Файл: Модуль 2, патфиз Стомат Этиология повреждений клетки.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.11.2023

Просмотров: 113

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
7. Нарушение генетической программы клетки и ее реализации
Основными процессами, ведущими к изменению генетической информации клетки, являются:
♦ изменение биохимической структуры генов (мутации);
♦ депрессия патогенных генов (например, онкогенов);
♦ подавление активности жизненно важных генов (например, программирующих синтез ферментов);
♦ внедрение в геном фрагмента чужеродной ДНК, кодирующей патогенные свойства (например, ДНК онкогенного вируса, аномального участка ДНК другой клетки).
Помимо изменений в генетической программе важным механизмом расстройства жизнедеятельности клеток является нарушение реализации этой программы главным образом в процессе клеточного деления при митозе или мейозе. Данных о патологии мейоза (при развитии половых клеток) на сегодняшний день еще недостаточно. Это обусловлено, в частности, трудностью получения биопсийного материала из семенника или яичников.
Более разработаны вопросы патологии митоза. Выделяют три группы нарушения митоза:
1) изменения в хромосомном аппарате (сопровождаются изменением структуры и числа хромосом);
2) повреждение структур, обеспечивающих процесс митоза (формирование многополюсных или моноцентрических митозов, рассредоточение хромосом в метафазе, что является, в частности, следствием аномалии веретена;
3) нарушение деления цитоплазмы и цитолеммы (цитотомии) характеризуется преждевременной или задержанной цитотомией, а также отсутствием ее.
Действие на генетический аппарат клетки повреждающих факторов различного характера весьма высокой интенсивности может обусловить гибель ее.
К числу наиболее значимых процессов, вызывающих гибель клеток, можно отнести следующие:
1) разрушение структуры ДНК при прямом воздействии на нее сверхсильных патогенных агентов, чаще всего всего химического или физического характера (в частности, высоких доз ИИ, алкирующих агентов, свободных радикалов, гидроперекисей липидов);
2) расщепление ДНК гидролитическим путем при значительной активации нуклеаз
(предшествующих или синтезирующихся de novo);
3) активация трансфераз, вызывающая деградацию ДНК посредством переноса остатка фосфорной кислоты от углеродного атома рибозы одного ее мо-
нонуклеотида к другому, что сопровождается разрывом межнуклеотидной связи;
4) изменение структуры ДНК.
Существует мнение, что в клетках имеется специальная программа, реализация которой приводит к необратимой деструкции генетического материала и клеточной гибели. Считают, что программа гибели клетки связана с наличием в ее геноме специальных генов — «убийц». Эти гены сформировались на ранних этапах эволюции многоклеточных организмов для элиминации необратимо поврежденных и (или) патологически функционирующих клеток, представляющих реальную или потенциальную опасность для всего организма. При этом элиминированные клетки замещались нормальными в связи с делением соседних неповрежденных клеток. Это и обеспечивало стабильность структуры и жизнедеятельности тканей, органов и в целом многоклеточного организма как системы.
Наличие генетической программы гибели клеток объясняет многие феномены:
1) закономерную смену клеток в ходе эмбриогенеза;
2) физиологическую гибель «состарившихся» клеток как конечный этап их дифференцировки, необходимый для смены их «молодыми» клетками;
3) устранение поврежденных и (или) аномальных клеток, создающих угрозу существования целостного организма (например, опухолевых клеток!?).
8.
Некроз и апоптоз. Определение, механизмы
Некроз
— гибель клеток и тканей в результате патологических воздействий.
Механизмы некроза отличаются от механизмов аутолиза, они разнообразны, во многом зависят от характера повреждающего фактора и структурно- функциональных особенностей клеток, тканей и органов, в которых развивается некроз. Конечный результат всех патогенетических механизмов некроза — возникновение внутриклеточного хаоса. Из всего многообразия патогенетических путей некроза, вероятно, можно выделить пять наиболее значимых: 1) связывание клеточных белков с убиквитином, 2) дефицит АТФ, 3) генерация активных форм кислорода, 4) нарушение кальциевого гомеостаза и 5) потеря клеточными мембранами селективной проницаемости.
