Шпора по патанатомии / 48 Ултраструктурная патология клетки

Ультраструктурная патология клетки лежит в основе всех общепатологических
процессов, связанных с накоплением питательных веществ при их избыточном
поступлении, повреждением рецепторов с повышением проницаемости клеточных
мембран для различных веществ, приносимых с кровью, нарушением метаболизма
в клетке и накоплением продуктов обмена в ней. Изменения в одном из
циклов клеточного метаболизма всегда отражаются на состоянии всех
взаимосвязанных элементарных структур клетки, вызывая нарушения в
деятельности ткани, органа и организма в целом с развитием соответствующих болезней.

Вместе с тем степень чувствительности клеточных структур к повреждению
неодинакова и может быть представлена в следующей последовательности:
мембраны клетки и их рецепторный аппарат, митохондрии, рибосомы, зернистая
и гладкая эндоплазма-тическая сеть, генетический аппарат клетки.

ПАТОЛОГИЯ ЦИТОПЛАЗМЫ. Изменения цитоплазмы имеют сложный генез в
зависимости от природы экстремального фактора, его воздействия на
мембранный аппарат клетки, различные ее орга-неллы, обменные процессы
в них. В основном они носят стереотипный характер, но с преимущественным
первоначальным повреждением и характерным проявлением в одном из звеньев
живой сложной многокомпонентной клеточной системы.

ИЗМЕНЕНИЯ КЛЕТ. РЕЦЕПТОРОВ И МЕМБРАН. В составе глико-каликса плазмолеммы клетки
имеются многочисленные поверхностные клеточные антигены и рецепторы (гликопротеиды),
реагирующие на раздражения («сигналы») внешней среды в составе трехкомпонентной
системы (А. П. Авцын, В. А. Шахламов, 1979): рецептор на внешней поверхности мембраны,
транедуктор (фос-фолипиды) и катализатор на внутренней поверхности мембраны
(аденилатциклаза). Аденилатциклаза катализирует внутриклеточное превращение
АТФ в АМФ, универсальный стимулятор клеточных ферментов.

Различают следующие изменения клеточных мембран:
чрезмерное везикулообразование («минус-мембрана»); увеличение поверхности плазмолеммы
клеток мембранами микропиноцитозных пузырьков («плюс-мембрана»); усиленный
микроклазматоз и клазматоз («минус-мембрана»); образование цитоплазматических
отростков из плазмолеммы клетки; образование пузырей на поверхности клетки;
утолщение слоев мембраны; образование микропор; образование миелиноподобных
структур из плазмолеммы и мембран органелл; слияние разнородных клеточных мембран;
локальные разрушения мембран — «бреши» в плазмолемме; «штопка» локально
разрушенной плазмолеммы мембранами микропиноцитозных везикул.

ИЗМЕНЕНИЯ МИТОХОНДРИЙ. Митохондрии представляют собой вытянутые или округлые
органеллы длиной примерно 1—2 мкм с наличием двойной мембраны. Внутренняя мембрана
образует пластинчатую систему, или кристы. Внутренний матрикс имеет гомогенный
вид с наличием отдельных гранул. Митохондрии являются изменчивыми «силовыми
станциями», на мембранах которых совершаются реакции цикла Кребса—Эмбден—Мейергофа
с образованием АТФ, а в матриксе осуществляется регуляция кон-
центрации ионов, в частности Са2+. Матрикс митохондрий содержит молекулы ДНК,
в нем осуществляется синтез РНК. Митохондрии постоянно обновляются путем
поперечного деления, ин-трамитохондриального образования или путем новообразования
из других мембранных структур клетки. Структура и количество
митохондрий зависят от вида, энергетических и других потребностей
клетки. Особенно много их в печени, миокарде, почках и других паренхиматозных органах.

