
