ЗАНЯТИЕ 2. Тема:Нарушения обмена веществ в организме и его тканях

Тема: Нарушения обмена веществ в организме и его тканях. Патология клетки. (4 часа)

Клетка — структурная и функциональная основа всех живых организмов. Ее повреждение лежит в основе инициации любого патологического процесса. Различные этиологические факторы вызывают или непосредственное повреждение клетки, или опосредованное за счет активации ряда систем (нервной, эндокринной, кровообращения).

Повреждения клетки могут иметь специфический и неспецифический характер. Специфические повреждения в клетки характерны только для повреждения этими факторами (малярийный плазмодий размножается в клетке, повреждая ее целостность, цианиды блокируют цитохромы дыхательной цепи и т.п.). Эти первичные нарушения могут вызвать вторичные или общие нарушения в клетке. Такими общими механизмами являются: 1) нарушение энергетического обмена; 2) нарушение целостности мембраны клетки, ее ферментов и рецепторов; 3) нарушение водно-электролитного баланса; 4) нарушение генома клетки.

Нарушение целостности липидного биослоя в конечном счете обусловлено четырьмя основными процессами:

- перекисным окислением липидов;

- действием мембранных фосфолипаз;

- механическим (осмотическим) растяжением мембраны;

- абсорбцией на биослое полиэлектролитов, включая некоторые белки и пептиды.

Наиболее изученным из этих процессов является перекисное окисление липидов, идущее с участием свободных радикалов. Свободные радикалы, образующиеся в клетках организма. Например активные формы кислорода. Заметная часть кислорода восстанавливается клетками организма до супероксидного радикала. Так, клетки фагоциты (моноциты и гранулоциты крови и тканевые макрофаги) выделяют кислород в реакции, катализируемой ферментным комплексом HAДФН + 2О₂ → НАД + Н⁺ + 2О₂^- (супероксид).

Клетки-фагоциты используют перекись водорода, превращая ее в гипохлорит – соединение, разрушающее стенки бактериальных клеток; эта реакция катализируется ферментом миелопероксидазой.

Избыток перексиси водорода удаляется под действием двух ферментов: глутатион-перкоксидазы или каталазы.

В условиях патологии могут произойти нарушения либо системы защитных ферментов (в частности снижение активности СОД), либо ферментных систем, связывающих ионы железа в плазме крови (церулоплазмин и трансферин) и в клетках (ферритин).

Радикалы гидроксила химически исключительно активны и вызывают повреждение белков, нуклеиновых кислот и липидов биологических мембран. Особенно тяжелые последствия имеют две последние реакции. Радикалы •ОН вызывают разрыв нитей ДНК, оказывают в зависимости от ситуации, мутагенное, канцерогенное или цитостатическое действие. Вместе с тем, реагируя с ненасыщенными жирными кислотами, входящими в состав мембранных фосфолипидов, радикалы гидроксила инициируют цепную реакцию их пероксидации

Исходы повреждения клетки могут быть различные: некроз, апоптоз, адаптация к повреждению. Адаптация в различных условиях существования клетки может протекать по типу гипертрофии (при избытке субстрата), гипотрофии (при недостатке субстрата) и атрофии с дистрофией.

Содержание глюкозы в крови при нормальных физиологических условиях — величина постоянная (80—120 мг%). Изменения уровня сахара крови проявляются в виде гипо- и гипергликемий. Постоянство содержания сахара в крови обеспечивается многочисленными нейрогуморальными механизмами. Одним из важнейших гуморальных регуляторов уровня сахара в крови является инсулин — гормон, вырабатываемый в бета-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Инсулин тормозит распад гликогена в печени, способствует проникновению глюкозы из крови в клетки, стимулирует превращение глюкозы в гликоген, усиливает утилизацию глюкозы в мышечной и жировой ткани, переводит ее в жир, в силу чего понижает содержание сахара крови. Антагонистами инсулина являются адреналин и глюкогон — гормон, который вырабатывается в альфа-клетках островков Лангерганса. Инсулиновая недостаточность развивается в результате поражения островкового аппарата поджелудочной железы или при инактивации поступившего в кровь инсулина. Развивается сахарный диабет, ведущими симптомами которого являются гипергликемия и глюкозурия. При избыточном выбросе инсулина в кровь и снижении скорости его распада, при инсулиномах возникает гипогликемия. В первую очередь снижение сахара в крови сказывается на функциональном состоянии ЦНС, т.к. глюкоза — основной источник энергии для нервной ткани. Нарушение деятельности нервной системы лежит в основе гипогликемической комы.

В организме строго регулируется и поддерживается постоянство кислотно-щелочного гомеостаза, выражаемое определенным соотношением анионов и катионов крови и ткани. Выражением этого динамического равновесия является соотношение водородных и гидроксильных ионов крови (в норме рН крови 7,35—7,0), мочи (рН 5,0—7,0). Эти величины постоянные и мало зависят от преходящих факторов.

Решающую роль в расстройствах водно-солевого равновесия (дисгидрия) имеют изменения содержания воды в различных водных разделах (внутриклеточный — интрацеллюлярный, внеклеточный — зкстрацеллюлярный и внутрисосудистый). Перемещение электролитов неизбежно ведет к изменениям соответственно водных объемов, которые по существу являются выражением всех нарушений водно-солевого гомеостаза. Основываясь на величинах количества воды в клеточном и внеклеточном секторах организма, можно выделить 8 патологических синдромов нарушения водно-солевого равновесия (дисгидрий):

1. Клеточная гипергидратация возникает:

а) при поступлении в организм жидкости, содержащей мало солей;

б) при значительной потере солей через пищеварительный тракт;

в) при извращении клеточного метаболизма и сверхпродукции эндогенной воды.

2. Клеточная дегидратация наступает:

а) при дефиците воды в организме;

б) при избытке солей в организме.

3. Внеклеточная дегидратация возникает при снижении содержания электролитов во внеклеточной среде (уменьшение поступления в организм натрия, уменьшение выработки адьдостерона, секвестрация натрия в тканях при отеках).

4. Внеклеточная гипергидратация. Задержка воды и электролитов в интерстиции, и возникновение вследствие этого отеков.

5. Внеклеточная дегидратация в сочетании с клеточной гипергидратацией. Возникает при резкой потере солей на фоне значительного угнетения функционального состояния почек (ожоги, мокнущие экземы).

6. Внеклеточная гипергидратация с клеточной дегидратацией возникает при задержке соли в сочетании со значительной функциональной недостаточностью почек.

7. Тотальная дегидратация (внеклеточная дегидратация плюс клеточная дегидратация). Возникает при резком ограничении приема жидкости или значительных некомпенсированных потерях ее. При этом обязательным условием дегидратации является одновременная потеря с водой и электролитов

8. Тотальная гипергидратация (внеклеточная гипергидратация плюс клеточная гипергидратация) связана с перегрузкой организма водой.

Цель: Изучить некоторые нарушения обмена веществ и кислотно-щелочного равновесия. Изучение нарушения функции клеток при остром их повреждении.