Патология клетки

Патология клеточных стыков. Клеточные стыки имеют три главные функции: межклеточная адгезия, «тесное общение» клеток, герметизация слоя эпителиальных клеток. Межклеточная адгезия ослабевает при опухолевом росте уже на ранних этапах онкогенеза и является одним из критериев роста опухоли.

Медиаторами «тесного общения» клеток считают щелевидные стыки, которые обеспечивают прямое общение между клетками и прямой обмен информационными молекулами между ними. Дефекты «тесного общения» играют значительную роль в поведении и развитии злокачественных опухолей.

Структурные изменения клеточных стыков связаны с «несовершенными» десмосомами, ассиметричными десмосомами, появлением десмосом на поверхности клеток, где они в обычных условиях не встречаются. Эту патологию часто находят при метаплазии, дисплазии, опухолевом росте, в эмбриональных тканях и др.

Нарушения межмембранных связей клеток тканевых барьеров (кровь — мозг, кровь — легкие, кровь — желчь, кровь — почки) ведут к увеличению проницаемости плотных стыков клеток и «трансэпителиальной протечке» — повышенной проницаемости барьеров.

Нарушение проницаемости плазматической мембраны. Характерны следующие ультраструктурные проявления:

·        усиленное везикулообразование, которое приводит к дефициту поверхности клетки и отражает повышение проницаемости плазмолеммы;

·        увеличение поверхности плазмолеммы за счет мембран микропиноцитозных везикул (признак резкого набухания клетки), которое при нарастающем отеке клетки ведет к ее гибели;

·        образование цитоплазматических отростков и инвагинаций плазмолеммы, которое свидетельствует об активации цитоплазматической мембраны;

·        микроклазмоцитоз и клазматоз (отделение части цитоплазмы, окруженной мембраной, наружу);

·        утолщение плазмолеммы; [<1> <2>]

·        образование крупных микропор, «брешей», что ведет к изоосмотическому набуханию клетки, перерастяжению и разрыву клеточных мембран;

·        «штопка» локально разрушенной плазмолеммы, которая осуществляется с помощью мембран мелких везикул.

При повреждении плазмолеммы утрачивается так называемый активный мембранный транспорт, что ведет к поступлению в клетку различных продуктов обмена и воды, следствием чего являются набухание и отек клетки, развитие клеточных дистрофий инфильтрационного, декомпозиционного генеза и извращенного синтеза.

 

 

ПАТОЛОГИЯ КЛЕТОЧНОГО ЯДРА

Ядро обеспечивает координацию работы клетки в интерфазу, хранение генетической информации, передачу генетического материала при клеточном делении. В ядре происходят репликация ДНК, транскрипция РНК.

При повреждении ядра изменяются:

·        Структура и размеры ядра, которые зависят от содержания ДНК в ядре. В нормальном интерфазном ядре содержится диплоидный (2n) набор хромосом. Если после окончания синтеза ДНК не происходит митоза, появляется полиплоидия — кратное увеличение наборов ДНК. Полиплоидия может встречаться в нормально функционирующих тканях и органах: в печени, почках, миокарде, гигантских клетках трофобласта у лиц пожилого возраста. Особенно ярко полиплоидия выражена при регенерации (восстановлении тканей), опухолевом росте, причем по мере снижения дифференцировки опухоли плоидность нарастает. Анеуплоидия — неполный набор хромосом — связана с хромосомными мутациями. Характерна для злокачественных опухолей. Размеры ядер и ядерных структур независимо от плоидии определяются также функциональным состоянием клетки. Распределение хроматина: в наружных отделах ядер находят конденсированный хроматин (гетерохроматин), который считается «неактивным»; а в остальных отделах — неконденсированный (эухроматин) — «достаточно активный». Конденсация эухроматиновых структур в области стенки ядра рассматривается как предвестник гибели клетки. К патологическим изменениям ядра относят также его токсическое набухание;

·        Форма (Е) и количество ядер(10).

Форма ядра меняется при появлении множественных выпячиваний, повышении синтетической активности ядра, воспалительной или опухолевой трансформации.

Варианты изменения количества ядер: многоядерностъ при воспалении, опухолях; появление «спутников ядер» за счет хромосомных мутаций; безъядерность (как вариант нормы и при некоторых опухолях).

Структура и размеры ядрышек. Их увеличение свидетельствует о повышении функциональной активности. Гипергранулированность ядрышек свидетельствует как о повышенном синтезе р - РНК, так и о нарушении трансмиссии (транспортировки гранул). Дезорганизация встречается при энергетическом дефиците клетки и отражает прекращение ядрышковой транскрипции.

