Электролитно-осмотические механизмы повреждения клетки

Классификация.

I. По причине:

Непосредственное (первичное) повреждение клетки возникает в результате прямого действия на клетку факторов: Ф, Б, Х (физические, биологические, химические).

Опосредованное (вторичное) повреждение возникает как следствие первичных нарушений постоянства внутренней среды организма (ги­поксия, ацидоз и алкалоз, гипер- и гипоосмия, гипогликемия и др.).

II. По времени: острое и хроническое. Острое повреждение по форме повреждения делится на преддепрессионную гиперактивность, парциальный некроз и необратимое тотальное повреждение клетки.

III. По степени нарушения внутриклеточного гомеостаза — обратимым и необратимым.

IV. По периоду жизненного цикла, на который приходится повреждение: митотическое и интерфазное.

V. По патогенетическим механизмам:

Насильственное повреждение развивается при прямом действии на исход­но здоровую клетку Ф,Б,Х, интенсивность которых превышает возможности адаптации клетки.

Цитопатический вариант возникает в результате первичного ухудшения, слабости защитно-компенсаторных механизмов клетки, когда она не способна противостоять даже подпороговым воздействиям.

МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ

Условно 7 групп молекулярных механизмов, играющих важную роль в патогенезе повреждения клеток:

энергодефицитные

электролитно-осмотические;

кальциевые;

ацидотические;

протеиновые;

нуклеиновые;

липидные (пероксидное окисление липидов, активация мембранных фосфолипаз, детергентное действие свободных жирных кислот).

Энергодефицитные механизмы повреждения клетки.

Является, как правило, «стартовым» важным механизмом повреждения любой клетки.

Причины развития энергодефицита:

нарушение поступления питательных веществ (субстратная гипоксия например при гипогликемии, голоде);

нарушение транспорта газов крови (циркуляторная, гемическая, респираторная, экзогенные гипоксии);

нарушение синтеза АТФ

нарушение транспорта АТФ

нарушение утилизации АТФ.

Дефицит АТФ в клетке приводит к:

Нарушению механической работы — проявится нарушением сокращения, миграции, экзоцитоза и эндоцитоза, кле­точного деления, движения ресничек, жгутиков.

Нарушению химической работы — биосинтеза веществ. Следст­вием этого является нарушение самообновления и самовоспроизведе­ния клеток, нарушение всех ОСНОВНЫХ форм и направлений синтеза в клетке, активация «запасных» путей метаболизма, например, анаэробного гликолиза, сорбитолового шунта, кетоновых тел.

В клетке избыточно активируется анаэробный гликолиз: дефицит АТФ→увеличение АМФ→активация 6-фосфофруктокиназы и фосфорилазы→анаэробный гликолиз→накопление пирувата и лактата

Нарушению осмотической работы — (см. ниже натрий-калиевый и каль­циевый насосы, натрий-кальциевый и натрий-водородный обменные механизмы.

Блок натрий/калиевой АТФазы и повышение проницаемости поврежденной клетки вызывает увеличение содержания Na⁺ и уменьшение содержания К⁺ в цитоплазме, что приводит к:

потере клет­кой потенциала покоя (эктопические очаги при инфаркте, где формируется разница потенциала);

отсутствию возможности формирования потенциала действия;

отеку наружной мембраны клетки (натрий высоко осмотичен и тянет за собой воду;

осмотическому растяжению внутриклеточных мембран, что повышает их проницаемость, в случае митохондрий это усиливает энергодефицит (синтез АТФ становится невозможным из-за нарушенной целостности мембран митохондрий);

нарушению ионообменных механизмов Ca²⁺ – Na⁺ и H⁺ – Na⁺.

Клинический выход:

при инфаркте миокарда – очаговом повреждении (некрозе) – возникает разница потенциалов на границе между здоровым и ишемизированным миокардом, что создает условия для генерации эктопического возбуждения (экстрасистолы);

ишемия миокарда вызывает повышение порога потенциала покоя, при достижении значения более 50мВ быстрые натриевые каналы инактивируются – развивается блокада проведения;

ишемия головного мозга→дефицит АТФ→нарушение работы Na/K АТФазы→повышение внутриклеточного натрия→отек нейронов→отек головного мозга→вклинение продолговатого мозга→нарушение работы дыхательного и сосудистодвигательного центров→смерть;

Обширный ожог или травма (размозжение)→выход калия из поврежденных клеток→гиперкалиемия→остановка сердца в диастолу.