Цитология. Реакция клеток на повреждающее воздействие. Старение и смерть клеток

 

 

 

 

                            Содержание.

 

Актуальность  темы.

 

1. Цитология.
1. Цитология-история открытий.
2. Виды и направления цитологии.
3. Цитологические исследования.
2. Реакция клеток на повреждающие воздействия. 
1. МОРФОЛОГИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ
2. ПРИЧИНЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТОК
3. МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТОК
4. ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТОК
5. СУБКЛЕТОЧНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИИ КЛЕТОК
3. Старение и смерть клетки.
1. СТАРЕНИЕ КЛЕТКИ
2. Пограничные состояния между жизнью и смертью.
3. Смерть клетки

 

Заключение.

Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Актуальность  темы.

 

Актуальность этой темы заключается  в том, что в настоящее время  не осталось

болезней, знания о которых  не базировались бы на морфологическом  изучении клеток — структурных единиц живых организмов.

Повреждение отдельных ультраструктур и даже гибель отдельных клеток, из которых построены различные  ткани и органы человека, может  быть проявлением «физиологической нормы». Это постоянный, “запрограммированный”  процесс гибели клеток в организме, обозначаемый апоптозом, имеет очень важное значение не только для нормального существования организма, но и играет одну из ключевых ролей при многих общепатологических процессах.

Воздействие тех или иных внутренних и/или внешних факторов приводит на начальном этапе к  повреждению элементарных структур клетки и нарушению их функций, в  дальнейшем возможно развитие как патологии  отдельной клетки, так и клеточных  коопераций. Патология клетки, или “целлюлярная патология” – это структурная основа всей патологии человека.

Многочисленными исследованиями доказано, что любой патологический процесс, какой бы степенью функциональных нарушений он не проявлялся, начинается на уровне ультраструктур, то есть субклеточном уровне. Не существует ни одного повреждающего  фактора, который не приводил бы к  структурным изменениям. Ряд заболеваний может быть и был впервые диагностирован только на ультраструктурном уровне. Важно отметить, что самые ранние, начальные стадии патологического процесса, проявляющиеся только на уровне ультраструктур клеток, как правило, обратимы или могут быть компенсированы.

Знание клеточной  патологии помогает специалисту  любого медицинского профиля понимать морфологическую сущность того или иного патологического процесса, происходящего в тканях и органах, расширяя представления о причинах и механизмах возникновения болезни, особенностях ее течения, позволяет определить и наметить рациональные и эффективные пути их лечения и профилактики. Все вышеперечисленное определяет особую важность и актуальность темы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цитоло́гия (греч. κύτος — «вместилище», здесь: «клетка» и λόγος — «учение», «наука») — раздел биологии, изучающий живые клетки, их органоиды, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти

 

 

Возникновение и развитие цитологии

Рисунок Роберта Гука, изображающий срез пробковой ткани под микроскопом (из книги «Микрография», 1664 год)

Цитология – история  открытий

Цитология – это наука  о строении, функциях и развитии клеток животных и растений, а также  одноклеточных организмов и бактерий. Цитологические исследования имеют  существенное значение для диагностики  заболеваний человека и животных.

Понятие о клетке, как  о структурной единице организма  начало формироваться в первой половине XIX века. Тогда же ученые обнаружили в клетке ядро, ядрышки в ядрах  растительных клеток и впервые наблюдали  деление клеток. Были разработаны  способы окраски и просветления клеточных препаратов. А в 1839 году Т.Шванн сформулировал клеточную  теорию, в которой клетка рассматривалась  как основа строения, жизнедеятельности  и развития всех животных и растений.

Важным этапом в развитии цитологии было создание немецким патологоанатомом Р.Вирховом учения о целлюлярной  патологии. Он рассматривал клетки как  материальный субстрат болезней, что  привлекло к их изучению врачей других специальностей и позволило изучить  клетку более детально. Было установлено, что клетка представляет собой сложную  многокомпонентную систему, открыты  хромосомы и многое другое, в результате чего цитология к концу XIX века стала  самостоятельным разделом биологии.

