Патология цитоплазмы

Изменения клеточной мембраны. Плазмолемма является сложной структурой, разграничивающей внутри- и внеклеточные пространства. Через нее осуществляется транспорт различных молекул, регулируемый структурами, играющими роль насосов и каналов. Плазмолемма содержит множество рецепторов, в частности для гидрофильных сигнальных молекул, осуществляя рецепторную функцию.

Среди изменений клеточной мембраны различают чрезмерное везикулообразование, увеличение поверхности плазмолеммы клеток мембранами пиноцитозных пузырьков, усиленный клазматоз и микроклазматоз, образование цитоплазматических отростков, образование пузырей, утолщение слоев мембраны, образование микропор, образование миелиноподобных структур, слияние разнородных клеточных мембран и т.д.

Патологию мембран клетки могут вызывать нарушения мембранного транспорта, изменения проницаемости мембран и изменения коммуникации клеток, изменения подвижности мембран и формы клеток (экзотропия, зндотропия), нарушения синтезами обмена мембран.

Всё это, может быть воздействием гормонов, солей тяжелых металлов, иммунных комплексов, цитотоксических Т-лимфоцитов, микроорганизмов и т.д. Кроме того, известны генетические повреждения цитоплазматической мембраны. При наследственной болезни Хартнупа развивается дефект транспорта аминокислот (триптофана) через эпителий кишки и почечных канальцев, что приводит к аномальному выделению аминокислот с мочой.

Клеточная рецепция и патологи клетки. Плазмолемма содержит сложные системы – рецепторы, воспринимающие различные сигналы внешней среды. Они специализированы для восприятия гормонов, биологически активных веществ, антигенов, иммуноглобулинов и т.д. Ряд болезней связан с отсутствием или блокадой рецепторов клетки. Так, отсутствие апо- и В-, Е-рецепторов у паренхиматозных и мезенхимальных клеток ведет к развитию эссенциальной гиперхолестеринемии.

Изменение мембраносвязанных внутриклеточных структур. Цитоплазма клетки содержит ряд мембраносвязанных структур, о которых в настоящее время известно, что они являются единой системой, включающей в себя эндоплазматическую сеть, пластинчатый комплекс и лизосомы.

Изменения эндоплазматической сети (гранулярной и агранулярной) укладываются в рамки гиперплазии иатрофии, отражая различное её функциональное состояние. Помимо этого может иметь местоупрощение структуры гранулярной эндоплазматической сети идезагрегация с нарушением рибосомально-мембранных взаимоотношений, которые могут быть выражением недифференцированной или опухолевой клетки.

Деятельность пластинчатого комплекса тесно связана с эндоплазматической сетью и завершается образованием секреторных гранул, лизосом и вакуолей. Поэтому изменения в нем отражают признаки либо повышенной функциональной активности (гипертрофия), либо пониженной (атрофия).

Формирующиеся в пластинчатом комплексе лизосомы ограничены однослойной мембраной и содержат ряд гидролитических ферментов, посредством которых осуществляется внутриклеточное пищеварение, транспорт материала в лизосомы может осуществляться с помощью эндоцитоза.аутофагии (процесс захвата отработанных частей самой клетки с образованием аутофагосомы, а затем аутофаголизосомы) ифагоцитоза. В патологических условиях происходит повреждение или повышение проницаемости мембран лизосом, что сопровождается, выбросом гидролаз в цитоплазму клетки, которые повреждают субклеточные структуры. При этом часть клетки или вся клетка погибают. К дестабилизаторам мембраны лизосом относят токсины микроорганизмов, канцерогенные вещества, фосфолипазы и др.

Если лизосомы клетки не способны к расщеплению какого-либо материала, то он может накапливаться во вторичных лизосомах с формированием остаточных телец (гемосидероз легких и т.д.).

Могут наблюдаться наследственно обусловленные дефекты выработки ферментов лизосом с развитием наследственных лизосомных энзимопатий (тезаурисмозы). Они являются следствием первичной генной, мутации и проявляются либо полным блоком синтеза ферментного белка, либо синтезом белковых молекул со сниженной биокаталитической активностью. Это ведет к накоплению в клетке веществ, которые в норме метаболизируют эти ферменты. Группа наследственных энзимопатий достаточно велика. Особенно она отчетливо представлена среди гликогенозов (болезнь Помпе), ганглиозидозов (болезнь Тея-Сакса, болезни Сандхофа и др.).

Изменение структуры митохондрий. Митохондрии являются главными органеллами для продукции АТФ. Они первыми подвергаются различного рода изменениям, как при изменении функциональной деятельности клетки, так и при различных её повреждениях.

Изменения структуры митохондрий проявляются в виде конденсации и ихнабухания,что, может отражать функциональное напряжение клетки, но чаще наблюдается при кислородном голодании. Эти изменения нередко обратимы, однако, прогрессируя, ведут к тяжелой деструкции митохондрий и всей клетки в целом.

В митохондриях могут наблюдаться включения: липиды, соли кальция, миелиноподобные фигуры, филаменты, выявляющиеся при многих патологических процессах в организме.

