Патология клетки

ПАТОЛОГИЯ КЛЕТКИ

 
Учение о  повреждении клетки в современной  медицине имеет особое значение. Это  обусловлено, по меньшей мере, тремя  обстоятельствами: во-первых, оно тесно  связано с разработкой вопросов возникновения, развития и исходов  болезней, поскольку любой патологический процесс сопровождается повреждением клетки; во-вторых, все более интенсивное внедрение в клиническую практику различных способов восстановления жизнедеятельности поврежденных органов и тканей поставило задачу по исследованию механизмов устранения или уменьшения степени их альтерации, а также разработку методов активации защитных, компенсаторных и приспособительных реакций в клетках с целью оптимизации процесса выздоровления; в-третьих, понимание многих открытий молекулярной патологии последнего времени становится возможным лишь при условии определения их места и значения с позиций патологии клетки и межклеточного взаимодействия. Все эти моменты касаются и военной медицины, так как любое боевое ранение и повреждение сопровождается гибелью и патологическими изменениями в клетках. Клетка является элементарной саморегулирующейся структурно-функциональной единицей тканей и органов. В ней протекают процессы, лежащие в основе энергетического и пластического обеспечения меняющихся структур и уровня функционирования тканей и органов. Различные патогенные агенты, действующие на клетку, могут обусловить ее повреждение. Под повреждением клетки понимают такие изменения ее структуры, метаболизма, физико-химических свойств и функций, которые ведут к нарушению жизнедеятельности. В учении о повреждении клетки условно выделяют три раздела: 1) патология клетки в целом; 2) патология отдельных субклеточных структур и компонентов; 3) патология межклеточного взаимодействия и кооперации.

Клетка  — структурная и функциональная единица всех живых организмов. С позиций клеточной теории в клетке сосредоточены уникальные свойства живого — способность размножаться, видоизменяться и реагировать на повреждение. Клетка — главный гистологический элемент и она является элементарной живой системой, обладающей способностью к обмену с окружающей средой  Эукариотическая клетка состоит из 3 основных компонентов: плазматической мембраны, ядра, цитоплазмы.

Клетка - элементарная живая система, обладающая способностью к обмену с окружающей средой. Строение клеток организма человека обеспечивает выполнение ими специализированной функции и «сохранение себя», т. е. поддержание клеточного пула.  
Органоиды клетки, обладая определенными морфологическими особенностями, обеспечивают основные проявления жизнедеятельности клетки. С ними связаны дыхание и энергетические запасы (митохондрии), синтез белков (рибосомы, гранулярная цитоплазматическая сеть), накопление и транспорт липидов и гликогена, детоксикационная функция (гладкая цитоплазматическая сеть), синтез продуктов и их секреция (пластинчатый комплекс), внутриклеточное пищеварение и защитная функция (лизосомы). Деятельность ультраструктур клетки строго координирована, причем координация в выработке специфического продукта клеткой подчинена закону «внутриклеточного конвейера». По принципу ауторегуляции он осуществляет взаимосвязь между структурными компонентами клетки и протекающими в ней процессами обмена.  
Функции органоидов не строго детерминированы, так как они могут участвовать в различных внутриклеточных процессах. Более специализированы метаплазматические образования клетки, выполняющие частные функции: тонофибриллы, выполняющие опорную функцию клетки; миофибриллы, осуществляющие сокращение клетки и способствующие ее движению; микроворсинки, щеточная каемка, участвующие в процессах всасывания; десмосомы, обеспечивающие клеточные контакты, и т. д. Однако ни одна функция клетки не является результатом деятельности одного органоида или одного метаплазматического образования. Каждое функциональное проявление клетки - это результат совместной работы всех взаимосвязанных компонентов. Понятно поэтому, что структурные изменения клетки, отражающие нарушения ее функции, не могут быть поняты без учета возможных изменений каждой из ее двух основных частей - ядра и цитоплазмы, ее органелл, метаплазматических образований и включений. От нарушений элементарных структур клетки и их функций к патологии клетки как элементарной саморегулирующейся живой системе и к патологии клеточных коопераций, объединенных конечной функцией,- таков путь познания патологии клетки - структурной основы патологии человека.  
Поэтому патология клетки - понятие неоднозначное. Во-первых, это патология специализированных ультраструктур клетки, она представлена не только достаточно стереотипными изменениями той или иной ультраструктуры в ответ на различные воздействия, но и настолько специфичными изменениями ультраструктур, что можно говорить о хромосомных болезнях и «болезнях» рецепторов, лизосомных, митохондриальных, пероксисомных и других «болезнях» клетки. Во-вторых, патология клетки – это изменения ее компонентов и ультраструктур в причинно-следственных связях. При этом речь идет о выявлении общих закономерностей повреждения клетки и ее реакции на повреждение. Сюда могут быть отнесены: рецепция патогенной информации клеткой и реакция на повреждение, нарушения проницаемости клеточных мембран и циркуляции внутриклеточной жидкости; нарушения метаболизма клетки, смерть клетки (некроз), клеточная дисплазия и метаплазия, гипертрофия и атрофия, патология движения клетки, ее ядра и генетического аппарата.

