38.Нарушение структуры и функций клеточных органелл:ядра,цм,эс,Мит.Лизосом,пероксисом,цитоскелета.

Патология клеточного ядра

К патологии клеточного ядра относятся следующие состояния:

1. Патология самого ядра (изменения размеров и структуры ядра, формы, количества ядер и ядрышек, появление ядерных включений).

2. Патология ядерной мембраны.

3. Патология митоза.

Изменения структуры ядра

Полиплоидия — увеличение числа хромосом до величины, кратной их нормальному гаплоидному набору (23 хромосомы). Таким образом, при триплоидии общее число хромосом равно 69, при тетраплоидии — 92 и т.д. При полиплоидии процесс репродукции не достигает типичного эндоцитоза. Полиплоидия развивается при редупликации ДНК и отсутствии спирализации хромосом.

Полиплоидные клетки выявляются:

1. В нормально функционирующих органах, тканях и клетках человека: в печени, почках, миокарде, эпидермисе мегакариоцитах, гигантских клетках трофобласта.

2. При старении организма.

3. При репаративной регенерации (печень), при компенсаторной гипертрофии (миокард).

4. При опухолевом росте.

Способы выявления полиплоидии:

1. По размеру ядра.

2. По увеличению количества ДНК в интерфазном ядре.

3. По увеличению числа хромосом в митатической клетке.

Анеуплодия — изменение в виде неполного набора хромосом.

При анеуплодии происходит рост или снижение общего числа хромосом в генотипе организма по отношению к его нормальной величины. При этом изменения не захватывают каждую хромосому в нормальном гаплоидном наборе. Анеуплодия связана с хромосомными мутациями. При анеуплодии может меняться число аутосом и количество половых хромосом. Проявление анеуплодии обнаруживаются злокачественных опухолях.

Микротельца (пероксисомы)

Пероксисомы являются вспомогательной системой окисления в клетке. Изменения микротелец отражают нарушения оксидазно-каталазной активности клеток. При повреждении клетки могут наблюдаться следующие изменения микротелец:

1. Первичные — «пероксисомные болезни».

2. Вторичные — изменение числа и структурных компонентов пероксисом.

Лизосомы

Лизосомы — округлые образования до 0,4 мкм в диаметре. Это органеллы внутриклеточного пищеварения.

Лизосомы содержат около 40 гидролитических ферментов: кислую фосфатазу, глюкуронидазу, сульфатазу, рибонуклеазу, коллагеназу и др. Маркером лизосом является кислая фосфатаза. Ферменты лизосом синтезируются в гранулярной эндоплазматической сети. Нормальное функционирование лизосом зависит от состояния мембраны и активности лизосомальных ферментов. К стабилизаторам лизосомальной мембраны относят: кортизон, холестерин, антигистаминные препараты, салицилаты, хлороксин, фенерган, циклический 3,5-АМФ. К лабилизаторам (дестабилизаторам) мембран лизосом относятся: гипоксия, витамин Д, канцерогенные вещества, фосфолипазы, продукты ПОЛ, нарушения кислотно-щелочного равновесия, белковое голодание, травматические повреждения, оперативные вмешательства, шок.

Морфологические типы лизосом:

1. Первичные.

2. Вторичные.

3. Остаточные тельца.

Первичные лизосомы не окружены одноконтурной липопротеиновой мембраной, заполнены мелкозернистым содержимым. Эти лизосомы еще не участвовали в процессах лизиса.

Вторичные лизосомы представлены фаголизосомами и цитолизосомами — фаголизосомы (пищеварительные вакуоли) образуются при слиянии первичных лизосом с пиноцитозными пузырьками и фагосомами — цитолизосомы (аутофагические вакуоли) образуются при слиянии первичных лизосом с разрушенными, отмирающими структурами клетки.

Остаточные тельца (телолизосомы) — лизосомы с непереваренными остатками пищеварительных или аутофагирующих вакуолей. Содержимое телолизосом представлено липопигментами.

Лизосомы участвуют в утилизации фагоцитированного материала посредством гетеро- и аутофагии.

Гетерофагия — захват материала извне с помощью эндоцитоза (поглощение частиц - фагоцитоз, поглощение растворимых мелких макромолекул — пиноцитоз).

Геторофагия характерна для нейтрофилов и макрофагов. Путем гетерофагоцитоза происходит поглощение бактерий нейтрофилами и удаление апоптозных телец макрофагами.

