Государственное
Бюджетное Образовательное Учреждение
Высшего
Профессионального Образования
Волгоградский
государственный медицинский университет
Министерства
здравоохранения Российской Федерации
Кафедра
Патологической анатомии
Реферат
Тема: Патологические процессы в клетке.
Патологии ядра и цитоплазматической
мембраны.
Выполнил:
студент III
курса
15 группы
лечебного факультета
Раджабов М.Р.
Проверил:
Евсюков О.Ю.
Волгоград 2013
В патологии под повреждением, или альтерацией (от лат. alteratio
- изменение), понимают изменения структуры
клеток, межклеточного вещества, тканей
и органов, которые сопровождаются нарушением
их жизнедеятельности. Альтеративные
изменения в органах и тканях как филогенетически
наиболее древний вид реактивных процессов
встречаются на самых ранних этапах развития.
Повреждение способны вызывать самые
разнообразные причины. Они могут
действовать на клеточные и тканевые
структуры непосредственно или
опосредовано (через гуморальные
и рефлекторные влияния), причем характер
и степень повреждения зависят
от силы и природы патогенного
фактора, структурно-функциональных особенностей
органа или ткани, а также от реактивности
организма. В одних случаях возникают
поверхностные и обратимые изменения,
касающиеся обычно лишь ультраструктур,
в других - глубокие и необратимые,
которые могут завершиться гибелью
не только клеток и тканей, но и целых
органов. Повреждение имеет различное
морфологическое выражение на клеточном
и тканевом уровнях. На клеточном
уровне оно представлено разнообразными
ультраструктурными изменениями клетки,
что составляет содержание большого
раздела общей патологии - патологии клетки.
На тканевом уровне повреждение представлено
двумя общепатологическими процессами
- дистрофией и некрозом, которые
нередко являются последовательными стадиями
альтерации.
Патология клетки
Клетка - элементарная живая система, обладающая
способностью к обмену с окружающей средой.
Строение клеток организма человека обеспечивает
выполнение ими специализированной функции
и «сохранение себя», т.е. поддержание
клеточного пула. Органоиды клетки, обладая
определенными морфологическими особенностями,
обеспечивают основные проявления жизнедеятельности
клетки. С ними связаны дыхание и энергетические
запасы (митохондрии), синтез белков (рибосомы,
гранулярная цитоплазматическая сеть),
накопление и транспорт липидов и гликогена,
детоксикационная функция (гладкая цитоплазматическая
сеть), синтез продуктов и их секреция
(пластинчатый комплекс), внутриклеточное
пищеварение и защитная функция (лизосомы).
Деятельность ультраструктур клетки строго
координирована, причем координация в
выработке специфического продукта клеткой
подчинена закону «внутриклеточного конвейера».
По принципу ауторегуляции он осуществляет
взаимосвязь между структурными компонентами
клетки и протекающими в ней процессами
обмена.
Функции органоидов не строго детерминированы,
так как они могут участвовать
в различных внутриклеточных
процессах.
Более специализированы метаплазматические
образования клетки, выполняющие
частные функции: тонофибриллы, выполняющие
опорную функцию клетки; миофибриллы,
осуществляющие сокращение клетки
и способствующие ее движению;
микроворсинки, щеточная каемка,
участвующие в процессах всасывания;
десмосомы, обеспечивающие клеточные
контакты, и т.д. Однако ни одна
функция клетки не является
результатом деятельности одного
органоида или одного метаплазматического
образования. Каждое функциональное
проявление клетки - это результат
совместной работы всех взаимосвязанных
компонентов. Поэтому структурные
изменения клетки, отражающие нарушения
ее функции, не могут быть
поняты без учета возможных
изменений каждой из ее двух
основных частей - ядра и цитоплазмы,
ее органелл, метаплазматических
образований и включений.
Патологии цитоплазматической
мембраны.
Поскольку в большинстве случаев
воздействие любого патогенного
фактора сопровождается изменением
гомеостаза, то рецепция патогенной информации
будет осуществлена клеткой через
ее клеточную мембрану.
Плазматическая мембрана поддерживает
внутренний химический состав клетки
посредством избирательной проницаемости
и транспортировки.
Общая толщина мембраны составляет
от 7,5 до 10 нм. Наружная поверхность
ее представлена толстым слоем мукополисахаридов
(гликокаликс). Внутренняя поверхность
связана с элементами цитоскелета клетки
и сформирована лабильными белками, которые
обеспечивают целостность микрофиламентов
и микротрубочек. На поверхности мембраны
некоторых клеток имеются микроворсины,
которые по оси заполнены молекулами актина,
а также десмосомы (клеточные соединения),
в которых содержатся микрофиламенты,
образованные кератином.
