Механизмы гибели клетки

Существует два основных вида гибели клетки: некроз, апоптоз.

Некроз – это патологическая форма гибели клетки вследствие ее необратимого химического или физического повреждения.

Причины некроза: 1) высокая и низкая температура; 2) гипоксия; 3) отравления; 4) ионизирующее излучение; 5) химические вещества; 6) механические факторы.

Проявления некроза: 1) переваривание клеточного содержимого под действием ферментов (колликвационный некроз); 2) денатурация белков (коагуляционный некроз).

Некрозу предшествуют паранекроз и некробиоз. Паранекроз представляет собой выраженные, но обратимые изменения клеточных структур. Некробиоз тоже не является необратимым состоянием, но степень проявления изменений клетки более выражена, чем при паранекрозе. Обратное развитие повреждения клетки при некробиозе наблюдается при устранении причины, вызвавшей повреждение.

Апоптоз – генетически контролируемая физиологическая форма гибели клетки.

Апоптоз является нормальным процессом саморазрушения клетки. Пусковыми факторами апоптоза являются: 1) стероидные гормоны (тироксин, альдостерон, эстрогены, андрогены); 2) цитокины ( интерлейкины 1, 10, фактор некроза опухолей, альфа- и гамма-интерфероны) 3) ростовые факторы (интерлейкины 2, 3, 4; 4) антигены и антитела.

Механизмы апоптоза: 1) рецепторный – активация «рецепторов смерти» с последующей активацией Fas-белков, каспаз, которые стимулируют эндонуклеазы; 2) митохондриальный – раскрытие пор митохондрий и повышение их проницаемости; 3) p53-опосредованный – p53 – это белок, который вызывает нарушение клеточного деления; 4) перфорин-гранзимовый – механизм основан на разрушении цитотоксическими Т-лимфоцитами клеток-мишеней посредством белка перфорина.

Апоптоз начинается с повреждения ядра: конденсация хроматина, изменения ядерной мембраны, фрагментация ядра. В цитоплазме происходит конденсация, клеточная мембрана изменяется. Размеры клетки постепенно уменьшаются, она теряет межклеточные контакты. При этом выхода клеточного содержимого не происходит. Апоптотические клетки поглощаются фагоцитами.

Биологическое значение апоптоза. Апоптоз – физиологический процесс, направленный на устранение поврежденных клеток, рудиментарных органов, избыточных клеточных популяций или аутоагрессивных клонов иммунокомпетентных клеток. Его значение заключается в поддержании гомеостаза организма и обеспечении его нормального функционирования.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Т е р м и н а л ь н о е с о с т о я н и е

Гипоксия Избыток Высокая концентрация

тканей катехоламинов глюкогона и тироксина

Усиление перекисного Активация

окисления липидов мембранных

ферментов

Повреждение мембран, Избыточное поступление

в том числе и лизосомальных Са²⁺ в клетку

Выход лизосомальных

ферментов и их активация

Рис. 1.Схема постреанимационной деструкции мембран.

Патогенный Болезнь Резистентность

фактор Реактивность

Внешние факторы Внутренние факторы Функциональное

(условия) (условия) состояние всех

питание, образ жизни, влажность, наследственность, конституция, систем организма

внешние вредности, психогенные пол, возраст, перенесённые

факторы, t^о, О₂ заболевания, предшествующий

образ жизни

Рис. 2.Схема соотношений этиологического фактора и условий при возникновении болезни.

Причинный фактор Внешние и внутренние условия

его реализации

Патогенное раздражение

Саногенез Патогенез

Защитные реакции Защитные реакции Повреждение

Физиологического типа патофизиологического типа регуляторных

систем и рабочих

органов

Восстановительные Компенсаторные

процессы процессы

Прекращение

Сохранение функций Восстановление Нарушение функций жизненно

функций важных

(полное и неполное) функций

Незаболевание ВыздоровлениеЗаболеваниеСмерть

(полное и неполное)

Клиника

Рис. 3.Схема развития болезненного процесса. Этиологический фактор.

Травма

(боль, разрушение тканей)

ЦНС

перераздражение

перевозбуждение дальнейшее

ухудшение

истощение

запредельное торможение

нарушения

дыхания гемодинамики проницаемости

сосудов

недостаточность сосудистая

дыхания недостаточность

гипоксемия

гипоксия

нарушение обмена веществ

Рис. 4.Формирование «порочного круга» в патогенезе травматического шока.

Стрессор

Активация гипоталамуса

Усиление продукции Синтез Синтез Активация симпати-

вазопрессина и кортиколиберина тиреолиберина ческого отдела

окситоцина вегетативной

нервной системы

Синтез АКТГ Синтез ТТГ Стимуляция

в аденогипофизе в аденогипофизе продукции

адреналина

Стимуляция Синтез Подавление Усиление

синтеза СТГ кортикостероидов разрушения продукции

глюкокортикоидов тиреоидных

в печени гормонов

Повышение

концентрации

глюкокортикоидов

в крови

Рис. 5.Гормональные механизмы развития стресса.

