Патология клетки

Повреждение клетки характеризуется нарушением внутриклеточного гомеостаза, структурной целостности клетки и ее функциональных возможностей.

Этим нарушениям уделяется большое внимание, так как в настоящее время патологические и компенсаторно-приспособительные процессы в большинстве случаев рассматриваются на уровне органелл клетки и их рецепторного аппарата.

Повреждение клетки может быть обусловлено:

1.Повреждением клеточной и субклеточных мембран.

2.Нарушением процессов энергообеспечения, протекающих в клетке.

3.Дисбалансом ионов и жидкости в клетке.

4.Нарушением генетической программы клетки.

Повреждение мембраны клетки.

Патогенные факторы в большинстве случаев, в первую очередь, действуют на мембраны, их липидный бислой, который выполняет роль структурной основы для белковых, липо - и гликопротеидных компонентов мембран клеток.

Повреждающий эффект чаще связан с перекисным окислением липидов (ПОЛ), т.е. свободнорадикальным окислением ненасыщенных жирных кислот. Среди радикалов кислорода наибольшее значение имеют: О^-₂ - супероксидный анион, ОН^- - гидроксильный радикал, Н^. - водородный радикал, Н₂О₂ - перекись водорода и другие.

Реакции перекисного окисления липидов протекают в клетках и в норме. Они регулируют липидный состав мембран, активность ферментов, активируют транспорт электронов в цепи дыхательных ферментов и др.

При повреждении мембран клеток в определенной степени нарушается и их рецепторный аппарат. Например, при инсулиннезависимом сахарном диабете в большинстве случаев снижена активность инсулиновых рецепторов клетки, а развивающееся при этом ожирение, изменяя состав липидов мембран, увеличивает это снижение.

Нарушение функции митохондрий.

Митохондрии играют ключевую роль в энергообеспечении клетки.

В норме не менее 70% энергии в организме образуется в результате митохондриального окисления и около 30% - вследствие гликолиза. Нарушение образования АТФ может быть связано с разобщением процессов окисления и фосфорилирования, дефицитом или инактивацией ферментов и др., АТФ, в частности, транспортируется из митохондрий кардиомиоцитов с помощью креатинфосфатного механизма в миофибриллы и используется для их сокращения, осуществляет функцию мембранных «насосов» и др.

Наиболее частой причиной снижения образования АТФ в клетке является недостаток кислорода (гипоксия), выполняющего роль акцептора электронов в цепи тканевого дыхания.

Врезультате этого нарушаются электролитный и водный балансы инаблюдается набухание митохондрий. Набухшие митохондрии неспособны усваивать кислород. Компенсаторно усиливается анаэробный гликолиз, возрастает концентрация молочной и пировиноградной кислот. Возникший ацидоз понижает активность фосфофруктокиназы, вследствие чего тормозится гликолиз, усиливаются механизмы повреждения клетки.

Функция митохондрий тесно связана с накоплением в них ионов Са²⁺. Через поврежденную мембрану Са²⁺ выходит в цитоплазму, а оттуда поступают ионы K⁺ и Cl^-, что является одним из факторов разобщения процессов окисления и фосфорилирования. Эти и другие нарушения могут приводить к гибели отдельных митохондрий и снижению их количества. При исчезновении патогенного агента митохондрии начинают делиться.

Особенность митохондрий заключается и в том, что они имеют свои ДНК, РНК и рибосомы. Митохондриальный геном нестабильный. Скорость мутации в митохондриальной ДНК в 10-20 раз выше, чем в ядерной, что оказывает большое влияние на течение окислительного фосфорилирования в митохондриях. Выявлена обширная группа болезней, связанных с дисфункцией митохондрий, так называемые «митохондриальные болезни» (болезнь Паркинсона, эпилепсия, митохондриальные энцефалопатии, кардиомиопатии и др.).

Повреждение эндоплазматического ретикулума.

Большая часть внутриклеточных мембран принадлежит эндоплазматическому ретикулуму (ЭПР). Различные факторы (отравление алкоголем, гипоксия, ионизирующие излучения, инфекция) вызывают набухание шероховатого эндоплазматического ретикулума (ШЭПР), появление крупных вакуолей или распад на мелкие гранулы. Рибосомы отсоединяются от шероховатого ЭПР, вследствие чего транспорт вновь образованных белков нарушается. Избыток белков денатурируется, что приводит к «зернистой дистрофии». Мембраны гладкого эндоплазматического ретикулума (ГЭПР) содержат мощную систему оксидаз (цитохромы Р 450 и др.), представляющих собой дезинтоксикационную систему клетки. Повреждение ГЭПР является одной из причин некроза клетки.

Повреждение лизосом.

При повреждении клетки наблюдается нарушение функции лизосом, ферменты которых в норме обеспечивают обновление структур клетки, а при фагоцитозе - уничтожение чужеродного агента. При повышении проницаемости мембран лизосом или их механического разрыва ферменты лизосом выходят в цитоплазму. В кислой среде активность ферментов возрастает, что может привести ксамоперевариванию клетки(аутолиз).

Повреждение рибосом приводит к снижению синтеза белка в клетке, в связи с чем нарушаются многие процессы, связанные с участием белка.

Нарушение функции ядра при повреждении клетки в первую очередь вызывает нарушение генетической программы клетки, иногда связанное с мутацией гена, который может обуславливать дефицит, избыток или появление ненормальных ферментов - ферментопатии. Последние приводят к нарушению биологического окисления, энергетическому дефициту. В отдельных случаях возникают наследственные болезни.

Дисбаланс ионов и воды в клетке .

Дефицит АТФ нарушает энергетическое обеспечение функции К-Na-Ca-насосов и приводит к дисбалансу ионов и воды в клетке. Повышение проницаемости клеточных мембран способствует входу натрия и кальция в клетку, а также выходу из клетки калия. Вход в клетку Na⁺ и Са²⁺ даже при уменьшении в клетке К⁺ приводит к увеличению осмотического давления, накоплению воды, набуханию клетки, растяжению мембраны, а иногда и микроразрывам мембран клетки и органелл. Следствием дисбаланса ионов является изменение мембранных потенциалов, нарушение проведения импульса возбуждения и др.

Первичные нарушения в клетке при ее повреждениях относят к дистрофиям (нарушение трофики), в основе которых лежат разнообразные изменения ферментативных систем клеток и связанные с ними нарушения синтеза белков, жиров, углеводов и других веществ.

Дистрофии представляют собой патологию широкого спектра и сложную по патогенезу, в связи с чем будут рассматриваться отдельно.

Дата добавления: 2014-12-29