Особенности реакции клетки на повреждающий фактор зави- сят как от его характеристики так и типа клетки по ее приз- накам особенности к делению. В настоящее время принято счи- таль, что в орагнизме имеется три тпа клеток. Клетки первой категории к моменту рождения или в первые годы жизни дости- гают высоко специализированного состояния, но "расплачивают- ся за это полной потерей способности к размножению. В орга- низме отсутстуют источники возобновления популяции этих кле- ток в сучае их разрушения. К таким клеткам относятся нервные клетки. У ребенка в возрасте нескольких лет имеются все не- обходимые нервные клетки, а в дальнейшем их число непрерывно уменьшается в результате "изнашивания" или гибели.
Ко второй категории относятся многие типы высокоспециа- лизированных клеток, которые выполняют какие-либо определен- ные функции и затем либо изнашиваются, либо слущиваются с различных поверхностей, причем иногда очень быстро. Эти клетки, подобно клеткам первой категории, не способны разм- ножаться, однако, в организме имеется механизм их неприрыв- ного воспроизведения. Функцию замещения клеток второй кате- гории выполняют не утратившие способность к размножению клетки той же линии (клона), которые еще не стали специали- зированными. Они служат постоянным источником новых клеток, которые дифференцируются в зрелые и замещают соответствующие
- 11 -
специализированные клетки, утраченные организмом. Таким об- разом, неприрывно и быстро обновляется обнавляется клеточная популяция некоторых тканей. Длительность цикла деления не- дифференцированных клеток и их созревание находятся в равно- весии с их утратой, так что общее число клеток остается пос- тоянным. Такие клеточные популяции называются обновляющими- ся, а состояние, в котором они находятся - стационарным. К ним относятся клетки, выстилающие большую часть кишечника. Они неприрывно слущиваются с его внутренней поверхности в просвет кишки, неприрывно совернают совершают клеточный цикл и образуют дочерние клетки, которые перемещаются по направ- лению просвета кишечника, сохраняя целостность его эпителия. В результате этого процесса эпителий кишечника обновляется каждые несколько дней. Некоторы клетки живут всего несколько дней или даже часов, а затем заменяются новыми, развивающи- мися из менее специализированных клеток этой же линии.
Недифференцированные клетки, которые сохраняют способ- ность к делению, а в дальшейшем ее утрачивают, когда стано- вятся высоко специализированными носят название материнских, камбиальных, но чаще стволовых клеток. Стволовой называют такую клетку, которая на всем протяжении постнатальной сох- раняет способность совершать циклыделения, поставляя клетки, специализирующиеся в определнном направлении и замещая от- мепрающиеся или утраченные клетки. Из стволовых клеток в те- чение постнатальной жизнимогут развивать клетки нескольких типов, не принадлежащие к одному и томуже семейству. В таких случаях стволовую клетку называют плюринотентной. Например, эритроциты и лейкоцитымогут вести свое происхождение от од- ной и той же стволовой клетки. Если изстволовой клетки про- исходит лишь один тип конечных клеток, то ее называют унипо-
- 12 -
тентной. Стволовые клетки проделывают клеточный цикл именно с такой частотой, которая необходима для поддержания собствен- ной популяции, и из которых отдельные члены постоянно выбы- вают, превращаясь в более специализированные клетки. Сохра- нение в организме фондов стволовых клеток разных типов неб- ходимо для роста и поддержания клеточных популяций в тех тканях, в которых специализированные функционирующие клетки утратили способность к размножению.
