ПОВРЕЖДЕНИЕ КЛЕТКИ Повреждение клетки это изменение

ПОВРЕЖДЕНИЕ КЛЕТКИ

Повреждение клетки – это изменение функционирования клетки после удаления повреждающего агента. Повреждение клетки: 1. Частичное или полное. 2. Обратимое или необратимое. 3. Первичное и вторичное.

Первичное повреждение Первичный повреждающий фактор Первичное повреждение - результат непосредственного действия первичного повреждающего фактора Первичные повреждающие факторы вызывают специфические, свойственные только им эффекты. Эти эффекты зависят от характера первичного повреждающего фактора. Первичные повреждающие факторы: – – Механические Термические Химические Радиационные

Первичные повреждающие факторы: механизмы действия Механические: Вызывают нарушение целостности структуры ткани, клеток, межклеточных и субклеточных структур Термические: Связаны с денатурацией белков, белково-липидных комплексов и изменением вторичной структуры нуклеиновых кислот Химические: Угнетают активность ферментов, блокируют клеточные рецепторы, вызывают перестройку молекул за счет гидролиза, переаминирования и т. п. Радиационные: Приводят к разрушению молекул с образованием свободных радикалов

Ответ клетки на повреждение: Всегда стандартен независимо от природы первичного повреждающего фактора Термин: «Неспецифический ответ клетки на повреждение» Причина стандартности, неспецифичности ответа - при любом повреждении обязательно: Нарушаются барьерные функции мембран - клеточной и внутриклеточных Выключаются ионные насосы Неспецифический ответ любой клетки на повреждение проявляется в изменениях клетки: Структурных Функциональных Основные структурные изменения: Повышение проницаемости мембраны пострадавшей клетки Уменьшение дисперсности коллоидов цитоплазмы и ядра Увеличение вязкости цитоплазмы, которому иногда предшествует уменьшение вязкости Увеличение сродства цитоплазмы и ядра к ряду красителей.

Степень выраженности повреждения зависит от: Силы повреждающего агента Продолжительности действия повреждающего агента. По степени выраженности различают: Паранекроз – обратимые нарушения структуры и функции клеток Некробиоз – необратимые повреждения (гибель) части клеток в тканях Некроз – массовая гибель клеток с активацией лизосомальных ферментов и разрушением других клеточных структур.

Проявления повреждений клетки Увеличение проницаемости цитоплазматической мембраны для: Макромолекулы: белки, коллоидные краски Вещества с низкой молекулярной массой: аминокислоты, глюкоза и пр. Ионы Уменьшение электрического сопротивления ткани. Электрическое сопротивление ткани обозначается термином «Импеданс» Импеданс имеет 2 (две) составляющие: – Омическая – Емкостная Величина импеданса зависит от состояния мембран и цитоплазмы Увеличение сродства к красителям цитоплазмы и ядра. Механизм: На фоне повышенной проницаемости мембраны клетки облегчается и увеличивается поступление в нее красителей

Проявления повреждений клетки Изменение мембранного потенциала: Чрезвычайно характерно для неспецифического ответа клетки на повреждение. Причины: – Прямое повреждение мембраны – Нарушение работы мембранных ионных насосов за счет снижения содержания в клетке АТФ. Выход К+ из клетки: В норме внутри клетки содержится больше К+, чем вне ее. Такое соотношение обеспечивается: – Работой Na+ - K+ - АТФ-азы, которая постоянно накачивает К+ внутрь клетки – Спонтанным выходом К+ из клетки за счет самостоятельной диффузии в область с более низкой концентрацией. Причина потери ионов К+: – Нарушение работы Na+ - K+ - АТФ-азы в результате угнетения окислительного фосфорилирования в митохондриях.

