Poškodenie buniek. Čo sú patologické krvinky

Úloha č.1

Na štúdium boli navrhnuté dva mikroprípravky: 1) cibuľová šupka a 2) krídlo komára.

1. Pri práci s ktorým z týchto liekov sa použije lupa?

2. Pri štúdiu, ktorý z týchto dvoch objektov sa použije mikroskop?

Úloha č.2

Na popravu praktická práca Boli navrhnuté dočasné a trvalé lieky.

1. Ako rozoznáte dočasnú drogu od trvalej?

2. Prečo je lepšie použiť na štúdium niektorých predmetov dočasné mikrosklíčko?

Úloha č.3

V zornom poli pri štúdiu prípravku „Hair Cross“ (vlasy obsahujú veľké množstvo tmavohnedého pigmentu) sú pri malom zväčšení viditeľné tieto útvary: hrubé tmavohnedé pruhy usporiadané krížom, tmavo sfarbené bubliny rôznych priemerov, dlhé nitkovité útvary s jasnými okrajmi, ale bezfarebné.

1. Kde v zornom poli sú prezentované artefakty?

2. Čo sa deje tento liek je predmetom výskumu?

Úloha č.4

Uvažujú sa tri typy buniek: kožné bunky cibule, bakteriálna bunka a epiteliálna bunka žabej kože.

1. Ktoré z uvedených buniek je už možné zreteľne vidieť pri zväčšení mikroskopu (7x8)?

2. Ktoré bunky je možné vidieť len pri zväčšení (7x40) a ponorení?

Problém #5

Na základe navrhovanej básne:

"Olúpali šupku z cibule -

Tenké, bezfarebné,

Vložte kôru

Na sklíčku,

Mikroskop bol nainštalovaný

Droga je na stole...“

1. O akej droge hovoríme (dočasnej alebo trvalej)?

2. Čo dôležité body nie je tu uvedené pri príprave lieku?

Problém #6

Trvalá preparácia bola študovaná pri malom zväčšení, ale pri prepnutí na veľké zväčšenie nie je objekt viditeľný ani pri korekcii makro- a mikrometrickými skrutkami a dostatočnom osvetlení.

1. S čím by to mohlo súvisieť?

2. Ako opraviť túto chybu?

Problém č.7

Vzorka sa umiestni na stolík mikroskopu, ktorý má zrkadlo na základni ramena statívu. V hľadisku je slabé umelé svetlo. Objekt je dobre viditeľný pri malom zväčšení, ale keď sa ho pokúsite zobraziť so 40-násobným zväčšením, objekt nie je viditeľný v zornom poli, je viditeľná tmavá škvrna.

1. Čo by mohlo spôsobiť výskyt tmavej škvrny?

2. Ako opraviť chybu?

Problém č.8

Skúšobná vzorka bola poškodená: podložné sklíčko a krycie sklo boli rozbité.

1. Ako sa to mohlo stať?

2. Aké pravidlá treba dodržiavať pri mikroskopovaní?

Problém č.9

Celkové zväčšenie mikroskopu počas prevádzky je v jednom prípade 280, v druhom 900.

1. Aké šošovky a okuláre boli použité v prvom a druhom prípade?

2. Aké predmety umožňujú študovať?

Lekcia č.2. BIOLÓGIA EUKARYOTICKEJ BUNKY. ŠTRUKTURÁLNE KOMPONENTY CYTOPLAZMY

Úloha č.1

Je známe, že stavovce majú červenú krv a niektoré bezstavovce (hlavonožce) majú modrú krv.

1. Prítomnosť akých mikroprvkov určuje červenú farbu krvi u zvierat?

2. Aký je dôvod modrej farby krvi u mäkkýšov?

Úloha č.2

Pšeničné zrná a slnečnicové semená sú bohaté na organické látky.

1. Prečo kvalita múky súvisí s obsahom lepku?

2. Aké organické látky sa nachádzajú v slnečnicových semienkach?

Úloha č.3

Voskové lipofuscinózy neurónov sa môžu prejaviť ako v rôznom veku(detstvo, adolescencia, dospelosť), patria medzi pravé zásobné choroby spojené s dysfunkciou membránových organel obsahujúcich veľké množstvo hydrolytických enzýmov. Symptómy zahŕňajú príznaky poškodenia centrálneho nervového systému s atrofiou mozgu a konvulzívnymi záchvatmi. Diagnóza sa vykonáva pomocou elektrónovej mikroskopie - v týchto organelách buniek mnohých tkanív sa nachádzajú patologické inklúzie.