Клетки третьей категории отличаютсябольшой продолжи- тельностью жизни, их деление после полного завершения диффе- ренцировки происходит редко.Примером таких клеток служит ге- патоцит или гормональная клетка. Если однако, у эксперимент- ланого животного удалить хирургическим путем до 2/3 печени, то клетки оставшейся части органа начинают делиться, и менее чем за две недели нечень восстанавливается до прежних разме- ров. Таким образом, клетки этого типа в нормальных условиях делятся редко, а при стимуляции, возникающей, например, пос- ле травмы, они начинают интенсивно делиться, несмотря на специализацию. Как было сказано, реакция клетки на действие патогенного фактора в значительной степени зависит от ее ти- па. Клетки первого типа способны к внутриклеточной регенера- ции, в результате чего восстанавливаются утраченные части клетки, если сохраняется ядерный аппарат и трофическое обес- печение. Быстро обновляющиеся клетки второго типа при пов- реждении быстро гибнут и стимулируются механизмы возобновле- ния клеточной популяции за счет размножения стволовых кле- ток. Репродукция клеток 3-го типа происходит довольно мед- ленно, особенно при недостаточном питании и кислородного обеспечения, что в условиях патологии встречается довольно- часто, например, при гипоксии различного происхождения. Тем
- 13 -
не менее, с учетом особенных свойств клеток, их реакция на острое повреждение носит общих характер, и механизм этого процесса имеет важное значение для рассмотрения патогенеза воспаления.
Во всех случаях взаимодействия патогенного фактора с клеткой вовлекаются типовы механизмы его поступления в ци- топлазму. Одним из таких механизмов является фагоцитоз. Яв- ление фагоцитоза тесно связано с наличием в клетках лизосом, которые являются мембранными органеллами, имеющихся в клет- ках практически всех типов. Лизосома, которая отпочковывает- ся от зрелой поверхности аппарата Гольджи, называется пер- вичной лизосомой. Она может взаимодействовать с материалом, внесенным в клетку из вне или же с разрушенными органеллами и ненужными веществами, образующимися в самой клетке. При этом формируется пузырек, в котором находится подлежащий пе- реваренный материал, а также и лизосомальные ферменты. Этот пузырек обычно называют вторичной лизосомой. Под фагоцитозом понимают захватывание клеткой из вне и втягивание в себя ка- кой-либо частици или макромолекулярного агрегата. Когда час- тица приходит в соприкоснавение с клеточной мембраной, она окружается ею со всех сторон, оказываясь в в маленьком мемб- ранном мешочке - в фагоцитарном пузырьке. При этом внутрен- ний слой клеточной мембраны становится наружним слоем мемб- раны пузырька. Этот пузырек с содержащейся частицей отделя- ется от клеточной мембраны и погружается внутрь в цитоплаз- матический матрикс, где он называется фагосомой. Когда фаго- сома встречается с лизосомой, то то наружние слои мембраны обоих пузырьков соприкасаются так, что мембраны сливаются в месте контакта, где лизосома через отверстие выделяет свое содержымое в фагосому. Таким образом, два пузырька превраща-
- 14 -
ются в один, которые называются вторичной лизосомой. С ней могут сливаться и другие первичные лизосомы, кроме того, несколько вторичных лизосом могут сливаться друг с другом. В результате создаются условия для ферментативного переварива- ния материала, содержащегося в фагосоме. После переваривания во вторичной лизосоме остается тело, которое в конечном сче- те, выталкивается из клетки путем экзоцитоза. Вторым спосо- бом попадания патогенного фактора в клетку является пиноци- тоз, при котором жидкость втягивается в пузырьки. Этот про- цесс принципиально сходен с фагоцитозом.
В процессе жизнедеятельности клетки происходит обновле- ние внутриклеточсных структур. Митохондрии, фрагменты грану- лярного эндоплазматического ретикулума и органеллы в резуль- тате изнашивания и повреждения перестают функционировать и тогда они с помощью мембраны обосабливаются от остальной ци- топлазмы, подобно фагосомам (сдесь они называются аутофаго- сомами), сливаются с лизосомами и подвергаются переварива- нию.
Фагоцитоз и пиноцитоз относятся к механизмам проницае- мости цитоплазматической мембраны, которые связаны с затра- той его субстрата, но роль этого механизма проницаемости не- велика.
