Любое повреждение тканей сопровождается _ ацидозом . клеток (рН падает до 6 и ниже). Ацидоз - один из наиболее важных и легко измеряемых показателей повреждения клетки. Различают _ацидоз первичный . - вследствие активации протеолиза, гликоге- нолиза и гликолиза в поврежденной клетке (большое значение при этом имеет повреждение лизосом); и _ ацидоз . вторичный - возникающий в воспаленной ткани значительно познее (через несколько часов после повреждения). Первичный ацидоз возни- кает независимо от вида повреждающего агента. При поврежде- нии клеток меняются их _ сорбционные . свойства, что проявляется в усилении интенсивности окрашивания клеток различными кра- сителями. По этому показателю можно судить в обратимости повреждения - если клетки восстанавливают первоначальные сорбционные свойства.
Нельзя не сказать о том, что при повреждении клеток су- щественно меняются структурно-функциональные характеристики органелл. Более подробно мы остановимся на некоторых из них.
Изменения _ эндоплазматической сети . могут быть представ- лены гиперплазией и атрофией, дезагрегацией рибосом и поли- сом, разрывом трубок и пузырьков ЭПР (рис.1). Известно, что важнейшей функцией ЭПР является обезвреживание различных токсических веществ. Катализаторами таких процессов являются монооксигеназы или оксигеназы со смешанной функцией (ОСФ), конечной оксигеназной этой цепочки является цитохром Р-450. Следует помнить, что далеко не всегда эта система может обезвредить поступающие вещества, напротив, возможно образо- вание реакционноспособных оксигенированных продуктов, кото- рые, взаимодействуя с нуклеиновыми кислотами и белками клет- ки, ведут к ее повреждению.
Выделяют два основных пути повреждения клетки от воз- действия системы ОСФ-цитохром Р-450:
1) Образование активированных продуктов, вызывающих разрушение жизненноважных клеточных компонентов (ДНК, РНК, белков, кофакторов), что приводит к острому или хроническому токсическому повреждению клетки.
2) Генерация супероксидных радикалов кислорода и пере- киси водорода, индуцирующих ПОЛ.
Исследования последних лет показали, что именно интен- сификация процессов ПОЛ является одним из главных факторов повреждения мембран и ферментов клеток. Ведущее значение при этом имеют следующие процессы: 1) изменение физико-химичес- ких свойств липидов мембран, уменьшение содержания в них фосфолипидов, холестерина и жирных кислот. Это обусловливает нарушение конформации их липопротеидных комплексов и связан- ное с этим снижение активности белков и ферментных систем, обеспечивающих рецепцию гуморальных воздействий, трансмемб- ранный перенос ионов и молекул, структурную целостность мембран; 2) изменение физико-химических свойств белковых ми- целл, выполняющих структурную и ферментную функции в клетке; 3) образование структурных дефектов в мембране - т.н. прос- тейших каналов (кластеров) вследствие внедрения в них про- дуктов ПОЛ. Увеличение образования продуктов ПОЛ и парал- лельно с этим кластеров может привести к фрагментации мемб- ран (этот процесс получил название детергентного действия продуктов ПОЛ) и к гибели клетки.
Важно отметить, что в клетке существуют _ защитные систе- _мы ., которые могут ингибировать эти повреждения (восстанов- ленный глютатион, превращение эпоксидов в транс-дигидродио- лы, естественные структурные антиоксиданты - vit. Е и холес- терин).
Таким образом, повреждение клетки в этом случае реали- зуется лишь после истощения систем. О повреждении _ митохонд- _рий . мы уже говорили, поэтому кратко суммируем ранее сказан- ное. Морфологически это проявляется набуханием митохондрий, изменением их размеров (рис.2), структуры и числа крист, а функционально - в нарушении транспорта Са и выработки энер- гии.
Весьма значительную роль в повреждении клетки отводят лизосомам - "органам" внутриклеточного пищеварения, которые известны еще и как "убийцы" клетки. Физиологическая патоло- гическая активность лизосом зависит в основном от двух фак- торов: состояния (стабилизации) мембран лизосом и активности их ферментов. Дестабилизации лизосомальных мембран способс- твуют микотоксины и эндотоксины бактерий, канцерогены, фос- фолипазы, активаторы ПОЛ, гипоксия, голодание, нарушение КЩР, эндокринопатии, шок, травмы. Эти факторы объединяются под названием лабилизаторов мембран. Антагонистами их явля- ются стабилизаторы (противовоспалительные гормоны, хлорок- син, холестерол и др.).
В патологических условиях возникают конкурентные взаи- моотношения между лабилизаторами и стабилизаторами лизосо- мных мембран, если они в пользу первых, проницаемость мемб- ран становится достаточной для выхода гидролаз в цитоплазму. В этом случае часть клетки или вся клетка гибнет (рис.3).
