Глава 2. УЛЫРАСТРУКТУРНЫЕОСНОВЫ ПАТОЛОГИИ КЛЕТКИ

Прежде, чем преступить к изучению темы «Ультраструктурные основы патологии клетки», просьба ответить на вопросы тестовых заданий для определения исходногоуровня Вашихзнаний.

Эталоны ответов на вопросы этих заданий можно найти в концеучебника,

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № 1

Для определения основных частей эукариотической клетки необходимо выбрать один наиболее полный правильный ответ. Эукариотическая клетка состоит из:

1. цитоплазмы, органелл, включений, плазмалеммы;

2. цитоплазмы,ядра,включений;

3. цитоплазмы,ядра,органелл;

4. цитоплазмы и ядра;

5. цитоплазмы, ядра, ядрышка и включений.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № 2

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении клетки исследователем обнаружена трехслойная ультраструктура, ограничивающую цитоплазму. Наружная поверхность ее представлена толстым слоем мукополисахаридов (гликокаликс), внутренняя - лабильными белками. Ультраструктура представляет собой:

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № 3

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении клетки выявлены шаровидные пузырьки, ограниченные мембраной и содержащие множество разнообразных гидролитических ферментов. Известно, что эти органеллы обеспечивают внутриклеточное пищеварение, защитные реакции клетки и представляют собой:

1. центросомы;

2. рибосомы;

3. эндоплазматическую сеть;

4. митохондрии;

5. лизосомы.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № 4

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении клетки выявлены тельца овальной и округлой формы, оболочка которых представлена двумя мембранами: наружная - гладкая, внутренняя образует кристы и покрыта сферическими частицами, которые содержат АТФ-синтетазу.

1. лизосомы;

2. рибосомы;

3. эндоплазматическую сеть;

4. митохондрии;

5. центросомы.

ТЕСТОВОЕЗАДАНИЕ № 5

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении цитоплазмы клетки обнаружена система замкнутых мембран, ограничивающих канальцы и цистерны с прикрепленными к ним рибосомами. Известно, что эта система обеспечивает синтез белков и транспорт веществ. Эта система представляет собой:

1. лизосомы;

2. митохондрии;

3. шероховатый эндоплазматический ретикулум (ШЭР);

4. гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР)

5. аппарат Гольджи.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № б

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении цитоплазмы клетки обнаружена система замкнутых мембран, ограничивающих канальцы и цистерны. Известно, что в этой системе осуществляется метаболизм липидов и углеводов, детоксикация, транспорт веществ, обмен кальция. Эта система представляет собой:

1. лизосомы;

2. митохондрии;

3. шероховатый эндоплазматический ретикулум (ШЭР);

4. гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР);

5. аппарат Гольджи.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № 7

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении цитоплазмы клетки обнаружены стопки плоских цистерн и пузырьков, содержащих секреторные гранулы, стенки которых образованы мембранами. Известно, что в этих структурах накапливаются вещества, синтезированные в других органеллах, обеспечивается созревание, транспорт, упаковка веществ в секреторные ny- зырьки,удаление их из клетки.

Эта система представляет собой:

1. лизосомы;

2. митохондрии;

3. шероховатый эндоплазматический ретикулум (ШЭР);

4. гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР);

5. аппарат Гольджи.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № 8

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении цитоплазмы клетки обнаружено множество округлых телец диаметром 15-20 нм, состоящих из двух связанных субъединиц - большой и малой. Эти тельца располагались на поверхности мембран, ограничивающих канальцы и цистерны.

1. лизосомы;

2. рибосомы;

3. шероховатый эндоплазматический ретикулум (ШЭР);

4. гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР);

5. аппарат Гольджи.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ Ns 9

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении цитоплазмы клетки обнаружено множество полых цилиндров, стенка которых состояла из 13 протофиламентов (глобул белка тубулина). Известно, что эти ультраструктуры принимаютучастие в образовании цитоскелета, обеспечивают опорную, транспортную функции и участвуют в построении митотического аппарата. Эти ультраструктуры представляют собой:

1. микрофиламенты;

2. микротрубочки (макрофиламенты);

3. шероховатый эндоплазматический ретикулум (ШЭР);

4. гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР);

5. промежуточные филаменты.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ NS 10

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении цитоплазмы клетки обнаружено множество нитей толщиной 5-7 нм, состоящих из белка актина и тропомиозина. Известно, что эти ультраструктуры обеспечивают движение клетки и некоторых рецепторов клеточной мембраны. Эти ультраструктуры представляют собой:

1. микрофиламенты;

2. микротрубочки (макрофиламенты);

3. шероховатый эндоплазматический ретикулум (ШЭР);

4. гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР);

5. промежуточные филаменты.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ Ns 11

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении цитоплазмы клетки обнаружено множество нитей толщиной до 10 нм, образованных белком кератином. Эти ультраструктуры представляют собой

1. микрофиламенты;

2. микротрубочки (макрофиламенты);

3. шероховатый эндоплазматический ретикулум (ШЭР);

4. гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР);

5. промежуточныефиламенты.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ Ns 12

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении цитоплазмы гепатоцита выявлено множество телец диаметром 0,3-1,5 мкм, ограниченных мембраной.