Третьим основным механизмом проницаемости является трансмембранный перенос веществ, не связанный с затратой компонентов мембраны. К нему относятся такие процессы как ультрафильтрация, диффузия и активный процесс переноса. Под ультрафильтрацией понимается однонаправленный процесс транс- порта молекул веществ через мембрану, обусловленный различ- ным гидростатическим давлением по обе стороны. Таким образом в клетку поступают низкомолекулярные вещества, в чстности,
- 15 -
вода. Вместе с водой могут поступать, но с меньшей ско- ростью, и некоторые нерастворенные в ней неэлектролиты (гли- церин, мочевина, этанол). При интенсивном потоке воды в клетку может быть обеспечен траспорт вещества и против кан- центрационного градиента, например, например, мочевины, га- лактозы и др. Различают 4 вида диффузии веществ через мемб- рану: простую, т.е. собственно диффузию, обменную, ограни- ченную и облегченную.Посредством простой, а также ограничен- ной диффузии, т.е. протекающей с меньшей скоростью, в клетку поступают низкомолекулярные субстраты: вода, мочевина, эти- ленгликоль, тиамин, жирные кислоты, щавелевая кислота, а также неорганические ионы. Таким же образом в клетку прони- кают низкомолекулярные патогенные факторы. Наблюдается пря- мая корреляция между скоростью диффузии этих веществ через мембрану и их растворимость в липидах.Это связано с тем, что различные, и в том числе и патогенные могут проникать в клетку либо после растворения в липидной фазе мембран, либо через липопротеиновые каналы, связанные с гидрофобностью этой мембраны. Полагают, что полхорастворимые или нераство- римые в липидах вещества проникают в клетку через особые по- ры в мембране - зоны с высокой гидрофобностью.
Важная роль транспорте определнных веществ, например, ионов натрия, через плазматическую мембрану принадлежит раз- ности потенциалов, обусловленной ассиметричным распределени- ем электрического заряда по обе сторонымембраны. Наружняя повехность заряжена положительно, внутрянняя - отрицательно. Электрический фактор служит движущей силой также при проник- новении одновалентных катионов (калия, рубидия, и др.) через эпителиальный барьер по межклеточным щелям. В этом случае наблюдается разность электрических потенциалов по обе сторо-
- 16 -
ны эпителиального пласта, то что носит название трансмураль- ный потенциал. В случае обменной диффузии наблюдается обмен равновесный одноименными ионами между периферической об- ластью цитоплазмы клетки и микросредой, окружающей ее. Дан- ный транспортный механизм не может обеспечить ни накопление , ни убыль вещества клетки.Облегченная диффузия вещества осуществляется без энергетических затрат, и этот процесс ус- коряет наступление канцентрационного равновесия по обе сто- роны мембраны. В от личие от облегченной диффузии механизм активного транспорта осуществляется перенос веществ через мембрану против градиента концентрации и является энергоза- висимым. В основе облегченной лежит функционирование специ- альных веществ - переносчиков, способных образовывать неп- рочные компоненты компоненты с субстратами по одну сторону мембраны, транспортировать через толщу мембраны и освобож- дать субстрат по другую его сторону. Затем вещество-перенос- чик возвращается в исходную позицию и вся цепь событий вновь повторяется. Ото принцип челночного механизма. В основе ак- тивного транспорта лежит функционирование в мембране сложно- го комплекса разнообразных ферментов, осуществляющий специ- фический и ориеентировочный перенос субстрата.
Благодаря этим ферментам часто осуществляется процесс фосфорилирования в связи с которым субстрат поступает в клетку в более легко доступной форме, чем нефосфорилирован- ного соединения для их дальнейшего метаболизма. В нативной мембране эти процессы сопряжены с реакциями образования энергии, что позволяет системам активного транспорта произ- водить перенос веществ против градиента концентрации. Такая система активного транспорта действует по отношению к ионам натрия и калия. Важнейшим звеном этого механима является
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