Аутофагия — процесс удаления разрушенных органелл поврежденной клетки. При этом внутриклеточные органеллы отделяются от цитоплазмы в аутофагические вакуоли, а затем сливаются с первичными лизосомами, образуя аутофаголизосому. Феномен аутофагии выражен в атрофирующихся клетках в результате недостаточного питания или гормональной инволюции.

Липопигменты

К липопигментам относят цитоплазматические гранулы и включения, содержащие белки и труднорастворимые липиды. Липопигменты представлены липофусцином и цероидом.

Липофусцин — гликопротеин, в состав которого входят жиры (фосфолипиды, холестерин, нейтральные жиры, продукты окисления жирных кислот), аминокислоты, ферменты, каротиноиды и флавиновые соединения. Ультраструктурная картина представлена электронно-плотными гранулами, окруженными двойной мембраной, содержащей миелиноподобные структуры. Липофусцин образуется путем аутофагии в паренхиматозных клетках.

Выделяют две стадии развития липофусцина:

«Ранний» (незрелый) липофусцин представлен в виде пылевидных частиц светло-желтого цвета, расположенных перинуклеарно. Активность лизосомальных ферментов низкая. «Ранний» липофусцин дает положительные реакции на железо, медь, жир, ШИК-реакцию, содержит окислительно-восстановительные ферменты. Незрелый липофусцин располагается вблизи или внутри митохондрий.

«Поздний» (зрелый) липофусцин состоит из коричневых гранул, расположен на периферии клетки. В зрелом пигменте выявляется высокая активность лизосомальных ферментов, снижено содержание железа и жира.

Образование и накопление липофусцина в преклонном возрасте является физиологическим процессом, поэтому липофусцин называли «пигментом старения».

Функция липофусцина — депонирование кислорода. В условиях гипоксии липофусцин обеспечивает процессы окисления, а повышение количества липофусцина в клетке является адаптивным процессом.

Наследственные болезни лизосом

К наследственной патологии лизосом, связанной с нарушением их функций относят следующие группы заболеваний:

1. Заболевания, связанные с нарушением мембранных взаимодействий клетки.

2. Лизосомные энзимопатии.

К перовой группе наследственных заболеваний лизосом относят синдром Чедиака-Хигаси. При этом синдроме наблюдается дефект полимеризации микротрубочек, что вызывает замедленное слияние лизосом с фагосомами в лейкоцитах и приводит к появлению крупных аномальных лизосом.

Вторая группа наследственных болезней лизосом, связанных с нарушением их функции представлена лизосомными энзимопатиями. Эти заболевания развиваются в результате первичной генной мутации и проявляются либо полным нарушением синтеза фермента, либо снижением его биокаталитической продукции метаболизма в результате ферментных дефектов, что послужило основанием включения данных заболеваний в группу болезней накопления (тезаурисмозов).

Лизосомные энзимопатии представлены различными заболеваниями:

1. Гликогенозы:

– болезнь Помпе (II тип гликогенозов) — дефект кислой мальтазы (лизосомной a-1,4-глюкозидазы).

2. GМ₂-ганглиозидозы:

– болезнь Тея-Сакса — отсутствие А-гексоаминидазы;

– болезнь Сандхофа — отсутствие А- и В-гексоаминидазы;

– ювенильный ганглиозидоз — неполный блок А-гексоаминидазы.

3. Гепатозы:

– болезнь Дабина-Джонсона (конституциональная гипербилирубинемия).

Виды повреждений цитоплазматической мембраны

Повреждение формы мембран. Морфологически проявляется в виде деформации или атрофии специализированных структур, появлением щелей или разрывов.

Изменения проницаемости мембран. Тяжелые металлы резко увеличивают проницаемость мембраны для ионов, что приводит к быстрому набуханию клеток, распаду их цитоскелета. Увеличение поверхности клеточной мембраны за счет мембран микропиноцитозных пузырьков. Увеличение объема клетки сопровождается появлением щелей и разрывов в мембране. Если разрывы не увеличиваются, то щели закрываются и исчезают. Утолщение клеточной мембраны может быть связано со снижением количества Са²⁺ во внеклеточной жидкости, при этом изменяется проницаемость мембраны для Na⁺ и K⁺ и в клетке накапливается жидкость.