• Убиквитин — один из наиболее консервативных белков — в составе протеосом формирует ковалентные связи с остатками лизина полипептидных цепочек других белков. Синтез убиквитина, как и белков из семейства белков теплового шока, потенцируют различные повреждения. Так, в клетках ЦНС при болезни
Альцхаймера и болезни Паркинсона, а также в гепатоцитах при алкогольном поражении печени обнаруживают протеосомы — комплексы белков с убиквитином. Такие комплексы в гепатоцитах издавна известны как тельца
Мэллори.
• Дефицит АТФ постоянно обнаруживается в гибнущих клетках. Долгое время полагали, что основной причиной некроза кардиомиоцитов при ишемии является снижение образования макроэргических соединений до определённого уровня. В последние годы было показано, что в ишемическом повреждении участвуют и

другие механизмы. Так, если ишемизированный миокард подвергнуть реперфузии, то некротические изменения наступают гораздо быстрее и в больших масштабах.
Описанные изменения были названы реперфузионными повреждениями.
Использование ингибиторов кальция (таких как хлорпромазин) и антиоксидантов, несмотря на низкий уровень АТФ, уменьшает реперфузионные повреждения, что указывает на то, что для развития некроза одного дефицита АТФ ещё недостаточно.
• Генерация активных форм кислорода (синглетный кислород, супероксид анион- радикал, анион гидроксила, пероксид водорода и др.) постоянно происходит в живых клетках. Вступая во взаимодействия с липидами мембран, молекулами ДНК, вызывая оксидативный стресс, активные формы кислорода повышают проницаемость мембран, ингибируют катионные насосы, потенцируют дефицит
АТФ и избыток внутриклеточного кальция, что приводит к развитию повреждения клетки и ткани. Наибольшее значение активные формы кислорода играют в патогенезе некроза пневмоцитов при дистресс-синдроме новорождённых, развивающемся в результате оксигенотерапии, реперфузионных повреждений при инфаркте миокарда и некрозе гепатоцитов при передозировке парацетамола.
• Нарушения кальциевого гомеостаза характеризуются накоплением внутриклеточного кальция в гибнущих клетках. В живых клетках внутриклеточная концентрация ионов кальция примерно в тысячу раз меньше по сравнению с внеклеточной. Инициальные изменения при повреждении связаны с нарушением работы катионных помп в связи с дефицитом АТФ. При этом кальций накапливается внутри клеток, прежде всего в митохондриях. Происходит активация Са2+-зависимых протеаз и фосфолипаз, что приводит к необратимым повреждениям мембран (митохондриальных, цитоплазматических), к ещё большим нарушениям их проницаемости и смерти клетки.
Потеря способности к избирательной проницаемости цитоплазматических мембран является одним из характерных признаков некроза при воздействии комплемента, вирусных инфекциях и гипоксических повреждениях. При этом происходит повреждение трансмембранных белков, рецепторов и ферментных систем, регулирующих прохождение в клетку определённых веществ. При воздействии комплемента и перфоринов в цитоплазматическую мембрану встраиваются протеиновые полимеразы. Литические вирусы также взаимодействуют с липидами мембран, встраивают в них белки вирусных капсидов, что приводит к разрушению цитоплазматических мембран в момент выхода вируса из инфицированной клетки.
В клетках, подвергшихся ишемии, нарушается расположение трансмембранных белков с формированием характерных белковых «гипоксических» уплотнений.
Апоптоз
— физиологическая гибель клеток в живом организме.
Основными фигурантами эффекторной стадии апоптоза являются цистеиновые протеазы (каспазы). Каспазы расщепляют белки, являющиеся мишенями для их действия, характерным для апоптоза образом – в местах расположения аспарагиновых оснований. У человека обнаружено 14 видов каспаз. По своим функциональным особенностям все они могут быть разделены на 3 (три) группы:


- активаторы цитокинов (каспазы 1, 4, 5, 13);
-каспазы – индукторы активации эффекторных каспаз (каспазы 2, 8, 9, 10);
- эффекторные каспазы – исполнители апоптоза (каспазы 3, 6, 7).