Нарушение функции лизосом может носить наследственный характер (т.н. лизосомные болезни), что проявляется дефектом (отсутствием) одного или нескольких лизосомных ферментов, что ведет к накоплению в клетке веществ, которые в норме ме- таболизируются этим ферментом. Примерами таких болезней яв- ляются гликогенозы, гепатозы и т.д. Синонимами их служат "болезни накопления" или тезаурисмозы.
_Механизмы защиты
_и адаптации клеток к повреждению ..
Наряду с ранее описанными механизмами повреждения, в клетке существуют и параллельно протекают защитные и адап- тивные процессы, без которых полноценное функционирование клеток просто невозможно.
В основе этих процессов лежат такие основополагающие свойства клеток как биосистем:
1) отграниченность от среды за счет биологического барьера - мембраны, позволяющей осуществлять обмен со средой без нарушения целостности системы;
2) открытость системы, заключающаяся в возможности об- мена со средой веществом, энергией и информацией, что позво- ляет поддерживать функциональный гомеостаз;
3) избирательность обмена со средой;
4) способность в процессе обмена создавать функциональ- ные резервы вещества и энергии, необходимой для экстремаль- ных ситуаций;
5) способность изменять свою структуру в зависимости от требований среды.
Весь комплекс адаптивных реакций условно можно разде- лить на две группы: внутриклеточные и межклеточные.
2Внутриклеточные механизмы адаптации клеток:
1. Компенсация нарушений энергетического обеспечения клеток.
2. Защита мембран и ферментов клеток.
3. Уменьшение степени или устранение дисбаланса ионов и жидкости в клетках.
4. Устранение нарушений генетической программы клеток.
5. Компенсация расстройств механизмов регуляции внут- риклеточных процессов.
6. Снижение функциональной активности клеток.
7. Регенерация.
8. Гипертрофия.
9. Гиперплазия.
В процессе эволюции по мере усложнения своей организа- ции клетки приобрели способность противостоять патогенным воздействиям извне. Решающую роль для такого саморегулирова- ния играет принцип перемещающейся активности функциональных структур. Этот принцип заключается в том, что в нормальных условиях функциональные элементы системы "задействованы" не полностью: из общего числа структур, выполняющих одинаковую функцию активно действуют только часть их, обеспечивающая физическую нагрузку. При увеличении нагрузки повышается чис- ло функционирующих структур, при уменьшении снижается. Этот принцип распространяется на все уровни системы: от молеку- лярного до организменного. Таким образом, на уровне тканей имеются резервные клетки, а на уровне клетки - резервные ор- ганеллы и молекулы, которые в нормальных условиях в каждый данный момент могут быть включены в функцию.
Поскольку естественная жизнь клетки конечна, то необхо- дима их замена, т.е. восстановление либо числа клеток, либо их функции.
Замена изнасившихся структур новыми происходит спокойно и ритмично в течении всей жизни человека и носит название _физиологической регенерации .. При болезнях она может проте- кать бурно, неравномерно, импульсивно, обеспечивая восста- новление того или иного объема погибшей ткани, поэтому она называется _ репаративной .. Различают _ полную репаративную реге- _нерацию . (restitutio ad integrum) и _ неполную . (substitutio). первая подразумевает восстановление исходной архитектоники тканей после повреждения. Неполная регенерация наблюдается в случае обширных некрозов тканей, сопровождающихся разрушени- ем их соеденительнотканного скелета. При этом место повреж- дения заживает рубцом, а регенерация развертывается в остав- шейся части органа. При всем полиморфизме репаративной реге- нераторной реакции высших животных и человека в основе каж- дого из ее проявлений всегда лежит один и тот же элементар- ный процесс - _ воспроизведение субклеточных структур и их _составных частей .. Именно это звено регенераторной реакции представляет собой тот универсальный кирпичик, различные комбинации которого составляют структурную основу компенса- торных процессов, по-разному называемых, но имеющих одну сущность и направление - обеспечение постоянства внутренней среды организма и динамического равновесия с внешней средой.
По сути своей, регенерация отражает собой главный про- цесс, лежащий в основе всего разнообразия структурных функ- циональных изменений клеток - непрерывный распад и синтез веществ. При нарушении равновесия между темпом разрушения структур и их регенерации в пользу первого, развивается _дистрофия . (т.е. нарушение регенерации на молекулярном и уль- траструктурном уровне).
Универсальными процессами адаптивного характера являют- ся _ гипертрофия и гиперплазия клеток и тканей ., происходящая по принципу минимизации, т.е. "всегда имеет место гиперпла- зия не "индифферентных", неспецифических структур, а строго ориентированных на нейтрализацию специфического патогенного фактора, который индуцировал гиперплазию в каждом конкретном случае".