Ядерные включения. Они делятся: на цитоплазматические — отграниченные оболочкой части цитоплазмы в ядре, их появление в большинстве случаев связано с нарушением митотического деления; истинные — расположенные внутри ядра и содержащие вещества, встречающиеся в цитоплазме (включения гликогена в ядрах печени при сахарном диабете); вирусобусловленные (тельца Бабеша - Негри при бешенстве, включения при простом герпесе).

Таблица 2 Варианты патологических изменений ядерной оболочки

Структуры ядерной оболочки, их возможные изменения	Патологические состояния и болезни
Нарушение связи с ЭПС	Блок синтеза РНП
Изменения центральной гранулы ядерной опоры	Изменения мембранной проницаемости
Свертки хроматина, пикноз	Вирусные инфекции, старение, низкая метаболическая активность
Выпячивание и искривление обеих мембран	Высокая метаболическая активность, голодание, ионизирующее излучение, лимфопролиферативные процессы
«Вздутия» внутренней и внешней мембран	ДНК- вирусная инфекция
Редупликация	Вирусы, интоксикация, избыток липидов
Включения в перинуклеарном пространстве	Воздействие АГ
Изменение размеров пор	Старение
Увеличение количества пор	Регенерация, опухоли, интоксикация
Аннулярные структуры	Фрагменты ядерной оболочки в митозе, опухоли, низкая температура

 

 

Хромосомные аберрации и хромосомные болезни. Аберрации — изменения структуры хромосом, вызванные их разрывами с последующим перераспределением генетического материала; выделяют аномалии числа хромосом — моносомию (отсутствие одной из пары гомологичных хромосом) и трисомию (появление добавочной хромосомы, третьей); общее количество хромосом в кариотипе в этих случаях отличается от модального числа и соответствует 45 или 47; аномалии структуры — транслокацию, делецию, фрагментацию и т. д. Хромосомные аберрации проявляются в так называемых хромосомных болезнях, сопровождающихся тяжелыми аномалиями раз-вития.

При повреждении может наблюдаться отек ядра, его сморщивание (пикноз), разрыв и разрушение (кариорексис и кариолизис).

ПАТОЛОГИЯ МИТОХОНДРИЙ

Митохондрии являются наиболее лабильными внутриклеточными структурами. Они первыми подвергаются изменениям при гиперфункции клетки и ее повреждении.

Изменения структуры (конденсация и набухание) отражают функциональное напряжение клетки, но чаще нарастающее кислородное голодание. Эти изменения нередко обратимы, но, прогрессируя, ведут к деструкции митохондрий и гибели клетки.

Митохондриальные включения встречаются, как правило, при патологических состояниях, отражая неспецифическую реакцию митохондрий на повреждение клетки.

Размеры: гигантские митохондрии образуются за счет слияния или гипертрофии, встречаются только в патологических условиях, например, в гепатоцитах при алкоголизме.

Число: увеличение (гиперплазия) характерно для клеток с активацией специализированной функции, что имеет место при гипертрофии, пролиферации и трансформации клеток, особенно после повреждения ткани; уменьшение типично для так называемых регрессивных процессов — старения клеток, их атрофии.

Изменения крист митохондрий: пластинчатые кристы появляются при усилении активности митохондрий, деформация и агрегация крист встречаются при понижении этой активности; размеры и число крист отражают активность митохондрий.

Изменения митохондрий вначале обратимы, но, перейдя определенный предел, становятся необратимыми. Митохондрии могут фрагментироваться, подвергаться распаду и лизису, набухать, терять кристы, превращаясь в вакуоль, или накапливать различные вещества, например, гиалин при мутном набухании и гиалиновой дегенерации, ферритин, кальций, липофусцин. Митохондрии могут также менять свою локализацию, скапливаясь по периферии цитоплазмы или вокруг ядра клетки.

Патология митохондрий приводит либо к значительному уменьшению аэробного окисления в клетках, либо к разобщению процессов окисления и фосфорилирования. Во всех случаях отмечается дефицит макроэргических соединений, необходимых для осуществления всех энергозависимых процессов в клетках.Одним из патогенных факторов, тесно связанных с энергетическим обеспечением клетки, является возникновение свободнорадикальных процессов. Вследствие высокой реакционной способности свободных радикалов все компоненты клетки — нуклеиновые кислоты, белки, липиды — постоянно являются мишенью химических повреждений.

В клетке и вне ее существует ряд приспособлений, защищающих от действия свободных радикалов или последствий такого воздействия. К ним относятся антиоксиданты (токоферолы, каротины), ферменты, разрушающие перекиси (каталаза, пероксидаза, супероксид - дисмутазы), система глутатиона и механизмы, разрушающие поврежденные белки и восстанавливающие ДНК. Усиленное образование перекисей при ионизирующей радиации, нарушениях в дыхательной цепи ферментов или, наоборот, нарушениях защитных систем ведет к увеличению повреждающего эффекта свободных радикалов.

