ПОШКОДЖЕННЯ КЛІТИНИ
Патологічна фізіологія вивчає життєдіяльність хворого організму. Основним завданням її є вивчення найбільш загальних закономірностей розвитку хвороби. У системі медичної освіти патологічна фізіологи є дисципліною, що пов'язує біологічні науки з клінікою, що сприяє формуванню лікарського мислення у студентів. Курс патологічної фізіології складається з трьох частин: нозології (вченні про хворобу), типових патологічних процесів і патологічної фізіології органів і систем. основним методом патологічної фізіології є експеримент (гострий і хронічний), в якому на тварин моделюються хвороби людини або окремі патологічні процеси. У кожному патологічному процесі розрізняють дві сторони: власне патологічну і захисно-пристосувальна. Ця закономірність може бути простежена на будь-якому патологічному процесі.
Для того, щоб зрозуміти складний специфічний процес хвороби, треба починати його аналіз з типових, неспецифічних порушень, перш за все, на базовому рівні-рівні клітини. Пошкодження клітини є одним з основних механізмів розвитку багатьох патологічних процесів, що виникають під дією фізичних, хімічних і біологічних факторів. Будучи відображенням власне патологічної боку хвороби, пошкодження клітин в той же час складається з захисно-компенсаторних механізмів, спрямованих на ліквідацію як самого патогенного фактора, так і наслідків його хвороботворного дії. Інтенсивний розвиток морфологічних, функціональних і біохімічних методів дослідження дозволило розкрити основні механізми і закономірності процесу пошкодження клітини на субклітинному та молекулярному рівнях і на основі цього проникнути в сутність патогенезу багатьох хвороб. Це і зумовлює значення даної теми в курсі вивчення патологічної фізіології.
Лізосоми
Лізосоми - округлі утворення до 0,4 мк у діаметрі. Це органели внутрішньоклітинного травлення. Лізосоми містять близько 40 гідролітичних ферментів: кислу фосфатазу, глюкуронідазу, сульфатаз, рибонуклеазу, коллагеназу та ін Маркером лізосом є кисла фосфатаза. Ферменти лізосом синтезуються в гранулярной ендоплазматичної мережі. Нормальне функціонування лізосом залежить від стану мембрани та активності лізосомальних ферментів. До стабілізаторам лізосомальної мембрани відносять: кортизон, холестерин, антигістамінні препарати, саліцилати, хлороксін, фенерган, циклічний 3,5-АМФ. До стабілізаторам (дестабілізатора) мембран лізосом відносяться гіпоксія, вітамін Д, концерогенние речовини, фосфоліпази, продукти ПОЛ, порушення кислотно-лужної рівноваги, білкове голодування, травматичні пошкодження, оперативні втручання, шок.
Морфологічні типи лізосом
1. Первинні.
2. Вторинні.
3. Залишкові тільця.
Первинні лізосоми не оточені одноконтурною липопротеиновой мембраною, заповнені дрібнозернистим вмістом. Ці лізосоми ще не брали участь у процесах лізису.
Вторинні лізосоми представлені фаголізосомами і цитолізосоми - фаголізосоми (травні вакуолі) утворюються при злитті первинних лізосом з піноцитозні бульбашками і фагосомою - цитолізосоми (аутофагіческіе вакуолі) утворюються при злитті первинних лізосом із зруйнованими, отмирающими структурами клітини.
Залишкові тільця (телолізосоми) - лізосоми з неперетравленими залишками травних або аутофагірующіх вакуоль. Вміст телолізосом представлено ліпопігмент.
Лізосоми беруть участь в утилізації фагоцитованих матеріалу за допомогою гетеро-та аутофагії.
Гетерофагії - захоплення матеріалу з поза за допомогою ендоцитозу (поглинання частинок - фагоцитоз, поглинання розчинних дрібних макромолекул
- Пиноцитоз). Геторофагія характерна для нейтрофілів і макрофагів. Шляхом гетерофагоцітоза відбувається поглинання бактерій нейтрофілами і видалення апоптозних тілець макрофагами.
Аутофагія - процес видалення зруйнованих органел пошкодженої клітини. При цьому внутрішньоклітинні органели відокремлюються від цитоплазми в аутофагіческіе вакуолі, а потім зливаються з первинними лізосомами, утворюючи аутофаголізосому. Феномен аутофагії виражений в атрофуються клітинах в результаті недостатнього харчування або гормональної інволюції.
Ліпопігменти
До ліпопігмент відносять цитоплазматичні гранули і включення, що містять білки і важкорозчинні ліпіди. Ліпопігменти представлені липофусцином і Цероїдом.
Ліпофусцин - глікопротеїн, до складу якого входять жири (фосфоліпіди, холестерин, нейтральні жири, продукти окислення жирних кислот), амінокислоти, ферменти, каротиноїди і флавінових з'єднання. Ультраструктурна картина представлена електронно-щільними гранулами, оточеними подвійною мембраною, що містить мієліноподібних структури.Ліпофусцін утворюється шляхом аутофагії в паренхіматозних і мірних клітинах. Виділяють дві стадії розвитку ліпофусцину: ранню та пізню.
"Ранній" (незрілий) ліпофусцин представлений у вигляді пилоподібних частинок світло-жовтого кольору, розташованих перинуклеарних. Активність лізосомальних ферментів низька. "Ранній" ліпофусцин дає позитивні реакції на залізо, мідь, жир, ШИК-реакцію, містить окисно-відновних ферментів. Незрілий ліпофусцин розташовується поблизу чи всередині мітохондрій.
"Пізній" (зрілий) ліпофусцин складається з коричневих гранул, розташований на периферії клітини. У зрілому пігменті виявляється висока активність лізосомальних ферментів, знижений вміст заліза і жиру.
Утворення і накопичення ліпофусцину в похилому віці є фізіологічним процесом, тому ліпофусцин називали "пігментом старіння".