Каспазы находятся в клетках в неактивном состоянии (прокаспазы). Активация каспаз происходит путем их протеолитического расщепления в местах расположения аспарагиновых оснований с последующей димеризацией образованных таким образом субъединиц.
Эффекторные каспазы, будичи активированными, начинают цепь протеолитических событий, целью которых является апоптический «демонтаж» клетки.
К ингибиторам эффекторных каспаз относятся белки семейства IAP, подавляющие активность каспаз 3 и 9. Интересно, что один из этих белков –Survin– обнаружен в опухолевых клетках большинства раков. С ним связывают резистентность опухолевых клеток к химиотерапии.
Исходя из решающей роли каспаз в процессе апоптоза, с биологической точки зрения апоптоз можно рассматривать, как клеточную смерть, индуцировааную каспазами.
Однако, каспазы являются основными, но не единственными ферментными системами, реализующими программу апоптоза. Иногда индукторами апоптоза являются активированные кальцием протеазы (кальпейн при апоптозе лейкемических клеток), сериновые и лизосомальные протеазы, эндонуклеазы.
Вне апоптического процесса каспазы находятся в неактивном состоянии. При необходимости эффекторные каспазы активируются особыми каспазами- индукторами. Их основные представители – каспазы 8 и 9. Эти каспазы рпи жизни клетки существуют в неактивном состоянии в форме прокаспаз. Выделяют 2(два) типа ведущих сигнальных путей:
Повреждение ДНК, радиация, действие токсичных агентов, действие глюкокортикоидов, прекращение цитокиновой регуляции, укорочение до критического уровны теломеров – активация каспазы 9. Повреждение ДНК вызыапет активацию гена p53. Затем активируются проапоптические гены семействаbcl2 (BaxиBid). Белки этих генов повышают проницаемость еммбраны митохондрий и выход в цитозоль цитохрома С, аденозинтрофосфорной кислоты
(dАТФ), апоптозиндуцирующегоь факторыа (Aif) и ДНКазы, происходит апоптоз.
Цитохром С вместеdАТФ активирует находящейся в цитозоле белокAPAF-1, образуя апоптосому, в которой происходит активация каспазы 9. Последняя активирует каспазу 3, затем активируются другие каспазы, протеазы и ДНК-азы, происходит апоптоз. Высвобожденные из митохондрийAifи ДНК-аза выполняют дополнительный внекаспазный путь апоптоза,реализуют свою активность непосредственно в ядре.
Проапоптические сигналы, возникающие при активации рецепторов «региона клеточной смерти» (например, Fas-R,TNF-R); активация каспазы 8. каспаза 8

способна к независимой активации каспазы 3. На этом пути может происходить и дополнительное вовлечение генов скмействаbcl2 путем активации каспазой 8 белков геноаBid.
9. Воспаление: определение, местные и общие признаки
Воспаление - это сложившаяся в ходе эволюции местная патологическая защитно-приспособительная реакция организма на различные повреждающие воздействия, которая заключается в развитии на подвергнутом раздражению участке особых форм нарушения кровообращения и сосудистой проницаемости в сочетании с явлениями тканевой дистрофии и пролиферации.
Местные признаки:
1) гиперемия, краснота;
2) отёк, припухлость, воспалительный инфильтрат;
3) боль;
4) местное повышение температуры, жар;
5) нарушение функции данной части тела.
Нарушение целостности тканей (некроз, повреждение) наступает при воздействии на них агентов, которые вызывают воспаление. Наряду с этим возникают изменения со стороны сосудов: они суживаются, затем быстро расширяются, и возникает 1. гиперемия в зоне воспаления. Из расширенных порозных сосудов в окружающие ткани выходит жидкая часть крови, лейкоциты, появляется пролиферация (размножение) клеток местных тканей, что ведёт к образованию 2. припухлости, воспалительного инфильтрата – вместе это I фаза воспалительного процесса. Нервные окончания в очаге сдавливаются, повреждаются, в том числе токсинами, в результате чего появляется 3. боль.
