ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТКИ 1. Общие этиология и

ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТКИ 1. Общие этиология и патогенез повреждений клеток 2. Повреждения клеточных мембран 3. Повреждения митохондрий 4. Повреждения лизосом 5. Повреждения эндоплазматической сети 6. Повреждения ядра клетки 7. Последствия повреждений клетки

Повреждения клетки n Проявляется в разрушении части структурных элементов, в результате чего клетка не справляется со своей функцией.

ОБЩАЯ ЭТИОЛОГИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ КЛЕТОК n Первичные повреждения: n экзогенные n эндогенные

Повреждение клетки может быть: полным частичным обратимым необратимым прямым опосредованным

Экзогенные повреждающие факторы: n механические n термические n лучевые n химические (токсические) n биологические

Механическое повреждение n проявляется в виде нарушения структуры ткани, а также субклеточных и межклеточных структур (нарушение целостности структуры органа, ткани, органоидов)

Термическое повреждение n приводит к коагуляции и денатурации белков, нуклеиновых кислот, глико- и липопротеидов

Лучевое повреждение (УФЛ, ионизирующая радиация) n вызывает образование свободных радикалов в поврежденных клетках с нарушением окислительно- восстановительных процессов; резко снижается содержание кислых полисахаридов и накапливается мукогликопротеиды и гексозамины.

Токсическое повреждение n приводит к торможению или ингибиции отдельных или целых групп клеточных ферментов, которые не приводят к гибели клеток, но существенно изменяют характер её обмена веществ; блокируются рецепторы и ионные каналы биомембран.

Биологическое повреждение осуществляют nвирусы, которые нарушают структуру ДНК, РНК клеток n кровепаразиты, которые внедряются в клетку и там живут (пироплазмиды, нутталии…. ) n хламидии n микоплазмы

Эндогенные повреждающие факторы: n Мутации генные или хромосомные n Старение клеток

ОБЩАЯ ЭТИОЛОГИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ КЛЕТОК Вторичные повреждения n рассматривают тогда, когда повреждающий фактор сам не действует на конкретную клетку

Причины вторичных повреждений клеток: n Гипоксия n Ишемия (расстройство микроциркуляции) n Эндокринная патология (энергетическая недостаточность клеток ЦНС при диабете) n Аутоинтоксикация (при заболеваниях печени, почек, кишечника) n Аутоиммунная патология (атака собственных клеток организма аутоантителами)

ОБЩИЙ ПАТОГЕНЕЗ ПОВРЕЖДЕНИЙ КЛЕТОК

Неспецифические проявления поврежденных клеток n Денатурация белков n Внутриклеточный ацидоз n Высвобождение из клеток К+ n Поступление в клетку избытков Са 2+ и Na+ n Увеличение объема клетки, разрыв n Освобождение медиаторов повреждения (могут вызвать вторичные местные или общие патологические процессы)

Общетиповая реакция клетки на повреждающие воздействия: n 1. Мембранно-транспортный механизм (увеличение проницаемости мембран) n 2. Обменно-энергетический механизм (дефицит макроэргов) n 3. Ионный механизм (увеличение содержания кальция в клетке) n 4. Аутокаталитический механизм (дестабилизация лизосом) n 5. Рецепторный механизм (изменения количества и свойств рецепторов, пострецепторные расстройства) n 6. Изменения генетической программы

НАРУШЕНИЕ ФУНКЦИЙ ОРГАНОИДОВ КЛЕТКИ

Плазматическая мембрана n отделяет содержимое клетки от окружающей среды n обеспечивает связь с другими клетками, принимает их сигналы и передает внутрь клетки n легко меняет свою форму

Плазматическая мембрана n имеет мозаичное строение n состоит из 75 % липидов (глико-, фосфо-) и 25% белков

Причины повреждения n цитолитическое действие комплекса АНТИГЕН-АНТИТЕЛО n прямое действие химических цитолитиков n механическое повреждение физическими факторами

