Причины повреждения клеток, основные признаки и механизмы

Размещено на http://allbest.ru

Азербайджанский Медицинский Университет

Реферат

на тему

«Причины повреждения клеток, основные признаки и механизмы»

Дисциплина: патологическая физиология

Студентка: Шахбазова Алия

Курс: 3-ий

1. Основные механизмы повреждения клетки

Повреждение клетки определяется как типический патологический процесс, суть которого состоит в нарушении внутриклеточного гомеостаза, что выражается в нарушении структурной целостности и функционирования.

Этиология повреждений клеток.

Различают внешние и внутренние причины повреждения клеток.

Внешние причины:

* физические (механические, осмотические, термические, лучевые);

* химические (яды, канцерогены, соли тяжелых металлов, лекарственные препараты);

* биологические (микроорганизмы, вирусы, внутриклеточные паразиты и др.).

Внутренние причины:

* генетические дефекты клеток;

* мутации на уровне генов и хромосом;

* старение клетки.

По механизмам возникновения повреждения (патогенетическим механизмам) выделяют следующие варианты:

* наследственный: действие повреждающих факторов на исходно здоровую клетку;

* цитопатический: первично нарушается гомеостаз клетки (при гипоксиях, недостаточности антиоксидантной и других защитных систем, генетические нарушения и др.).

При действии любого причинного фактора, как правило, возникает комплекс механизмов повреждения. Поэтому выделение отдельных механизмов в значительной степени условно. Принято выделять следующие из них в качестве основных:

* мембраногенные;

* митохондриальные и других клеточных органелл;

* ацидотический;

* кальциевые;

* генотоксические;

* нарушения рецепции и вторичных мессенджеров.

1.1 Мембраногенные механизмы повреждения клеток

Мембранные структуры клетки:

цитоплазматическая мембрана,

митохондриальная,

мембраны эндоплазматического ретикулума.

Основной функциональный слой - липидный. Причины его нарушения:

* липидная пероксидация (ПОЛ);

* осмотическое растяжение;

* действие фосфолипаз;

* адсорбция полиэлектролитов.

Электрический пробой мембраны - электромеханический разрыв с образованием новых трансмембранных каналов.

Детергентное действие проявляется снижением поверхностного натяжения клеточных мембран.

Перекисное окисление липидов - свободнорадикальное окисление ненасыщенных жирных кислот фосфолипидов клеточных мембран.

Особенности ПОЛ:

* цепной характер вследствие вовлечения новых молекул ненасыщенных жирных кислот;

* разветвленный характер, когда промежуточные продукты ПОЛ становятся источниками новых свободных радикалов.

1.2 Митохондриальные механизмы

1.3 «Кальциевые» механизмы повреждения клетки

При нормальном функциональном состоянии клетки проникновение в нее ионов Са²⁺ происходит через следующие каналы:

* быстрые потенциалзависимые Са²⁺-каналы; открываются на короткий срок при перезарядке мембраны;

* медленные потенциалзависимыеСа²⁺-каналы; они открыты постоянно при подпороговой деполяризации мембраны и через них проникает избыток ионов при гиперкальциемии.

При повреждении мембран и метаболизма клетки концентрация ионов Са²⁺ внутри клетки возрастает, что служит признаком начинающихся необратимых нарушений. Повышение внутриклеточного содержания кальция может быть результатом его повышенного проникновения в цитоплазму или нарушения его удаления.

Увеличение «вход» ионов Са²⁺ в клетку может наблюдаться при:

* повышении проницаемости мембран;

* нарушении Nа⁺ - Са²⁺-обменного механизма, т.е. градиента концентраций ионов Nа⁺ по обе стороны мембраны, необходимого для переноса Са²⁺.

Нарушение удаления ионов Са²⁺ из цитоплазмы обусловлено повреждением энергозависимых ионных насосов (недостаточный синтез АТФ, снижение активности Са²⁺-зависимой АТФ-азы.)

В результате нарушаются:

* транспорт кальция в эндоплазматический ретикулум

* Са²⁺-аккумулирующая функция митохондрий.

Внутриклеточный избыток ионов Са²⁺ приводит к формированию «порочных кругов» нарушений, ведущих к необратимому повреждению клетки.

При избыточном содержании ионов Са²⁺ в клетке происходят:

* нарушение специализированных функций клеток (взаимодействие сократительных белков и сократительных мышечных волокон; генерирование потенциалов действия им др.);

* изменение свойств белков, соединенных с ионами Са²⁺(кальмодулин, тропонин-С и др.);

* разобщение окислительного фосфорилирования;

* повреждение клеточных мембран.

1.4 Ацидотический механизм (физических, токсических, бактериальных воздействий).

Осуществляется при многих повреждениях клетки и развивается вследствие накопления недоокисленных продуктов обмена веществ (например, молочной и других органических кислот). Всегда возникает при гипоксии.

клетка гомеостаз метаболизм генетический

При значительно выраженном внутриклеточном ацидозе формируется «шоковая клетка». Этому способствует, прежде всего, ишемия, так как при этом не удаляются продукты жизнедеятельности клетки.

