Схема 10. Генетический контроль апоптоза и пролиферации клеток

 

 

Примечание, c-fos, c-myc, c-bcl-2 — клеточные онкогены, р53 — антионкоген.

Следует напомнить, что взаимодействие генов осуществляет­ся посредством их белковых продуктов, поэтому в момент апоп­тоза в клетке усиливается белковый синтез. Ингибирование это­го синтеза может предотвращать апоптоз.

Биохимические отличия апоптоза. Вотличие от некроза раз­рушение ядра при апоптозе происходит с участием специальных Са²⁺, Mg²⁺-зависимых эндонуклеаз, расщепляющих молекулы ДНК в участках между нуклеосомами, что приводит к формиро­ванию однотипных по размерам фрагментов ДНК. Масса этих фрагментов кратна массе одной нуклеосомы, а каждый фрагмент содержит от одной до нескольких нуклеосом. Своеобразное рас­щепление ДНК при апоптозе имеет и свое морфологическое вы­ражение в виде особой структуры хроматина.

В цитоплазме клетки, подвергшейся апоптозу, никогда не на­блюдается активации гидролитических ферментов, как это быва­ет при некрозе. Напротив, все органеллы долгое время остаются сохранными и подвергаются конденсации, что связывают с про­цессами сшивания белковых молекул трансглютаминазами, а также обезвоживания клеток за счет действия особых селектив­ных ферментных транспортных систем, регулирующих обмен ио­нов калия, натрия, хлора и воды. Высказываются мнения об уча­стии в процессах конденсации цитоплазмы белков цитоскелета, прежде всего бета-тубулина, усиление синтеза которого отмеча­ется в клетках при апоптозе.

 

 

Нормальная клетка

Некроз Апоптоз

Рис. 3. Морфологические признаки некроза и апоптоза. 1 — неупорядоченный распад хроматина, набухание органелл и фокусы разрушения мембран; 2 — аутолиз клетки под действием гидролитических ферментов; 3 — конденсация и маргинация хроматина, изрезанность контуров ядра, округлость клеточных контуров; 4 — образование апоптозных телец, связанных между собой цитоплазматическими отростками; 5 — фагоцитоз апоптозных телец.

Морфологические отличия апоптоза от некроза. Эти отличия касаются в основном ультраструктурных перестроек. Но это не значит, что апоптоз невозможно наблюдать на светооптическом уровне. При световой микроскопии клетки в состоянии апоптоза и их фрагменты (апоптозные тельца) отличаются небольшими размерами, сравнимыми с размерами лимфоцитов, с высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением, округлыми конту­рами и конденсированными хроматином и цитоплазмой (рис. 3). Существенным отличием является также отсутствие воспали­тельной реакции на апоптоз.

Ультраструктурные отличия апоптоза от некроза. Существу­ют следующие ультраструктурные отличия.

▲ Потеря специализированных структур клеточной поверхно­сти — микроворсинок, межклеточных контактов. Клетка приоб­ретает округлую форму и теряет связь с соседними клетками. В отличие от некроза речь идет всегда об изменениях в отдельных клетках.

▲ Размеры клеток уменьшаются в связи с конденсацией цитоплазматических органелл; изменяется также и форма клетки. Часто клетка расщепляется на несколько апоптозных телец, ка­ждое из которых имеет свой фрагмент ядра, ограниченный двухконтурной ядерной мембраной, и индивидуальный набор орга­нелл.

▲ В отличие от некроза при апоптозе имеется сохранность и интегративность органелл. Митохондрии не набухают, в них не про­исходит разрыва внутренней мембраны. Характерными для апоптоза являются такие ультраструктурные изменения, как агрега­ция рибосом в полукристаллоидные структуры, появление пуч­ков микрофиламентов под цитолеммой, расположенных парал­лельно мембране. Почти всегда наблюдается кратковременная дилатация агранулярной эндоплазматической сети с формирова­нием пузырей, наполненных жидкостью, которые выводятся из клетки. При изучении в сканирующем электронном микроскопе поверхность клетки приобретает кратерообразные выпячивания.

