Курс лекций по патологической физиологии (стр. 16 )

ЛЕКЦИЯ № 8

ПАТОЛОГИЯ КЛЕТКИ

1. Клетка как структурная единица живого организма. Цитопатология. 2. Продолжительность жизни клетки. Апоптоз. 3. Специфические и неспецифические выражения повреждения клетки. 4. Некоторые клеточные дистрофии 5. Проявления и последствия повреждения клеточных органоидов

Организм животного – это самостоятельно существующая единица органического мира, которая саморегулируется, самообновляется при постоянном взаимодействии с внешней средой. Это система, состоящая из множества разнообразных клеток и реагирующая как единое целое на различные раздражители внутренней и внешней среды. Клетка является основной структурной и функциональной единицей живой природы.

В современной патофизиологии сформировалось единое направление в понимании патогенеза различных заболеваний, объясняющих болезнь как результат первичного повреждения клетки и особенно ее субклеточных структур – митохондрий, лизосом, рибосом, эндоплазматического ретикулума и др. Выполняется принцип «структура – функция»: нет нарушения функции без первичного нарушения структуры.

Бесперебойная работа клетки возможна лишь при согласованном взаимодействии ее частей – их интеграции. Нарушения в работе одной части приводят к перебоям в работе остальных частей. В клетке ни один процесс не является изолированным; при нарушении характера и степени интеграции возможны изменения работы ультраструктур клетки, которые приводят к нарушению жизни клетки и ее гибели.

Цитопатология – это современное учение о  клеточной патологии, которое в отличие от целлюлярной патологии Р. Вирхова представляет любую патологию как результат нарушения не только определенных клеток, но и регуляторных механизмов на разных уровнях.

Рис. 1. ЖИВАЯ КЛЕТКА (СХЕМА)

Продолжительность жизни клетки – это промежуток времени от ее появления в результате митоза до ее исчезновения – в результате митоза или вследствие разрушения и смерти.

Клетки одних анатомических систем непрерывно стареют, спонтанно умирают и обновляются. Другие клетки (нервные) перестают делиться очень рано и не стареют в течение всей жизни организма; они не обновляются.

Старение – это процесс повреждения, который выражается в понижении жизнеспособности и повышении чувствительности к неблагоприятным воздействиям.

Старение бывает хронологическое – нормальное, физиологическое, а также патофизиологическое - патологическое, аномальное. В связи с этим смерть клетки бывает естественной, обусловленной завершением генетически обусловленной программы деятельности, либо случайной – вызванной патогенными воздействиями местного или общего характера.

Апоптоз – запрограммированная смерть клетки, активный энергонезависимый процесс, условно состоящий из трех фаз:

активация специального внутриклеточного фермента нуклеазы; пикноз,  фрагментация ядра и выбрасывание его из клетки; отмирание цитоплазмы

Мертвая клетка теряет специфичность своего состава и некротизируется. Возникает быстрый обмен жидкостями между клеткой и средой, аутолиз фрагментов освободившимися ферментами лизосом и фагоцитоз остатков макрофагами.

Повреждения клетки, вызванные действием эндогенных и экзогенных патогенных факторов, могут быть как специфическими, так и неспецифическими.

Неспецифические проявления повреждения клетки - общие, не зависящие от вида болезнетворного фактора. Главным из неспецифических проявлений повреждения клетки является нарушение мембранной проницаемости, которое является началом цепи последующих неспецифических нарушений:

Нарушение активности ферментов; Снижение электрического потенциала клеточной мембраны; Закисление содержимого клетки; Нарушение энергетического снабжения; Аутолиз клетки; Выброс биологически активных веществ – медиаторов повреждения (гистамин, активные полипептиды, клеточные ферменты и т. д.); Нарушение ионного состава клеток и межклеточной среды.

Специфические проявления повреждения клетки – это патологические изменения в клетке, характерные для определенного повреждающего фактора (таблица 1).

Таблица 1. Повреждение клетки в зависимости от патогенного фактора

Фактор	Проявление
Механический	Травмы мембраны и органелл
Термический	Коагуляция и денатурация        белка
Облучение	Образование свободных радикалов; мутации
Токсины (в зависимости от концентрации химического вещества)	Торможение клеточных ферментов, повреждение, гибель органелл и клетки в целом

Одной из наиболее частых причин, приводящих к различным неспецифическим повреждениям клетки, является гипоксия.

В условиях кислородного голодания развивается ряд приспособительных реакций и патологических процессов в клетке, многие из которых дают начало новым.