Размеры митохондрий и ихчисло крайне вариабельны. Так, например, гигантские митохондрии могут обнаруживаться в гепатоцитах при алкоголизме, в клетках опухолей.Увеличение числа митохондрий регистрируется при высокой функциональной активности клеток, тогда какуменьшение их констатируется при старении клеток и их атрофии.

Наряду с изменением самих митохондрий имеет место изменение крист. Такпластинчатые кристы появляются при усилении активности митохондрий;деформация иагрегация крист – при пониженной их функции.Увеличение числа крист свидетельствует о активном окислительном фосфорилировании в митохондриях, аредукция крист – свидетельство угнетения этого процесса.

Изменения цитоскелета клетки. Важную роль в механической прочности клетки выполняет набор микрофиламентов, промежуточных филаментов и микротрубочек. Микрофиламенты в клетке представлены нитеобразным актином (полимер глобулярного актина и миозина). Они способны к линейному сокращению, а также поддерживают микроворсинки кишечного эпителия. Дефекты актина пока не изучены.Промежуточные филаменты представляют собой группу волокнистых белков, выполняющих структурную роль, препятствующих растяжению клетки.

Патологический процесс может повреждать промежуточные филаменты. При алкогольных поражениях печени отмечается формирование в набухших гепатоцитах изолированных эозинофилъных включений (гиалиновых телец Маллори), состоящих из промежуточных микрофиламентов. Однако образование алкогольного гиалина из филаментов признается не всеми исследователями. Часть из них считает, что образование телец Маллори происходит вследствие извращённого белкового обмена при воздействии на клетку этанола.

Микротрубочки представляют собой линейные полимеры, построенные из димеров тубулина, образованных двумя прочно связанными глобулярными субъединицами. Повреждениецитоплазматических микротрубочек приводит к деструкции пластинчатого комплекса и эндоплазматической сети. Разрушениеверетеновидныхмикротрубочек (участвуют в делении клетки и мейозе) приводит к остановке клеточного деления в стадии метафазы. Повреждениеосевых микротрубочек сопровождается синдромом неподвижных реснитчатых структур (синдром Картанегера) – развитием мужского бесплодия из-за неподвижности сперматозоидов.

Изменение пероксисом. Изменение пероксисом отражают нарушение, оксидазно-каталазной активности клетки. Различают первичные («пероксисомные болезни») и вторичные повреждения микротелец. К первым относятакаталаземию(гангренозные изменения полости рта),цереброгепаторенальный синдромЦеллвегера (нарушение синтеза желчных кислот),системную недостаточность карнитина (миопатия с нарушением в мышцах окисления жирных кислот).

Нарушение межклеточных взаимодействий. Наиболее изученными являются контактные системы эпителиальной ткани, которые представлены плотными соединениями, десмосомами, зонами сцепления и щелевидными соединениями (нексусы). Нарушение адгезии эпителиальных клеток наблюдается при злокачественных опухолях, при пузырчатке, при которой в крови больных обнаруживаются антитела, направленные против десмосомальных гликопротеинов. Повреждение десмосом приводит к разъединению эпителиоцитов и образованию пузырей.

Важную роль играют не только специализированные виды соединений клеток, но и не постоянные, подчас скоротечные, в частности, взаимодействие лейкоцитов и тромбоцитов с эндотелием при воспалении, взаимодействие между различными типами клеток при иммунном ответа, адгезия лейкоцитов к микробам и т.д. При этом клеточная адгезия рассматривается с двух позиций: с позиций физико-химической концепции, и с позиций концепции лигандо-рецепторных взаимодействий. В последнем случае молекулы, участвующие в таком процессе, называет молекулами клеточной адгезии, Селектины – обеспечивают прилипание лейкоцитов к эндотелиальным клеткам.Интегрины– семейство гликопротеинов, участвующих в передвижении клеток во время эмбриогенеза или при заживлении ран.Кадгерины – кальцийзависимые молекулы необходимы для взаимодействия между сходными клетками во многих тканях. В ответ на разнообразные стимулы молекулы адгезии претерпевают количественные и качественные изменения. Более того, применение в клинической практике молекул позволяет влиять на воспалительное или иммуноопосредованное повреждение тканей.

Цитокины и их роль в патологии. Среди биологически активных молекул, регулирующих межклеточные взаимодействия, важное место занимают цитокины. Подобно нейротрансмиттерам и гормонам они образуют специальный класс сигнальных молекул. Это низкомолекулярные пептиды или гликопротеины, продуцируемые главным образом макрофагами и лимфоцитами. В зависимости от направленного их действия выделяют 6 групп цитокинов. Наиболее изученными являются интерлейкины (ИЛ), факторы роста (ФР) и фактор некроза опухоли (ФНО).

Цитокины, опосредующие естественный иммунитет (неспецифический иммунный ответ), – ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО.Цитокины, регулирующие ряст активацию и дифференцировку лимфоцитов, – ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5.Цитокины, связанные с внеклеточным матриксом (стимулируют ангиогенез), – фактор роста фибробластов.Цитокины, активирующие клетки воспалительного инфильтрата, – ФНО, ИЛ-8. Эпидермальный фактор роста обладая эндо-, пара- и эндокринными функциями играет важную роль в канцерогенезе.