1. Fungovanie ktorej neurónovej organely je narušené?

2. Aké znaky ste použili na to, aby ste to identifikovali?

Úloha č.4

Pacientovi bolo diagnostikované zriedkavé ochorenie akumulácie glykoproteínov spojené s deficitom hydroláz, ktoré rozkladajú polysacharidové väzby. Táto anomália je charakteristická neurologické poruchy a rôzne somatické prejavy. Fukozidóza a manozidóza vedú k smrti najčastejšie v detskom veku, aspartylglukozaminúria sa prejavuje ako skladová choroba s neskorým nástupom, ťažkou mentálnou retardáciou a dlhším priebehom.

1. Fungovanie ktorej bunkovej organely je narušené?

2. Akými znakmi sa to dá zistiť?

Problém #5

Počas patologických procesov sa v bunkách zvyčajne zvyšuje počet lyzozómov. Na základe toho vznikla myšlienka, že lyzozómy môžu hrať aktívnu úlohu pri bunkovej smrti. Je však známe, že pri pretrhnutí membrány lyzozómu strácajú prichádzajúce hydrolázy svoju aktivitu, pretože cytoplazma má mierne zásadité prostredie.

1. Akú úlohu zohrávajú v tomto prípade lyzozómy na základe funkčnej úlohy tejto organely v bunke?

2. Ktorá bunková organela plní funkciu syntézy lyzozómov?

Problém #6

Bolo identifikované dedičné ochorenie, ktoré je spojené s defektmi vo fungovaní bunkovej organely, čo vedie k poruchám energetických funkcií v bunkách – narušeniu tkanivového dýchania a syntézy špecifických proteínov. Toto ochorenie sa prenáša len cez materskú líniu na deti oboch pohlaví.

1. V ktorej organele nastali zmeny?

2. Prečo sa toto ochorenie prenáša len cez materskú líniu?

Problém č.7

Typicky, ak je bunková patológia spojená s absenciou peroxizómov v bunkách pečene a obličiek, potom organizmus s takýmto ochorením nie je životaschopný.

1. Ako vysvetliť túto skutočnosť na základe funkčnej úlohy tejto organely v bunke?

2. Aký je v tomto prípade dôvod neživotaschopnosti organizmu?

Problém č.8

V zime hibernujúcich svišťov a hibernujúcich netopierov sa počet mitochondrií v bunkách srdcového svalu prudko znižuje.

1. Aký je dôvod tohto javu?

2. Ktoré ďalšie živočíchy sa vyznačujú týmto javom?

Lekcia č.3. JADRO, JEHO ŠTRUKTURÁLNE KOMPONENTY. REPRODUKCIA BUNIEK

Úloha č.1

Jadro vajíčka a jadro spermie majú rovnaký počet chromozómov, ale objem cytoplazmy a počet cytoplazmatických organel vo vajíčku sú väčšie ako v spermiách.

1. Je obsah DNA v týchto bunkách rovnaký?

2. Zvýši sa počet organel po splynutí vajíčka so spermiou?

Úloha č.2

Gény, ktoré mali byť aktivované v období G2, zostali neaktívne.

1. K akým zmenám v bunke to povedie?

2. Ovplyvní to postup mitózy?

Úloha č.3

Dvojjadrová bunka s diploidnými jadrami (2n=46) vstúpila do mitózy.

1. Koľko dedičného materiálu bude mať bunka v metafáze počas tvorby vretienka s jedným delením?

2. Koľko dedičného materiálu budú mať dcérske jadrá na konci mitózy?

Úloha č.4

Po oplodnení vznikla zygota 46XX, z ktorej by mala vzniknúť ženské telo. Avšak počas prvého mitotického delenia (fragmentácie) tejto zygoty na dve blastoméry sa sesterské chromatidy jedného z chromozómov X, ktoré sa od seba oddelili, neoddelili na 2 póly, ale obe sa presunuli na jeden pól. Chromozómy druhého chromozómu X sa oddelili normálne. Všetky následné delenia mitotických buniek počas embryogenézy prebehli bez narušenia mechanizmu mitózy.

