Патологическая физиология клетки

Атрофия пластинчатого комплекса обусловлена деструкцией и набуханием мембран, прекращением секреторной деятельности, торможением образования гранул и вакуолей. Причины редукции компонентов комплекса - токсикозы, алиментарная недостаточность, дистрофия и некрозы.

Повреждение ядра. Ядро - обязательный компонент клетки, хранитель генетической информации, с помощью которой она управляет синтезом белка, морфологическими и физиологическими процессами. Влияние патогенных факторов на клетку сопровождается некоторыми типическими структурными и функциональными изменениями ядра.

Репаративная регенерация, опухолевый рост, гипертрофия сочетаются с полиплоидией - кратным повышением в ядре числа хромосом, увеличением его размеров. Уменьшение - анеуплодию выявляют у мутантных клеток, при развитии злокачественных новообразований. Нарушение процессов транспортировки веществ через плазматическую мембрану клетки сочетается с дисфункциональным, токсическим набуханием ядра, а гиперхроматоз его стенки свидетельствует о тяжелых расстройствах синтеза белка с летальными для клетки последствиями.

При дистрофических процессах, воспалении, новообразованиях наблюдают полиморфизм ядер, их деформацию цитоплазматическими включениями или выпячиванием в цитоплазму. Патология может сопровождаться многоядерностью, образующейся при слиянии клеток. В период митотического деления ядра особенно чувствительны к токсинам разного происхождения, проникающей радиации, вирусной инфекции.

Под воздействием патогена возникают нарушения в генетическом аппарате как соматических, так и половых клеток. Повреждение аутосом может привести к появлению клона опухолевых клеток. Повреждение половых хромосом сопровождается появлением болезней генной или хромосомной природы. Они могут возникнуть в период гистогенеза или органогенеза, вызывая либо гибель плода, либо рождение неполноценного потомства (уродства).

Нарушения, возникающие в процессе митоза, могут проявляться в виде разрыва хромосом, аберрации (изменение структуры), изменения их числа. Так, при патологии митоза обнаруживают недостаток одной пары хромосом (моносомия), появление добавочной хромосомы (трисомия), выпадение участка хромосомы (делеция), обмен сегментами между хромосомами (транслокация).

В ядре могут обнаруживаться необычные тельца-включения, особенно при вирусной инфекции, связанной с вторжением вируса в геном клетки. Тельца-включения могут быть и результатом повреждения ядерной оболочки, когда внутрь ядра проникают синтезированные в гиалоплазме белки, липиды, гликоген, их многочисленные комплексы.

В случае необратимости изменений разных структур ядра последовательно развиваются явления кариопикноза (сморщивания), кариорексиса (распада ядра) и кариолизиса (растворения), несовместимых с жизнью клетки.

Повреждение гиалоплазмы (цитоплазмы). Это высокоупорядоченная многофазная внутриклеточная коллоидная система с находящимися в ней органоидами. В гиалоплазме осуществляются все процессы клеточного метаболизма, за исключением синтеза нуклеиновых кислот, происходящего в ядре клетки. Под контролем ядра она способна к росту и воспроизведению, регенерации после повреждения.

Повреждающие факторы, действующие на клетку, приводят к изменениям содержания жидкости в гиалоплазме, ее электролитного состава, коагуляции или протеолизу белка, изменениям активности многочисленных ферментных систем. Ток жидкости из окружающих тканей в клетку усилен при повышенной проницаемости плазматической мембраны, подавлении функции клеточных насосов. Выход из клеток ионов К, их замещение ионами Na, С, Са повышает внутриклеточное осмотическое давление. Клетка поглощает воду, набухает, определяя развитие отека. В других случаях, если организм обезвоживается, клетка теряет воду. Обезвоживание может наступить в результате инфекционных заболеваний (вирусный энтерит телят), при лихорадке, водном голодании, токсикозах, сопровождающихся диареей. Дегидратация клеток резко снижает их функциональную активность, особенно функцию секреторных клеток. Уменьшение тока жидкости в клетку и из нее ведет к аутоинтоксикации, накоплению продуктов метаболизма, гибели органоидов.