Повреждение клеточных мембран может быть вызвано: n 1. повреждением липидных компонентов мембран (перекисное окисление липидов, окисление мембранных фосфолипидов) n 2. повреждением белковых компонентов мембран (осмотическое растяжение пептидной основы мембран, повреждающее действие макромолекул иммунных комплексов)

Нарушение рецепторного аппарата клетки n приводит к нарушению межклеточных взаимоотношений n Изменению свойств сигнальных молекул, расположенных на мембране клетки

Изменение антигенных свойств мембраны n в результате взаимодействия повреждающего фактора с мембраной (например, нейроминидаза патогенных микробов) приводит к обнажению белковых структур, обладающих антигенными свойствами. n Такая клетка становится объектом атаки со стороны иммунных механизмов

Нарушение проницаемости мембран n приводит к изменению строения протоплазмы и субклеточных структур поврежденной клетки (высвобождаются свободные АМК, ферменты лизосом, митохондрий; нарушается работа «клеточного насоса» )

Повреждение плазматической мембраны приводит к: n Недостаточности Na/K насоса n Сглаживанию ионных градиентов n Входному току Na и воды n Набуханию клетки n Нарушению клеточной коммуникации и межклеточной среды

Повреждение плазматической мембраны приводит к: n Входному току Ca n Активации мембранных фосфолипаз n Включению арахидонового каскада n Появлению липидных медиаторов воспаления

ПОВРЕЖДЕНИЕ МИТОХОНДРИЙ (причины) n интоксикация (α-денитрофенол) n гипоксия n эндокринные нарушения (дисфункция надпочечников, щитовидной и поджелудочной желез) n избыток кальция n поражение перекисными соединениями, радикалами О 2

Неспецифические реакции митохондрий на повреждение n набухание митохондрий n конденсация митохондрий n фрагментация митохондрий n появление включений (белков, кристаллов, липидов) и очагов обызвествления

Изменения числа митохондрий n УВЕЛИЧЕНИЕ – при усилении окислительного фосфорилирования, связанное с активацией при повреждении клетки n УМЕНЬШЕНИЕ – при деструктивных атрофических процессах; слияние (образование хондриосфер)

Последствия повреждений митохондрий n снижение образования АТФ; энергия окисления рассеивается и затухают все энергозависимые процессы n снижение КПД клетки (мышечной, нервной, нефрона)

Типовые изменения митохондрий (трансмиссионная электронная микроскопия) n А – митохондрии нормального кардиомиоцита n Б – набухание митохондрий n В – гомогенизация митохондрий n Г – деструкция митохондрий n Обозначения n М – митохондрии n Мф - миофибриллы

ПОВРЕЖДЕНИЕ ЛИЗОСОМ n воздействие канцерогенов, микотоксинов, фосфолипидов, свободных радикалов, противовоспалительных гормонов n голодание (белковое) n гипоксия n эндокринопатии n повреждения (механические, физические)

Последствия повреждения лизосом n Повышение проницаемости для ферментов n Аутолиз n Вторичная альтерация

Типовые изменения лизосом n А – контакт лизосомы с митохондриями с разрушением наружной мембраны последних в местах этого контакта n Б – выход гранул фермента из лизосомы n Обозначения: Лз - лизосома

Повреждения эндоплазматической сети приводят к : n увеличению или уменьшению эндоплазматической сети n вакуолизации, фрагментации, исчезновению рибосом n накоплению в канальцах обрывков мембран, остатков клеточных органелл n Упрощению структуры эндоплазматической сети n дезагрегации рибосом и полисом

Последствия повреждения эндоплазматической сети n дистрофические изменения в клетке n замедление или прекращение дезинтоксикационной функции специализированных клеток n уменьшение секреции эндокринных желез n снижение сократительной функции поперечно-полосатых мышц n торможение проведения нервных импульсов

Повреждение рибосом и комплекса Гольджи n приводит к нарушению белоксинтетической функции клетки, n торможению образования гранул и вакуолей n задержке и накоплению продуктов синтеза (амилоид, липофусцин)

