Патология на клеточном уровне

Повреждение возникает под влиянием патогенных факторов – физических, химических, биологических. Характер, тяжесть и локализация П зависят от свойств этих факторов –природы, силы и места действия и от состояния повреждаемых биологических систем. Кстати, патогенным может быть не только избыток, но и недостаток факторов внешней среды.

Как известно, клетка является целостной биологической системой со всеми проявлениями жизни. Кроме того, сейчас уже убедительно доказана ведущая роль клеточного уровня в жизнедеятельности организма в норме и при патологии.Поэтому события именно в клетках могут быть “ судьбоносными” для функционирования органа, системы или целостного организма.

Существует несколько классификаций клеточного П в зависимости от характера действующего фактора, пути реализации действия и других условий. В зависимости от характера может возникать физическое(лучевое, механическое, температурное), химическое(химические соединения, в том числе и лекарства) и биологическое(вирусы, бактериальные инфекции) повреждение. Кроме того, известно так же и психогенное П клеток, например, нейронов мозга.

В зависимости от пути реализации различают прямое и опосредованное П. При прямом П происходит непосредственное действие агента на клетки, и такое П осуществляется через внутриклеточные механизмы. При опосредованном П повреждающий агент действует на системы регуляции жизни клетки – нейро-эндокринную, гомеостатические процессы, кровообращение. То есть, этот тип П реализуется через внеклеточные механизмы.

В зависимости от реакции клеток принято выделять обратимые и необратимые П, и как следствие – летальные и нелетальные П. При обратимом П ответная реакция организма в виде напряжения адаптационных резервов приводит к восстановлению жизнедея-тельности клеток. Примеры обратимых П –временное ослабление биологического окисление, повреждения эндоплазматической сети и т.д.При нормализации условий жизни клетки такие П быстро исчезают.Но вот П ядра и цитолеммы, как правило, являются необратимыми. Наиболее значительным проявлением необратимых изменений в повреж-денной клетке служит конденсация (уплотнение, аггрегация) хроматина, падение интен-сивности ядерных синтетических процессов.

В поврежденных клетках резко снижается митотическая активность, задержки клеток на разных стадиях митоза. Нарушается проницаемость клеточных мембран, в результате происходит вакуолизация мембранных органелл клетки. При этом, происходит интенсивное накопление в клетке каких-то отдельных продуктов нарушенного метаболизма. В общей патологии такие изменения в структуре клеток называются дистрофиями. Так, например, при жировой дистрофии в клетках накапливаются жировые включения, при углеводной –гликогена, при белковой – отложение белковых гранул, пигментов и т.д. Конечным этапом необратимых изменений в клетках является их гибель по пути некроза или апоптоза(см.далее). На уровне ткани и органа это проявляется в виде некроза, или отмирания ткани (органа).Особой формой нарушений регуляции метабо-лизма клеток является изменение клеточной дифференцировки, приводящее чаще всего к развитию опухолевого процесса.

Адаптационные реакции клетки на повреждение. Далеко не всегда действие повреждающего фактора приводит к необратимым изменениям в клетке и ее гибели. Во многих случаях наблюдается функционирование клеток несмотря на действие повреждающего агента. Это проявление приспособительных, адаптационных резервов, которые могут вернуть клетку к нормальной жизнедеятельности.

В других случаях клетки могут быть изначально устойчивы к действию повреждения. Оба таких состояния, и обратимость повреждений, и устойчивость в патогенным воздействиям, обеспечиваются адаптационными внутриклеточными процессами.

В ответ на каждый из рассмотренных процессов повреждения могут развиваться противодействующие, приспособительные явления. К примеру, гипоксия и ишемия повышают сродство клеток к кислороду и они активно его используют. Активация свободных радикалов ведет и к усилению антиоксидантных процессов.

Внутриклеточный ацидоз(закисление среды) может компенсироваться буферными системами клетки. В ядерном аппарате клеток также имеются ферменты анти-мутационного действия(эндонуклеазы и лигазы), способные удалять измененные участки ДНК и синтезировать новые для замены участков.

Важным фактором защиты клеток от повреждений считаются семейство “ стрессорных” белков(т.н. HSP-белки, от англ. Heat shock proteins).Они образуются в клетках млекопитающих при действии интенсивных физических или химических факторов и при ишемии. Некоторые HSP-белки присутствуют в клетке в норме и принимают участие в обменных процессах.

Еще одним фактором противодействия повреждениям в клетках является гетерогенность ее структур. В нормальных условиях в клетке функционируют лишь часть органелл; остальная часть находится в состоянии покоя. По мере изнашивания молекулярных структур происходит их замена из резерва.

И наконец, при определенных стрессовых условиях клетки могут становиться резистентными к нервным и гормональным влияниям; они становятся более устойчивыми к повреждающим воздействиям.

Таков набор внутиклеточных механизмов защиты от экзо-и эндогенных повреждающих воздействий.