Повреждение клетки — типовой патологический процесс, неотъемлемая составляющая любого патологического воздействия на организм. При повреждении клетки происходит изменение ее структуры, которое сопровождается нарушением жизнедеятельности. На клеточном уровне оно представлено разнообразными ультраструктурными изменениями, на тканевом — общепатологическими процессами — дистрофией и некрозом.

Этиологические  факторы повреждения клетки могут действовать:

а)непосредственно;

б)опосредованно  через гуморальные и рефлекторные влияния.

По природе  эти факторы могут быть различными(механическими,фзическими,химическими ,биологическими).

Характер  и степень повреждения зависят  от силы и природы патогенного фактора, структурно-функциональных особенностей клетки и межклеточного окружения (интерстиция).

Повреждение клетки (альтерация) сопровождается нарушениями  ее функций, из которых наиболее важными для исходов повреждения являются те, которые необходимы для поддержания жизнедеятельности и самовоспроизведения клетки (неспецифические функции). Повреждение специфических функций, нужных для организма в целом, прямо не отражается на судьбе клеток, но определяет суть изменений в органах и системах, поэтому рассматривается в курсе частной патологии.

При воздействии  альтерирующих факторов на клетку она  отвечает защитно-приспособительными реакциями: повышением проницаемости  мембран; снижением электрического заряда; увеличением сорбционной  способности; активацией функций органелл, ядерного аппарата, а также качественными и количественными изменениями энергетических процессов в клетке. Альтерация некоторых видов клеток сопровождается стандартной ответной реакцией цитоплазмы — выделением белков, гранул, содержащих гистамин, гепарин и другие биологически активные вещества.

В поврежденных клетках активируются протеазы лизосом, которые переваривают поврежденные клетки и этим способствуют их удалению из организма.

При изучении удобно рассматривать повреждение клетки на уровне ее отдельных составляющих. Наиболее общими механизмами повреждения являются:

-       повреждения мембраны и рецепторного аппарата;

-       нарушения энергообразования;

-       нарушение процессов синтеза и распада метаболитов;

-       нарушение хранения и передачи генетической информации.  

ПАТОЛОГИЯ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН

Изменения клеточных мембран. Среди них различают следующие: чрезмерное везикулообразование («минус-мембрана»); увеличение поверхности плазмолеммы клеток мембранами микропиноцитозных пузырьков («плюс-мембрана»); усиленный микроклазматоз и клазматоз («минус-мембрана»); образование цитоплазматических отростков из плазмолеммы клетки; образование пузырей на поверхности клетки; утолщение слоев мембраны; образование микропор; образование миелиноподобных структур из плазмолеммы и мембран органелл; слияние разнородных клеточных мембран; локальные разрушения мембран - «бреши» в плазмолемме; «штопка» локально разрушенной плазмолеммы мембранами микропиноцитозных везикул.

К патологии  мембран клетки могут вести нарушения  мембранного транспорта, изменения  проницаемости мембран, изменения  коммуникации клеток и их «узнавания», изменения подвижности мембран  и формы клеток, нарушения синтеза  и обмена мембран.

Нарушения мембранного транспорта. Процесс мембранного транспорта предполагает перенос ионов и других субстратов против градиента концентрации. Транспорт может быть активным, тогда он требует АТФ и «подвижности» транспортных белков в мембране, или пассивным посредством различных диффузионных и обменных процессов. Активный транспорт - это также функция эпителиальных барьеров. Нарушения мембранного транспорта, ведущие к патологии клетки, хорошо прослежены при ишемии, которая приводит к первичным изменениям митохондрий. В митохондриях резко падает эффективность окислительного фосфорилирования, они набухают, вначале увеличивается проницаемость их внутренней мембраны, в дальнейшем повреждение становится тотальным и необратимым.