Местное увеличение кровенаполнения и ускорение биохимических процессов, возникающие вследствие повреждения тканей, вызывают 4. местное повышение температуры. Отёк, боль приводят к 5. нарушению функции данной части тела. В дальнейшем продолжается нарушение кровообращения, увеличивается тромбоз мелких артерий и вен, усиливается действие токсинов, в результате получается замкнутый круг, т. е. некроз тканей, их лизис – все это II фаза воспаления, абсцедирование; клинически это определяется как появление флюктуации.
Гибель лейкоцитов и клеток тканей способствует выделению протеолитических ферментов, которые растворяют ткани; происходит образование гноя, состоящего из лейкоцитов, продуктов распада тканей, в том числе ферментов, токсинов, выпота из сосуда, бактерий и их остатков. При отсутствии выхода наружу гной распространяется по окружающим тканям, вызывая их гибель. Макроорганизм на воспаление отвечает образованием новых клеток, выходом лейкоцитов- фагоцитов, образующих грануляционный вал, который окружает барьером зону воспаления. При достаточном образовании новых соединительнотканных клеток из грануляционного вала формируется капсула вокруг гнойного очага. Всякое воспаление сопровождается реакцией всего организма на воспалительный процесс: – температура тела по утрам снижается, а по вечерам повышается; –

головная боль, слабость, бессонница, общая интоксикация, боль в мышцах, похудание; – нарушение функции кишечника: снижение аппетита, вздутие живота, поносы; – учащение пульса, снижение АД; – в крови лейкоцитоз, ускоренная СОЭ, анемия, сдвиг формулы влево.
Общие признаки:
1. Изменение количества лейкоцитов в периферической крови.
Подавляющее большинство воспалительных процессов сопровождается лейкоцитозом, значительно реже, при воспалении вирусного происхождения – лейкопенией. По своей природе лейкоцитоз является, в основным перераспределительным, т.е. обусловлен перераспределением лейкоцитов в организме, выходом их в кровеное русло. Определенный вклад в увеличение количества лейкоцитов в периферической крови вносит и активация лейкопоэза.
К числу основных причин развития лейкоцитоза относятся стимуляция симпатоадреналовой системы, воздействие некоторых бактериальных токсинов, продуктов тканевого распада, а также ряда медиаторов воспаления (интерлейкин-
I?, фактор индукции моноцитопоэза и др.).
2. Лихорадка развивается под влиянием поступающих из очага воспаления пирогенных факторов: первичных пирогенов экзо- и эндогенного происхождения
(эндотоксины – липополисахаридной природы структурные элементы клеточных мембран различных бактерий, различные антигены микробного и немикробного происхождения, аллоантигены, различные экзотоксины и др.) и вторичных пирогенов (интерлейкин-I?, интерлейкин-6, фактор некроза опухоли).
3. Изменение количества и качественного состава белков плазмы крови
(диспротеинемия). При остром воспалительном процессе в крови накапливаются синтезируемые гепатоцитами, макрофагами и другими клетками так называемые
“белки острой фазы”. Для хронического течения воспаления характерно увеличение в крови содержания ?- и особенно ?-глобулинов, дисбаланс альбуминов и глобулинов.
4. Увеличение скорости оседания эритроцитов (СОЭ), что особенно имеет место при хронических воспалительных процессах, обусловлено повышением вязкости крови, снижением отрицательного заряда и агломерацией эритроцитов, изменениями физико-химических констант, состава белков (диспротеинемии) крови, подъемом температуры.
5. Изменения содержания гормонов в крови заключаются, как правило, в увеличении концентрации катехоламинов и кортикостероидов.
10. Внешние признаки воспаления
Внешние признаки воспаления определил уже древнеримский писатель
Авл
Корнелий Цельс
:
1) rubor ("краснота", покраснение, эритема
),