Патология клетки

Патология клетки.

 

ПАТОЛОГИЯ КЛЕТКИ

 

 Типы клеток

• Необновляющиеся (кардиомиоциты, нейроны) – не делятся, имеют высокую способность  к внутриклеточной регенерации, возникает гипертрофия клеток.
• Медленно обновляющиеся (гепатоциты, ацинарные клетки) – делятся редко, после повреждения деление усиливается, имеют умеренную способность к внутриклеточной регенерации
• Обновляющиеся, но неделящиеся (клетки костного мозга, кожи, слизистых, соединительной ткани) – деление отсутствует, воспроизводятся за счет низкодифференцированных клеток, внутриклеточная регенерация слабая

 

‚Адаптация клетки к повышенной нагрузке

• 1ст. – «аварийная»: расход АТФ превышает его синтез
• 2 ст. – переходная: активация генетического аппарата клетки → увеличение массы клеточных структур → синтез АТФ
• 3 ст. – устойчивости: синтез АТФ, РНК и белка уравнен и высокий
• 4 ст. – патологическая: уменьшение синтеза АТФ, РНК, белка → нарушение внутриклеточной регенерации → гибель

 

Повреждение клетки – типический патологический процесс, основу которого составляют нарушения внутриклеточного гомеостаза, приводящие к нарушению структурной  целостности клетки и ее функциональных способностей

 

ƒКлассификация повреждений клетки

• По скорости развития  и выраженности основных проявлений (острое, хроническое)
• В зависимости от периода жизненного цикла (митотические и интерфазное)
• По патогенезу:

а) насильственный вариант – при действии на клетку факторов, интенсивность которых превышает воздействия, к которым клетка адаптирована (чувствительны функционально малоактивные клетки)

б) цитопатический вариант – при нарушении защитно- компенсаторных  механизмов под воздействием естественных для данной клетки стимулов (чувствительны функционально высокоактивные клетки: нейроны, кардиомиоциты)

 

„ЭТИОЛОГИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТКИ

Внешние:

• Физические факторы (термические, лучевые, механические)
• Химические факторы (соли тяжелых металлов, токсины, яды, канцерогены, пестициды, ферменты)
• Биологические факторы (антитела, насекомые, вирусы, бактерии, паразиты)

Внутренние:

• Генетические факторы – мутации
• Старение клетки

 

В первую очередь при повреждении  страдают специализированные функции  клетки

• Нервные клетки – генерация потенциала действия
• Мышечные – сокращение
• Секреторные – выделение различных веществ
• Клетки костного мозга – образование дочерних клеток

 

Сохраняются неспецифические функции, обеспечивающие собственную жизнедеятельность и самовоспроизведение

 

…Патогенез – 7 групп молекулярных механизмов повреждения клетки

 

1. Энергетические

1. Снижение процессов синтеза  АТФ (↓ активности ферментов  тканевого дыхания, дефицит кислорода, повреждение митохондрий)

2. Нарушение транспорта энергии  АТФ (дефицит КФК)

3. Нарушение использования АТФ  (↓ активности АТФ-аз)

 

Гипоксия → падение уровня макроэргов  → накопление Са2+ в клетке  →  активация фосфолипаз  → гидролиз фосфолипидов → увеличение ионной проницаемости  → нарушение функции митохондрий  → падение уровня макроэргов

 

2. Мембранные (липидные)

Мембранные механизмы – пути повреждения клеточных мембран

• активация ПОЛ
• действие эндогенных липаз (за счет избытка Са2+)
• осмотическое растяжение мембраны
• адсорбция на липидном слое мембран чужеродных белков
• действие протеолитических ферментов

 

Липидные механизмы

• Активация ПОЛ – 2 механизма:

1. Избыточное образование первичных свободных радикалов (УФЛ, ионизирующая радиация, гипероксия, СCl4, гипервитаминоз Д, стресс)

2. Нарушение функционирования АОС (дефицит каталазы, супероксиддисмутазы, глютатионпероксидазы, железа, меди, цинка, селена, гиповитаминоз  Е и С, нарушение пентозного цикла и цикла Кребса)

 

• Активация мембранных фосфолипаз

при повышении концентрации ионов кальция → ПГ, ЛТ → мицеллообразование

 

• Детергентное действие НЭЖК

а) усиленное поступление СЖК  в клетку при активации липолиза в жировой ткани (СД, стресс);

б) усиленное освобождение СЖК в  лизосомах из ЛП при атеросклерозе;

в) усиленное освобождение СЖК из ФЛ мембраны под действием фосфолипаз;

г) нарушение  использования клеткой СЖК в  качестве источника  энергии при  гипоксии.