Изменения коммуникации клеток и их "узнавания". Поверхностные антигены могут изменяться. Изменения клеточного "общения" и "узнавания" встречаются при воспалении, регенерации, опухолевый росте.

Избыточное увеличение нормальных структур. Проявляется в виде увеличения количества, протяженности и площади мембранных структур. Захват клеткой различных чужеродных субстанций может осуществляться при помощи двух механизмов: пиноцитоза и фагоцитоза.

Пиноцитоз (рinein от лат. – пить) – инвагинация (впячивание) наружной клеточной мембраны с захватом инородной жидкой субстанции → смыкание мембраны → отшнуровка → образованием пиноцитозного пузырька.

Фагоцитоз (phagein от лат. – поедать) представляет собой процесс захватывания → втягивания плотной частицы путем эвагинации (выпячивания) клеточной мембраны → формирования фагоцитозного пузырька.

Судьба фаго- и пиноцитозных пузырьков: сливаясь с первичными лизосомами они формируют вторичные лизосомамы. Во вторичных лизосомах осуществляется процесс переваривания захваченных частиц с образованием остаточных телец, которые затем выталкиваются из клетки наружу путем экзоцитоза.

ПОВРЕЖДЕНИЯ МИТОХОНДРИЙ

Митохондрии – это индикаторы функционального состояния клеток, “энергетические станции”, производимая ими энергия конвертируема и накапливается внутри молекул АТФ в виде богатых энергией фосфатных соединений.

Виды повреждений митохондрий

Увеличение числа и размеров митохондрий в результате гипертрофии, воспаления, опухоли.

Мегамитохондрии – характеризуется большими размерами (рис.3).

Изменение формы митохондрий – в результате их набухания при голодании, гипоксии, интоксикациях, лихорадке, мышечных заболеваниях, назначении тироксина и т.д.

Изменения структуры крист митохондрий:

деформация крист, уменьшение их числа (при пониженной активности митохондрий);

увеличение числа крист митохондрий (при увеличении функциональных потребностей клетки).

ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО РЕТИКУЛУМА

Гиперплазия ЭПР сопровождается образованием концентрических структур.

Атрофия ЭПР сопровождается снижением белково-синтетической функции клетки (при голодании, болезнях печени, старении).

ПОВРЕЖДЕНИЯ АППАРАТА ГОЛЬДЖИ

Морфологические проявления нарушений секреторной функции выражаются в виде гиперплазии, или в виде атрофии, что сопровождается редукцией вакуолей и потерей секреторных гранул.

ПАТОЛОГИЯ МИКРОТРУБОЧЕК И МИКРОФИЛАМЕНТОВ

Микротрубочки – фибриллярные структуры клетки выполняющие опорную, транспортную, сократительную и двигательную функции. Существуют генетические аномалии числа или расположения дуплетов – врожденный синдром неподвижных ресничек – синдром Картагенера. Он характеризуется тем, что реснички покровного эпителия дыхательных путей и слизистой оболочки среднего уха неподвижны или малоподвижны. Мукоцилиарный транспорт резко ослаблен или отсутствует, что ведет к хроническому воспалению дыхательных путей и среднего уха. У таких больных неподвижны также сперматозоиды, так как их хвост эквивалентен ресничкам.

Отсутствие связи между периферическими и центральными дуплетами в ресничках сопровождается их неподвижностью. Неподвижность ресничек наблюдается при: при инфекционных бронхитах, у курильщиков, в генитальном тракте женщин при хронических воспалительных заболеваниях (гонорея, хламидиоз, уреаплазмоз и др.)

Микрофиламенты. Актиновые филаменты и миозин обнаружены почти во всех клетках. Резкое увеличение микрофиламентов наблюдается в эпителии желчных протоков при первичном билиарном циррозе печени, при заживлении ран, в опухолях (особенно в зонах инвазии).

39.Воспаление. типовой патологический процесс, возникающий в ответ на действие патогенного (флогогенного) фактора, характеризующийся развитием как патогенных, так и адаптивных реакций организма, направлен на локализацию, уничтожение и удаление из организма флогогенного фактора, а также на ликвидацию последствий его воздействия.

Причины воспаления:По происхождению:экзогенные ,эндогенные,инфекционные,неинфекционные.По природе:физические,химические,биологические.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВОСПАЛЕНИЯ

В зависимости от характера доминирующего местного процесса (альтерация, экссудация или пролиферация) различают три вида воспаления.

