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

При некоторых типах повреждений  клеток наблюдается накопление промежуточных филаментов. Например, тельца Мал-лори, или алкогольный гиалин, представляют собой эозинофиль-ные интрацитоплазматические включения в клетках печени, которые характерны для алкогольной болезни. Эти включения состоят главным образом из промежуточных филаментов. Нейро-фибриллярные включения в мозге при болезни Альцгеймера содержат белки и нейрофиламенты из микротрубочек и отражают повреждение цитоскелета нейронов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СТАРЕНИЕ КЛЕТКИ

Большинство клеток раньше или  позже начинают проявлять признакистарения и погибают. Эти процессы происходят на протяжении всей жизни организма и даже в эмбриональный период.

В стареющих клетках накапливается  специальный пигмент «изнашивания», что является следствием ухудшения с возрастом выделения из клетки плохо растпоримых веществ. В числе прочих веществ накапливаются липиды. В ряде тканей увеличивается количественное содержание кальция. Происходят и другие изменения химизма клетки. Все это приводит к снижению функциональной активности и всех жизненных проявлений клетки.

Пограничные состояния  между жизнью и смертью. Самые разнообразные раздражители вызывают реакцию, проявляющуюся вначале активацией функций клеток и ее субклеточных структур. Активация может сопровождаться усилением обменных процессов, а затем постепенно сменяется угнетением всех жизненных процессов. Возникающие изменения связаны с угнетением жизнедеятельности, угасанием функций. Это период некробиоза (от nekros - мертвый, bios - живой), Д. Н. Насонов описал обратимые изменения, возникающие в цитоплазме клеток, - паранекроз (от para - около). По сути изменений некробиоз и паранекроз - пограничные состояния между жизнью и смертью. Некробиоз и паранекроз - обратимые процессы. Они могут предшествовать смерти, но иногда происходит и восстановление клеток. Состояние тканей при паранекрозе близко к состоянию анабиоза, при котором также происходит резкое угнетение жизненных функций. Анабиоз также может быть обратимым, но иногда заканчивается гибелью клеток.

 
Рис. 12. Лизосомы (Л) в мышечной клетке сердца после 24-часовой ишемии миокарда. Электронограмма. х21 000

При некробиозе (паранекрозе, анабиозе) выявляют изменения субклеточных структур, митохондрий, рибосом, набухание  мембран, иногда уплотнение ядер. Изменения оказались сходными при анабиозе, вызванном холодом и растворами формалина, но в оценке выявленных изменений пока много неясного. Функция клеток резко заторможена. Ферменты могут быть полностью лишены активности. Это связано с уплотнением мембран и укрупнением размера молекул, что может быть следствием действия низких температур или химических факторов, например действия формалина. При этом водорастворимые белки становятся не растворимыми. После прекращения действия факторов, вызвавших эти изменения (отогревание после действия холода, отмывание формалина), восстанавливаются молекулярные структуры, активность ферментов и жизнедеятельность.

 

Смерть клетки — конечный результат ее повреждения, главное следствие ишемии, инфекции, интоксикации, иммунных реакций. Кроме того, это естественное событие в процессе нормального эмбриогенеза, развития лимфоидной ткани, инволюции органа под действием гормонов, а также желаемый результат радио- и химиотерапии при раке.

Существует два типа клеточной  смерти — некроз и апоптоз.

Некроз — наиболее распространенный тип смерти клетки. Он проявляется ее резким набуханием и разрывом клеточной мембраны, денатурацией и коагуляцией цитоплазматических белков, разрушением клеточных органелл. 

Апоптоз необходим для нормальной элиминации ненужных клеточных популяций в процессе эмбриогенеза и при различных физиологических процессах. Апоптоз встречается и при патологических процессах; в этом случае он сопровождается некрозом.

Апоптоз ответствен за многочисленные физиологические и патологические процессы, происходящие в организме.

1. В результате апоптоза происходят запрограммированное разрушение клеток в процессе эмбриогенеза (включая имплантацию, органогенез и инволюцию) и метаморфоз.
2. Посредством апоптоза развивается гормонозависимая инволюция тканей у взрослых, например атрезия фолликулов в яичниках во время менопаузы, регрессия лактирующей молочной железы после прекращения кормления ребенка.
3. Происходит уничтожение клеток в пролиферирующих клеточных популяциях, таких как эпителий крипт тонкой кишки.
4. Наступает смерть клеток в опухолях, как подвергающихся регрессии, так и с активным ростом клеток.
5. Это механизм смерти иммунных клеток — как В-, так и Т-лимфоцитов, после истощения цитокинов, а также уничтожения аутореактивных Т-клеток в развивающейся вилочковой железе.
6. Это механизм патологической атрофии гормонозависимых тканей, например атрофия предстательной железы после кастрации и исчезновение лимфоцитов в вилочковой железе после введения глюкопротеидов.
7. Это патологическая атрофия паренхиматозных органов после  перекрытия  протока, например, поджелудочной  железы, околоушной слюнной железы, мочеточника.
8. Смерть клетки, вызванная цитотоксическими Т-клетками, например отторжение трансплантата.
9. Это гибель клеток при некоторых вирусных заболеваниях, например при вирусном гепатите (фрагменты клеток при апопто-зе известны как тельца Каунсильмена).