В даний час ліпофусцин відносять до розряду клітинних органоїдів, що містять гранули - цітосоми або каротіносоми. Функція ліпофусцину - депонування кисню. В умовах гіпоксії ліпофусцин забезпечує процеси окислення, а підвищення кількості ліпофусцину в клітці є адаптивним процесом.
Процеси, що призводять до накопичення ліпофусцину:
1. Збільшення функціонального навантаження на клітину (гіпертрофія міокарда).
2. Отруєння.
3. Вплив лікарських речовин.
4. Недолік вітаміну Е.
5. Кахексія.
6. Гіпоксія.
7. Білкове голодування.
Виборчі ліпофусцинозу:
1. Синдром Дабіна-Джонсона - виборчий ліпофусциноз гепатоцитів.
2. Цероїд - ліпофусциноз нейронів.
Цероїд - утворюється в макрофагах шляхом гетерофагії. На відміну від ліпофусцину в цероїду переважають ліпіди. У людини цероїд частіше утворюється при некрозі тканин.
Спадкові хвороби лізосом
До спадкової патології лізосом, пов'язаної з порушенням їх функцій відносять такі групи захворювань:
1. Захворювання, пов'язані з порушенням мембранних взаємодій клітини.
2. Лізосомні ензимопатії.
До перовой групи спадкових захворювань лізосом відносять синдром Чедіака-Хігасі. При цьому синдромі спостерігається дефект полімеризації мікротрубочок, що викликає уповільнене злиття лізосом з фагосомою в лейкоцитах і призводить до появи великих аномальних лізосом.
Друга група спадкових хвороб лізосом, пов'язаних з порушенням їх функції представлена лізосомними ензимопатій. Ці захворювання розвиваються в результаті первинної генної мутації і виявляються або повним шлюбом синтезу ферменту, або зниженням його біокаталітичний продукції метаболізму в результаті ферментних дефектів, що послужило підставою включення даних захворювань у групу хвороб накопичення (тезаурістозов).
Лізосомні ензимопатії представлені різними захворюваннями:
1. Глікогенози:
- Хвороба Помпе (II тип глікогенозів) - дефект кислої мальтази (лізосомної a - 1,4 - глюкозидази).
2. YМ 2 - гангліозідози:
- Хвороба Тея-Сакса - відсутність А-гексоамінідази;
- Хвороба Сандхофа - відсутність А-і В-гексоамінідази;
- Ювенільний гангліозідоз - неповний блок А - гексоамінідази.
3. Гепатози:
- Хвороба Дабіна-Джонсона (конституціональна гіпербілірубінемія).
Синдром Чедіака-Хігасі
Тип успадкування - аутосомно-рецесивний. Вперше описаний А.Ве-dісz-Cezap в 1943 р. Належить до групи спадкових порушень функції фагоцитуючих клітин. Клінічно може бути запідозрений у перші місяці та роки життя при наявності клінічної картини, також рецидивів неясною лихоманки, частих інфекцій дихальних шляхів, шлунково-кишкового тракту, шкіри.
Клінічні прояви різноманітні: рецидивуючі інфекції (ГРЗ, бронхіти, пневмонія, отит, синусити, абсцеси). Зазвичай інфекційні ускладнення викликаються мікробною флорою (стафілокок, Гр-), рідше грибковий. Приблизно в 1 / 3 хворих виявляються геморагії, підвищення температури тіла при відсутності інфекції.
У хворих відзначається частковий альбінізм волосся, шкіри, забарвлення очей. У них світла прозора шкіра з тонкими сухими світлим волоссям попелястого, сріблястого або свинцевого кольору. Райдужна оболонка світла, на сітківці - пігментація, відзначається ністагм. Характерний універсальний гіпергідроз і світлобоязнь.
Якщо захворювання протікає тривало - то характерні порушення ЦНС - парези, порушення чутливості, гіпо-і арефлексія, мозочкові порушення, УО.
У більшості дітей до 10 років виникає гостра (торпидная) фаза: підвищення температури, аденопатія, гепатоспленомегалія, геморагічний синдром, - пов'язані з тромбоцитопенією і порушенням функції нейтрофілів. Більшість дітей у цю фазу вмирають від геморагічного синдрому або сепсису. Інакше цю стадію називають стадією акселерації.
Вона може настати в будь-якому віці, від новонародженості до пубертату.
Морфологічно характеризується лімфогістіоцитарні інфільтрацією печінки, селезінки, лімфовузла, тимуса з явищами гемофагоцітоза різної вираженості. Необхідно відзначити, що при цьому синдромі обов'язково досліджують спинномозкову рідину, де також можна знайти ерітрофаг.
Характерна особливість синдрому - наявність гігантських пероксідазоположітельних гранул в нейтрофілах, еозинофілів, моноцитів периферичної крові і кістковий мозок, в клітинах попередницях гранулоцитів, які містять дегенеративні вакуолі. Гранули з'являються в результаті злиття первинних і вторинних лізосом. Незважаючи на високий рівень у них пероксидази, порушення злиття з фагосомою перешкоджає завершенню фагоцитозу, так як гігантські лізосоми не здатні передавати свої гідролітичні ферменти в фагосоми нейтрофілів, що містять неінтегрованих бактерії. Це привертає до бактеріальних інфекцій. При цьому захворюванні фагоцитарна активність нейтрофілів і меланоцитів нормальні, а хемотаксис і переваривающая здатність знижені. Це може призвести до того, що нейтрофіли можуть стати "притулком" для бактерій від антибіотиків та інших фагоцитуючих клітин.
Причина невідома. Висловлюють (White at ab. 1980р) припущення, що патогенез синдрому пов'язаний з наявністю аномалії мембрани клітин. Тому виникає неконтрольоване злиття лізосом, порушення хемотаксису нейтрофілів, зміна функції тромбоцитів, зниження природної кілерної активності лімфоцитів, зниження АЗКЦ. Велика частина клінічних проявів пояснюється ненормальним розподілом лізососмальних ферментів.