▲ Наиболее яркое отличие апоптоза от некроза связано с изме­нениями ядерного хроматина, который конденсируется под кари-олеммой в виде полусфер и глыбок. В ядре обнаруживаются ос-миофильные тельца, сформированные транскрипционными ком­плексами, поступающими из ядрышек. Ядро меняет свою форму, становится изрезанным, фрагментируется, ядерные поры кон­центрируются только в участках, где отсутствует маргинация хроматина.

▲ Клетка в состоянии апоптоза становится объектом фагоцито­за для соседних паренхиматозных и стромальных клеток и преж­де всего для макрофагов. Фагоцитоз происходит настолько быст­ро, что в условиях in vivo апоптозные клетки сохраняются лишь в течение нескольких минут, что затрудняет их наблюдение.

Значение апоптоза для клиники велико, поскольку его разви­тие связано с большинством общепатологических процессов. Среди общепатологических процессов он имеет значение для развития атрофии, иммунопатологических процессов, воспале­ния и опухолевого роста.

Лекция 9

НАРУШЕНИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Расстройства кровообращения можно разделить на 3 группы: 1) нарушения кровенаполнения, представленные полнокровием (артериальным и венозным) и малокровием; 2) нарушение прони­цаемости стенки сосудов, к которым относят кровотечение (кро­воизлияние) и плазморрагию; 3) нарушения течения (т.е. реоло­гических свойств) и состояния крови в виде стаза, сладж-феномена, тромбоза и эмболии. Особое место среди расстройств крово­обращения занимает шок.

НАРУШЕНИЯ КРОВЕНАПОЛНЕНИЯ

Артериальное полнокровие (гиперемия) — повышение кро­венаполнения органа, ткани вследствие увеличенного притока артериальной крови. Оно может быть общим — при увеличе­нии объема циркулирующей крови и местным, возникаю­щим при действии различных факторов.

Исходя из особенностей этиологии и механизма развития, раз­личают следующие виды артериальной гиперемии:

▲ ангионевротическую (нейропаралитическую) гиперемию, возникающую при нарушении иннервации;

▲ коллатеральную гиперемию, появляющуюся в связи с затруд­нением кровотока по магистральному артериальному стволу;

▲ гиперемию после ишемии, развивающуюся при устранении фактора (опухоль, лигатура, жидкость), сдавливающего арте­рию;

▲ вакатную гиперемию, возникающую в связи с уменьшением барометрического давления;

▲ воспалительную гиперемию;

▲ гиперемию на фоне артериовенозного шунта.

Венозное полнокровие — повышенное кровенаполнение ор­гана или ткани в связи с уменьшением (затруднением) оттока крови; приток крови при этом не изменен или уменьшен. Застой венозной крови приводит к расширению вен и капилляров, замед­лению в них кровотока, с чем связано развитие гипоксии, повы­шение проницаемости базальных мембран капилляров. Венозное полнокровие может быть общим и местным, острым и хроническим. Общее венозное полнокровие является морфологическим субстратом синдрома сердечной недостаточ­ности, поэтому морфологическая картина и морфогенез измене­ний в органах при венозном полнокровии будут подробно изло­жены в следующей лекции "Сердечно-сосудистая недостаточ­ность" (см. лекцию 10 "Морфология сердечно-сосудистой недос­таточности").

Малокровие, или ишемия, — уменьшение кровенаполнения ткани, органа, части тела в результате недостаточного притока крови.

Изменения ткани, возникающие при малокровии, обусловле­ны длительностью возникающей при этом гипоксии и степенью чувствительности к ней тканей. При остром малокровии обычно возникают дистрофические и некротические изменения. При хроническом малокровии возникают атрофия паренхиматозных элементов и склероз стромы.

В зависимости от причин и условий возникновения различают следующие виды малокровия:

▲ ангиоспастическое — вследствие спазма артерии;

▲ обтурационное — вследствие закрытия просвета артерии тромбом или эмболом;

▲ компрессионное — при сдавлении артерии опухолью, выпо­том, жгутом, лигатурой;

▲ малокровие в результате перераспределения крови (напри­мер, малокровие головного мозга при извлечении жидкости из брюшной полости, куда устремляется большая часть крови).