При альтернативном воспалении преобладают повреждение, дистрофия некроз. Оно наблюдается чаще всего в паренхиматозных органах при инфекционных заболеваниях, протекающих с выраженной интоксикацией (творожистый распад надпочечных желез или легких при туберкулезе).

Экссудативное воспаление характеризуется выраженным нарушением кровообращения с явлениями экссудации и эмиграции лейкоцитов. По характеру экссудата различают серозное, гнойное, геморрагическое, фибринозное, смешанное воспаление. Распространение воспаления на слизистые оболочки, например дыхательных путей или пищевого канала, и большое содержание слизи в экссудате свидетельствуют о катаральном воспалении.

Пролиферативное, или продуктивное воспаление характеризуется доминирующим размножением клеток гематогенного и гистогенного происхождения. В воспаленной зоне возникают клеточные инфильтраты, которые В Зависимости от характера скопившихся клеток подразделяют на круглоклеточные (лимфоциты, гистиоциты), плазмоклеточные, эозинофильно-клеточные, эпителиоидно-клеточные, макрофагальные инфильтраты. При воспалении клетки с законченным циклом развития (зрелые) погибают, мезенхимальные же клетки претерпевают трансформацию и дифференциацию, в результате которых образуется молодая соединительная ткань. Она проходит все стадии созревания, вследствие чего орган или часть его пронизывается соединительно-тканными тяжами, что на поздних стадиях воспаления может привести к циррозу.

Компоненты воспаления: Выделяют следующие компоненты воспаления: альтерация, сосудистые реакции и изменения крово- и лимфообращения, экссудация, эмиграция лейкоцитов и выход других форменных элементов крови в ткань, фагоцитоз, пролиферация .

Альтерация (от лат. аlteration — изменение) — комплекс обменных, физико-химических, структурно-функциональных изменений, а также образование и/или активацию медиаторов воспаления. Выделяют первичную и вторичную альтерацию в очаге воспаления.

Экссудация (от лат. exsudatio — выпотевание) — компонент воспаления, включающий в себя триаду: а) сосудистые реакции и изменения кровообращения в очаге воспаления; б) выход жидкой части крови из сосуда (собственно экссудацию); в) эмиграцию (выход лейкоцитов в очаг воспаления и развитие фагоцитарной реакции).

Пролиферация (от лат. proliferatio — размножение) — компонент воспалительного процесса и завершающая его стадия, характеризующаяся увеличением числа стромальных и, как правило, паренхиматозных клеток, а также образованием межклеточного вещества в очаге воспаления. Эти процессы направлены на регенерацию альтерированных и/или замещение разрушенных тканевых элементов. Существенное значение на этой стадии воспаления имеют различные БАВ, в особенности стимулирующие пролиферацию клеток (митогены).

Признаки воспаления: выделяют местные и общие признаки воспаления.

Местные признаки воспаления: rubor, tumor, dolor, calor, functio laesa.

Rubor (покраснение): причины:

1. артериальная гиперемия;

2. увеличение числа, а также расширение артериол и прекапилляров;

3. возрастание количества функционирующих капилляров, заполненных артериальной кровью;

4. «артериализация» венозной крови, обусловленная повышением содержания HbO₂ в венозной крови.

Тumor (припухлость): причины:

1. увеличение кровенаполнения ткани в результате развития артериальной и венозной гиперемии;

2. увеличение лимфообразования (в связи с артериальной гиперемией);

3. развитие отёка ткани;

4. пролиферация в очаге воспаления.

Dolor (боль): причины:

1. воздействие на рецепторы медиаторов воспаления (гистамина, серотонина, кининов, некоторых Пг);

2. высокая концентрация H⁺, метаболитов (лактата, пирувата и других);

3. деформация ткани при скоплении в ней воспалительного экссудата.

Сalor (повышения температуры): причины:

1. развитие артериальной гиперемии, сопровождающейся увеличением притока более тёплой крови;

2. повышение интенсивности обмена веществ, что сочетается с увеличением высвобождения тепловой энергии;

3. разобщение процессов окисления и фосфорилирования, обусловленное накоплением в очаге воспаления избытка ВЖК, Ca²⁺ и других агентов.

Functio laesa (нарушение функций органа или ткани): причины:

1. повреждающее действие флогогенного фактора;

2. развитие в ответ на это альтеративных процессов, сосудистых реакций и экссудации;

Теории воспаления.

