Биологические факторы повреждения

К ним относят главным образом инфекционные агенты и цитотоксические факторы системы ИБН.

Инфекционные агенты (вирусы, риккетсии, микробы, гельминты, грибы, при-оны) как сами по себе, так и в виде продуктов их жизнедеятельности или деградации вызывают расстройства функций клетки, нарушают течение в ней метаболических реакций, проницаемость или даже целостность мембран, по­давляют активность клеточных ферментов.

К цитотоксическим факторам системы ИБН относятся эндо- и экзотоксины, аутоагрессивные Т-лимфоциты, в ряде случаев — AT (например, при явлениях молекулярной мимикрии).

ГЕНЕЗ ПОВРЕЖДАЮЩИХ ФАКТОРОВ

Причины повреждения клеток классифицируют в зависимости от их проис­хождения на экзогенные или эндогенные, инфекционные или неинфекционные.

Экзогенными факторами повреждения являются физические воздействия (ме­ханические травмы, электрический ток, тепло, холод), химические агенты (кис­лоты, щёлочи, этанол, сильные окислители) и биологические факторы (виру­сы, риккетсии, бактерии, гельминты и др.).

К эндогенным факторам повреждения относятся агенты физической природы, химические факторы, факторы биологической природы.

Примерами инфекционно-паразитарных факторов могут быть эндо- и экзо­токсины микроорганизмов, много- и одноклеточные паразиты.

К факторам неинфекционного генеза относятся агенты физической, химичес­кой или биологической (но неинфекционной) природы.

ЭФФЕКТЫ ПОВРЕЖДАЮЩИХ ФАКТОРОВ

Действие повреждающих факторов на клетки осуществляется прямо (первич­ные факторы повреждения) или опосредованно. В последнем случае речь идет о формировании цепи вторичных реакций, реализующих повреждающее влия­ние так называемых первичных патогенных факторов.

Общие механизмы повреждения.

Расстройства энергетического обеспечения клетки:Снижение интенсивности и/или эффективности ресинтеза АТФ, Нарушение транспорта энергии АТФ, Нарушение использования энергии АТФ.

Повреждение мембран и ферментов клетки: Чрезмерная интенсификация свободнорадикальных реакций и СПОЛ, Значительная активация гидролаз, Внедрение амфифильных соединений в липидную фазу мембран и их детергентное действие, Торможение ресинтеза повреждённых компонентов мембран и/или синтеза их de novo, Нарушение конформации макромолекул белка, ЛП, фосфолипидов, Перерастяжение и разрыв мембран набухших клеток и/или их органелл.

Дисбаланс ионов и воды в клетке: Изменение соотношения отдельных ионов в цитозоле, Нарушение трансмембранного соотношения ионов, Гипергидратация клеток, Гипогидратация клеток, Нарушения электрогенеза.

Нарушения в геноме и/или механизмов экспрессии генов: Мутации, Дерепрессия патогенных генов, Репрессия жизненно важных генов, Трансфекция (внедрение в геном чужеродной ДНК), Дефекты транскрипции, процессинга, трансляции, посттрансляционной модификации, Дефекты репликации и репарации, Нарушение митоза и мейоза

Расстройства регуляции функций клеток:Рецепции регулирующих факторов, Образования вторых посредников, Регуляции метаболических процессов в клетке

№ 17 Типовые формы патологии клеток: виды, основные причины, механизмы развития, проявления, последствия.

Дистрофии. Клеточные дистрофии — нарушения обмена веществ, сопровождающиеся рас­стройством функций клеток, пластических процессов в них, а также структур­ными изменениями, ведущими к нарушению жизнедеятельности клеток.

Механизмы дистрофий разнообразны. К числу ведущих относятся следующие:

• синтез аномальных, в норме не встречающихся в клетке, веществ (напри­мер, белково-полисахаридного комплекса — амилоида);

• избыточное превращение одних соединений в другие (например, жиров и углеводов в белки, углеводов в жиры);

• декомпозиция (фанероз): распад субклеточных структур и/или веществ (на­пример, белково-липидных комплексов мембран);

• инфильтрация клеток и межклеточного вещества органическими и неорга­ническими соединениями (например, ЛПНП и Са²⁺ клеток интимы арте­рий при атеросклерозе).

Виды клеточных дистрофий.

Основным критерием классификации клеточных дистрофий является преиму­щественное нарушение метаболизма отдельных классов веществ. Согласно этому, различают диспротеинозы (белковые дистрофии), липидозы (жировые дистро­фии), диспигментозы (пигментные дистрофии), углеводные и минеральные дистрофии. Отдельную группу составляют тезаурисмозы (болезни накопления).

