Нарушение функционирования и повреждение клеток в патологии
Нарушение функционирования клетки, вызванное действием неблагоприятных факторов, например недостатком кислорода или действием токсических соединений, может вначале и не привести к повреждению клетки: как только восстановятся нормальные окружающие условия, клетка вновь вернется в состояние, близкое к исходному.
Следовательно, нарушение функционирования данной конкретной клетки еще не есть ее повреждение. Ввиду фундаментальной значимости понятия повреждение» для патологии клетки остановимся на определении этого понятия.
Повреждение клетки.Повреждением называется изменение функционирования клетки, которое сохраняется некоторое время после удаления повреждающего агента. В основе повреждения лежит разрушение части структурных элементов клетки, вследствие чего клетка в целом хуже выполняет свои функции. Из данного определения следует, что повреждение клетки может быть частичным либо полным, обратимым либо необратимым. Необратимое повреждение может привести к прогрессирующей деструкции клетки и ее гибели.
Несмотря на то, что любая живая клетка подвержена влиянию нервных, гормональных, метаболических, энергетических и других воздействий со стороны целого организма, нарушение ее функций связано в конечном счете с изменениями химического состава раствора в ее непосредственном окружении: концентрацией ионов, метаболитов и т. д. Все эти изменения могут рассматриваться как факторы, оказывающие воздействие на функционирование клетки. Эти факторы могут в принципе либо улучшать, либо ухудшать условия жизнедеятельности клетки; в последнем случае их называют неблагоприятными. Следует различать прямое действие неблагоприятного фактора на данную клетку и косвенное его влияние, опосредованное воз- действием на другие клетки, органы, ткани и организм в целом. К прямому действиюотносится повреждающее действие ядов, направленное непосредственно на клетку, например цианистого калия, который угнетает клеточное дыхание, ингибирует фермент цитохромоксидазу. Прямое нарушение жизнедеятельности клетки и ее повреждение могут быть вызваны отсутствием кислорода, чрезмерно низким значением рН, низким осмотическим давлением в окружающей среде, недостатком ионов кальция, действием ультрафиолетовой или ионизирующей радиации и т. д.
В условиях целостного организма первичное действие повреждающего фактора на клетки-мишени(т. е. клетки, повреждаемые непосредственно) сопровождается изменениями и в других клетках. Эти изменения опосредованы нарушением функционирования клеток-мишеней и поэтому могут быть названы вторичными.Следовательно, обнаружив изменения в функционировании клеток того или иного органа при неблагоприятном воздействии, нельзя еще говорить о том, что данное воздействие само по себе вызвало наблюдаемые изменения в клетках. Одной из задач патологической физиологии является выяснение последовательности событий от момента воздействия повреждающего фактора на ту или иную систему организма до момента реализации этого повреждения, проявляющееся в нарушении функционирования клеток, органов, тканей и целого opгaнизма и сопровождается развитием болезни.
Первичное, специфическое действие повреждающих факторов на клетки.Всякое повреждение клетки выражается в определенном нарушении ее структуры и функций. При этом различные повреждающие факторы вызывают неодинаковые специфические первичные нарушения в клеточных структурах. При механическом повреждениипроисходит нарушение целостности структуры ткани, клеток, межклеточных и субклеточных структур. Термическое повреждениесвязано с денатурацией белков и белково-липидных комплексов клетки, а также с изменением вторичной структуры нуклеиновых кислот. При действии ионизирующей и ультрафиолетовой радиациипервичным является разрушение молекул, по глотавших энергию, с образованием свободных радикалов, что приводит к поражению многих внутриклеточных структур.
При химическом (токсическом)повреждении первичным является торможение (ингибирование) отдельных клеточных ферментов. или их комплексов, например подавление активности цитохромоксидазы цианидами, торможение сукцинатдегидрогеназы солями малоновой кислоты, угнетение холинэстеразы диизопропилфтор-фосфатом (нервный яд) или другими фосфорорганическими ингибиторами. В других случаях блокируются рецепторы на поверхности клеток или ионные каналы клеточной мембраны. Так, например, яд рыбы фугу тетродотоксин ингибирует натриевый канал мембраны, атропин — холинорецепторы различных клеток и т. д.
Известны также многочисленные примеры специфического повреждения клеток, вызванного ингибированием отдельных ферментов, которые не сопровождаются гибелью клетки, но существенно изменяют характер ее обмена веществ. Сюда можно отнести торможение гликолиза монойодацетатом, торможение флоридзином фосфорилирования глюкозы в эпителии почечных канальцев. Специфическое. подавление пируватоксидазной системы лежит в основе повреждающего действия боевых отравляющих веществ, содержащих мышьяк. С другой стороны, яды змей, скорпионов, пчел и других жалящих животных сами включают в свой состав ферменты, действующие на мембранные структуры клеток, главным образом различные фосфолипазы, которые гидролизуют фосфолипиды, разрушают мембраны, вызывая гемолиз эритроцитов, поражение нервных клеток. Но так или иначе все указанные воздействия могут быть отнесены к разряду химических.
Часто первичные изменения, вызванные повреждающим воздействием, остаются неизвестными. Не вполне ясны, например, изменения в клеточных структурах, непосредственно вызванные действием магнитных полей, низких доз СВЧ, лазерного излучения в красной области и т. д., хотя само по себе действие этих факторов на уровне организма хорошо известно.