1. митохондрии;

2. лизосомы;

3. секреторные гранулы;

4. пероксисомы;

5. рибосомы.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ NS 13

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении клеточного ядра выявлена округлой формы структура величиной 5 мкм, которая располагалась на периферии и состояла из фибриллярной и гранулярной частей, содержащих РНК. Эта ультраструктура представляет собой:

1. глыбкихроматина;

2. кариоплазму;

3. центросому;

4. ядрышко;

5. хромосомы.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № 14

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом изучении свертка крови обнаружено множество безъядерных телец округлой, овальной или веретеновидной формы, размером 2-3 мкм. B цитоплазме телец содержалось значительное количество микротрубочек, митохондрий, гранулы гликогена. Эти тельца представляют собой:

1. эритроциты;

2. макрофаги;

3. тромбоциты;

4. нити фибрина;

5. лимфоциты.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ NS 15

Выберите один правильный ответ. При изучении ультраструктуры цитоплазмы клетки обнаружена органелла, локализующаяся возле ядра. Она состояла из двух цилиндров длиной 0,5 нм, расположенных перпендикулярно друг к другу. Стенка этих цилиндров образована 9 триплетами микротрубочек. Известно, что эти ультраструктуры обеспечивают поляризацию митотического аппарата и представляютсобой:

1. рибосомы;

2. центросомы;

3. эндоплазматическую сеть;

4. митохондрии;

5. лизосомы.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ NS 16

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом исследовании обнаружена мелкая клетка с круглым ядром и узким ободком базофильной цитоплазмы (в световом микроскопе), в которой содержится гранулярная эндоплазматическая сеть и пластинчатый комплекс. Это:

1. моноцит;

2. нейтрофил;

3. лимфоцит;

4. эозинофил;

5.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № 17

Выберите один правильный ответ. Клетка имеет оксифильную зернистую цитоплазму и сегментированное ядро, состоящее из 2-х сегментов. B электронном микроскопе в составе гранул определяется кристаллоидная структура с высокой электронной плотностью, погруженная в аморфный тонкозернистый матрикс. Это:

1. моноцит; .

2. нейтрофил;

3. лимфоцит;

4. эозинофил;

5. эритроцит.

ТЕСТОВОЕЗАДАНИЕ № 18

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом исследовании обнаружена крупная клетка (диам. 20 мкм) с бобовидным ядром и базофильной цитоплазмой (в световом микроскопе), содержащей лизосомы, фагоцитарные вакуоли, множество пиноцитозных пузырьков, гранулярную эндоплазматическую сеть, митохондрии. Это:

27

1. моноцит;

2. нейтрофил;

3. лимфоцит;

4. эозинофил;

5. эритроцит.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № 19

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом исследовании обнаружена клетка (диам. 10 мкм) с сегментированным ядром (4 сегмента) и оксифильной в световом микроскопецитоплазмой, которая имеетмел- кую зернистость,окрашивающуюся кислым и основным красителем. B электронном микроскопе в цитоплазме определяются органеллы общего назначения и 2 типа гранул. Это:

1. моноцит;

2. нейтрофил;

3. лимфоцит;

4. эозинофил;

5. эритроцит.

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ № 20

Выберите один правильный ответ. При электронномикроскопическом исследовании обнаружена мелкая безъядерная клетка с оксифильной в световом микроскопе цитоплазмой. B электронном микроскопе цитоплазма однородна, содержит включения в виде мелкой зернистости. Это:

1. моноцит;

2. нейтрофил;

3. лимфоцит;

4. эозинофил;

5. эритроцит.

Актуальность темы

Благодаря работам Рудольфа Вирхова, великого немецкого ученого, одного из основоположников современной патологической анатомии, в настоящее время не осталось болезней, знания о которых не бази- ровалисьбы на морфологическом изучении клеток — структурных единиц живых организмов.

При изучении курса общей гистологии Вами получены необходимые сведения о нормальных ультраструктурах и их функциональной роли вжизнедеятель- ности эукариотическойживотной клетки (вдальней- шем просто «клетки»).