Выделение глюкокортикоидов и адреналина

Изменение углеводного Изменение белкового Изменение

обмена обмена жирового

обмена

Снижение Увеличение синтез Снижение синтеза Активация липолиза

эффекта белка в ЦНС, миокарде, и усиление в жировой ткани

инсулина печени распада белка в

коже, мышцах, Образование

Активация лимфоидной ткани, неэстерифицирован-

глюконеогенеза жировой ткани, ных жирных кислот

костях

Использование

Гипергликемия Снижение захвата жирных кислот как

захвата глюкозы энергетического

Повышение доступности инсулинозависимыми материала миокардом

глюкозы для инсулиннезависимых тканями (мышцы, и мышцами

тканей (мозг, сердце, почки, жировая ткань, ЖКТ)

эритроциты)

Рис. 6.Метаболические эффекты стрессорных гормонов.

Стресс

Симпато-адреналовая система Опиоидная система

Адреналин Адреналин Энкефалины

Норадреналин Норадреналин Эндорфины

ДОФА ДОФА

Дофамин Дофамин

Нейро-гуморальная система

КРФ КРФ

АКТГ АКТГ

Кортизол Кортизол

АДГ АДГ

Альдостерон Альдостерон

Паратгормон Паратгормон

Клетка

цАМФ цАМФ

Са²⁺ Са²⁺

Жизнедеятельность организма

Расстройства метаболизма

Тимико-лимфатическая система

Язвы желудочно-кишечного тракта

Повреждения сердца

Иммунореактивность

Летальность

Рис. 7.Стресс-мобилизирующая и стресс-лимитирующая системы.

I. Внеклеточная рецепция

Факторы риска Пептидные гормоны

тирозинкиназа вторичные

мессенджеры

протеинкиназы

синтез мРНК

стероидные гормоны тиреоидные гормоны

II. Внутриклеточная рецепция

Рис. 8.Виды рецепции клеткой биологических сигналов.

П о в р е ж д е н и е

Высока кинетическая Патологическое изменение

энергия травмирующего тканей (воспаление,

предмета дистрофия, атрофия и т. д.)

Большая площадь Перпендику- Сила и длительность

соприкосновения лярное к оси действия

травмирующего тела действие

предмета с поверхностью травмирующего

тела предмета

Рис. 9.Схема влияния свойств травмирующего предмета на тяжесть повреждения.

Действие вертикального ускорения от ног к голове

Снижение притока крови к мозгу

Острое кислородное голодание

клеток мозга

Нарушение зрения Потеря сознания

Действие вертикального ускорения

от головы к ногам

Перемещение крови в сосуды верхней

части тела и головы

Переполнение сосудов Переполнение кровью

мозга кровью малого круга

Повышение Перегрузка

внутричерепного сердца

давления

Рис. 10. Схема расстройств при действии ускорения вертикального направления (вверх, вниз).

Д е й с т в и е т е р м и ч е с к о г о ф а к т о р а

Разрушение в Паралич сосудов Инфицирование Поражение

зоне действия и повышение ожоговой раны почек в резуль-

патологического проницаемости тате нарушения

агента капилляров Септицемия кровообращения

и токсемии

Образование Усиление Накопление Нарушение

токсических транссудации токсинов выведения

продуктов бактерицидной вредных

типа гистамина, природы продуктов с

полипептидов мочой

Олигемия Сгущение крови

Тканевая гипоксия

Образование недоокисленных продуктов обмена

Т о к с е м и я

Рис. 11.Схема токсемии при ожоговой болезни.

С м е р т е л ь н а я э л е к т р о т р а в м а

Повреждение Сужение Фибрилляция Раздражение Резкое

дыхательного сосудов желудочков блуждающего сужение

центра продол- нерва и сер- коронарных

говатого мозга дечно-сосудис- сосудов

тых центров

Остановка дыхания Гипоксия Остановка

головного мозга сердца

С м е р т ь

Рис. 12.Схема возникновения смерти при электротравме.

Действие ионизирующего агента

Образование свободных радикалов

Активация перекисного окисления липидов

Повреждение Изменение Повреждение

свободными проницаемости митохондрий, разобщение

радикалами мембран окисления и фосфорили-

биологических и их сорбционных рования в митохондриях

молекул свойств

Высвобождение гидролитических Высвобождение лизосомальных

ферментов ферментов

Образование радиотоксинов, нарушение активности ДНК и митотической
активности клеток, снижение синтеза макроэргов

Рис. 13.Схема прямого действия ионизирующего агента.