Повреждение клеток независимо от вызвавшей его причины (физической, химической, биологической) сопровождается накоплением в гиалоплазме недоокисленных продуктов - ацидозом. Ацидоз определяется повреждением органоидов, продуцирующих и накапливающих ферменты. Повышается проницаемость лизосомальных мембран, мембран митохондрий, пластинчатого комплекса, пероксисом, что приводит к освобождению ферментов, лизирующих белки, жиры, углеводы, и накоплению в цитоплазме недоокисленных продуктов обмена. Показатель кислотности (рН) падает до 6 и ниже. Гипоксия клеток, сопровождаемая усилением анаэробного гликолиза, также приводит к повышению концентрации в цитоплазме молочной и пировиноградной кислот. Вторичный ацидоз в отличие от первичного развивается несколько часов спустя после повреждения.

Повреждение цитоскелета. Цитоскелет представляет собой совокупность филоментов и микротрубочек, формирующих опорно-двигательную систему клетки, ее форму и перемещение внутриклеточных структур. Повреждение нитеподобных фибриллярных белковых структур (филоментов) может привести к дискинезии выводных протоков, снижению сократительной способности мышц, ресничек мерцательного эпителия дыхательных путей, торможению двигательной функции спермиев, фагоцитов. Повреждение системы микротрубочек может сопровождаться нарушением перемещения жидкостей, гранул в сложных внутриклеточных системах.

3. Общие реакции организма на повреждение клеток
1. Шок

Шок - остро развивающийся патологический процесс, возникающий под влиянием сверхсильного раздражителя, характеризующийся нарушением состояния центральной нервной системы, регуляции микроциркуляторного русла, проявляющийся тяжелыми расстройствами жизнедеятельности животного организма.

Несмотря на многообразие этиологических факторов, в основе шока лежит единый, последовательно реализуемый механизм. На ранних стадиях шока проявляются некоторые специфические особенности действия раздражителя на организм, но последующие реакции стереотипны.

По этиологии выделяют следующие виды шока:

• травматический, обусловленный чрезмерной, преимущественно болевой, импульсацией;
• ожоговый, вызываемый патологической афферентной импульсацией и аутоинтоксикацией; геморрагический, возникающий вследствие гиповолемии и гипоксии;
• антигенный (токсико-инфекционный), в основе которого лежат бактериальные экзо- и эндотоксины;
• кардиогенный, обязанный резкому падению сократительной функции миокарда;
• анафилактический, возникающий под влиянием цитотоксических комплексов антиген-антитело;
• гемотрансфузионный, возникающий вследствие переливания несовместимой крови.

Травматический шок. У животных чаще всего шок развивается при обширных тяжелых механических повреждениях тканей. Проявлению шока способствуют кровопотеря, перегревание и переохлаждение, гиповитаминозы, голодание, переутомление. Развивается шок в две стадии: возбуждения-эректильную и тормозную-торпидную.

Эректильная стадия быстротечна, начинается сразу после нанесения травматического повреждения. В этой стадии сохраняется реакция животных на условные и безусловные раздражители. Возбуждение проявляется общим беспокойством, некоординированными движениями, изданием соответствующих виду животного звуков (лай, мычание), частыми позывами к мочеиспусканию, дефекации. Реакция на свет повышена, зрачки расширены. Дыхание учащенное, поверхностное. Температура тела (ректальная) повышена, иногда значительно. Активизируются симпатико-адреналовая и гипофизарно-надпочечниковая системы. В кровь поступает избыточное количество катехоламинов и кортикостероидов. Тахикардия сочетается с гипертензией. Сосуды кожи, органов брюшной полости сокращены, кровоток резко уменьшен. Сердце же и головной мозг, снабжаемые сосудами, не имеющими адренорецепторов, от усиления симпатико-адреналовых влияний не страдают. Они обеспечиваются оксигенированной кровью в достаточном количестве.

Эректильная стадия продолжается от нескольких минут до 1 ч и может завершиться восстановлением функции или перейти во вторую, более тяжелую стадию - торпидную.