В качестве примера динамики адаптивно-компенсаторных реакций можно привести воспаление - один из типических пато- логических процессов. Для клеточных структур приобладающюю роль здесь играют компенсаторные реакции ткани, а для тка- ни - адаптация, протекающая в три этапа: 1) образование барьера, разделяющего пораженный участок тка- ни от нормального; 2) изменение обмена в очаге поражения, обеспечивающее элими- нацию инородных и некротических масс и подготавливающее материальные и энергетические ресурсы для репаративной регенерации; 3) пролиферация клеток, обусловливающая восстановление нару- шенных структур и функций.
Надо помнить, что слишком сильная компенсаторная реак- ция, не соответствующая вызвавшей ее причине, сама может явиться _ причиной патологии ., более ярко выраженной, чем повод к ее возникновению. Примером может служить генерализация воспалительного процесса.
Исходя из ранее сказанного, попытаемся ответить на воп- рос, давно интересующий как теоретическую, так и прикладную медицину: можно ли целенаправленно повысить резистентность клеток, а, значит, и всего организма, к действию патогенных факторов?
В данном случае речь должна идти не срочной адаптации к какой-либо экстремальной ситуации, когда организм работает на грани срыва, используя имеющиеся системы защиты и компен- сации, а о долговременной адаптации, в основе которой лежат структурные изменения, вызываемые в клетках в результате увеличения функций и действия гормонов и действия медиато- ров. Схема, предложенная Ф.З.Меерсоном, включает две цепи явлений: во-первых, мобилизация функциональной системы, спе- цифически ответственной за адаптацию к данному конкретному фактору, и, во-вторых, совершенно не специфическая стандарт- ная активация стресс-реализующих систем. В дальнейшем в клетках функциональной системы, ответственной за адаптацию увеличенная физиологическая функция оказывается сопряженной с активацией генетического аппарата: возникает увеличение синтеза нуклеиновых кислот и белков, образующие ключевые структуры клеток. В итоге избирательного роста этих ключевых формируется, так называемый, "системный структурный след", который приводит к увеличению функциональной мощности сис- тем, ответственных за адаптацию, что и делает возможным ус- тойчивую долговременную адаптацию. В последнее время установлено, что изолированные органы и клеточные элементы - митохондрии, элементы СПР, взятые у адаптированных животных (к гипоксии), сами по себе обладают высокой устойчивостью к аноксии, токсическим повреждением, а также к аутолизу при длительном хранении. Это явление обоз- начено как "феномен адаптационной стабилизации структур" (ФАСС) и установлено, что в молекулярном механизме ФАСС важ- ную роль играет увеличение экспрессии определенных генов и как следствие накопление в клетках специальных так называе- мых стресс-белков (белков теплового шока) с молекулярной массой 71-72 кДа, которые предотвращают денатурацию белков и защищают клетку от повреждения. Кроме того, эти белки повы- шают устойчивость клеточного аппарата биосинтеза белка пов- реждающим фактором. Можно сделать вывод, что эти белки при- надлежат к клеточным системам репараций.
Отвечая на вопрос, поставленный ранее, можно ответить: да, повысить резистентность клеток к повреждению можно, ис- пользуя даже не стрессовые, а физиотерапевтические воздейс- твия, что и положено в основу нового направления в медицине: адаптационных.
_ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..
В завершение нашей лекции хочу сказать, что патология клетки понятие не однозначное, охватывающее различные сторо- ны структурных функциональных нарушений как самой клетки, так и ее кооперативных связей с другими клетками.
Известный отечественный клиницист и физиолог К.М.Быков (1944) писал: "Современная физиология, накопив огромный ма- териал о деятельности отдельных органов и тканей, все более приближается к разрешению двух центральных проблем: _ физиоло- _гия клеток и физиология целого организма .". Вы, как будущие врачи, должны хорошо понимать, что любые клеточные или моле- кулярные изменения жестко корректируются в регуляторных сис- темах организма и в огромном большенстве случаев блокируется его адаптационными реакциями.
В то же время частная патология клетки представлена не только достаточно стереотипными изменениями той или иной ультраструктуры в ответ на различные воздействия, но и изме- нениями ультраструктур клетки, специфичными на столько, что можно говорить о хромосомных болезнях и "болезнях рецепто- ров", лизосомных, перокисомных и др. болезнях клетки.
В основе всех типических патологических процессов лежит патология клетки как базиса морфогенеза общепатологических проявлений, как дистрофия, стаз, тромбоз, инфаркт, репара- ция, метаплазия, неоплазия и др..
Таким образом, патология клетки как интегративное поня- тие - необходимая база общей патологии, без которой не воз- можно понимание и, главное, адекватная коррекция нарушений на уровне целого организма.
Страницы: 1, 2, 3