Признаки: выраженное набухание митохондрий, эндоплазматического ретикулума, а также лизосом с выходом лизосомальных ферментов.

1.5 Повреждение генетического аппарата клетки (генотоксические механизмы)

Первичным является повреждение структуры ДНК с возникновением генных мутаций. Последствия мутаций:

* в половых клетках - наследственная патология;

* в соматических - гибель клетки, трансформация в опухолевую;

* нейтральных исход.

Причины мутаций: вирусные, лучевые и химические воздействия. При этом в ДНК может происходить дезаминирование и гидратация аминокислот, расщепление оснований и спиралей ДНК, изменение синтеза белков. Радиочувствительность клеток наибольшая в фазах пресинтетической и премитотической.

1.6 Повреждение клетки, вызванное нарушениями рецепторов и систем вторичных мессенджеров

Основные механизмы нарушений рецепторного аппарата клетки - нарушения

* взаимодействие с регуляторными молекулами (гормонами, медиаторами);

* фосфорилирования (активации) протеинкиназ;

* образования и эффектов вторичных мессенджеров.

Общие проявления повреждения клетки:

* специфические и неспецифические проявления;

* морфологические и функциональные нарушения:

- уменьшение дисперсности коллоидов цитоплазмы и ядра и увеличение адгезивных свойств этих клеточных структур к красителям;

- изменение вязкости цитоплазмы;

- изменение биологических процессов;

- повышение проницаемости мембран;

- снижение мембранного потенциала;

- изменение баланса ионов Nа⁺, К⁺, Са²⁺;

- отек и набухание клетки;

- нарушение функций клетки

* дистрофии и дисплазии клетки, паранекроз, некробиоз, некроз, аутолиз.

Механизмы защиты и адаптации клеток при повреждающих воздействиях:

* микросомальные механизмы детоксикации:

- буферные системы и антиоксиданты клетки;

- антимутационные механизмы;

* приспособительные изменения функциональной активности клетки (рецепторного и генетического аппарата, метаболизма);

* клеточная и субклеточная регенерация;

* пути повышения устойчивости клеток к действию патогенных факторов.

В антиоксидантную систему защиты клеток включены следующие факторы:

* ферменты, инактивирующие свободные радикалы (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза и др.);

* хелаторы ионов металлов с переменной валентностью (трансферрины, ферритин, церулоплазмин и др.);

* фенольные соединения - «ловушки» свободных радикалов - альфа-токоферол (витамин Е), коэнзимQ и др.;

* аскорбиновая кислота (витамин С);

* каротиноиды - жирорастворимые растительные пигменты;

* тиоловые соединения (SH-содержащие).

2. Механизмы гибели клетки

Существует два основных вида гибели клетки: некроз, апоптоз.

Некроз - это патологическая форма гибели клетки вследствие ее необратимого химического или физического повреждения.

Причины некроза: 1) высокая и низкая температура; 2) гипоксия; 3) отравления; 4) ионизирующее излучение; 5) химические вещества; 6) механические факторы.

Проявления некроза: 1) переваривание клеточного содержимого под действием ферментов (колликвационный некроз); 2) денатурация белков (коагуляционный некроз).

Некрозу предшествуют паранекроз и некробиоз. Паранекроз представляет собой выраженные, но обратимые изменения клеточных структур. Некробиоз тоже не является необратимым состоянием, но степень проявления изменений клетки более выражена, чем при паранекрозе. Обратное развитие повреждения клетки при некробиозе наблюдается при устранении причины, вызвавшей повреждение.

Апоптоз - генетически контролируемая физиологическая форма гибели клетки.

Апоптоз является нормальным процессом саморазрушения клетки.

Пусковыми факторами апоптоза являются:

1) стероидные гормоны (тироксин, альдостерон, эстрогены, андрогены);

2) цитокины ( интерлейкины 1, 10, фактор некроза опухолей, альфа- и гамма-интерфероны)

3) ростовые факторы (интерлейкины 2, 3, 4; 4) антигены и антитела.

Механизмы апоптоза:

1) рецепторный - активация «рецепторов смерти» с последующей активацией Fas-белков, каспаз, которые стимулируют эндонуклеазы;

2) митохондриальный - раскрытие пор митохондрий и повышение их проницаемости;

3) p53-опосредованный - p53 - это белок, который вызывает нарушение клеточного деления;

4) перфорин-гранзимовый - механизм основан на разрушении цитотоксическими Т-лимфоцитами клеток-мишеней посредством белка перфорина.

Апоптоз начинается с повреждения ядра: конденсация хроматина, изменения ядерной мембраны, фрагментация ядра. В цитоплазме происходит конденсация, клеточная мембрана изменяется. Размеры клетки постепенно уменьшаются, она теряет межклеточные контакты. При этом выхода клеточного содержимого не происходит. Апоптотические клетки поглощаются фагоцитами.

Биологическое значение апоптоза. Апоптоз - физиологический процесс, направленный на устранение поврежденных клеток, рудиментарных органов, избыточных клеточных популяций или аутоагрессивных клонов иммунокомпетентных клеток. Его значение заключается в поддержании гомеостаза организма и обеспечении его нормального функционирования.

Размещено на Allbest.ru