Повреждение клеток в патологии

Нарушение жизнедеятельности организма человека при заболева­ниях всегда так или иначе связано с изменением функционирования кле­ток. В свою очередь, нарушение функционирования клетки, вызванные действием неблагоприятных факторов, например недостатком кислоро­да или действием токсичных соединений, может вначале и не привести к повреждению клетки: как только окружающие условия восстановятся до нормы, состояние клетки вновь будет близким к исходному.

Повреждением называется изменение функционирования клетки, которое сохраняется после удаления повреждающего агента. Серьезное повреждение клетки может сопровождаться процессами, приводящими к ее гибели. Часто это связано с включением специального механизма апоптоза (запрограммированная смерть клетки).

Следует различать прямое действие неблагоприятного фактора на данную клетку и косвенное его влияние, опосредованное воздействием на другие клетки, органы, ткани и организм в целом.

К прямому действию относится повреждающее влияние ядов, на­правленное непосредственно на клетку, например цианистого калия, ко­торый угнетает клеточное дыхание, ингибируя фермент цитохромокси- дазу. Прямое нарушение жизнедеятельности клетки и ее повреждение могут быть вызваны отсутствием кислорода, чрезмерно низким значени­ем pH, низким осмотическим давлением в окружающей среде, недостат­ком ионов кальция, действием ультрафиолетовой или ионизирующей ра­диации и др.

В условиях целостного организма первичное действие повреждаю­щего фактора на клетки-мишени (т.е. клетки, повреждаемые непосред­ственно) сопровождается изменениями и в других клетках. Эти изменения опосредованы нарушением функционирования клеток-мишеней и поэто­му могут быть названы вторичными. Следовательно, обнаружив измене­ния в функционировании клеток того или иного органа при неблагоприят­ном воздействии, нельзя еще говоритьотом, что данное воздействие само по себе вызвало наблюдаемые изменения в клетках.

Первичное специфическое действие повреждающих факторов на клетки. Повреждение клетки выражается в определенном нарушении ее структуры и функций. При этом различные повреждающие факторы вызывают неодинаковые специфические первичные нарушения в клеточ­ных структурах. При механическом повреждении происходит в первую очередь повреждение клеточных мембран и межклеточных контактов. Термическое повреждение может быть связано с активацией ферментов и индукцией синтеза определенных белков, а также нарушением внутри­клеточной регуляции. При действии ионизирующей и ультрафиолетовой радиации первичным является разрушение молекул, поглотивших энер­гию, с образованием свободных радикалов, что приводит к поражению внутриклеточных структур. При химическом повреждении может проис­ходить ингибирование отдельных ферментов, например подавление ак­тивности цитохром оксидазы цианидами. В то же время яды змей, скор­пионов, пчел и других жалящих животных содержат ферменты (главным образом различные фосфолипазы), которые гидролизуют фосфолипиды и повреждают мембраны, вызывая гемолиз эритроцитов, поражение не­рвных клеток и т.д.

Развитие повреждения клетки после первичного, специфичес­кого воздействия. Первичное, специфическое воздействие поврежда­ющего фактора направлено на конкретные молекулярные структуры клет­ки. Химический состав клеточных структур определяется в основном нуклеиновыми кислотами, белками, липидами и полисахаридами; все эти соединения могут быть мишенью для повреждающего действия факто­ров окружающей клетку среды. Нарушение клеточных структур вызывает каскад процессов, заканчивающихся общим ответом клетки как целого на внешнее неблагоприятное воздействие. При этом можно различить несколько стадий такого ответа в зависимости от Силы и продолжитель­ности воздействия.

Замечательной особенностью развития патологических изменений в клетках в ответ на самые различные неблагоприятные воздействия яв­ляется их идентичность, которая позволила Д.Н. Насонову и В.Я. Алексан- 1 7

дрову выдвинуть в 1940 г. теорию о неспецифической реакции клеток на повреждение. Каким бы ни был повреждающий агент и на какие бы клетки он ни действовал, ответ клеток по ряду показателей остается одинако­вым. К числу таких показателей относятся:

1) уменьшение дисперсности коллоидов цитоплазмы и ядра;

2) увеличение вязкости цитоплазмы, которому иногда предшествует некоторое уменьшение вязкости;

3) увеличение сродства цитоплазмы и ядра к ряду красителей.

Во многих случаях наблюдаются также увеличение клеточной прони­цаемости, появление флюоресценции, повышение кислотности цитоплаз­мы, нарушение многих клеточных функций и т.д. Причины такого стерео­типа изменений в морфологии клеток при их повреждении заключаются в том, что сами молекуклярно-клеточные механизмы повреждения клеток сходны, даже если причины, вызвавшие повреждение, различны.

При более сильном или более длительном воздействии повреждаю­щего фактора в клетках наступают необратимые изменения. Эта стадия получила название некробиоза (от греч. necrosis — мертвый и bios — жизнь), состояние как бы «между жизнью и смертью». Она заканчивается некрозом клеток и их аутолизом или же включением механизмов апоптоза.

Этапы изучения механизма действия неблагоприятных факто­ров. Выяснение патогенеза различных заболеваний требует использо­вания различных методических приемов.

Первым этапом изучения механизмов нарушений, возникающих в клетке, служат клинические наблюдения.

На втором этапе исследуются изменения, происходящие в различ­ных структурах клеток после воздействия на организм животного повреж­дающего агента.

Полученные данные позволяют приступить к третьему этапу иссле­дования: изучению механизма действия повреждающего фактора на эк- периментал ьных моделях. Это дает возможность составить гипотетичес­кую схему последовательности событий при действии повреждающего агента (например, четыреххлористого углерода на клетки печени).

2.1.2.