Ишемическое повреждение митохондрий приводит к полому натрий-калиевого АТФ-насоса, постепенному накапливанию в клетке натрия и потере ею калия. Нарушение натрий-калиевого обмена ведет к вытеснению кальция из митохондрий. В результате в цитоплазме повышается уровень ионизированного кальция и увеличивается связывание его с кальмодулином. С повышением содержания кальций-кальмодулиновых комплексов связан ряд изменений клетки: расхождение клеточных стыков, поглощение кальция митохондриями, изменение микротрубочек и микрофиламентов, активация фосфолипаз. Эндоплазматическая сеть накапливает воду и ионы, следствием чего является расширение ее канальцев и цистерн, развитие гидропической дистрофии. Усиление гликолиза сопровождается истощением гликогена, накоплением лактата и снижением клеточного рН. С этими изменениями связано нарушение структуры хроматина и уменьшение синтеза РНК. Необратимые ишемические повреждения клетки связаны с гидролизом мембран, особенно мембранных липидов, под действием фосфолипаз. Возникают и нарушения лизосомальных мембран с высвобождением гидролаз.

Изменения проницаемости мембран. Контроль мембранной проницаемости предполагает поддержание структуры как фосфолипидного бислоя мембраны с необходимым обменом и ресинтезом, так и соответствующих белковых каналов. Важная роль в осуществлении этого контроля принадлежит гликокаликсу и взаимодействию мембранных белков с цитоскелетом, а также гормонам, взаимодействующим с мембранными рецепторами. Изменения проницаемости могут быть тяжелыми (необратимыми) или поверхностными. Наиболее изученной моделью изменения мембранной проницаемости является повреждение тяжелыми металлами (ртуть, уран). Тяжелые металлы, взаимодействуя с сульфгидрильными группами мембранных белков, изменяют их конформацию и резко увеличивают проницаемость мембраны для натрия, калия, хлора, кальция и магния, что приводит к быстрому набуханию клеток, распаду их цитоскелета. Подобные изменения мембран отмечаются при повреждении их комплементом («болезни гиперчувствительности»). В мембранах образуются бреши, что снижает их сопротивление и резко увеличивает проницаемость.

Изменения коммуникации клеток и их «узнавания». Коммуникабельность клеток и опознавание «своих» и «чужих» - необходимое свойство клеточного кооперирования. Клеточное «общение» и «узнавание» подразумевают, прежде всего, различия во внешних поверхностях плазматической мембраны и мембран внутриклеточных органелл. Особый интерес в этом отношении представляет гликокаликс мембраны с поверхностными антигенами - маркерами определенного типа клеток.

Изменения клеточного «общения» и «узнавания» встречаются при тех патологических процессах (воспаление, регенерация, опухолевый рост), при которых поверхностные антигены могут изменяться, причем различия могут касаться как типа антигена, так и его «доступности» со стороны внеклеточного пространства. Показано, что при исчезновении характерных для данного типа клеток антигенов могут появляться «эмбриональные» и аномальные (например, карциноэмбриональный) антигены; изменения гликолипидов мембраны делают ее более доступной воздействию антител.

Коммуникабельность  клеток определяется также состоянием клеточных стыков, которые могут  повреждаться при различных патологических процессах и болезнях. В раковых  клетках, например, найдена корреляция между изменениями клеточных  стыков и нарушением межклеточных связей; в опухолях обнаружены аномальные клеточные соединения.

Изменения подвижности мембран и формы клеток. Различают два типа изменений, связанных с нарушением подвижности мембран: выпячивание мембраны наружу - экзотропия и внутрь цитоплазмы - эзотропия. При экзотропии мембрана, выпячивающаяся во внеклеточное пространство, образует окруженную мембраной цитоплазматическую структуру. При эзотропии появляется окруженная мембраной полость. Изменения формы клеток связаны не только с экзо- и эзотропией, но и с упрощением клеточной поверхности (потеря малых отростков подоцитов при нефротическом синдроме).

Нарушения синтеза и обмена мембран. Возможно усиление синтеза мембран (при воздействии ряда химических веществ на клетку) или его ослабление (снижение синтеза мембран щеточной каемки энтероцитов при угнетении мембранных ферментов). В равной мере возможно усиление обмена мембран (при стимуляции аутофагоцитоза) или его ослабление (при лизосомных болезнях).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список литературы

     1)А.И.  Струков, В.В. Серов Патологическая анатомия. М.:Медицина. 1993г. стр.14-16

2)http://medkarta.com/?cat=category&id=712 

3)http://medical.odaily.info/bolezni/Patologiya-citoplazmy-kletki_id935