Первая теория воспаления была сформулирована Конгеймом (1887). Он считал, что все клинические признаки воспаления объясняются нарушением микроциркуляции. Расширение приводящих сосудов и прилив артериальной крови в очаг воспаления обусловливают появление жара и покраснения тканей, увеличение проницаемости капилляров — припухлость, образование инфильтрата — сдавление нервов и возникновение боли, а все вместе — нарушение функции. Сосудистая теория Конгейма благодаря своей ясности и простоте получила широкое распространение. Современные электронно- и биомикроскопические исследования дают новое подтверждение ряду положений этой теории.

Вторая теория воспаления — биологическая выдвинута И. И. Мечниковым (1892). В его трактовке воспаление характеризуется широким биологическим подходом: оно рассматривается как реакция приспособления и защиты против вредных факторов. Большое значение в механизме борьбы с "агрессором" И. И. Мечников придавал фагоцитозу. Все предшественники И. И. Мечникова рассматривали воспаление как местный процесс. И. И. Мечников охарактеризовал воспаление как процесс, развивающийся на всех уровнях организации организма: клеточном (фагоцитоз), системном (иммунная система), организменном (эволюция воспаления с эволюцией организмов).

Следующая обобщающая теория воспаления была выдвинута в связи с широкими физико-химическими и патохимическими исследованиями воспаления. Установив, что при воспалении наблюдаются тканевой ацидоз, осмотическая гипертензия и повышение онкотического давления, Шаде (1923) именно к ним применил знаменитую пентаду древних.

Менкин (1948), применив все передовые для того времени методы биологической химии и препаративной техники, выделил специфические для развития воспаления вещества: лейкотаксин, экссудин, пирексин, некрозин, фактор лейкоцитоза и др. Не все из предположений Менкина подтвердились, но он и Шаде заложили основу современной теории воспаления, известной под названием физико-химической или биохимической.

В настоящее время патогенез воспаления рассматривается значительно шире. Предпринимается попытка обобщить накопленные данные по этому вопросу и выстроить современную теорию воспаления, необходимую для практического врача (Флори, Цвейфах, А. М. Чернух).

ЗНАЧЕНИЕ ВОСПАЛЕНИЯ ДЛЯ ОРГАНИЗМА

Как и всякий патологический процесс, воспаление по своей сущности процесс противоречивый. В нем сочетаются и мобилизация защитных сил организма, и явления повреждения ("полом"). Возникнув в филогенезе как явление приспособительное, воспаление сохранило это свойство и у высших животных. Организм защищается от воздействия чуждых и вредных ему факторов путем отграничения воспалительного очага от всего организма. Такое действие предотвращает распространение и генерализацию воспалительного процесса, сосредоточивая борьбу с вредным агентом в одном очаге. Воспаленная зона не только фиксирует все, что происходит в ней, но и поглощает токсические вещества, циркулирующие в крови. Это объясняется формированием вокруг очага воспаления своеобразного барьера с односторонней проницаемостью. В начале такой барьер создается путем закупорки отводящих лимфатических и кровеносных сосудов и блокады внесосудистого тканевого транспорта. Далее он окончательно формируется вследствие размножения соединительно-тканных клеток на границе между здоровой и пораженной тканью. Защитная роль воспалительного барьера наглядно демонстрируется в эксперименте со стрихнином, смертельная доза которого не приводит к гибели животного, если ее ввести в воспалительный очаг.

В очаге воспаления создаются неблагоприятные условия для жизни микроорганизмов. В этом отношении главную роль играют фагоциты и специфические антитела, а также ферменты и основные белки. Целебные свойства воспаления особенно отчетливо проявляются в стадии пролиферации и регенерации.

Однако все изложенное выше отражает только одну (положительную) сторону воспаления. Вторая, противоположная, заключается в том, что воспаление всегда несет в себе элемент разрушения. Борьба с "агрессором" а зоне воспаления неизбежно сочетается с гибелью собственных клеток. В некоторых случаях начинает преобладать альтерация, что приводит к гибели ткани или целого органа. Экссудация может вызвать нарушение питания ткани,ее ферментативное расплавление, гипоксию и общую интоксикацию. И. И. Мечников отмечал, что "целительная сила природы, главный элемент которой составляет воспалительная реакция, вовсе не есть еще приспособление, достигшее совершенства".