В цитомембране располагаются рецепторы
гормонов, таких как инсулин или адреналин,
и других биологически активных веществ,
влияющих на функцию и реактивность клеток,
локализуются различные протеины, молекулы
мукополисахаридов и специфические белки
(например, антигенные детерминанты гистосовместимости),
которые определяют ее способность к проницаемости
и антигенные свойства.
Цитомембрана играет главную роль в межклеточных
коммуникациях как путем образования
специализированных межклеточных контактов,
так и путем передачи сигналов.
Наконец, она играет критическую
роль в росте и пролиферации клеток.
Предполагают, что патологические модификации
в цитомембране ответственны за опухолевую
трансформацию клеток.
Причины повреждения цитоплазматической
мембраны:
- Образование свободных радикалов, содержащих активированный кислород, с последующей реакцией между ними и липидами мембраны клетки (перекисное окисление липидов), в результате чего освобождается избыточная энергия.
- Активация системы комплемента. Комплемент – это система плазматических белков (C1-C9), которые существуют в неактивной форме и составляют приблизительно 10% глобулинов крови. При активации его конечные продукты, вероятно комплексы C5b, C6,
C7, C8 и C9 проявляют фосфолипазную активность, то есть могут ферментативно повреждать цитомембрану. Это явление (фиксация комплемента и его активация) – важный компонент иммунного ответа, при котором уничтожаются клетки, распознанные как "чужие".
- Лизис ферментами. Например, панкреатические липазы (в избытке выделяются при остром панкреатите) и ферменты, вырабатываемые Clostridium perfringens (один из возбудителей газовой гангрены) вызывают обширный некроз цитомембран.
- Лизис вирусами осуществляется как путем прямой вставки цитопатических вирусов в мембрану клетки, так и косвенно, через иммунный ответ на вирусные антигены, расположенные на поверхности инфицированных клеток.
- Действие физических и химических факторов (высокая и низкая температура, химические вещества и др.)
- Результаты повреждения цитоплазматической мембраны:
- Потеря структурной целостности, вплоть до некроза. Ограниченное (локальное) повреждение может быть восстановлено, однако с некоторой потерей мембраны. В эритроцитах этот процесс ведет к формированию микросфероцитов.
- Нарушение "барьерной" функции, что может привести к избыточному поступлению воды в клетку – вакуольной или гидропической дистрофии.
Виды повреждений цитоплазматической
мембраны
Патология мембран клетки может
сопровождаться изменениями проницаемости
мембран, нарушениями мембранного
транспорта, коммуникации клеток и
их "узнавания", изменениями подвижности
мембран и формы клеток, нарушениями
синтеза и обмена мембран.
- Повреждение формы мембран. Морфологически проявляется в виде деформации или атрофии специализированных структур, появлением щелей или разрывов. Например, атрофия микровиллей энтероцитов при заболеваниях тонкой кишки с развитием синдрома мальабсорбции или деформация ножек подоцитов эпителия внутреннего листка капсулы Боумена почечного клубочка при некоторых нефропатиях.
- Изменения проницаемости мембран. Важная роль в осуществлении проницаемости мембран принадлежит гликокаликсу и взаимодействию мембранных белков с цитоскелетом, а также гормонам, взаимодействующим с мембранными рецепторами. Изменения проницаемости могут быть тяжелыми (необратимыми) или поверхностными. Наиболее изученной моделью изменения мембранной проницаемости является повреждение тяжелыми металлами (ртуть, уран). Тяжелые металлы резко увеличивают проницаемость мембраны для натрия, калия, хлора, кальция и магния, что приводит к быстрому набуханию клеток, распаду их цитоскелета. Увеличение поверхности клеточной мембраны за счет мембран микропиноцитозных пузырьков является признаком резкого набухания клетки и ее гибели. Увеличение объема клетки за счет поступления большого количества воды в связи с аномалией осмотического давления сопровождается появлением щелей и даже разрывов в мембране. Если разрывы не увеличиваются, то щели закрываются и исчезают. Утолщение клеточной мембраны может быть связано с уменьшением количества ионов кальция во внеклеточной жидкости. При этом изменяется проницаемость мембраны для ионов натрия и калия и в клетке накапливается жидкость.
- Изменения коммуникации клеток и их "узнавания". Коммуникабельность клеток и распознавание "своих" и "чужих" – необходимое свойство клеточного кооперирования. Клеточные "общение" и "узнавание" прежде всего базируются на различиях в структуре внешних поверхностей плазматических мембран. Особую роль в этих процессах играет гликокаликс мембраны с поверхностными антигенами – маркерами определенного типа клеток. Поверхностные антигены могут изменяться. Изменения клеточного "общения" и "узнавания" встречаются при различных патологических процессах (воспаление, регенерация, опухолевый рост). Показано, что при исчезновении характерных для данного типа клеток антигенов могут появляться "эмбриональные" и аномальные (например, карциноэмбриональный) антигены. Изменения гликопротеидов (гликокаликса) мембраны делают ее более доступной действию антител. Цитоплазматическая мембрана принимает участие в иммунных процессах. На ее поверхности могут фиксироваться антитела и здесь же может проявляться антиген-антительный конфликт. Наличие комплексов антиген-антитело может быть выявлено при помощи люминесцентной микроскопии или в сканирующем электронном микроскопе.