Ниже приведена упрощенная схема развития повреждений в большинстве клеток организма, для которых характерны интенсивные процессы обмена веществ и высокие затраты энергии. По указанному механизму в условиях недостатка кислорода в клетке развиваются реакции «по горизонтали» и «по вертикали» (рис. 2).

Клеточная дистрофия –это процесс изменения обмена веществ в клетке, сопровождающий различные патологические процессы и проявляющийся накоплением в клетке веществ, не связанных со структурой и функцией клетки 

Наиболее распространенными видами клеточных дистрофий являются: жировая, ряд белковых, мукоидная, гиалиновая, водная, пигментная и другие.

Жировая дистрофия клетки:

Причины: 1. Все факторы, способные «расслоить» белково-липидные структуры клетки; 2. Прямое поглощение жира из внеклеточной среды путем фагоцитоза и пиноцитоза;

Белковые дистрофии характеризуются патологическим накоплением в клетке белков, не связанных со структурой и функцией клетки или ее органелл.

Амилоидную инфильтрацию (амилоидоз), гиалиновую инфильтрацию (гиалиноз), мукоидную дегенерацию ряд авторов относят к разновидностям белковых дистрофий.

Патология клеточного ядра:

Причины: химические и биологические факторы, способные нарушить ядерную мембрану, работу РНК и ДНК; ацидоз при усиленном гликолизе; гипоксия. Следствия: 1. сублетальные, обратимые альтерации - конденсация и маргинация хроматина, появление истинных и псевдовакуолей, истинных и псевдовключений; 2. Летальные, необратимые повреждения – пикноз, кариорексис, кариолизис; 3. Альтерация митоза – аномалии ритма, развития, морфологии митозов; многоядерность.

Повреждение эндоплазматического ретикулума:

Проявления: 1. Гипертрофия 2. Атрофия (гипотрофия) 3. Изменения ультраструктуры Причины: интоксикации афлотоксином, тетрахлористым углеродом, ДДТ,  ФОС, прогестероном; вирусных инфекции и опухоли; голодание; болезни печени; старость

Повреждения лизосом:

Проявления:освобождение ферментов, самопереваривание клетки; нарушение синтеза инактиваторов агрессивных агентов; недостаток синтеза ферментов. Причины: ионизирующее излучение, гипоксия, интоксикации (кремний, тетрахлористый углерод, бактериальные токсины), шок, недостаток холестерола, вит. Е, избыток вит. А.

Повреждение рибосом:

Проявления: нарушение количества, размера и расположения рибосом; нарушение количества и качества синтезируемого белка. Причины: интоксикации, гипотермия, гипоксия, дефицит белка в организме

Повреждение митохондрий:

Проявления: изменения численности, размеров (мегамитохондрии); изменение формы (набухание); изменение структуры крист Причины: гипогликемия, гипоксия, ингибирование ферментов, разобщение окислительного фосфорилирования

Нарушения мембраны клетки:

Причины повреждения цитоплазматической мембраны: 1. Образование свободных радикалов (очень нестабильных частиц с нечетным числом электронов на внешней орбите), содержащих активированный кислород, с последующей реакцией между ними и липидами мембраны клетки. Факторы: ионизирующее излучение, химические окислители, канцерогены, оксигенотерапия, острое воспаление, ксантиноксидаза, четыреххлористый углерод и др. химические яды. Последствия :перекисное окисление липидов, в результате чего освобождается избыточная энергия, инактивация тиоловых ферментов, разрыв нитей ДНК.

2. Активация системы комплемента, конечные продукты которого проявляют фосфолипазную активность и ферментативно повреждают мембрану клетки, распознаваемой организмом как «чужая».

3. Лизис ферментами: ферменты некоторых микроорганизмов, панкреатические липазы (при остром панкреатите) вызывают обширный некроз цитомембран.

4. Лизис вирусами осуществляется как путем прямой вставки цитопатических  вирусов в мембрану клетки, так и косвенно, через иммунный ответ на вирусные антигены, которыми «помечены» инфицированные клетки.

5. Прямое воздействие физических и химических факторов: высокой или низкой температуры, органических растворителей, ингибиторов ферментов и др., оказывающих специфическое повреждающее действие.

Результаты повреждения цитоплазматической мембраны:

1.  Потеря структурной целостности, вплоть до некроза. Ограниченное (локальное) повреждение может быть восстановлено, однако с некоторой потерей мембраны. 2. Нарушение «барьерной» функции и ее последствия – гидропическая дистрофия, нарушения мембранного транспорта, коммуникации клеток и их «узнавания», подвижности мембран, формы клеток, процессов синтеза и обмена.

ЛЕКЦИЯ № 9