ДИСПРОТЕИНОЗЫ

Для белковых дистрофий характерно изменение физико-химических свойств клеточных белков и как следствие — нарушение их ферментативной и струк­турной функций. Различают зернистую, гиалиново-капельную и гидропичес-кую дистрофии. Эти разновидности диспротеинозов — последовательные эта­пы нарушений обмена белков, приводящие к некрозу клеток.

Чаще диспротеинозы являются приобретёнными (вторичными). Реже встреча­ются первичные (наследуемые и врождённые) их варианты. Обычно эти после­дние — результат ферментопатий и обусловлены нарушениями обмена амино­кислот, например цистеина (цистиноз), фенилпировиноградной кислоты (фе-нилкетонурия), тирозина (тирозиноз) и некоторых других.

ЛИПИДОЗЫ

К липидам относят различные по химическому составу гидрофобные вещества.

Для липидозов (жировых дистрофий) характерно увеличение содержания внут­риклеточных липидов, появление липидов в клетках, где они в норме отсут­ствуют, а также образование липидов аномального химического состава.

Различают липидозы первичные (наблюдаются, как правило, при ферментопа-тиях: ганглиозиддипидоз, цереброзидлипидоз, сфингомиелинлипидоз и др.) и вторичные (вызванные различными патогенными факторами: этанолом, со­единениями фосфора, четырёххлористым углеродом, некоторыми ЛС — цито-статиками, антибиотиками, барбитуратами и др.). Вторичные липидозы, по­добно диспротеинозам, наиболее часто выявляются в клетках миокарда, пече­ни, почек, мозга и носят соответствующие названия (жировая дистрофия сердца, печени, почек, мозга).

УГЛЕВОДНЫЕ ДИСТРОФИИ

Углеводные дистрофии характеризуются нарушениями обмена полисахаридов (гликогена, мукополисахаридов) и гликопротеинов (муцина, мукоидов).

ДИСПИГМЕНТОЗЫ

Клеточные пигменты — хромопротеиды — соединения, состоящие из белка и хромофора.

Виды пигментов: гемоглобиногенные, или железозависимые; протеиногенные, или тирозиногенные;липидогенные, или липопротеиногенные.

Виды диспигментозов. Пигментные дистрофии (диспигментозы) классифицируют в зависимости от их происхождения, механизма развития, структуры пигмента, проявлений и распространённости.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ДИСТРОФИИ

Из минеральных дистрофий наибольшее значение имеют нарушения обмена кальция, калия, железа, цинка, меди в виде отложения солей этих химических элементов.

ТЕЗАУРИСМОЗЫ

Тезаурисмозы (болезни накопления) — накопление избытка различных веществ в клетках, что сопровождается нарушением их структуры и функции, а также интенсивности и характера метаболических и пластических клеточных процес­сов. Практически все тезаурисмозы — результат наследственных ферментопатий, передающихся, как правило, по аутосомно-рецессивному типу. В отдельные группы принято выделять болезни накопления лизосомные и пероксисомные. В зависимости от типа накапливающихся веществ тезаурисмозы подраз­деляют на липидные (липидозы), гликогеновые (гликогенозы), аминокислот­ные, нуклеопротеиновые, мукополисахаридные (мукополисахаридозы), муколипидные (муколипидозы). Наиболее распространёнными разновидностями тезаурисмозов являются липидные и гликогеновые.

Дисплазии. ДИСПЛАЗИИ- нарушения дифференцировки клеток, сопровождающиеся стойкими изменениями их структуры, метаболизма и функции, ведущими к нарушению их жизнедеятельности

Дифференцировка клеток определяется генетической программой, но реализа­ция этой программы в существенней мере зависит от сложных взаимодействий ядра и цитоплазмы, микроокружения клетки, влияния на клетку БАВ и многих других факторов. Именно поэтому даже при одном и том же отклонении в геноме различных клеток проявления дисплазии могут носить «разноликий» характер. Среди дисплазии выделяют метаплазии, характеризующиеся замеще­нием в конкретном органе характерных для него клеток клетками другого типа.

Существенно, что клеточные дисплазии лежат в основе опухолевого роста и в клинической практике рассматриваются как предраковые состояния.

Как правило, при дисплазиях клетки увеличены в размерах, имеют неправиль­ную, причудливую форму («клетки-монстры»), соотношение различных орга-нелл в них диспропорционально. Нередко в таких клетках обнаруживаются различные включения и признаки дистрофических процессов.

№ 18 Гибель клеток: некроз и апоптоз, их виды, причины, стадии, механизмы развития, различие и значение.

Известно два качественно различных варианта смерти клеток: некроз и апоптоз.

НЕКРОЗ

Некроз — собственно смерть повреждённой клетки, сопровождающаяся нео­братимым прекращением её жизнедеятельности. Некроз является завершаю­щим этапом клеточных дистрофий или следствием прямого действия на клетку повреждающих факторов значительной (разрушающей) силы. Некроз, как пра­вило, сопровождается воспалительной реакцией.