Пошкодження клітини характеризується зміною структурно-хімічних властивостей, метаболізму, структури та функцій клітини, які ведуть до порушення до її життєдіяльності.
Клітина є відкритою саморегулюючою системою. Структура нормальної клітини спрямована на здійснення певного метаболізму, диференціювання і спеціалізацію. Різні патогенні агенти при впливі на клітину можуть викликати такі процеси: адаптацію, пошкодження, загибель.
Види пошкодження:
1. Часткове.
2. Повне.
3. Оборотне.
4. Необоротне (смерть).
Існує 2 типу клітинної смерті - некроз і апоптоз.
Причини пошкодження
За природою:
1. Фізичні (коливання температури, механічна травма, іонізуюча радіація, електричний шок).
2. Хімічні (отрути, лікарські речовини, фактори навколишнього середовища).
3. Біологічні (інфекційні агенти, іммуннние реакції, генетичні порушення, дисбаланс харчування).
За походженням:
1. Екзогенні та ендогенні.
2. Інфекційні та неінфекційні.
Дія пошкоджуючих факторів може бути прямим і опосредованнием.
Пряме шкідливу дію роблять наступні фактори: отрути (ціаністий калій), аноксія, дуже низькі значення рН, недолік іонів кальцію, іонізуюча радіація. При опосередкованому пошкодженні розвиваються вторинні реакції, утворюються медіатори пошкодження або інші речовини - посередники. Часто первинні изменеия при повржденіі залишаються невідомими. Характер відповіді клітини на повреждленіе залежить від її гормонального статусу, характеру харчування та метаболічних потреб. Реакція клітини на пошкоджуючий агент залежить від типу, тривалості дії і ступеня тяжкості пошкоджуючого агента (наприклад, глюкоза і куховарська сіль у підвищених концентраціях, здатні викликати пошкодження клітин шляхом порушення електролітного гомеостазу).
Патологія клітини є інтегративним поняттям, що включає патологію клітинних ультраструктур, і компонентів, механізми струткурно-функціональних порушень життєдіяльності клітини, порушення міжклітинних взаємодій і кооперації клітин при общепатологічсекіх процесах.
Механізми пошкодження клітини
1. Пошкодження мембранного апарату і ферментних систем клітини.
2. Дисбаланс іонів і рідини в клітини.
3. Порушення енергентіческого забезпечення клітинних процесів.
4. Порушення генетичної програми клітини і механімов її реалізації.
5. Розлади внутрішньоклітинних механізмів регуляції функції клітини.
Патологія клітинного ядра
До патології клітинного ядра відносяться такі стани:
1. Патологія самого ядра (зміни розмірів і структури ядра, форми, кількості ядер і ядерець, поява ядерних включень).
2. Патологія ядерної мембрани.
3. Патологія мітозу.
Зміни структури ядра
Полиплоидия - збільшення числа хромосом до величини, кратної їх нормальному гаплоїдному набору (23 хромосоми). Таким чином, при Триплоїди загальне число хромосом одно 69, при тетраплоїдів - 92 і т.д. При поліплоїдії процес репродукції не досягає типового ендотітоза. Полиплоидия розвивається при редуплінаціі ДНК і отсутсвии спіралізаціі хромосом.
Поліпоідние клітини виявляються:
1. У нормально функціонуючих органах, тканинах і клітинах людини: в печінці, нирках, міокарді, епідермісі мегакріоцітах, гігантських клітинах трофобласту.
2. При старінні організму.
3. При репаративної регенерації (печінка), при компенсаторної гіпертрофії (міокард).
4. При пухлинному рості.
Способи виявлення поліплоїдії:
1. За розміром ядра.
2. Щодо збільшення кількості ДНК в інтерфазних ядрі.
3. По збільшення кількості хромосом в мітатіческой клітці.
Анеуплодия - зміна у вигляді неповного набору хромосом. При анеуплодії відбувається зростання або зниження загального числа хромомсом в генотипі організму по відношенню до його нормальної величини. При цьому зміни не захоплюють кожну хромосому в нормальному гіплоідном наборі. Анеуплодия пов'язана з хромосомними мутаціями. При анеуплодії може змінюватися число аутосом і кількість статевих хромосом. Прояв анеуплодії виявляються злоякісних пухлинах.
Мікротільця (пероксисоми)
Пероксисоми є допоміжною системою окислення в клітині. Зміни мікротелец відображають порушення оксидазного-каталазної активності клітин. При пошкодженні клітини можуть спостерігатися такі зміни мікротелец:
1. Первинні - "пероксисомні хвороби".
2. Вторинні - зміна числа і структурних компонентів пероксисом.
Пероксисомні хвороби
1. Акаталаземія. Характеризується різким зниженням активності каталази в печінці та інших органах. Клінічно проявляється виразками в порожнині рота.
2. Цереброгепаторенальний синдром Целлвегера. Характеризується відсутністю пероксисом в гепатоцитах. Порушений синтез жовчних кислот.
3. Системна недостатність карнітину. Характеризується вираженим дефіцитом карнітину в різних органах і тканинах. Клінічно проявляється міопатією, порушенням функцій печінки та головного мозку.
Збільшення кількості пероксисом виникає при алкогольної інтоксикації. Зниження кількості пероксисом спостерігається при гіпоксії, вплив іонізуючого випромінювання. Руйнування пероксисомних матриксу відбувається при перев'язки печінкових вен, вірусному гепатиті, ішемічному некрозі, гіперліпідемії, гіперхостерінеміі, при пухлинному рості.
Реакція непрямої дегрануляції тучних клітин розглядається як приклад пошкодження клітини при алергічному процесі.
