Химия патологических процессов • Предмет и задачи биохимии

Химия патологических процессов • Предмет и задачи биохимии клетки • Понятие общей неспецифической реакции • Теории гибели клетки • Типы повреждения клетки

Биохимия патологических процессов Медицинская биохимия Клиническая биохимия • Медицинская биохимия изучает механизмы возникновения и развития патологических процессов на клеточном биохимическом уровне • Экспериментальные модели

Патологические процессы развиваются в результате взаимодействия организма и повреждающего фактора Повреждающие факторы: бактерии, вирусы, антигены, физические воздействия (травмы, ионизирующие излучения)

В ответной реакции организма на повреждение выделяют: специфическую и неспецифическую реакции

Общий адаптационный синдром • Совокупность реакций организма, прежде всего эндокринной системы, с целью мобилизации защитных сил и приспособления к трудным ситуациям • Адаптивные системы поддерживают внутреннюю среду организма на уровне нормы или переводят ее на новый уровень при изменении условий окружающей среды

Профессор Ганс Селье 1907 - 1982 • высшее образование получил в университетах Праги, Парижа и Рима • В 1929 году стал доктором медицины, в 1931 году – доктором философии • С 1931 г. по стипендии Рокфеллеровского фонда работал в Университете Джона Гопкинса, а затем в Университете Мак Гилла, где получил звание профессора • В 1945 г. возглавил Институт экспериментальной медицины и хирургии в Монреале, где работал до конца жизни

Ганс Селье занимался изучением воздействия стресса на организм • считал, что некоторая доля стресса необходима для поддержания хорошего самочувствия и что некоторые виды стресса, которые он называет "эустресс" идут нам на пользу • Поглощенность работой – вот самое лучшее средство борьбы со стрессом • "Что касается меня, то я с трудом могу представить себе большую пытку, чем быть вынужденным валяться на пляже и изо дня в день ничего не делать" •

Г. Селье в 1926 г. , студент второго курса пишет: • «Меня заинтересовало, почему больные, страдающие от самых разных недугов, обнаруживают так много одинаковых признаков и симптомов. Независимо от того, перенес ли человек тяжелую кровопотерю, болен ли инфекционной болезнью или раком, он одинаково теряет аппетит, мышцы его слабеют, больной обычно худеет, и само выражение лица свидетельствует о том, что он болен» В дальнейшем эти первоначальные наблюдения "синдрома болезни вообще" получили название общего адаптационного синдрома и послужили основой для развития концепции стресса

Стресс – синдром • Проявляется при нервном и умственном напряжении, телесных повреждениях, тяжелой мышечной работе • Защитный механизм обеспечивается : АКТГ, глюкокортикоидами, катехоламинами, минералокортикоидами, гормонами щитовидной и половых желез • Болезни адаптации: сердечнососудистые и онкологические заболевания

• Весь синдром стресса или "общий адаптационный синдром" • протекает стадийно • характеризуется определенным комплексом изменений в нейроэндокринной системе • оказывает влияние на уровень неспецифической резистентности организма, его воспалительный потенциал и обмен веществ

Стадии общего неспецифического синдрома Стресс-реакция состоит из трех стадий: реакции тревоги стадии резистентности стадии истощения

СТАДИЯ ТРЕВОГИ • мобилизуются защитные силы организма • уменьшение тимуса, лейкоцитоз, определенное соотношение лейкоцитоз форменных элементов крови: лимфопения, анэозинофилия, нейтрофилез • развитие кровоизлияний и язв в слизистой желудочнокишечного тракта • Эндокринная система: стимуляция секреции АКТГ в гипофизе, повышение секреции глюкокортикоидов в коре надпочечников. • Секреция минералокортикоидов угнетена • Угнетены также деятельность щитовидной и половых желез.

СТАДИЯ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ИЛИ УСТОЙЧИВОСТИ • в этой стадии устойчивость организма к вредным воздействиям повышена • происходит нормализация деятельности желёз внутренней секреции и тимико-лимфатической системы, иногда даже повышение функциональной активности желез, угнетенных в первую стадию реакции

СТАДИЯ ИСТОЩЕНИЯ • наступает, если стрессор оказывается достаточно силен и действует достаточно долгое время • Сильное или длительное напряжение приводит к повторному угнетению защитных сил организма. Характер деятельности эндокринных желез близок к тому, что наблюдается при реакции тревоги: • глюкокортикоиды преобладают над минералокортикоидами, • снижена активность щитовидной и половых желез, • угнетена тимико-лимфатическая, иммунная, система соединительной ткани.