- Избыточное увеличение нормальных структур. Действие на мембрану клетки агрессивного фактора вызывает ответные (реактивные) морфологические изменения в виде увеличения количества, протяженности и площади мембранных структур. Захват клеткой различных чужеродных субстанций (жидких и плотных) может осуществляться при помощи двух механизмов: пиноцитоза и фагоцитоза. Судьба фаго- и пиноцитозных пузырьков в большинстве случаев одинакова: сливаясь в цитоплазме клетки с первичными лизосомами они формируют мультивезикулярные тельца (при пиноцитозе) или фагосомы (при фагоцитозе). И те, и другие называют вторичными лизосомами. Во вторичных лизосомах осуществляется процесс переваривания захваченных частиц с образованием остаточных телец, которые затем выталкиваются из клетки наружу путем экзоцитоза. Ампутацию отростков цитоплазмы и высвобождение поврежденных фрагментов внутриклеточных структур принято называть клазматозом.
- Появление специальных патологических структур. Клеточный ответ на аноксию, антиген-антительный конфликт или на ингибиторы метаболизма проявляется своеобразным изменением клеточной мембраны в виде формирования миелиноподобных, или псевдомиелиновых структур. Они появляются в результате перекисного окисления липидов мембран и формируются из высвобождающихся фосфолипидов путем скручивания удлиненных цитоплазматических отростков или микротрубочек. Не следует путать псевдомиелиновые фигуры и специфические миелиновые фигуры, связанные с миелином. Последние вакуолизируются и фрагментируются в случаях демиелинизации или повреждении нейронов.
- Альтерация клеточных соединений. В мембране клетки имеются различные типы контактов, сравнимых с электрическими соединениями. Они могут быть представлены комплексами сильных (интермедиарных) или слабых (десмосомы, интердигитирующие соединения) межклеточных контактов.
Патология межклеточных контактов
может проявляться в их сохранении
в тех случаях, когда они обязаны
были исчезнуть в процессе созревания
клетки: например, в эпидермисе при
паракератозе (задержке созревания и слущивания
клеток). В других случаях наблюдается
распад тех клеточных соединений, которые
должны существовать в норме. При этом
клетки утрачивают связь друг с другом.
Это состояние может быть вызвано уменьшением
количества ионов кальция во внеклеточной
жидкости или воздействием на клеточную
мембрану фосфолипаз. Разделенные клетки
обладают утолщенной плазматической мембраной.
Альтерация клеточных контактов закономерно
наблюдается в процессе канцерогенеза,
лежит в основе нарушения контактного
торможения пролиферации опухолевых клеток,
способствует опухолевой инфильтрации
и метастазированию.
Патологии клеточного ядра
Морфологически они проявляются
в изменении структуры, размеров, формы
и количества ядер и ядрышек, в появлении
разнообразных ядерных включений и изменений
ядерной оболочки. Особую форму ядерной
патологии представляет патология митоза;
с патологией хромосом ядра связано развитие
хромосомных синдромов и хромосомных
болезней.
Форма ядер и их количество
Изменения формы ядра - существенный
диагностический признак: деформация
ядер цитоплазматическими включениями
при дистрофических процессах, полиморфизм
ядер при воспалении (гранулематоз)
и опухолевом росте (клеточный атипизм).
Форма ядра может меняться также
в связи с образованием множественных
выпячиваний ядра в цитоплазму которое
обусловлено увеличением ядерной поверхности
и свидетельствует о синтетической активности
ядра в отношении нуклеиновых кислот и
белка.
Изменения количества ядер в клетке
могут быть представлены многоядерностью,
появлением «спутника ядра» и безъядерностью.
Многоядерность возможна при слияний
клеток. Таковы, например, гигантские многоядерные
клетки инородных тел и Пирогова-Лангханса,
образующиеся при слиянии эпителиоидных
клеток. Но возможно образование многоядерных
клеток и при нарушениях митоза - деление
ядра без последующего деления цитоплазмы,
что наблюдается после облучения или введения
цитостатиков, а также при злокачественном
росте.
«Спутниками ядра», кариомерами (маленькими
ядрами) называют мелкие подобные ядру
образования с соответствующей структурой
и собственной оболочкой, которые расположены
в цитоплазме около неизмененного ядра.
Причиной их образования считают хромосомные
мутации. Таковы кариомеры в клетках злокачественной
опухоли при наличии большого числа фигур
патологических митозов.