Реакція непрямої дегрануляції тучних клітин
(В модифікації Л. М. Ішімовой і Л. І. Зеліченко)
Постановка тесту передбачає використання наступних інгредієнтів:
1. Сироватки крові обстежуваного хворого.
2. Перитонеальних тучних клітин щура.
3. Специфічного (дослідного) алергену рослинного або харчового походження, що розглядається як чинник сенсибілізації.
4. Завідомо неспецифічного (контрольного) алергену.
Кров для дослідження від хворого зазвичай отримують шляхом протоколу шкіри пальця або беруть з вени, у кількості, необхідній для дослідження. На кожен досвідчених препарат потрібно 0,05 мл сироватки і стільки ж сироватки для контролю. Сироватку отримують шляхом центрифугування крові протягом 20-30 хв. при 1500 об / хв. У реакції можна використовувати як свіжу сироватку, так і сироватку, що зберігається при температурі - 20 0 С. Спеціальні експерименти показали, що непряма дегрануляція тучних клітин не відбувається в бескомплементарной середовищі. Так, якщо в інактірованной нагріванням сироватці без комплементу число дегранулірованних клітин не перевищувало 2% (Л. І. Зеліченко, 1969 р.), то при використанні тієї ж сироватки, але не піддалася інактивації, частота дегрануляції досягла 60%. При додаванні до перитонеальним клітинам щури інактивованої сироватки, специфічного алергену і комплементу людини реакція повністю відновлювалася.
При отриманні перитонеальних тучних клітин щура (краще використовувати самців вагою 140-200 гр.) Тварин забивають шляхом кровопускання із сонної артерії або декапітації, після чого їм вводять внутрішньочеревно 6-8 мл. підігрітого (37 0 С) розчину Тироде без глюкози або розчину "Хемоцелл" (НДР). У продовження 1-1 1 / 2 хвилин виробляють легкий масаж передньої стінки живота і потім по його середньої лінії роблять ножицями пошаровий розріз завдовжки 1,5-2 см. Обережно перевертають тушку розрізом вниз з тим, щоб з неї звисали петлі кишечника. Підставляють до петель пробірку, змочену гепарином. При цьому з петель кишечника в пробірку починає стікати перитонеальна суспензію. Для отримання антікоагулірующім ефекту її обережно перемішують і протягом усього дослідження зберігають при 37 0 С.
З метою відокремлення тучних клітин від інших клітинних елементів перитонеальній суспензії застосовують метод диференціального центрифугування в градієнті щільності сахарози. Сахароза може бути замінена полисахаридом - фіколл, концентрованим розчином альбуміну або іншими високомолекулярними сполуками. Особливість таких розчинів полягає в тому, що вони не стимулюють спонтанну дегрануляцію тучних клітин. Для перевірки цього клітини перед кожним новим дослідженням переглядають під мікроскопом. При виявленні дегрануляції завись тучних клітин бракують.
При постановці тесту використовують предметні скла, попередньо пофарбовані 0,3% розчином нейтрального червоного, приготованим на абсолютному спирті. На предметне скло наносять 0,05 мл досліджуваної сироватки крові 0,05 мл перитонеальній суспензії, отриманої від щура, і 0,05 мл досвідченого або контрольного алергену. Суміш накривають покривним склом, краї якого промазани вазеліном. Препарати на 10-15 хв поміщають у термостат при 37 0 С і потім мікроскопіруют. Кожному досвіду супроводжують три контролю: 1) завись тучних клітин і алерген, 2) завись тучних клітин і досліджувана сироватка; 3) завись тучних клітин, досліджувана сироватка і неспецифічний алерген, наприклад, один з харчових алергенів. Допустима дегрануляція в контролях не більше 10% від числа відлічених клітин.
Оцінка тесту виробляється шляхом мікроскопії препарату (Х280), в якому проглядається 100 тучних клітин, що не стикаються один з одним. Клітини діляться на 2 категорії: нормальні і дегранулірованние. Нормальні клітини зазвичай мають округлу форму, рідше - подовжену або веретеноподібну. Їх протоплазма компактно заповнена гранулами малинового кольору. Ядро клітини світле. Іноді на нього накладаються забарвлені гранули.
Дегрануляція тучних клітин виражається в ослабленні забарвлення гранул, в цитоплазмі виявляються вакуолі. Краї клітини можуть ставати набряклим, нерівними, з безбарвною "кроною", розривом і "виходом" гранул. Клітини, що втратили забарвлення повністю, мають вигляд "медових сот". Тест вважається негативним, якщо число дегранулірованних клітин не перевищує 10%. Відсоток дегранулірованних тучних клітин визначається шляхом вичіванія найбільшого числа дегранулірованних клітин в одному з контролів з результатів підрахунку клітин в дослідному препараті. Так, якщо число дегранулірованних клітин в дослідному препараті становить 16%, а в одному з контролів доходить до 8%, то кінцевий результат буде становити 8%. У цьому випадку тест враховується як негативний. При різко позитивній реакції остаточний результат може перевищувати 30%. Умовно виділяють 3 ступені позитивної реакції: 1) слабопозитивний (+) - від 10 до 29% дегранулірованних клітин; 2) позитивну (+ +) - від 20 до 29%; 3) різко позитивну (+++) - від 30% і більше.
Література
1. Загальна патологія людини. Під. ред. Струкова А.І. - М., Медицина, - 1990. - С.104-209.
2. Патологічна фізіологія. Під ред. Адо А.Д. Томск.1994. - С.27-44, 50-82.
3. Патологічна фізіологія. Під ред. Зайко Н.Н., Кіев.1985.
4. Патофізіологія. Курс лекцій. Під ред. П.Ф. Литвицького. М.: "Медицина". - 1995 .- С.43-97; 18; 30-38.
5. Патологічна анатомія. Курс лекцій. Учеб.пособие. / Під. ред. В.В. Сєрова, М.А. Пальцева. - М.: Медицина.