Паранекроз и некробиоз. Некрозу предшествуют паранекроз (метаболические и структурные изменения ещё обратимы) и некробиоз. На этапе некробиоза патогенные изменения приобретают необратимый характер и приводят к некрозу. Основные звенья пато­генеза некроза те же, что и при повреждении клеток, но при развитии некроза они максимально интенсифицированы и развиваются на фоне недостаточнос­ти адаптивных механизмов (защиты и регенерации повреждённых структур, компенсации нарушенных процессов в клетке).

Лизис и аутолиз. Некротизированные клетки подвергаются деструкции (лизис) при помощи лизосомных ферментов и свободных радикалов.

• Гидролиз внутриклеточных компонентов и межклеточного вещества про­исходит под влиянием ферментов лизосом альтерированных клеток. Выс­вобождению лизосомных ферментов способствует развитие внутриклеточ­ного ацидоза.

• Деструкция повреждённых компонентов клеток осуществляется при учас­тии активных форм кислорода и свободных радикалов. Известны факты интенсификации свободнорадикальных и липопероксидных реакций при остром воспалении, механическом повреждении, на определённых этапах инфаркта (частной формы некроза, развивающегося вследствие наруше­ния кровоснабжения ткани), опухолевого роста (сопровождается гибелью большого числа как злокачественных, так и окружающих нормальных кле­ток) и других патологических процессах.

Эти два механизма обеспечивают саморазрушение структур клетки (аутолиз).

Разрушение повреждённых и некротизированных клеток происходит и при участии других клеток — фагоцитов, а также микроорганизмов. В отличие от аутолитического распада, последний механизм обозначают как гетеролитический.

АПОПТОЗ

Апоптоз является другим вариантом гибели клеток. АПОПТОЗ - форма гибели отдельных клеток, возникающая под действием вне- или внутриклеточных факторов, осуществляющаяся путём активации специализированных внутриклеточных процессов, регулируемых определёнными генами.

Таким образом, апоптоз — программированная гибель клетки. В этом его прин­ципиальное отличие от некроза. Другое принципиальное отличие апоптоза от некроза состоит в том, что программу апоптоза запускает информационный сигнал, тогда как некроз клетки развивается под влиянием повреждающего агента. В финале некроза происходит лизис клетки и освобождение её содер­жимого в межклеточное пространство, тогда как апоптоз завершается фагоцитозом фрагментов разрушенной клетки. Некроз — всегда патология, тогда как апоптоз наблюдается в ходе многих естественных процессов, а также при адап­тации клетки к повреждающим факторам. Апоптоз — в отличие от некроза — энергозависим и требует синтеза РНК и белков.

Примеры апоптоза. Запрограммированная гибель клеток; Гибедь клеток, выполнивших свою функцию; Дегенерация; Ликвидация аутоагрессивных Т-клеток; Старение; Трансфекция; Повреждение клетки; Опухолевый рост.

Механизм апоптоза. При реализации апоптоза условно можно выделить четыре стадии.

Стадия инициации. На этой стадии информационные сигналы рецептируются клеткой. Пато­генный агент либо сам является сигналом, либо обусловливает генера­цию сигнала в клетке и его проведение к внутриклеточным регулятор-ным структурам и молекулам.

Стадия программирования. На этой стадии специализированные белки либо реализуют сигнал к апоп-тозу путём активации исполнительной программы (её эффекторами яв­ляются цистеиновые протеазы — каспазы и эндонуклеазы), либо бло­кируют потенциально летальный сигнал.

Стадия реализации программы. Стадия реализации программы апоптоза (исполнительная, эффекторная) состоит в собственно гибели клетки, осуществляемой посредством ак­тивации протеолитического и нуклеолитического каскадов.

Стадия удаления фрагментов погибших клеток. На поверхности апоптозных телец экспрессируются лиганды, с которыми взаимодействуют рецепторы фагоцитирующих клеток. Фагоциты быст­ро обнаруживают, поглощают и разрушают апоптозные тельца. Благо­даря этому содержимое разрушенной клетки не попадает в межклеточ­ное пространство, а при апоптозе отсутствует воспалительная реакция. Этот признак отличает апоптоз от некроза, который сопровождается развитием перинекротического воспаления.

№ 19 Адаптивные процессы в клетке при действии на них повреждающих агентов. Методы повышения устойчивости клеток к повреждению.

Действие на клетку патогенных факторов сопровождается активацией (или включением) различных реакций и процессов, направленных на устранение либо уменьшение степени повреждения и его последствий, а также обеспечи­вающих устойчивость клеток к повреждению.

ХАРАКТЕР ПОВРЕЖДЕНИЙ КЛЕТОК

Любое повреждение клетки вызывает в ней разной степени выраженности спе­цифические и неспецифические изменения