Митохондрии являются высокочувствительными органеллами, подверженными конденсации и
набуханию в условиях физиологического напряжения, стресса, гипоксии, при воздействии
на клетку других агрессивных стимулов. Автор наблюдал такие изменения митохондрий в
различных органах (особенно в печени, миокарде, почках, надпочечниках, поджелудочной
железе) у коров при кетозс. В аварийную стадию стресса количество митохондрий
увеличивается, объем уменьшается; в стадию компенсации число их снижается, но
увеличиваются размеры; в стадию декомпенсации нарастает их гибель, но наряду с
редуцированными встречаются отдельные гигантские митохондрии разнообразной формы,
что характерно также для опухолевых процессов, атрофии и старения клеток. При
набухании митохондрий размеры их увеличиваются, происходят их отек, увеличение
межмембранного пространства, укорочение, деформация и разрушение крист, частичное
разрушение внутренней мембраны, гомогенизация матрикса, появление в нем
внутримитохондрильных включений в виде хлопьевидного материала, в составе которого
обнаруживаются белковые кристаллы, липиды, миелиновые фигуры, очаги каль-цификации.
Разрыв наружной мембраны приводит их к гибели.

После повреждений клеток и тканей число митохондрий может увеличиваться, что
характерно для гиперплазии клеток, которая наблюдается при их гипертрофии, пролиферации
и трансформации.

ИИЗМЕНЕНИЯ ЭПС И РИБОСОМ. Гранулярный эндоплазматический ретикулум и рибосомы
(эргастоплазма), свободные рибосомы и полисомы, обеспечивающие на основе транскрипции
мРНК в ядре, транспортной и рибосомальной РНК в цитоплазме синтез сложных белков на
«импорт» (структурные белки) и «экспорт» (секреторные белки), после митохондрий
являются наиболее чувствительными к повреждению органеллами. В них наблюдают
гиперплазию гранулярной сети, рибосом и полисом, что проявляется светооптически
повышенной базофилией, или набухание и расширение гранулярной сети с накоплением в ней
хлопьевидного материала, кальцификатов, дегрануляцией эрга-стоплазмы,
распадом полисом и рибосом, нарушением процессов трансляции и белкового синтеза,
а при вирусной патологии образованием вирусного матрикса, цитоплазматических
телец-включений. Изменение (атипизм) формы гранулярной сети характерно для опухолей,
а уменьшение ее размеров — для атрофии.

ИЗМЕНЕНИЯ ПЛАСТИНЧАТОГО КОМПЛЕКСА (комплекса Гольджи). Синтезированные в
эндоплазматической сети новые соединения в пластинчатом комплексе подвергаются
модификации, к ним присоединяются углеводы и другие соединения, образующиеся из
белков, гликолипидов и полисахаридов, комплексные соединения формируют секреторные
гранулы и везикулы, которые выделяются из клетки с помощью экзоцитоза. При повышенной
деятельности комплекса Гольджи его мембранный аппарат подвергается гипертрофии (гиперплазии),
увеличиваются размеры и возрастает число секреторных гранул, которые могут скапливаться в
цитоплазме в повышенном количестве, также как при нарушении взаимосвязи комплекса
Гольджи с эндоплазматической сетью, при нарушенной секреторной и выделительной
(транспортной) функции клетки. При недостатке питательных веществ (белков, углеводов,
фосфолипидов и др.) синтетическая, секреторная и выделительная функции пластинчатого
комплекса снижаются, его аппарат подвергается редукции (атрофии, некрозу) со снижением
величины и количества секреторных гранул и везикул в клетке.

ИЗМЕНЕНИЯ ЛИЗОСОМ. Лизосомы, в том числе азурофильные гранулы в лейкоцитах,
первичные лизосомы и вторичные фаголизосомы с большим содержанием в них кислых
гидролаз, играют решающую роль в фагоцитозе, пиноцитозе и клеточной аутофагии,
обладают свойством разрушать (переваривать) все соединения в клетке или удалять
из клетки вещества с помощью экзоцитоза. Патология лизосом может быть связана либо
с повреждением ли-зосомальных мембран (повышением их проницаемости, выходом
ферментов в цитоплазму, их частичным или полным разрушением), либо с изменением
состава и активности лизосомальных ферментов, и как проявление наследственной
ферментопатии, связанной с первичной генной мутацией, возникают так называемые
лизосомальные болезни (болезни накопления, или тезаурисмозы). Механизм развития
их определяется генетически обусловленной недостаточной активностью или отсутствием
некоторых ферментов лизосом, что сопровождается накоплением в клетке определенных
веществ.