Патологічна фізіологія вивчає життєдіяльність хворого організму. Основним завданням її є вивчення найбільш загальних закономірностей розвитку хвороби. У системі медичної освіти патологічна фізіологи є дисципліною, що пов'язує біологічні науки з клінікою, що сприяє формуванню лікарського мислення у студентів. Курс патологічної фізіології складається з трьох частин: нозології (вченні про хворобу), типових патологічних процесів і патологічної фізіології органів і систем. основним методом патологічної фізіології є експеримент (гострий і хронічний), в якому на тварин моделюються хвороби людини або окремі патологічні процеси. У кожному патологічному процесі розрізняють дві сторони: власне патологічну і захисно-пристосувальна. Ця закономірність може бути простежена на будь-якому патологічному процесі.
Для того, щоб зрозуміти складний специфічний процес хвороби, треба починати його аналіз з типових, неспецифічних порушень, перш за все, на базовому рівні-рівні клітини. Пошкодження клітини є одним з основних механізмів розвитку багатьох патологічних процесів, що виникають під дією фізичних, хімічних і біологічних факторів. Будучи відображенням власне патологічної боку хвороби, пошкодження клітин в той же час складається з захисно-компенсаторних механізмів, спрямованих на ліквідацію як самого патогенного фактора, так і наслідків його хвороботворного дії. Інтенсивний розвиток морфологічних, функціональних і біохімічних методів дослідження дозволило розкрити основні механізми і закономірності процесу пошкодження клітини на субклітинному та молекулярному рівнях і на основі цього проникнути в сутність патогенезу багатьох хвороб. Це і зумовлює значення даної теми в курсі вивчення патологічної фізіології.
Лізосоми
Лізосоми - округлі утворення до 0,4 мк у діаметрі. Це органели внутрішньоклітинного травлення. Лізосоми містять близько 40 гідролітичних ферментів: кислу фосфатазу, глюкуронідазу, сульфатаз, рибонуклеазу, коллагеназу та ін Маркером лізосом є кисла фосфатаза. Ферменти лізосом синтезуються в гранулярной ендоплазматичної мережі. Нормальне функціонування лізосом залежить від стану мембрани та активності лізосомальних ферментів. До стабілізаторам лізосомальної мембрани відносять: кортизон, холестерин, антигістамінні препарати, саліцилати, хлороксін, фенерган, циклічний 3,5-АМФ. До стабілізаторам (дестабілізатора) мембран лізосом відносяться гіпоксія, вітамін Д, концерогенние речовини, фосфоліпази, продукти ПОЛ, порушення кислотно-лужної рівноваги, білкове голодування, травматичні пошкодження, оперативні втручання, шок.
Морфологічні типи лізосом
1. Первинні.
2. Вторинні.
3. Залишкові тільця.
Первинні лізосоми не оточені одноконтурною липопротеиновой мембраною, заповнені дрібнозернистим вмістом. Ці лізосоми ще не брали участь у процесах лізису.
Вторинні лізосоми представлені фаголізосомами і цитолізосоми - фаголізосоми (травні вакуолі) утворюються при злитті первинних лізосом з піноцитозні бульбашками і фагосомою - цитолізосоми (аутофагіческіе вакуолі) утворюються при злитті первинних лізосом із зруйнованими, отмирающими структурами клітини.
Залишкові тільця (телолізосоми) - лізосоми з неперетравленими залишками травних або аутофагірующіх вакуоль. Вміст телолізосом представлено ліпопігмент.
Лізосоми беруть участь в утилізації фагоцитованих матеріалу за допомогою гетеро-та аутофагії.
Гетерофагії - захоплення матеріалу з поза за допомогою ендоцитозу (поглинання частинок - фагоцитоз, поглинання розчинних дрібних макромолекул
- Пиноцитоз). Геторофагія характерна для нейтрофілів і макрофагів. Шляхом гетерофагоцітоза відбувається поглинання бактерій нейтрофілами і видалення апоптозних тілець макрофагами.
Аутофагія - процес видалення зруйнованих органел пошкодженої клітини. При цьому внутрішньоклітинні органели відокремлюються від цитоплазми в аутофагіческіе вакуолі, а потім зливаються з первинними лізосомами, утворюючи аутофаголізосому. Феномен аутофагії виражений в атрофуються клітинах в результаті недостатнього харчування або гормональної інволюції.
Ліпопігменти
До ліпопігмент відносять цитоплазматичні гранули і включення, що містять білки і важкорозчинні ліпіди. Ліпопігменти представлені липофусцином і Цероїдом.
Ліпофусцин - глікопротеїн, до складу якого входять жири (фосфоліпіди, холестерин, нейтральні жири, продукти окислення жирних кислот), амінокислоти, ферменти, каротиноїди і флавінових з'єднання. Ультраструктурна картина представлена електронно-щільними гранулами, оточеними подвійною мембраною, що містить мієліноподібних структури.Ліпофусцін утворюється шляхом аутофагії в паренхіматозних і мірних клітинах. Виділяють дві стадії розвитку ліпофусцину: ранню та пізню.
"Ранній" (незрілий) ліпофусцин представлений у вигляді пилоподібних частинок світло-жовтого кольору, розташованих перинуклеарних. Активність лізосомальних ферментів низька. "Ранній" ліпофусцин дає позитивні реакції на залізо, мідь, жир, ШИК-реакцію, містить окисно-відновних ферментів. Незрілий ліпофусцин розташовується поблизу чи всередині мітохондрій.
"Пізній" (зрілий) ліпофусцин складається з коричневих гранул, розташований на периферії клітини. У зрілому пігменті виявляється висока активність лізосомальних ферментів, знижений вміст заліза і жиру.
Утворення і накопичення ліпофусцину в похилому віці є фізіологічним процесом, тому ліпофусцин називали "пігментом старіння".