2. Aké môžu byť fenotypové vlastnosti tohto organizmu?

Problém #5

Po oplodnení vznikla zygota 46XY, z ktorej by mal vzniknúť mužský organizmus. Počas prvého mitotického delenia (fragmentácie) tejto zygoty na dve blastoméry sa však sesterské chromatidy chromozómu Y neoddelili a celý tento samoduplikovaný (replikovaný) metafázový chromozóm sa presunul na jeden z pólov dcérskych buniek (blastoméry). ). K segregácii chromatidov chromozómu X došlo normálne. Všetky následné delenia mitotických buniek počas embryogenézy prebehli bez narušenia mechanizmu mitózy.

1. Aké to bude? chromozómová sada bunky jednotlivca, ktoré sa vyvinuli z tejto zygoty?

2. Aký fenotyp môže mať tento jedinec?

3. Aké faktory by mohli viesť k tejto mutácii?

Problém #6

Keď sa bunka delí mitózou, jedna z dvoch nových vytvorených buniek nemá jadierko.

1. Aká je štruktúra jadierka?

2. K čomu môže tento jav viesť?

Problém č.7

Počet jadrových pórov sa neustále mení.

1. Aká je štruktúra jadrového póru?

2. Aký je dôvod zmeny počtu pórov v jadrovom obale?

Bunky - hlavné štrukturálne a funkčné prvky tkanív, orgánov a tela ako celku - na vykonávanie svojich funkcií, udržiavanie vlastnej homeostázy, uskutočňovanie metabolizmu a energie, implementáciu genetickej informácie, jej prenos na potomstvo a to priamo alebo nepriamo (prostredníctvom medzibunková hmota a tekutiny) zabezpečujú funkcie tela . Každá bunka (obr. 4-1) funguje v rámci normálnych limitov (homeostáza), alebo sa prispôsobuje životu v zmenených podmienkach (prispôsobenie), alebo zomrie, keď sú prekročené jeho adaptačné schopnosti (nekróza) alebo pôsobenie príslušného signálu (apoptóza).

Homeostáza(homeokinéza) - dynamická rovnováha v danej bunke s inými bunkami, medzibunkovou matricou a humorálnou

Ryža. 4-1. Homeostáza, adaptácia a typické formy bunkovej patológie. Vľavo v ovále sú hranice normy. Podstatnou vlastnosťou typických patologických procesov je ich reverzibilita. Ak miera poškodenia prekročí hranice adaptačných schopností, proces sa stáva nezvratným (príklady - nekróza, apoptóza, dysplázia, nádorové bujnenie).

faktory, ktoré poskytujú optimálnu metabolickú a informačnú podporu. Bunkový život v homeostáze - neustála interakcia s rôznymi signálmi a faktormi.

Adaptácia- adaptácia v reakcii na zmeny v životných podmienkach buniek (vrátane vystavenia škodlivým faktorom).

Bunková smrť- nezvratné zastavenie života. Vyskytuje sa buď ako výsledok geneticky naprogramovaného procesu (apoptóza), alebo v dôsledku smrteľného zranenia (nekróza).

Typické formy bunkovej patológie: dystrofia, dysplázia, metaplázia, hypotrofia (atrofia), hypertrofia, ako aj nekrózy a patologické formy apoptózy.

PoškodeniePoškodzujúce faktory

Účinok škodlivého faktora môžu byť reverzibilné alebo ireverzibilné (obrázok 4-2).

Povaha škodlivého faktora trojaký: fyzikálny, chemický alebo biologický (vrátane sociálnych).

Genesis Podľa pôvodu sa poškodzujúce faktory delia na exogénne a endogénne.

Ryža. 4-2. Známky reverzibilného a nezvratného poškodenia.[o 4].

♦ Exogénne faktory(pôsobte na bunku zvonku):

❖ fyzikálne vplyvy(mechanické, tepelné, radiačné, elektrické);

❖ chemické činidlá(kyseliny, zásady, etanol, silné oxidačné činidlá);

❖ infekčné faktory(vírusy, rickettsie, baktérie, endo- a exotoxíny mikroorganizmov, helminty atď.).

♦ Endogénne látky(vytvorené a pôsobiace vo vnútri bunky):

❖ fyzickej povahy(napr. prebytok voľných radikálov; kolísanie osmotického tlaku);

❖ chemické faktory(napríklad akumulácia alebo nedostatok iónov H+, K+, Ca 2+, kyslíka, oxidu uhličitého, peroxidových zlúčenín, metabolitov atď.);

❖ biologické činidlá(napríklad proteíny, lyzozomálne enzýmy, metabolity, Ig, cytotoxické faktory; nedostatok alebo nadbytok hormónov, enzýmov, prostaglandínov - Pg).