ИЗМЕНЕНИЯ ЦИТОСКЕЛЕТА. Цитоскелет, определяющий форму клетки и обеспечивающий ее
движение, представлен тремя фила-ментами: микрофиламентами, состоящими из актина, в
мышечной ткани — актина и миозина; микротрубочками; промежуточными филаментами
(цитокератином, виментином и дезмином, филаментами глии, нейрофиламентами).

Микрофиламенты обеспечивают сокращение мышечной ткани, движение фагоцитов и других
клеток. При заболеваниях, в том числе врожденных, может отмечаться недостаточность
мик-рофиламентов с развитием белковой дистрофии и атрофии мышечной ткани.
Недостаточная подвижность фагоцитов предрасполагает к развитию инфекционных болезней.

Микротрубочки имеются в составе митозного веретена, ресничек, обеспечивают движение
хромосом, других органелл клетки, участвуют в секреторном процессе. Под действием ряда
токсических веществ, ионизирующего излучения микротрубочки могут разрушаться, что
ведет к задержке митоза, развитию патологических митозов, нарушаются регенераторные
процессы. Повреждение мукоцеллюлярного аппарата предрасполагает к развитию
респираторных заболеваний. Неподвижность сперматозоидов ведет к бесплодию.

Патологией промежуточных филаментов, преимущественно их аккумуляцией, пытаются
связать многие патологические процессы: образование алкогольного гиалина (телец
Маллори), нейрофибриллярных сплетений в нервных клетках и сенильных бляшек при
старческом слабоумии и болезни Альцгеймера, развитие некоторых форм кардиомиопатии.

Изменения микросом (первичных и вторичных). Они связаны с нарушением океидазно-
каталазной активности клетки, поскольку основной функцией их является детоксикационная.
В патологических условиях могут наблюдаться как увеличение числа пероксисом и повышение
каталазной активности, так и изменение их структуры, распад их путем аутолиза и
аутофагии с уменьшением их числа. Пероксисомные болезни (акаталаземия, системная
недостаточность карнитина и др.) имеют наследственную природу.

ПАТОЛОГИЯ ЯДРА. В больном организме на самой ранней стадии заболевания возникают
приспособительные изменения в ядрах, характеризующиеся нарушением обмена веществ в
клетке, повышением синтеза белка и соответствующих белков-фермен-тов, что связано с
увеличением количества РНК и соответственно ДНК в эурохроматине и в ядрышках. Эти
изменения преимущественно в соматических диплоидных клетках организма могут привести
либо к митотическим и амитотическим процессам в клетке с их полным или неполным
делением, либо к эндомито-тическому увеличению хромосомного материала, увеличению
размеров и количества ядрышек с увеличением плоидности (тет-раплоидные и выше) и,
стало быть, размеров ядра и ядерной поверхности, в том числе с образованием
множественных выпячиваний ядра в цитоплазме и ядерных карманов. При слиянии
одноядерных клеток мезенхимального происхождения (моноцитов, эпителиоидных клеток
и др.) возникают многоядерные гигантские клетки (остеокласты и гигантские клетки
инородных тел) с центрополюсным распределением ядер или гигантские клетки Ланганса
с периферическим (кольце- или подковообразным) расположением ядер в цитоплазме.
При хромосомных мутациях, вызываемых экстремальными воздействиями (ультрафиолетовым
и ионизирующим излучением, химическими веществами, вирусами, митотическими ядами и
т. д.), изменения ядра могут проявляться в виде неполного набора хромосом (анеуплоидии),
что характерно для болезней неопластической природы (злокачественные опухоли, лейкозы и др.).

В процессе митотического деления клетки (4 фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза)
могут возникать по классификации патологии митоза И. А. Алова (1972) следующие виды
патологии: повреждение хромосом; задержка клеток в профазе; нарушение спирализации и
деспирализации хромосом; фрагментация хромосом, образование мостов между хромосомами в
анафазе; раннее разъединение сестринских хроматид; повреждение кинетохора; повреждение
митотического аппарата; задержка развития митоза в метафазе; рассредоточение хромосом в
метафазе; трехгрупповая метафаза; полая метафаза; многополюсные митозы; асимметричные
митозы; моноцентрические митозы; К-митозы; нарушение цитотомии; преждевременная цитотомия;
задержка цитотомии; отсутствие цитотомии.