В даний час ліпофусцин відносять до розряду клітинних органоїдів, що містять гранули - цітосоми або каротіносоми. Функція ліпофусцину - депонування кисню. В умовах гіпоксії ліпофусцин забезпечує процеси окислення, а підвищення кількості ліпофусцину в клітці є адаптивним процесом.
Процеси, що призводять до накопичення ліпофусцину:
1. Збільшення функціонального навантаження на клітину (гіпертрофія міокарда).
2. Отруєння.
3. Вплив лікарських речовин.
4. Недолік вітаміну Е.
5. Кахексія.
6. Гіпоксія.
7. Білкове голодування.
Виборчі ліпофусцинозу:
1. Синдром Дабіна-Джонсона - виборчий ліпофусциноз гепатоцитів.
2. Цероїд - ліпофусциноз нейронів.
Цероїд - утворюється в макрофагах шляхом гетерофагії. На відміну від ліпофусцину в цероїду переважають ліпіди. У людини цероїд частіше утворюється при некрозі тканин.
Спадкові хвороби лізосом
До спадкової патології лізосом, пов'язаної з порушенням їх функцій відносять такі групи захворювань:
1. Захворювання, пов'язані з порушенням мембранних взаємодій клітини.
2. Лізосомні ензимопатії.
До перовой групи спадкових захворювань лізосом відносять синдром Чедіака-Хігасі. При цьому синдромі спостерігається дефект полімеризації мікротрубочок, що викликає уповільнене злиття лізосом з фагосомою в лейкоцитах і призводить до появи великих аномальних лізосом.
Друга група спадкових хвороб лізосом, пов'язаних з порушенням їх функції представлена лізосомними ензимопатій. Ці захворювання розвиваються в результаті первинної генної мутації і виявляються або повним шлюбом синтезу ферменту, або зниженням його біокаталітичний продукції метаболізму в результаті ферментних дефектів, що послужило підставою включення даних захворювань у групу хвороб накопичення (тезаурістозов).
Лізосомні ензимопатії представлені різними захворюваннями:
1. Глікогенози:
- Хвороба Помпе (II тип глікогенозів) - дефект кислої мальтази (лізосомної a - 1,4 - глюкозидази).
2. YМ 2 - гангліозідози:
- Хвороба Тея-Сакса - відсутність А-гексоамінідази;
- Хвороба Сандхофа - відсутність А-і В-гексоамінідази;
- Ювенільний гангліозідоз - неповний блок А - гексоамінідази.
3. Гепатози:
- Хвороба Дабіна-Джонсона (конституціональна гіпербілірубінемія).
Синдром Чедіака-Хігасі
Тип успадкування - аутосомно-рецесивний. Вперше описаний А.Ве-dісz-Cezap в 1943 р. Належить до групи спадкових порушень функції фагоцитуючих клітин. Клінічно може бути запідозрений у перші місяці та роки життя при наявності клінічної картини, також рецидивів неясною лихоманки, частих інфекцій дихальних шляхів, шлунково-кишкового тракту, шкіри.
Клінічні прояви різноманітні: рецидивуючі інфекції (ГРЗ, бронхіти, пневмонія, отит, синусити, абсцеси). Зазвичай інфекційні ускладнення викликаються мікробною флорою (стафілокок, Гр-), рідше грибковий. Приблизно в 1 / 3 хворих виявляються геморагії, підвищення температури тіла при відсутності інфекції.
У хворих відзначається частковий альбінізм волосся, шкіри, забарвлення очей. У них світла прозора шкіра з тонкими сухими світлим волоссям попелястого, сріблястого або свинцевого кольору. Райдужна оболонка світла, на сітківці - пігментація, відзначається ністагм. Характерний універсальний гіпергідроз і світлобоязнь.
Якщо захворювання протікає тривало - то характерні порушення ЦНС - парези, порушення чутливості, гіпо-і арефлексія, мозочкові порушення, УО.
У більшості дітей до 10 років виникає гостра (торпидная) фаза: підвищення температури, аденопатія, гепатоспленомегалія, геморагічний синдром, - пов'язані з тромбоцитопенією і порушенням функції нейтрофілів. Більшість дітей у цю фазу вмирають від геморагічного синдрому або сепсису. Інакше цю стадію називають стадією акселерації.
Вона може настати в будь-якому віці, від новонародженості до пубертату.
Морфологічно характеризується лімфогістіоцитарні інфільтрацією печінки, селезінки, лімфовузла, тимуса з явищами гемофагоцітоза різної вираженості. Необхідно відзначити, що при цьому синдромі обов'язково досліджують спинномозкову рідину, де також можна знайти ерітрофаг.
Характерна особливість синдрому - наявність гігантських пероксідазоположітельних гранул в нейтрофілах, еозинофілів, моноцитів периферичної крові і кістковий мозок, в клітинах попередницях гранулоцитів, які містять дегенеративні вакуолі. Гранули з'являються в результаті злиття первинних і вторинних лізосом. Незважаючи на високий рівень у них пероксидази, порушення злиття з фагосомою перешкоджає завершенню фагоцитозу, так як гігантські лізосоми не здатні передавати свої гідролітичні ферменти в фагосоми нейтрофілів, що містять неінтегрованих бактерії. Це привертає до бактеріальних інфекцій. При цьому захворюванні фагоцитарна активність нейтрофілів і меланоцитів нормальні, а хемотаксис і переваривающая здатність знижені. Це може призвести до того, що нейтрофіли можуть стати "притулком" для бактерій від антибіотиків та інших фагоцитуючих клітин.
Причина невідома. Висловлюють (White at ab. 1980р) припущення, що патогенез синдрому пов'язаний з наявністю аномалії мембрани клітин. Тому виникає неконтрольоване злиття лізосом, порушення хемотаксису нейтрофілів, зміна функції тромбоцитів, зниження природної кілерної активності лімфоцитів, зниження АЗКЦ. Велика частина клінічних проявів пояснюється ненормальним розподілом лізососмальних ферментів.