Реакция организма на любое новое и достаточно сильное воздействие среды обеспечивается: 1. Системой, специфически реагирующей на данный раздражитель 2. Стресс-реализующими адренэргической и гипофизарно-адреналовой системами, неспецифически реагирующими на изменения в среде обитания

Экстремальные факторы • Вызывают большие энергетические траты • Приводят к преобладанию процессов катаболизма над анаболическими. • Повышение резистентности при стрессе достигается «дорогой ценой» , происходит истощение резервов адаптации • Развиваются неинфекционные заболевания: язва желудка, гипертоническая болезнь, опухоли, нервно-психические расстройства

Реакция организма зависит от раздражителя (Л. Х. Гаркави, М. А. Уколова, Е. Б. Квакина, 1987) Слабый раздражитель – реакция тренировки Раздражитель средней силы – реакция адаптации Сильный раздражитель – стресс реакция

• Большинство людей и животных, в стрессорных ситуациях, не погибают, а приобретают резистентность, способны адаптироваться к ним. • Адаптация - процесс, в результате которого организм становится устойчивым к воздействиям окружающей среды, получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью и решать задачи, прежде не разрешимые. • Ф. З. Меерсон - концепция о механизме индивидуальной адаптации организма к внешней среде (1981) определяет стресс-реакцию как звено этого механизма.

2 типа реакций • Срочная адаптация: актуализация функций – усиление функций организма, связанных с воздействием данного фактора • Долговременная адаптация: лабилизация функций – включение других систем и структур организма для поддержания гомеостаза

Срочная и долговременная адаптация

Стресс-реализующие системы • Гипофиз-адреналовая система: АКТГ, глюкокортикоиды, минералокортикоиды, адреналин Стресс-лимитирующие системы опиоидэргическая ГАМК-эргическая Серотонин-эргическая Простагландины Адениннуклеотиды Антиоксиданты

Биохимия клетки • Понятие «минимальная клетка» включает набор структур, обязательных для обмена веществ, энергии и самовоспроизведения. • К таким структурам относятся: • мембрана (плазматическая и цитоплазматические), • митохондрии – источник энергии, • ядро – носитель генетической информации, • лизосомы – катаболические станции, • эндоплазматический ретикулум – процессы детоксикации.

• Факторы, вызывающие обратимые изменения - "физиологические", факторы дающие необратимые сдвиги, приводящие к возникновению заболеваний, являются "патологическими". • Совокупность этих факторов приводит к изменениям биологических процессов, развитию патологии.

• Среди причин, вызывающих гибель клеток по некротическому типу, на первом месте стоит ИШЕМИЯ. Первично развивается на фоне сердечнососудистых заболеваний и травм, в ряде случаев, является ведущим типом повреждения клеток. • Ишемия - снижение притока крови к тканям сопровождается снижением концентрации кислорода и субстратов окисления. По степени выраженности ишемия может быть полной или частичной. • В эксперименте полную ишемию моделировать не удается в связи с системой коллатерального кровообращения

С биохимической точки зрения в клетках чаще всего исследуют: • фазу начальных изменений; • фазу обратимых изменений; • фазу необратимых изменений; • фазу появления некроза

Теория гибели клетки 1 1 – норма 2 – начало повреждения 2 3 – выраженные повреждения 3 4 – необратимые повреждения 4 5 - некроз 5

Начало повреждения Обратимые изменения Необратимые изменения Некроз Дефицит кислорода Конденсация матрикса митохондрий Стимуляция катаболизма Деградация клеточных структур нарушение транспорта электронов и протонов Накопление ионов Na+ и H 2 O Активация лизосом Расщепление ДНК, РНК, белков Снижение синтеза АТФ Увеличение объема митохондрий Набухание митохондрий Сдвиг р. Н в кислую сторону Активация гликолиза Деформация крист Отрыв рибосом от ЭПР Образование фрагментов мембран ЭПР, ядра, мх Нарушение проницаемости мембран ЭПР Фрагментация мембран Перераспределе ние хроматина в ядре

ТИПЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ КЛЕТКИ • ПЕРЕКИСНЫЙ тип характеризуется стимуляцией образования гидроперекисей, изменением активности антиокислительных систем, повреждением мембран клетки. • ГИПОКСИЧЕСКИЙ тип характеризуется снижением энергопродукции, нарушением функции митохондрий, подавлением биосинтетических процессов. • ТОКСИЧЕСКИЙ тип связан с непосредственным влиянием продуктов на метаболизм. Для этого типа характерна активация микросомального окисления чужеродных веществ с помощью цитохромов P-450 и b 5. • АПЛАСТИЧЕСКИЙ тип связан с недостатком питания, активацией лизосомального аппарата и распадом эндогенных клеточных структур. Значительная роль в осуществлении апластического типа повреждения клетки принадлежит лизосомам. Иначе его ещё называют лизосомный тип