ПОВРЕЖДЕНИЕ ЯДРА КЛЕТКИ

Ядро клетки n является хранителем генетической информации, которая управляет синтезом белка, морфологическими и физиологическими процессами

Факторы, повреждающие ДНК n. Ионизирующая радиация n УФЛ n свободные радикалы n химические агенты n вирусы

Типовые изменения клеточного ядра n А – ядро нормального кардиомиоцита n Б – маргинация хроматина (Хр) в ядре n Обозначения: n Я – ядро n М – митохондрии n Мф - миофибриллы

Патология митоза n разрыв хромосом n отрыв части хромосом (делеция) n перенос участка одной хромосомы на другую (транслокация) n неправильное расхождение хромосом с неравномерным распределением их между дочерними клетками (моносомия, трисомия)

Патология мейоза n - приводит к гибели эмбриона на ранних этапах его развития или появлению дефектных организмов

Повреждение ядер соматических клеток приводит к: nанеуплоидии – уменьшению числа хромосом n полиплоидии – увеличению числа хромосом n хромосомным аберрациям

Повреждение неделящихся клеток приводит к: n Полиморфизму ядер, деформациям, выпячивание в цитоплазму, появлению необычных включений n трансформации в опухолевые клетки n сморщиванию ядра (кариопикноз), разрыву ядра (кариорексис), разрушению ядра (кариолизис)

НАСЛЕДСТВЕННАЯ ПАТОЛОГИЯ n Хромосомные мутации приводят к n Эмбриональной, плодной смертности

НАСЛЕДСТВЕННАЯ ПАТОЛОГИЯ n Генные мутации проявляются в виде: n Биохимических преобразований гена n Структурных изменениях – уродства n Функциональных изменениях - энзимопатии

ПОВРЕЖДЕНИЕ ЦИТОПЛАЗМЫ ВЕДЕТ К: n Расстройствам клеточного метаболизма n Подавлению функций клеточных насосов n Выходу К+ и избытку в клетке ионов Na+, Ca 2+ , Cl - - осмотическому отеку клетки, разрыву плазматической мембраны n Дегидратации, аутоинтоксикации n Ацидозу – p. H ниже 6

ПОВРЕЖДЕНИЕ ЦИТОСКЕЛЕТА ВЕДЕТ К n снижению функций специализированных клеток: мышечных, сперматозоидов, мерцательного эпителия, фагоцитов

ПОСЛЕДСТВИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТКИ n Восстановление структуры и функции n Дегенерация n Некробиоз n Некроз n Апоптоз: усиление, ослабление

Клеточная дистрофия n - изменение структуры клеток, в протоплазме наблюдается вакуолизация – мутное набухание (проявляется грубодисперсными осадками – гиалиноз, мукоидоз, восковидные дистрофии)

Некроз - n омертвение клеток и тканей n НЕКРОБИОЗ – компенсаторные реакции в умирающих клетках n ПАРАНЕКРОЗ – обратимые изменения в протоплазме поврежденных клеток

Некролиз - n растворение погибшей клетки с последующим выведением из организма: n Аутолитический n Гетеролитический n Смешанный

Апоптоз n Генетически программируемая энергозависимая форма гибели клеток

Сигналы – инициаторы апоптоза n Дефицит факторов роста (цитокины, гормоны) n Повреждение ДНК (ионизирующая радиация, вирусы, активные формы кислорода) n Нарушения метаболизма (цитохром С, АТФ поврежденной клетки)

Включение генетической программы апоптоза n Экспрессия генов- n Репрессия генов- индукторов ингибиторов апоптоза апоптоза

Реализация генетической программы апоптоза n Фрагментация ДНК n Деструкция белков цитоскелета n Разрушение ядерных белков n Фагоцитоз апоптозных тел без повреждения тканей

Сравнительная морфология апоптотического и некротического типов гибели клетки