Нарушение процессов транспорта

Такие дистрофии возникают при воздействии на мембраны ЭР, лизосом аппарата Гольджи (аГ), мембраны ядра или наружной плазмолеммы. Причиной таких повреждений бывают токсические воздействия, а также солевые или электролитные нарушения. Очень часто мембраны клеток повреждаются иммунными комплексами или биологически актив­ными веществами, которые выбрасываются в кровь при стрессе (адрена­линовые некрозы миокарда). Результатом мембранных повреждений яв­ляется: 1) нарушение проницаемости мембран для ионов Са²⁺ и 2) нару­

шение калий-натриевого насоса, обеспечивающего поддержание осмоти­ческого давления. При проникновении Са²⁺ в цитоплазму нарастает синтез Са²⁺- зависимых АТФ-аз. Это ведет к снижению синтеза энерге­тических фосфатов. В МХ снижаются процессы окислительного фосфорилирования и опять нарастает энергетический дефицит.

Все эти различные по механизму возникновения (патогенетические) варианты дистрофий показывают и общие закономерности клеточной альтерации:

I. Первой общей закономерностью клеточной альтерации является комплексность повреждения. Это было четко видно по исходам каж­дого патогенетического варианта альтерации и объясняется комплексностью трофики. Комплексность трофики - это структурное и функцио­нальное сопряжение всех узлов жизнеобеспечения и функций. Энер­гетика, синтез и транспорт в клетке находятся в состоянии жесткой корреляции. Эти процессы связаны в единый взаимозависимый ком­плекс. Следовательно, любое повреждение одного из звеньев этого ком­плекса приведет к нарушению функционирования как будто бы неза­тронутых других звеньев. Словом, за какую бы "ниточку" не потянуть, будет деградировать вся система.

П. Стадийность процесса альтерации. Повреждение любой ультраструктуры развертывается постепенно. При этом можно выявить, как на молекулярном и ультраструктурном уровнях в клетке развиваются процессы компенсации, которые при коротком и слабом воздействии обеспечивают обратимость патологического процесса и восстановление утраченного. При продолжении повреждения и усилении повреждающего воздействия развертывается стадийное углубление процесса. Образование энергетического дефицита клетки - самый распространенный вариант который можно четко видеть на примере первичного повреждения митохондрий при гипоксии:

1. На первой стадии в МХ снижаются дыхательные ферменты цик­ла Кребса – СДГ, ЦХО. Это ведет к снижению выработки в митохонд­риях АТФ. Возникает структурно-функциональная неоднородность МХ: одни теряют ферменты раньше, другие - позже.

2. Попытка компенсации при снижении тканевого дыхания выра­жается во включении аварийного пути получения энергии (без О₂). Для этого активируется ЛДГ и начинается получение энергии из собственных ресурсов (из имеющегося запаса гликогена). Постепенно содержание гликогена снижается (исчезает ШИК+ реакция), а молочная кислота на-

капливается. Изменяется кислотно-щелочное равновесие, нарастает ацидоз. Это приводит к структурным изменениям: матриксМХ разрых­ляется.

3. Кислая среда клетки автоматически включает активность лизосомальных ферментов. В клетке выявляется кислая фосфатаза (КФ). Это приводит к разрыхлению мембранных образований. Активизируется и фосфорилаза. Вслед за этим еще более снижается АТФ. Тормозится дея­тельность электролитного (К;Na) насоса и Са²⁺ поступает в клетку.

4. Следствием изменения мембранных потенциалов и проницаемости мембран является внутриклеточный отек и грубые изменения ультра­структур. Возникают дефекты мембран, разрывы крист МХ, контрактуры и разрывы миофибрилл. Одни МХ погибают, появляются гигантские МХ, которые пытаются усиленно работать. Потом и они погибают, погибает и ЭР. В матриксе митохондрий выявляются мелкие включения, содер­жащие липиды. Одновременно с появлением структурных фосфолипидов при нарушении окислительного фосфорилирования резко снижается со­держание ацетил-КОА. Это приводит к усиленному притоку жирных кислот, при окислении которых этот кофактор образуется. Однако, вследствие дефицита АТФ - окисление жирных кислот нарушается, и липиды накапливаются в клетке. А это означает прекращение синтети­ческих процессов, следовательно не происходит восстановление (репа­рация) МХ. В цитоплазме клеток появляются различные продукты нарушения трофики клетки, которые маркируют различные виды паренхима­тозных дистрофий: белковую, жировую, углеводную.