Большое влияние на развитие цитологии оказало открытие австрийским  биологом Г.Менделем законов наследования признаков, которое привело к  созданию хромосомной теории наследственности и формированию в цитологии нового направления цитогенетики. В первой половине XX века начинает выясняться функциональная роль внутриклеточных структур, в  частности, впервые было сформулировано представление о хромосомах как  носителях молекул наследственности.

В середине XX века появился электронный микроскоп, и были изучены  многие пока еще неизвестные свойства клетки. Из теоретической науки современная  цитология превратилась в прикладную науку, в которой не последнее место занимают медицинские исследования.

Виды и направления  цитологии

Различают общую и частную  цитологию. Общая цитология или  биология клетки изучает общие для  большинства типов клеток структуры, их функции, обмен веществ, реакции  на повреждения, различные болезненные  изменения, восстановительные процессы и приспособление к условиям среды. Частная цитология исследует  особенности отдельных видов  клеток в связи с их специализацией (у многоклеточных организмов) или  адаптацией (привыканием) к среде  обитания (у простейших и бактерий).

В настоящее время существуют шесть основных направлений цитологии:

• цитоморфология – изучает особенности строения клеток;
• цитофизиология – изучает жизнедеятельность клетки как единой живой системы, функционирование и взаимодействие внутриклеточных структур;
• цитохимия – исследует химический состав клетки и ее отдельных компонентов в норме и при их изменениях;
• цитоэкология – изучает реакцию клеток на воздействие факторов окружающей среды и механизмы адаптации к ним;
• цитопатология – изучает болезненные процессы в клетке и делится на вирусную цитопатологию (воздействие на клетку вирусов), цитофармакологию (воздействие на клетку лекарственных препаратов), онкологическую цитологию (изменение в клетках опухолей), космическую цитологию (изучение особенностей поведения клеток в условиях космических полетов) и так далее.

Цитологические  исследования

Цитологические исследования – это изучение с помощью микроскопа особенностей строения клеток, клеточного состава органов, тканей, жидкостей  организма человека и животных в  норме и при различных заболеваниях.

Цитологические методы исследования, применяемые в медицине, во многом совпадают с гистологическими исследованиями (исследование ткани, взятой из больного органа), но отличаются тем, что для  цитологического исследования требуется  незначительное количество биологического материала и он исследуется без  предварительной подготовки и специальной  аппаратуры, только под микроскопом. Цитологические исследования проводятся в том случае, когда невозможна или нежелательна биопсия (например, при обследовании больного в условиях поликлиники).

С помощью цитологических исследований оценивают состояние  покровных тканей организма (кожи и  слизистых оболочек – из этих тканей может формироваться рак), гормональную активность женщин, степень поражения  опухолевых клеток при лечении злокачественных  заболеваний, процесс заживления ран  и другие процессы.

Характер и способ получения  материала для исследований зависит  от того, какой орган или ткань  поражены:

• при заболеваниях кожи – это соскобы и отпечатки с тканей;
• при заболеваниях щитовидной и молочной желез, органов кроветворения – пунктаты из участков поражения;
• при заболеваниях центральной нервной системы – спинномозговая жидкость;
• при заболеваниях легких – мокрота и так далее.

Цитология – современная  быстро развивающаяся наука, которая  находит широкое применение в  медицинской практике

 

 

 

 

Реакция клеток на повреждающие воздействия. 

 

МОРФОЛОГИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ

Повреждение органов начинается на молекулярном или клеточном уровне, поэтому изучение патологии начинается с познания причин и молекулярных механизмов структурных изменений, возникающих в клетках при их повреждении.