ПАТОЛОГИЯ ЛИЗОСОМ

Лизосомы не только «органы» внутриклеточного пищеварения, но и «убийцы» клетки. Они причастны как к фагоцитозу, так и к аутофагии. Физиологическая и патологическая активность лизосом зависит: от состояния мембран лизосом; активности их ферментов. Поэтому повреждения клетки, к которым причастны лизосомы, возникают либо при дестабилизации лизосомных мембран, либо при лизосомальной ферментопатии, ведущей к накоплению в клетке ряда исходных или промежуточных продуктов обмена.

 

 

 

ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ АКТИВАЦИИ ЛИЗОСОМ

 

 

Различные вещества и агенты, взаимодействуя, могут привести к дестабилизации мембран:

-       противовоспалительные гормоны;

-       витамины А, Д, К и др.; т

-       различные канцерогенные вещества;

-       фосфолипазы;

-       активаторы и продукты перекисного окисления;

-       гипоксия, нарушения кислотно-основного состояния;

-       голодание и белковая недостаточность;

-       шок, травмы, обширные оперативные вмешательства.

Антагонистами лабилизаторов мембран являются их стабилизаторы: противовоспалительные гормоны, хлороксин, фенерган, холестерол и др. В патологических условиях возникают конкурентные взаимоотношения между лабилизаторами и стабилизаторами лизосомных мембран. При этом проницаемость мембран становится достаточной для выхода гидролаз в цитоплазму и деградации биополимеров. Часть клетки или вся клетка погибает. Тот же механизм лежит в основе фагоцитоза и феномена клеточной аутофагии. Патология мембран лизосом может определять и патологию фагоцитоза.

Нарушение процессов «переваривания» проявляется в их уменьшении или повышении. Уменыиение разрушения веществ возникает, как правило, в результате наследственного или приобретенного дефекта в ферментах, катализирующих распад веществ, или появлении неметаболизирующихся молекул. При генетически обусловленном нарушении распада белков организм оказывается нежизнеспособным и гибнет на ранних этапах эмбриогенеза. Если нарушается распад жиров или углеводов, то возникают болезни накопления (тезаурисмозы). При этом в клетке накапливаются необычные количества определенных веществ или продуктов их неполного распада (липидов, полисахаридов). Чаще всего такое накопление происходит в гепатоцитах, нейронах, фибробластах, макрофагах. Приобретенные нарушения процессов распада веществ проявляются накоплением в клетке необьгчных веществ — белков, жиров, углеводов, пигментов (паренхиматозными дистрофиями). Нарушение переваривания веществ в фаголизосомах или неспособность ферментов разрушать поглощенное вещество ведет к отложению фагоцитированных веществ или незавершенному фагоцитозу поглощенных бактерий.

Усиление процессов распада наблюдается во время внутриклеточного переваривания собственных или поглощенных чужеродных веществ и активации лизосомальных ферментов. При этом процессы распада могут становиться неуправляемыми, происходит тяжелое повреждение внутриклеточных структур и гибель клетки.

ПРИНЦИПЫ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЙ ЦИТОПРОТЕКЦИИ

Во всех возможных случаях эффективной оказывается этиотропная терапия, блокирующая или ослабляющая действие повреждающего фактора (антибактериальные средства, антидоты и др.).

Клетка относится к высокоадаптивным и, на уровне поддержания жизнедеятельности, к достаточно автономным структурам. Поэтому важнейший принцип цитопротекции состоит в обеспечении временной функциональной разгрузки клетки на период адаптации и компенсации. Для этого возможно:

1.Уменьшение нейрогуморальных  стимулов, побуждающих клетку к  метаболической или иной активности:

-       блокада нейромедиаторов;

-       иммунокорректирующая терапия;

-       блокаторы вторичных мессенджеров (кальциевого, инозитол - трифосфатного и Цамф - зависимых механизмов).

2.Применение гормонов-антагонистов, уменьшающих функциональную активность  поврежденных клеток, например, соматостатинов.

3.Заместительная терапия  — введение в организм продуктов, которые должны в норме синтезироваться  поврежденными клетками (вызывает  разгрузку клеточного метаболизма  по принципу обратной связи).

Другие пути цитопротекции при повреждении:

-       нормализация микроциркуляции и интерстициального обмена,

-       коррекция водно-электролитного, в том числе кислотно-основного баланса,

-       мембраностабилизаторы (как правило, вещества липидной природы, нормализующие физико - химические свойства мембран),

-       ингибиторы гидролитических ферментов,

-       антиоксиданты, ингибиторы свободнорадикальных процессов и ловушки активных форм кислорода,

-       стимуляторы репарации внутриклеточных структур.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Список используемой  литературы 

http://sdo.bsu.edu.ru/e107_files/

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/

 

http://www.med103.ru/