СЖК → ТГ → жировая дистрофия клетки

 

Липидные механизмы  приводят к нарушению:

l барьерной функции мембраны

l матричной функций мембраны

 

3. Кальциевые

1. Избыточное поступление ионов  кальция в клетку:

А. через неповрежденную мембрану при повышении градиента концентрации (гиперкальциемия) через 3 вида каналов:

а) хемочувствительные (фармакол. препараты)

б) быстрые потенциал-зависимые  каналы (при  перезарядке мемраны)

в) медленные потенциал-зависимые  каналы (открыты постоянно)

Б. при нарушении барьерной функции  мембран

2. Нарушение удаления ионов кальция

А. нарушение функционирования Са2+-насосов (отсутствие Са2+-зависимой АТФ-азы и/или недостаток АТФ): гипоксия, голодание, нарушение в цикле Кребса, нарушение транспорта АТФ

Б. Недостаточность  Na+-Са2+- обменного механизма при нарушении Na+-К+-насоса

В. Нарушений Са2+- аккумулирующих функций  митохондрий (гиперфункция клетки, тканевая гипоксия)

 

Последствия кальциевых механизмов:

• Нарушение специфических функций клетки
• Активация фосфолипазы А2
• Разобщение окисления и фосфорилирова-ния
• Запирание хлорных каналов
• Изменение свойств кальмодуллина, тропонина-С

 

• ↑ Са2+ в клетке →активация ФЛА2 → повреждение мембраны клетки → увел. поступления Са2+ в клетку.
• ↑ Са2+ в клетке → разобщение окисли-тельного фосфорилирования → уменьшение синтеза АТФ → нарушение функции Са2+ насосов → нарушение удаления Са2+ из клетки → увеличение концентрации Са2+ в клетке.

 

Механизмы предупреждения кальциевых повреждений клетки

1. Ограничение поступления Са2+ в клетку:

• ↑ Са2+ в клетке → гиперфункция и рост потребления АТФ → накопление аденозина (препятствует поступлению Са2+ в клетку)

• ↑ Са2+ в клетке → активация синтеза ПГF2 → ингибирование мембранных аденилатциклаз → ↓ цАМФ в клетке → нарушение фосфорилирования белков кальциевых каналов → Са2+ не проводится

2.Усиление выведения Са2+ из клетки

(активация деятельности Са2+, Na-K-зависимых АТФ-аз)

 

4. Электролитно-осмотические

- Усиленная диффузия ионов Na+ через плазматическую мембрану при нарушении водно- солевого обмена

- Нарушение транспорта Na+  и К + в результате недостаточности насосов (дефицит АТФ, нарушение гликолиза, отложение холестерина, действие ингибиторов Na+ -К +-АТФ-азы)

Последствия: Отек клетки   Потеря потенциала покоя

Осмотическое растяжение мембраны

 

5. Ацидотические

1. Избыточное поступление Н+ в в клетку при декомпенсированном ацидозе

2. Избыточное образование кислых продуктов в самой клетке при активации гликолиза, нарушениях в цикле Кребса, гидролитическом расщеплении ФЛ мембран клетки

3. Нарушения связывания ионов Н+ в результате недостаточности буферных систем клетки

4. Нарушение выведения ионов Н+ из клетки при недостаточности Na+ -H+ -обменного механизма

 

Внутриклеточный ацидоз приводит к:

• нарушению функциональных свойств белков
• активации лизосомальных ферментов
• повышению проницаемости мембран

 

«Шоковая клетка» - крайний  вариант ацидотического повреждения  клетки

 

6. Протеиновые

Включают:

• ингибирование ферментов
• денатурацию белка
• протеолиз

 

7. Нуклеиновые

Включают:

• нарушение репликации ДНК
• нарушение транскрипции
• нарушение трансляции

 

†Защитно-компенсаторные реакции

• 1-ая группа – направлены на восстановление внутриклеточного гомеостаза (активация транспорта ионов, репаративный синтез компонентов клетки, регенерация АОС)
• 2-ая группа – создание функционального покоя клетки (благоприятны для клетки и неблагоприятны для организма)

 

‡ Изменения в клетке при повреждении

• Специфические – 2 вида
• Неспецифические

 

ˆВнутриклеточные адаптивные механизмы

• Компенсация нарушения энергетического обеспечения – активация гликолиза и тканевого дыхания, усиление работы мембранных АТФ-аз
• Защита мембран и ферментных систем – активация репаративных ферментов
• Усиление синтетических процессов в клетке
• Устранение нарушений в генетической программе
• Снижение функциональной активности клетки
• Гипертрофия клетки или органоидов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

‰ Виды программированной смерти клеток (ПСК)

 

Š Принципы повышения устойчивости клетки к повреждению

А. Немедикаментозные:

тренировка клеток гипоксией, охлаждением, физической нагрузкой

Б. Медикаментозные

1. Устранение энергетических нарушений (доставка кислорода,   увеличение продукции АТФ – антигипоксанты,  ↓ расходования энергии – антагонисты ионов кальция)
2. Защита клеточных мембран и ферментных систем (↓ ПОЛ – антигипоксанты, стабилизация мембран – НПВС, ГКС)
3. Коррекция ионного транспорта (антагонисты ионов кальция, буферные растворы, сердечные гликозиды)

 

Патофизиология. Казанский медицинский  университетJ