10. Клеточная смерть, вызванная  различными слабыми повреждающими воздействиями, которые в больших дозах приводят к гибели клетки (радиация, высокие или низкие температуры, ци-тотоксические противоопухолевые препараты и, возможно, гипоксия), также представляет собой апоптоз.

Механизмы апоптоза. Апоптоз начинается скорее всего в результате действия гормонов и других трофических факторов и является регулятором плотности клеточной популяции. Кроме того, апоптоз может быть одним из механизмов удаления аномальных клеток или клеток, поврежденных токсинами, радиацией и другими воздействиями.

Механизмы возникновения  апоптоза различны и зависят от характера воздействия и типа клеток, однако последовательность событий, которые приводят к конечному результату, до конца не выяснена. Вместе с тем ряд механизмов уже установлен 

 

1. Конденсация хроматина. Она обусловлена расщеплением ядерной ДНК в участках связей между нуклеосомами и приводит к образованию фрагментов. Такие фрагменты создают характерную для апоптоза картину ядра, отличную от таковой при некрозе, когда ядро выглядит пятнистым. Эта интернуклеосомальная фрагментация ДНК развивается с участием кальцийчувствитель-ной эндонуклеазы. Эндонуклеаза постоянно присутствует в клетках некоторых типов, например тимоцитах, где она активируется под влиянием цитозольного кальция, тогда как в других клетках фермент образуется перед началом апоптоза.
2. Нарушения объема и формы клеток. Эти процессы связывают с активностью трансглютаминазы, которая вызывает перекрестное связывание цитоплазматических белков, образующих оболочку под плазматической мембраной.
3. Фагоцитоз апоптозных телец макрофагами и клетками других типов. Обеспечивается рецепторами этих клеток, которые связывают и поглощают апоптозные клетки. Одним из таких рецепторов на макрофаге является витронектиновый рецептор

дельта₃-интегрин, который обеспечивает фагоцитоз апоптозных нейтро-филов.

4. Зависимость апоптоза в большинстве случаев от активации гена и синтеза белка является одной из важных его особенностей. При этом индукция генов обеспечивается за счет "стимулов", вызывающих апоптоз, таких как стрессорные белки и протоонкоге-ны. Однако эти гены не связаны напрямую с началом апоптоза. Выявлены апоптозспецифические гены, которые стимулируют или тормозят смерть клетки.
5. Некоторые гены, участвующие в возникновении и росте злокачественной опухоли (онкогены и супрессорные гены), играют регуляторную роль в индукции апоптоза. Например, онкоген р53 в норме стимулирует апоптоз; р53 необходим для развития апоптоза после повреждения ДНК радиацией, хотя апоптоз, вызванный глюкокортикоидами или старением, не зависит от р53. ■   Таким образом,  апоптоз является разновидностью смерти клетки, для которой характерна конденсация и фрагментация ДНК. Апоптоз обеспечивает уничтожение клеток при нормальном развитии, тканевом росте, органогенезе и в органах иммунной системы.

Апоптоз может быть также индуцирован под воздействием патологических стимулов. Некоторые из уже известных эффек-торных механизмов включают активацию эндонуклеазы, вызванную содержащимся в цитозоле кальцием и приводящую к фрагментации ДНК. Активация трансглютаминазы частично влияет на изменение формы и размеров клеток. Апоптоз заканчивается рецепторнозависимым фагоцитозом апоптозных телец. В некоторых случаях в индукции апоптоза участвуют транскрипция генов и синтез белка, а процесс апоптоза регулируется группой генов, которые участвуют в нормальном росте и дифферен-цировке клеток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Функция старения клеток и  организма в целом является, несомненно, очень

важным фактором прогрессивного развития всех живых организмов на земле. Сама

функция старения обеспечивается многими системами и механизмами. Такой

параллелизм повышает вероятность  выполнения этой функции. Неслучайно, что

получить линию бессмертных  клеток можно, только преодолев противодействие  как

минимум трёх генетических механизмов, о которых было написано в этом

реферате. В организме таких барьеров, конечно же, больше. Однако, как сказал

академик Скулачёв, “сам факт, что их число должно быть конечным, может

вселить оптимизм в души борцов за человеческое бессмертие”.

 

 

 

Список  литературы 1.Цитология и общая  гистология - Быков В.Л. – Учебник.2002 2.Гистология,цитология и эмбрионология.-Афанасьев  Ю.И.,Юрина Н.А.,Котовский Е.Ф. и др,-Учебник.2002 г. 3. Основы цитологии.-С.И.Белянина,К.А.Кузьмина,Т.А. Андронова 4. Билич Г.Л., Катинас Г.С., Назарова Л.В. Цитология. СПб.: Изд-во Деан. 1999. 5.www.wikipedia.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цитология и общая  гистология - Быков В.Л