Проявления повреждений клетки Накопление Са++ в гиалоплазме: В норме поступающий в клетку Са++ аккумулируется в митохондриях Механизм аккумуляции – энергозависимый перенос с прмощью Са++ - АТФазы В гиалоплазме концентрация Са++ примерно в 1000 раз ниже, чем вне клетки. При повреждениях в митохондрии поступает освобожденная из лизосом активная фосфатаза. Происходит разобщение окислительного фосфорилирования. Приостанавливается образование АТФ. Формируется дефицит АТФазы, в т. ч. Са++ - АТФазы. Не выполняется перенос Са++ в митохондрии.

Проявления повреждений клетки Набухание клеток: – Форма и объем клеток зависят от: Состояния цитоскелета клеток Разницы между онкотическим и осмотическим давлением внутри и вне клетки. – Осмотическое давление определяется количеством частиц. – Важно именно количество частиц, а не их природа, масса, размер. – Количество частиц резко увеличивается в поврежденной клетке в результате деятельности освобожденных из лизосом активных пищеварительных ферментов: Липазы – расщепляют липиды до жирных кислот Мукополисахаридазы - расщепляют полисахара до моносахаров Нуклеазы – расщепляют ДНК и РНК до соответствующих фрагментов Образующиеся органические кислоты диссоциируют на Н+ и кислотный остаток – Количество частиц увеличивается и осмотическое давление возрастает – Онкотическое давление определяется количеством частиц белковой природы. – Онкотическое давление в поврежденной клетке также увеличивается. Механизм: Освобожденные из лизосом активные протеазы расщепляют белковые молекулы до олигопептидов, трипептидов, аминокислот. – Закон осмоса: «Вода движется в сторону более высокого осмотического и онкотического давления, в сторону более высокой концентрации частиц» – Движение воды в клетку. – Набухание клетки.

Проявления повреждений клетки Нарушение структуры и функций митохондрий: Всего 4 (четыре) нарушения Снижение потребления кислорода О 2: Связано с уменьшением скорости переноса электронов по дыхательной цепи Увеличение проницаемости внутренней митохондриальной мембраны: Может привести к разобщению окислительного фосфорилирования в митохондриях и изменению показателей работы митохондрий. Существует 2 (два) показателя работы митохондрий: – Коэффициент Р/О - это отношение количества синтезированной АТФ к количеству поглощенного О 2 – Кэффициент дыхательного контроля ДК - отношение скорости дыхания митохондрий в присутствии субстратов окисления, АДФ и ортофосфата к скорости дыхания митохондрий в отсутствии АДФ. – Снижение ДК до 1, 00 и Р/О до 0, 00 говорит о разобщении окислительного фосфорилирования в митохондриях.

Проявления повреждений клетки Нарушение структуры и функций митохондрий: Всего 4 (четыре) нарушения Снижение способности митохондрий накапливать Са++. В результате: Гиперконцентрация Са++ в гиалоплазме Условия для активации мембранных фосфолипаз Разрыхление мембраны Снижение сопротивления на мембране клетки Электрический пробой мембраны Набухание митохондрий: Связано с поступлением воды внутрь митохондрий. Приводит к механическому (осмотическому) перерастяжению мембраны и электрическому пробою мембраны митохондрий. Различают активное и пассивное набухание митохондрий: – Пассивное набухание – за счет движения Н 2 О в митохондрию при увеличении коллоидно-осмотического давления внутри нее и не требует затрат энергии – Активное набухание – движение Н 2 О в митохондрию вслед за фосфатом К+. Фосфат К+ поступает в митохондрию при снижении мембранного потенциала ниже 170 -180 м. В со знаком «минус» .