III. Третья общая закономерность альтерации состоит в стереотипизме развивающихся структурных изменений. Какой бы повреж­дающий фактор не действовал на клетку, Признаки повреждения отдель­ных ультраструктур одинаковы и отличаются только своей степенью.

ЭР - К признакам его повреждения относятся; 1) расширение канальцев, 2) образование полостей. 3) разрыхление и фрагментация мем­бран, 4) слущивание рибосом. Итог - нарушение синтеза ферментов.

Аппарат Гольджи (аГ) - 1) вакуолизация канальцев, 2) фрагмента­ция мембран. Итог - нарушения секреторного процесса и внутриклеточ­ного транспорта.

МХ - 1) просветление матрикса, разрыхление. 2) вакуолизация, 3) полом крист, 4) разрывы мембран (3-х слойных), 5) образование ги­гантскихМХ. Итог - энергетический дефицит.

17

Лизосомы - 1) увеличение, 2) активация функций (активность гид­ролитических ферментов), 3) разрывы мембран, 4) выход ферментов за пределы лизосом. Итог: активация аутолиза.

Ядро - 1) отек, 2) просветление матрикса, 3) растворение нуклеоплазмы (лизис), 4) краевой гиперхроматоз, 5) пикноз, фрагментация, разрывы. Итог - гибель клетки.

Мембраны - 1) разрыхление, 2) расслоение, 3) разрывы. Итог -а) выявление фрагментов мембранного вещества - фанероз (липофанероз), б) изменение АГ - детерминант, в) нарушение мембранных рецеп­торов, г) элиминация нуклеоплазмы, цитоплазмы, д) осмотическая гипертензия, отек клетки.

В ходе повреждения клетки в ней появляются шлаковые образова­ния: различные гранулы белка, капли жира, клубки из кусочков мемб­ран.

К шлаковым образованиям относится липофусцин. Это - электрон­но-плотные гранулы с 3-х слойной мембраной. Липофусцин - или "пиг­мент изнашивания" появляется при постепенно нарастающей недоста­точности О₂. Полагают, что он участвует в окислительно-восстанови­тельных процессах. Бурые зерна липофусцина располагаются в перифе­рии клетки, абсорбируются лизосомами и активируют гидролитические ферменты. В составе липофусцина - ферритин, липиды, флавиновые сое­динения, каротиноиды. К шлаковым образованиям относятся миэлиновые тельца. Они находятся в цитоплазме и состоят из обломков МХ, ЭР, аГ. Эти тельца состоят из кусочков различных ультраструктур и указывают на достаточно глубокую деструкцию. В качестве шлакового образования в клетке может появляться капля белка - гиалина. Эпителиальный гиалин свидетельствует о необратимости процесса. Это - маркер некробио­за, такая клетка обречена. Появление капель гиалина в гепатоцитах име­ет диагностическое значение (тельца Маллори). Их очень часто можно обнаружить при хронической алкогольной интоксикации.

IV. Мозаичность альтерации - есть общая закономерность. Мозаичность - есть неодинаковая степень деструкции органоидов и клеток в органе и ткани. Любое повреждение выражено в клеточной популяции в неодинаковой степени, повреждение развивается с разной степенью ско­рости и интенсивности. Причина мозаичности состоит в структурной гетероморфности (разнообразии) клеточной популяции. Если мы обра­тимся к известному циклу жизни клетки, то мы увидим, что клетки про­ходят последовательные фазы клеточного цикла в разное время. В кле-

точном массиве всегда есть пролиферирующие клетки (митоз), покоя­щиеся, дифференцирующиеся и стволовые (не входящие в цикл - это клеточный резерв). У покоящихся клеток снижен метаболизм, ниже про­ницаемость мембран. Они более устойчивы, защищены от повреждения. Самые уязвимые - это дифференцирующиеся клетки, они повреждаются первыми. Пролиферирующие клетки особо чувствительны к митогенам (радиация, гормоны). Вторая причина мозаичности состоит в том, что функционируют не все клетки одновременно. В любом органе (желудке, сердце, мозге) наблюдается перемежающаяся активность функционирую­щих структур. Повреждаются в первую очередь клетки, которые нахо­дятся на высоте функции. Мозаичность - это биологический закон, кото­рый позволяет осуществить восстановление после повреждения (репаративная регенерация), сохранить клеточный цикл и компенсировать функ­цию.