Торпидная стадия более продолжительна, характеризуется тем, что животные, особенно крупные (лошади, коровы), лежат, иногда в боковом положении, безучастны, слабо или вовсе не реагируют на окружение. Рефлекторные реакции на раздражение болевых, тактильных рецепторов ослаблены. Слизистые оболочки цианотичны. Ударный и минутный объемы сердца уменьшены. Пульс нитевидный, прощупывается слабо. Артериальное давление снижено до минимальных величин. Развиваются гипоксемия и гипоксия. Поврежденные клетки начинают выбрасывать вазоактивные амины - гистамин, серотонин, полипептиды. Кровеносные сосуды расширяются, повышается проницаемость гистогематических барьеров. Снижается капиллярный кровоток, усиливается шунтовой кровоток, минующий капиллярную сеть. Изменения микроциркуляции сопровождаются выходом жидкости и форменных элементов из сосудов в ткани, периваскулярным отеком, геморрагией. Ухудшаются реологические свойства крови, возможна агрегация эритроцитов. Во внутренних органах появляются очаги дистрофических изменений и некроза. Выявляется специфичность патологических изменений, свойственных некоторым органам при шоке. Этим объясняют появление термина «шоковый орган». К таким органам преимущественно относят:

• шоковую почку, где дистрофическим и некротическим изменениям подвержены проксимальные канальцы, чем объясняют острую почечную недостаточность при шоке;
• шоковое легкое, для которого характерны гемостаз, тромбоз сосудов микроциркуляторного русла, появление очагов ателектаза с последующим развитием острой дыхательной недостаточности;
• шоковую печень, характеризующуюся потерей гепатоцитами гликогена, дистрофическими и некротическими процессами, определяющими почечную недостаточность.

Дистрофические и некротические процессы разной степени выраженности выявляются в сердце, органах иммунной, эндокринной, нервной систем.

Ожоговый шок. Возникает при повреждениях больших поверхностей тканей пламенем, горячим паром, кипятком. Ведущими патогенетическими факторами являются болевая афферентная импульсация, токсикоз продуктами распада тканей. Резкое повышение проницаемости сосудов микроциркуляторного русла сопровождается выходом жидкости в ткани и интенсивным испарением. Объем циркулирующей крови снижается на 20--30 % от исходного, развивается полицитемическая гиповолемия.

При ожогах концентрированными кислотами или щелочами, так же как и при термических, ведущими факторами патогенеза являются болевая реакция, токсикоз, гиповолемия.

Геморрагический шок. Шок развивается как следствие обильной (30 % и более) потери крови в результате наружного или внутреннего кровотечения. Наружное кровотечение может быть вызвано ранениями различного происхождения крупных кровеносных сосудов без обширных зон травматизации тканей, внутреннее кровотечение-при излияниях крови в грудную (туберкулез) или брюшную (разрыв печени, селезенки, маточных артерий при патологических родах у коров) полости. Ведущие патогенетические факторы - гиповолемия, гипоксия.

Септический шок. Такой шок является осложнением многих заболеваний, вызываемых вирулентной кишечной палочкой, пневмококками, стрептококками. Сепсис сопровождается появлением в крови бактериальных эндотоксинов. Исходя из генеза, септический шок носит еще название эндотоксинового, или токсико-инфекционного. Легко моделируется введением подопытным животным эндотоксинов.

Ведущие патогенетические звенья септического шока:

• активация микробиальными эндотоксинами системы комплемента, калликреинкининовой системы, других протеолитических систем;
• нарушение дыхания, вызванное ателектазом, отеком легких, пневмонией;
• повышенная потребность в кислороде, обусловленная лихорадочной реакцией на бактериальные пирогены, необходимостью поддержания температуры тела на повышенном уровне.

Кардиогенный шок. Может возникнуть у животных в результате инфаркта миокарда и как результат тампонады сердца у коров при травматическом перикардите. К особенностям патогенеза кардиогенного шока следует отнести:

• болевую реакцию при инфаркте миокарда;
• нарушение ритма и силы сердечных сокращений;
• уменьшение ударного и минутного объемов сердца, гипотензию.

Анафилактический шок. Нередкая патология в практике ветеринарной медицины. Возникает при повторном парентеральном введении антигена (вакцины, гипериммунной сыворотки и др.) сенсибилизированным животным.

Ведущими звеньями в патогенезе анафилактического шока следует считать:

• спазм гладких мышц бронхов (асфиксия), кишечника (рвота, диарея), печеночных вен;
• резкое повышение проницаемости стенок сосудов микроциркуляторного русла;
• гипотензия;
• парезы, параличи.