Пошкодження клітини характеризується зміною структурно-хімічних властивостей, метаболізму, структури та функцій клітини, які ведуть до порушення до її життєдіяльності.
Клітина є відкритою саморегулюючою системою. Структура нормальної клітини спрямована на здійснення певного метаболізму, диференціювання і спеціалізацію. Різні патогенні агенти при впливі на клітину можуть викликати такі процеси: адаптацію, пошкодження, загибель.
Види пошкодження:
1. Часткове.
2. Повне.
3. Оборотне.
4. Необоротне (смерть).
Існує 2 типу клітинної смерті - некроз і апоптоз.
Причини пошкодження
За природою:
1. Фізичні (коливання температури, механічна травма, іонізуюча радіація, електричний шок).
2. Хімічні (отрути, лікарські речовини, фактори навколишнього середовища).
3. Біологічні (інфекційні агенти, іммуннние реакції, генетичні порушення, дисбаланс харчування).
За походженням:
1. Екзогенні та ендогенні.
2. Інфекційні та неінфекційні.
Дія пошкоджуючих факторів може бути прямим і опосредованнием.
Пряме шкідливу дію роблять наступні фактори: отрути (ціаністий калій), аноксія, дуже низькі значення рН, недолік іонів кальцію, іонізуюча радіація. При опосередкованому пошкодженні розвиваються вторинні реакції, утворюються медіатори пошкодження або інші речовини - посередники. Часто первинні изменеия при повржденіі залишаються невідомими. Характер відповіді клітини на повреждленіе залежить від її гормонального статусу, характеру харчування та метаболічних потреб. Реакція клітини на пошкоджуючий агент залежить від типу, тривалості дії і ступеня тяжкості пошкоджуючого агента (наприклад, глюкоза і куховарська сіль у підвищених концентраціях, здатні викликати пошкодження клітин шляхом порушення електролітного гомеостазу).
Патологія клітини є інтегративним поняттям, що включає патологію клітинних ультраструктур, і компонентів, механізми струткурно-функціональних порушень життєдіяльності клітини, порушення міжклітинних взаємодій і кооперації клітин при общепатологічсекіх процесах.
Механізми пошкодження клітини
1. Пошкодження мембранного апарату і ферментних систем клітини.
2. Дисбаланс іонів і рідини в клітини.
3. Порушення енергентіческого забезпечення клітинних процесів.
4. Порушення генетичної програми клітини і механімов її реалізації.
5. Розлади внутрішньоклітинних механізмів регуляції функції клітини.
Патологія клітинного ядра
До патології клітинного ядра відносяться такі стани:
1. Патологія самого ядра (зміни розмірів і структури ядра, форми, кількості ядер і ядерець, поява ядерних включень).
2. Патологія ядерної мембрани.
3. Патологія мітозу.
Зміни структури ядра
Полиплоидия - збільшення числа хромосом до величини, кратної їх нормальному гаплоїдному набору (23 хромосоми). Таким чином, при Триплоїди загальне число хромосом одно 69, при тетраплоїдів - 92 і т.д. При поліплоїдії процес репродукції не досягає типового ендотітоза. Полиплоидия розвивається при редуплінаціі ДНК і отсутсвии спіралізаціі хромосом.
Поліпоідние клітини виявляються:
1. У нормально функціонуючих органах, тканинах і клітинах людини: в печінці, нирках, міокарді, епідермісі мегакріоцітах, гігантських клітинах трофобласту.
2. При старінні організму.
3. При репаративної регенерації (печінка), при компенсаторної гіпертрофії (міокард).
4. При пухлинному рості.
Способи виявлення поліплоїдії:
1. За розміром ядра.
2. Щодо збільшення кількості ДНК в інтерфазних ядрі.
3. По збільшення кількості хромосом в мітатіческой клітці.
Анеуплодия - зміна у вигляді неповного набору хромосом. При анеуплодії відбувається зростання або зниження загального числа хромомсом в генотипі організму по відношенню до його нормальної величини. При цьому зміни не захоплюють кожну хромосому в нормальному гіплоідном наборі. Анеуплодия пов'язана з хромосомними мутаціями. При анеуплодії може змінюватися число аутосом і кількість статевих хромосом. Прояв анеуплодії виявляються злоякісних пухлинах.
Мікротільця (пероксисоми)
Пероксисоми є допоміжною системою окислення в клітині. Зміни мікротелец відображають порушення оксидазного-каталазної активності клітин. При пошкодженні клітини можуть спостерігатися такі зміни мікротелец:
1. Первинні - "пероксисомні хвороби".
2. Вторинні - зміна числа і структурних компонентів пероксисом.
Пероксисомні хвороби
1. Акаталаземія. Характеризується різким зниженням активності каталази в печінці та інших органах. Клінічно проявляється виразками в порожнині рота.
2. Цереброгепаторенальний синдром Целлвегера. Характеризується відсутністю пероксисом в гепатоцитах. Порушений синтез жовчних кислот.
3. Системна недостатність карнітину. Характеризується вираженим дефіцитом карнітину в різних органах і тканинах. Клінічно проявляється міопатією, порушенням функцій печінки та головного мозку.
Збільшення кількості пероксисом виникає при алкогольної інтоксикації. Зниження кількості пероксисом спостерігається при гіпоксії, вплив іонізуючого випромінювання. Руйнування пероксисомних матриксу відбувається при перев'язки печінкових вен, вірусному гепатиті, ішемічному некрозі, гіперліпідемії, гіперхостерінеміі, при пухлинному рості.
Реакція непрямої дегрануляції тучних клітин розглядається як приклад пошкодження клітини при алергічному процесі.