V. Последняя общая закономерность состоит в избирательной чув­ствительности клеток и внутриклеточных структур к повреждающим воздействиям. Так, гипоксия более всего поражает эпителиальные клет­ки. Иммунные комплексы с комплементом особенно сильно поражают эндотелий и фибробласты. При действии гипоксии в первую очередь по­гибают митохондрии, при действии токсических факторов страдает эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи, радиация поражает мембранные структуры и ядерный аппарат. Однако, проследить избирательную чув­ствительность возможно лишь на ранних стадиях повреждения. Дистро­фии клеток разнообразны по своим красочным реакциям на микроско­пическом уровне и по своим внешним проявлениям. На этом основано деление паренхиматозных дистрофий на белковые, жировые и гидропические (водяночные). Эти различия связаны с особенностями ультраструктурного строения клеток того или иного органа и с глубиной альте­рации. Необычные включения (белка, жира, воды) в клетке могут быть связаны с инфильтрацией через мембраны, извращением синтеза и тран­спорта, деструкции ультраструктур с фанерозом, выявлением невидимых ранее компонентов (жир, грубодисперсный белок). Таким образом, раз­личные формы дистрофий связаны не столько с нарушением тех или иных обменных процессов, сколько с особенностью структурной орга­низации клетки, с глубиной и специфичностью ее повреждения.

Дистрофии могут быть обратимыми и необратимыми. В последнем случае через некробиоз они ведут к смерти клетки - НЕКРОЗУ. Таким образом, некроз - есть возможный ИСХОД КЛЕТОЧНОЙ ДИСТРОФИИ.

2.2. АЛЬТЕРАЦИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ

 

Соединительная ткань - опорная межуточная ткань, она образует строму всех органов и систем и занимает важное место в комплексе ГГБ. Соединительная ткань состоит из волокон, межуточного вещества и клеточных элементов. Наиболее важными функциями соединительной ткани являются: 1) механическая - опорная, 2) транспортная - осу­ществление транспорта различных веществ через ГГБ, 3) защитная -создание арены действия эффекторов иммунной системы, 4) плас­тическая - осуществление процессов регенерации.

Именно эти функции ослабевают или извращаются при поврежде­нии соединительной ткани.

Волокна соединительной ткани имеют различное строение, отли­чаясь по компонентам своего белкового состава. Различают эластичес­кие, ретикулярные и коллагеновые волокна. Однако, во всех структурах присутствует белок с различными его модификациями. Наиболее широко распространены коллагеновые волокна. Однако, и коллаген может иметь различное строение.

Коллаген I типа находится в дерме, в костной ткани, в сухожилиях и крупных кровеносных сосудах.

Коллаген II типа входит в состав хрящевой ткани.

Коллаген III типа образует волокнистую строму паренхиматозных органов.

Коллаген IV типа входит в состав базальных мембран ГГБ - субэпи­телиальной и субэндотелиальной. Структурные общие особенности кол­лагена важно знать для понимания процессов его альтерации.

Коллаген - это белок, полипептид, имеющий трехспиральную структуру. Первичная структура называется тропоколлагеном, на 3-х-спиральной структуре тропоколлагена располагаются короткие телопептиды. Они содержат белок тирозин и обладают антигенными свойст­вами. Синтез тропоколлагена происходит в фибробластах в его рибосомах. Аминокислотный состав альфа-цепей определяет варианты синтезируемого коллагена. Такая специфичная структура называется протоколлагеном. Здесь же, в цитоплазме происходит окисление белков (пролина, лизина). Белки в комплексе с молекулами О₂ образуют проколлаген. Важно учесть, что окисление этих белков требует двухва­лентного железа и аскорбиновой кислоты. Если железа и витамина С не­достаточно, синтетические процессы извращаются, и образуется ати-

пичный коллаген. Следовательно, при заболеваниях крови (например, железодефицитная анемия), при авитаминозе С будут прогрессировать болезни соединительной ткани, нарушаться регенерация.

Фибриллогенез происходит внеклеточно. Пять молекул проколлагена упаковываются и образуют волокно. Упаковка происходит путем присоединения углеводов - гликозаминогликанов (ГАГ). ГАГ - это информационный ключ для сборки молекул. ГАГ - это анионы, а моле­кулы коллагена - катионы. Состав ГАГ определяет проницаемость соеди­нительной ткани, т.е. определяет полноценность транспортных процес­сов, осуществляет связывание воды и солей. ГАГ делятся на нейтральные и кислые. К нейтральным ГАГ относятся сиаловые кислоты, к кислым -хондроитинсульфаты А, В, С, гепаринсульфат, гиалуроновая кислота.