Проявления повреждений клетки Активация лизосомальных ферментов и ацидоз: – Увеличение проницаемости клеточных и внутриклеточных мембран касается и мембран лизосом. – Повышение проницаемости мембран лизосом. – Освобождение в гиалоплазму активных лизосомальных ферментов: Липазы - распад липидов до жирных кислот, глицерина и пр. Протеазы – распад белковых молекул до аминокислот Нуклеазы - распад ДНК и РНК до азотистых оснований, остатков фосфорной кислоты, рибозы и дезоксирибозы Мукополисахаридазы – распад полисахаридов до моносахаридов Фосфатазы: – Движение в митохондрию – Отщепление фосфатаот АТФ, АДФ, АМФ, т. е разобщение окислительного фосфорилирования – В итоге образуется масса слабых органических кислот. – Все эти кислоты диссоциируют на Н+ и кислотный остаток: Ацидоз со снижением р. Н до 6, 00 и ниже Повышение осмотического и онкотического давления. – Механизм - накопление большого количества частиц, в том числе белковой природы – Следствие: поступление Н 2 О в клетку → механическое (осмотическое растяжение мембраны → снижение сопротивления на мембране →электрический пробой мембраны

Апоптоз 11. Апоптоз – феномен наследственно запрограммированной смерти клеток. Каждая клетка при своем рождении как бы запрограммирована на самоуничтожение. Условие жизни клетки – постоянное блокирование этой суицидальной программы.

11. Апоптоз – феномен наследственно запрограммированной смерти клеток. Каждая клетка при своем рождении как бы запрограммирована на самоуничтожение. Условие жизни клетки – постоянное блокирование этой суицидальной программы.

Апоптоз реализуется для клеток: 1) старых, отживших свой срок; 2) клеток с нарушениями дифференцировки; 3) клеток с нарушениями генетического аппарата; 4) клеток, пораженных вирусами. Морфологические признаки апоптоза: 1) сморщивание клетки; 2) конденсация и фрагментация ядра; 3) разрушение цитоскелета; 4) буллезное выпячивание клеточной мембраны.

Апоптоз не вызывает воспаления в окружающих тканях. Причина - сохранность мембраны и изоляция повреждающих факторов цитоплазмы до полного завершения процесса (О 2 - , Н 2 О 2 , лизосомальные ферменты). Эта особенность – важная позитивная черта апоптоза, в отличие от некроза. При некрозе мембрана повреждается (или разрывается) сразу же. Немедленно содержимое цитоплазмы высвобождается (О 2 -, Н 2 О 2 , лизосомальные ферменты). Возникает повреждение соседних клеток и воспалительный процесс.

Процесс апоптоза - может быть разделен на 2 (две) фазы: 1. Формирование и проведение апоптических сигналов – фаза принятия решения. 2. Демонтаж клеточных структур – эффекторная фаза.

1. Фаза принятия решения: принимаются стимулы для апоптоза, формируются и проводятся апоптические сигналы. В зависимости от стимулов, может быть 2 типа сигнальных путей: 1) повреждение ДНК – радиационное, токсическое, гормональное и пр. 2) активация рецепторов «региона клеточной смерти» . Эти рецепторы на мембранах любых клеток воспринимают проапоптические стимулы. Если количество и активность таких рецепторов увеличивается, то увеличивается количество апоптически гибнущих клеток.

К рецепторам «региона клеточной смерти» относятся: а) TNF-R (связывается с фактором некроза опухолей и активирует апоптоз); б) Fas-R (к ); в) CD 45 -R (связывается с антителами и активирует апоптоз). В зависимости от типа сигнала, существует 2 (два) основных способа апоптоза: а) в результате повреждения ДНК; б) в результате самостоятельной активации рецепторов «региона клеточной смерти» без повреждения ДНК.

2. Эффекторная фаза –демонтаж клеточных структур. Основные фигуранты эффекторной фазы: 1) цистеиновые протеазы (каспазы); 2) эндонуклеазы; 3) сериновые и лизосомальные протеазы; 4) протеазы, активированные Ca++ (кальпейн) Основные эффекторы среди них – каспазы. Классификация каспаз - 3 (три) группы: 1) эффекторные каспазы - каспазы 3, 6, 7. 2) индукторы активации эффекторных каспаз – каспазы 2, 8, 9, 10. 3) активаторы цитокинов – каспазы 1, 4, 5, 13.