Структура нормальной клетки генетически направлена на осуществление  определенного метаболизма, дифференцировку  и специализацию. В ответ на воздействие различных факторов в клетках развивается процесс адаптации. В результате этого процесса клетки могут достигать нового устойчивого состояния, позволяющего им приспособиться к подобным воздействиям. Если лимиты адаптивного ответа клетки исчерпаны, а адаптация невозможна, то возникает повреждение клетки, до определенного предела обратимое. Однако, если неблагоприятный фактор действует постоянно или его интенсивность очень велика, развивается необратимое повреждение, или смерть, клетки.

ПРИЧИНЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТОК

Различают следующие причины  повреждения клеток.

1. Гипоксия. Она является  исключительно важной и распространенной причиной повреждения и смерти клеток. Уменьшение кровотока (ишемия), возникающее при появлении препятствий в артериях, обычно при атеросклерозе или тромбозе, является основной причиной гипоксии. Другой причиной может быть неадекватная оксигенация крови при сердечно-сосудистой недостаточности. Снижение способности крови к транспортировке кислорода, например при анемии и отравлении СО₂— третья и наиболее редкая причина гипоксии. В зависимости от тяжести гипоксии клетки могут адаптироваться к ней, повреждаться или погибать.

1. Физические агенты. К ним относят механическую травму, чрезмерное снижение или повышение температуры окружающей среды, внезапные колебания атмосферного давления, радиацию и электрический шок.

3.  Химические агенты и лекарства. Даже простые химические соединения, такие как глюкоза и поваренная соль, в повышенныхконцентрациях могут вызвать повреждение клеток непосредственно или путем нарушения их электролитного гомеостаза. Кислород в высоких концентрациях очень токсичен.

Следовые количества веществ, известных как яды (мышьяк, цианиды, соли ртути), могут разрушить достаточно большое количество клеток в течение минут и часов.

Разрушительным действием  обладают также многие факторы окружающей среды: пыль, инсектициды и гербициды; промышленные и природные факторы, например уголь и асбест; социальные факторы: алкоголь, курение и наркотики; высокие дозы лекарств.

1. Инфекционные агенты. Они включают как субмикроскопические вирусы, так и ленточных червей. К инфекционным агентам относятся риккетсии, бактерии, грибы, а также более высоко организованные формы паразитов.
2. Иммунные реакции. Могут защищать организм, но могут вызвать и его смерть. Хотя иммунная система защищает организм от воздействия биологических агентов, тем не менее иммунные реакции могут привести к повреждению клеток. Развитие некоторых иммунных реакций лежит в основе аутоиммунных болезней.
3. Генетические нарушения. Многие врожденные нарушения метаболизма связаны с энзимопатиями, чаще отсутствием фермента.
4. Дисбаланс питания. Нередко является основной причиной повреждения клеток. Дефицит белковой пищи и витаминов остается распространенным явлением.

 

МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТОК

Молекулярные механизмы  повреждения клеток, приводящие к  их смерти, очень сложны. Существуют четыре наиболее чувствительные внутриклеточные системы:

-    поддержание целости клеточных мембр'ан, от которой зави 
сит ионный и осмотический гомеостаз клетки и ее органелл;

-   аэробное дыхание, связанное с окислительным фосфорили-рованием и образованием аденозинтрифосфата (АТФ);

-        синтез ферментов и структурных белков;

-        сохранение единства генетического аппарата клетки. Структурные и биохимические элементы клетки тесно взаимосвязаны. Например, нарушение аэробного дыхания повреждает натриевый насос мембраны, который поддерживает ионно-жидкостный баланс клетки, что приводит к нарушению внутриклеточного содержания ионов и воды.

Морфологические изменения  становятся очевидными только после  того, как нарушения биологической  системы клетки проходят некий критический уровень, причем развитие морфологических признаков смертельного повреждения клетки занимает больше времени, чем появление обратимых изменений. Например, набухание клетки обратимо и может развиться в течение нескольких минут, а достоверные светооптические признаки смерти клетки в миокарде выявляются лишь спустя 10—12 ч после тотальной ишемии, хотя известно, что необратимые повреждения наступают уже через 20—60 мин. Естественно, ультраструктурные повреждения будут видны раньше, чем светооптические.