Патофизиология клетки

Первичное специфическое действие повреждающих факторов на клетку:

• 
  при механическом повреждении происходит нарушение целостности структуры ткани, клеток, межклеточных и субклеточных структур, в первую очередь повреждаются клеточные мембраны и межклеточные контакты.
  

• 
  при термическом повреждении – активация ферментов и индукция синтеза определенных белков, коагуляция (денатурация) белков и белково-липидных комплексов клетки, изменение вторичной структуры нуклеиновых кислот, а также нарушение внутриклеточной регуляции.
  

• 
  при действии ионизирующей и ультрафиолетовой радиации первичным является разрушение молекул, поглотивших энергию, с образованием свободных радикалов кислорода, приводящих к поражению многих внутриклеточных структур.
  

• 
  при химическом (токсическом) повреждении – ингибирование отдельных клеточных ферментов или их комплексов, блокирование рецепторов на поверхности клеток и ионных каналов клеточной мембраны.
  

Развитие повреждения клетки после первичного, специфического воздействия

Первичное, специфическое воздействие повреждающего фактора направлено на конкретные молекулярные структуры клетки. Нарушение клеточных структур, вызванное действием повреждающего агента, вызывает каскад процессов, заканчивающихся общим ответом клетки как целого на неблагоприятное воздействие.

Выделяют следующие стадии повреждения:

1. Стадия паранекроза – обратимое повреждение клеток. При этом после прекращения действия повреждающего фактора клетка восстанавливает свою функцию. Эта первая обратимая стадия направлена на компенсацию нарушений, вызванных повреждающим фактором.
Она включает:

• 
  увеличение проницаемости клеточной мембраны для ионов Na+, Са²⁺; приводящее к помутнению и вакуолизации цитоплазмы,
  
• 
  незначительное набухание митохондрий, приводящее к усилению образования АТФ в процессе окислительного фосфорилирования;
  

2. 
   Стадия некробиоза – глубокая, частично необратимая стадия – процесс отмирания клеток, состояние, при котором клетка находится «между жизнью и смертью». Развивается при более сильном или более длительном воздействии повреждающего фактора.
   

Цитологические признаки некробиоза:

• 
  консолидация ядра (кариопикноз),
  
• 
  растворение ядра (кариолизис),
  
• 
  распад ядра на мелкие глыбки (кариорексис),
  
• 
  митохондрии набухают еще больше, окислительное фосфорилирование разобщаются, клетка переходит на анаэробный гликолиз (в цитоплазме), в результате чего уменьшается образование АТФ и развивается внутриклеточный ацидоз из-за накопления молочной кислоты, образующейся при анаэробном гликолизе
  

2. 
   Стадия некроза – посмертные изменения необратимого характера, заключающиеся в постепенном ферментативном разрушении клетки и денатурации белков. Это процесс деструкции клетки после полного прекращения ее жизнедеятельности.
   

2. 
   Аутолиз – саморазрушение погибших клеток в результате гидролиза компонентов клетки и межклеточного вещества под влиянием ферментов лизосом.
   

Апоптоз- генетически программируемый процесс прекращения жизнедеятельности и смерть клетки или группы клеток в живом организме. Наблюдается при патологической гипотрофии тканей, воспалении, опухолевом росте, по мере старения организма.


Общие механизмы повреждения.

1. 
   Нарушение энергетического обеспечения процессов, происходящих в клетке.
   

Этот механизм является часто инициирующим и ведущим в альтерации клетки.
Энергообеспечение может нарушаться на этапах:

• 
  ресинтеза АТФ в результате:
  

• 
  дефицита кислорода и субстратов метаболизма,
  
• 
  снижения активности ферментов тканевого дыхания и гликолиза,
  
• 
  повреждения и разрушения митохондрий.
  

• 
  транспорта АТФ. В норме энергия АТФ доставляется от мест ее синтеза (из митохондрий и гиалоплазмы) к эффекторным структурам (миофибриллы, ионные каналы и т.д.) с участием ферментативных систем: АДФ-АТФ–транслоказы и креатинфосфаткиназы (КФК). При повреждении этих систем на фоне высокого общего содержания АТФ развивается его дефицит в энергорасходующих структурах.
  

• 
  утилизации АТФ в результате:
  

• 
  снижения активности АТФаз (АТФазы актомиозина, К+Na+ зависимой АТФазы плазмолеммы и т.д.).
  

Нарушение энергообеспечения приводит к повреждению мембранного аппарата клетки, их ферментативных систем, баланса ионов и жидкости.

2. 
   Повреждение мембранного аппарата.
   

Повреждение мембраны рассматривается как центральное звено в патогенезе необратимого повреждения клетки, независимо от того, какой повреждающий фактор вызывает данное повреждение. Разрушается цитоскелет, теряется гибкость и «рыхлость» мембраны, необходимые для функционирования поверхностных мембранных белков (рецепторов и ферментов) и трансмембранных гликопротеидов (формирующих мембранные каналы); нарушается избирательная проницаемость мембраны, изменяется концентрация ионов (особенно натрия и кальция).
Повреждение плазматической мембраны независимо от причины вызывает ряд типовых патохимических изменений.
Выделяют 3 основные механизмы повреждения мембран:

1. 
   Перекисное окисление их компонентов.
   
2. 
   Гидролиз фосфолипидов фосфолипазами.
   
3. 
   Механо-осмотическое растяжение мембраны.
   

1. Свободно-радикальное повреждение
Важный механизм повреждения клетки – это повреждение, вызванное свободными радикалами. Активные кислородсодержащие радикалы – это высокотоксичные химически реакционноспособные молекулы с нечетным количеством электронов, способные повреждать клеточные мембраны, хроматин и белки.
Отнимая электроны у различных молекул, они превращают их в перекисные соединения с неспаренными электронами и запускают цепные реакции внутри клетки.