Реакція непрямої дегрануляції тучних клітин
(В модифікації Л. М. Ішімовой і Л. І. Зеліченко)
Постановка тесту передбачає використання наступних інгредієнтів:
1. Сироватки крові обстежуваного хворого.
2. Перитонеальних тучних клітин щура.
3. Специфічного (дослідного) алергену рослинного або харчового походження, що розглядається як чинник сенсибілізації.
4. Завідомо неспецифічного (контрольного) алергену.
Кров для дослідження від хворого зазвичай отримують шляхом протоколу шкіри пальця або беруть з вени, у кількості, необхідній для дослідження. На кожен досвідчених препарат потрібно 0,05 мл сироватки і стільки ж сироватки для контролю. Сироватку отримують шляхом центрифугування крові протягом 20-30 хв. при 1500 об / хв. У реакції можна використовувати як свіжу сироватку, так і сироватку, що зберігається при температурі - 20 0 С. Спеціальні експерименти показали, що непряма дегрануляція тучних клітин не відбувається в бескомплементарной середовищі. Так, якщо в інактірованной нагріванням сироватці без комплементу число дегранулірованних клітин не перевищувало 2% (Л. І. Зеліченко, 1969 р.), то при використанні тієї ж сироватки, але не піддалася інактивації, частота дегрануляції досягла 60%. При додаванні до перитонеальним клітинам щури інактивованої сироватки, специфічного алергену і комплементу людини реакція повністю відновлювалася.
При отриманні перитонеальних тучних клітин щура (краще використовувати самців вагою 140-200 гр.) Тварин забивають шляхом кровопускання із сонної артерії або декапітації, після чого їм вводять внутрішньочеревно 6-8 мл. підігрітого (37 0 С) розчину Тироде без глюкози або розчину "Хемоцелл" (НДР). У продовження 1-1 1 / 2 хвилин виробляють легкий масаж передньої стінки живота і потім по його середньої лінії роблять ножицями пошаровий розріз завдовжки 1,5-2 см. Обережно перевертають тушку розрізом вниз з тим, щоб з неї звисали петлі кишечника. Підставляють до петель пробірку, змочену гепарином. При цьому з петель кишечника в пробірку починає стікати перитонеальна суспензію. Для отримання антікоагулірующім ефекту її обережно перемішують і протягом усього дослідження зберігають при 37 0 С.
З метою відокремлення тучних клітин від інших клітинних елементів перитонеальній суспензії застосовують метод диференціального центрифугування в градієнті щільності сахарози. Сахароза може бути замінена полисахаридом - фіколл, концентрованим розчином альбуміну або іншими високомолекулярними сполуками. Особливість таких розчинів полягає в тому, що вони не стимулюють спонтанну дегрануляцію тучних клітин. Для перевірки цього клітини перед кожним новим дослідженням переглядають під мікроскопом. При виявленні дегрануляції завись тучних клітин бракують.
При постановці тесту використовують предметні скла, попередньо пофарбовані 0,3% розчином нейтрального червоного, приготованим на абсолютному спирті. На предметне скло наносять 0,05 мл досліджуваної сироватки крові 0,05 мл перитонеальній суспензії, отриманої від щура, і 0,05 мл досвідченого або контрольного алергену. Суміш накривають покривним склом, краї якого промазани вазеліном. Препарати на 10-15 хв поміщають у термостат при 37 0 С і потім мікроскопіруют. Кожному досвіду супроводжують три контролю: 1) завись тучних клітин і алерген, 2) завись тучних клітин і досліджувана сироватка; 3) завись тучних клітин, досліджувана сироватка і неспецифічний алерген, наприклад, один з харчових алергенів. Допустима дегрануляція в контролях не більше 10% від числа відлічених клітин.
Оцінка тесту виробляється шляхом мікроскопії препарату (Х280), в якому проглядається 100 тучних клітин, що не стикаються один з одним. Клітини діляться на 2 категорії: нормальні і дегранулірованние. Нормальні клітини зазвичай мають округлу форму, рідше - подовжену або веретеноподібну. Їх протоплазма компактно заповнена гранулами малинового кольору. Ядро клітини світле. Іноді на нього накладаються забарвлені гранули.
Дегрануляція тучних клітин виражається в ослабленні забарвлення гранул, в цитоплазмі виявляються вакуолі. Краї клітини можуть ставати набряклим, нерівними, з безбарвною "кроною", розривом і "виходом" гранул. Клітини, що втратили забарвлення повністю, мають вигляд "медових сот". Тест вважається негативним, якщо число дегранулірованних клітин не перевищує 10%. Відсоток дегранулірованних тучних клітин визначається шляхом вичіванія найбільшого числа дегранулірованних клітин в одному з контролів з результатів підрахунку клітин в дослідному препараті. Так, якщо число дегранулірованних клітин в дослідному препараті становить 16%, а в одному з контролів доходить до 8%, то кінцевий результат буде становити 8%. У цьому випадку тест враховується як негативний. При різко позитивній реакції остаточний результат може перевищувати 30%. Умовно виділяють 3 ступені позитивної реакції: 1) слабопозитивний (+) - від 10 до 29% дегранулірованних клітин; 2) позитивну (+ +) - від 20 до 29%; 3) різко позитивну (+++) - від 30% і більше.
Література
1. Загальна патологія людини. Під. ред. Струкова А.І. - М., Медицина, - 1990. - С.104-209.
2. Патологічна фізіологія. Під ред. Адо А.Д. Томск.1994. - С.27-44, 50-82.
3. Патологічна фізіологія. Під ред. Зайко Н.Н., Кіев.1985.
4. Патофізіологія. Курс лекцій. Під ред. П.Ф. Литвицького. М.: "Медицина". - 1995 .- С.43-97; 18; 30-38.
5. Патологічна анатомія. Курс лекцій. Учеб.пособие. / Під. ред. В.В. Сєрова, М.А. Пальцева. - М.: Медицина.