Напомню, что клетка — это высокоорганизованная, саморегулирующаяся структурно-функциональная единица живого организма, способная к активному обмену с окружающей ее средой.

B клетке человека и животных выделяют следующие ультраструктуры (рис. 2.1):

— ядро (Я): (оболочкасядерными порами (ЯП), кариоплазма, ядрышки и перинуклеарное пространство (ПНП);

— цитоплазма (Цп): гиалоплазма с различными органеллами и включениями:

1) органеллы мембранного происхождения:

— цитоплазматическая мембрана (включая десмосомы) (Цм);

— митохондрии (M): (наружная оболочка, кристы, матрикс)

— аппарат Гольджи (АГ);

— эндоплазматический ретикулум (ЭР): —гладкий (ГЭР);

—гранулярный (шероховатый) (ШЭР);

— лизосомы (Лз); первичные, вторичные: цитолизосомы и фаголизосомы; остаточныетель- ца или телолизосомы;

2) органеллы немембранного происхождения:

Рис. 2.1. Схема строения клетки

—свободные рибосомы (Рб) и полисомы;

—центросома (центриоль) (Ц);

—микротрубочки или макрофиламенты; —специализированные структуры или микрофи- ламенты (нейрофибриллы, миофибриллы: гладкие и поперечные,тонофибриллы,фибриллы промежуточных типов, микроворсинки, реснички, жгутики);

3) включения: трофические, секреторные вакуоли (СВ), пинозитозные пузырьки (ПП).

Кажущиеся в световом и электронном микроскопе неизменными внутриклеточные структуры, при жизни не являются статичными. B процессе жизнедеятельности клетки происходит постоянное их обновление. Однако эти изменения не всегда доступны для распознавания в электронном микроскопе и определить их можно лишь на молекулярном уровне при помощи специальных методик молекулярной морфологии.

Повреждение отдельных ультраструктур и даже гибель отдельных клеток, из которых построены раз- личныеткани и органы человека, можетбыть проявле- нием«физиологической нормы».Это постоянный,«зап- рограммированный» процесс гибели клеток в организме, обозначаемый апоптозом, имеет очень важное значение не только для нормального существования орга- низма,но и играетодну из ключевыхролей при многих общепатологических процессах.

Воздействиетех или иныхвнутренних 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. He 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 могутбыть 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. Bce вышеперечисленное определяет важность и актуальность темы.

Главная цель обучения — уметь распознавать

количественные и качественные морфологические из- мененияультраструктур клетки,обусловленные воздействием различных патогенных факторов и интерпретировать функциональное значение этих изменений.

Для этого необходимоуметь:

— идентифицировать на электронных микрофотографиях отличительные морфологичес-

кие признаки органелл клетки в условиях патологии;

— определять характер и степень структурных отклонений изучаемыхорганелл отэталонов, принятых в качестве «нормальных» морфоло- гическихконстант;

— определять обратимость и необратимость выявленных структурных изменений органелл;

— распознавать стереотипные и специфичные изменения ультраструктур клетки в ответ на воздействие болезнетворного фактора;

— интерпретировать морфологические изменения ультраструктур и определить их функциональное значение в развитии общих реакций клетки при различных общепатологических процессах,таких как, например, нарушения метаболизма клетки, смерть клетки (апоптоз и некроз)*, гипертрофия и атрофия клетки, клеточная дисплазия и метаплазия, опухолевая трансформация и др.

Следует напомнить, что нормальное существование и функционирование клетки зависит от:

1. Состояния окружающей клетку среды (гомеостаза);

2. Своевременности и достаточности поступления в клетку питательных веществ (кислорода, глюкозы, аминокислот);

3. Уровня содержания продуктов метаболизма, особенно, CO₂.

Поскольку в большинстве случаев воздействие любого патогенного (болезнетворного) фактора сопровождается изменением гомеостаза, то первая рецепция патогенной информации будет осуществлена клеткой через ее клеточную мембрану.

29

Нормальная проницаемость цитомембраны — главноеусловие в гомеостазе клетки. Цитомембрана построена одновременно и как барьер, и как проход для всех субстанций, которые проникают в клетку или ее покидают. Она поддерживает внутренний химический состав клетки посредством избирательной проницае- мостиитранспортировки. Процесс мембранноготранс- порта предполагает перенос ионов и других субстратов против градиента концентрации. Транспорт может быть активным,тогда он требуетАТФ и «подвижности» транспортных белков в мембране, или пассивным, посредством различныхдиффузионных и обменных процессов. Вода и ионы пересекаютее путем простой диффузии. Такие молекулы, как глюкоза, нуждаются в средствах транспортировки.

Поэтому изучение ультраструктурной патологии клетки мы начнем с изучения структурных изменений, наблюдаемых в клеточной мембране.