Účinky škodlivých faktorov sú dosiahnuté priamo(primárne faktory poškodenia) príp nepriamo(pri tvorbe reťazca sekundárnych patologických reakcií – sekundárnych faktorov poškodenia).

MECHANIZMY POŠKODENIA BUNIEK

Medzi najdôležitejšie mechanizmy bunkovej zmeny patria:

♦ poruchy zásobovania bunkou energiou;

♦ poškodenie membrán a enzýmov;

♦ aktivácia procesov voľných radikálov a peroxidov;

♦ nerovnováha iónov a vody;

♦ poruchy v genóme alebo génovej expresii;

♦ poruchy regulácie bunkových funkcií.

Poruchy zásobovania bunkou energiou

Zásobovanie energiou bunky môže byť narušené v štádiách resyntézy, transportu a využitia energie ATP. Hlavnou príčinou porúch je hypoxia(nedostatočný prísun kyslíka do buniek a zhoršená biologická oxidácia).

Resyntéza ATP je narušený v dôsledku nedostatku kyslíka a metabolických substrátov, zníženia aktivity enzýmov tkanivového dýchania a glykolýzy, ako aj poškodenia a deštrukcie mitochondrií (pri ktorých dochádza k reakciám Krebsovho cyklu a prenosu elektrónov do molekulárneho kyslíka spojeného s fosforyláciou ADP).

Transport energie. Energia ATP obsiahnutá vo vysokoenergetických väzbách je dodávaná do efektorových štruktúr (myofibrily, iónové

nálne pumpy atď.) s použitím translokázy ADP-ATP a CPK. Pri poškodení týchto enzýmov alebo bunkových membrán je narušená funkcia efektorových štruktúr.

Rekuperácia energie môže byť narušená najmä poklesom aktivity ATPáz (myozín ATPáza, Na+K+-ATPáza plazmalemy, protónová a draselná ATPáza, Ca 2 +-ATPáza a i.), CPK, adenínnukleotidtransferáza.

Poškodenie membrány

K poškodeniu bunkových membrán dochádza v dôsledku nasledujúcich procesov:

Aktivácia hydroláz. Pod vplyvom patogénnych faktorov sa môže výrazne zvýšiť aktivita membránovo viazaných, voľných (solubilizovaných) a lyzozomálnych lipáz, fosfolipáz a proteáz (napríklad pri hypoxii a acidóze). Výsledkom je, že fosfolipidy a membránové proteíny podliehajú hydrolýze, ktorá je sprevádzaná výrazným zvýšením priepustnosti membrány.

Poruchy opravy membrán. Pri vystavení škodlivým faktorom dochádza k reparačnej syntéze zmenených alebo stratených membránových makromolekúl (ako aj k ich syntéze de novo) je potlačená, čo vedie k nedostatočnej obnove membrány.

Porušenie konformácie makromolekúl(ich priestorová štruktúra) vedie k zmenám fyzikálno-chemického stavu bunkových membrán a ich receptorov, čo vedie k narušeniu alebo strate ich funkcií.

Pretrhnutie membrány. Pretiahnutie a pretrhnutie membrán opuchnutých buniek a organel v dôsledku ich hyperhydratácie (dôsledok výrazného zvýšenia osmotického a onkotického tlaku) je dôležitým mechanizmom poškodenia membrán a bunkovej smrti.

Reakcie voľných radikálov a peroxidov- normálne je to nevyhnutné spojenie pri transporte elektrónov, syntéze Pg a leukotriénov, fagocytóze, metabolizme katecholamínov atď. Reakcie voľných radikálov zahŕňajú proteíny, nukleové kyseliny a najmä lipidy, vzhľadom na prítomnosť veľkého počtu v bunke membrány (voľná radikálová lipidová peroxidácia - SFOL ). Pod vplyvom patogénnych faktorov sa výrazne zvyšuje tvorba voľných radikálov a SPOL, čo zvyšuje poškodenie buniek.

♦ Etapy SPOL: tvorba reaktívnych foriem kyslíka - tvorba voľných radikálov organických a anorganických látok - tvorba lipidových peroxidov a hydroperoxidov.

Reaktívne formy kyslíka- ❖ singlet (Ό 2) ❖ superoxidový radikál (O 2 -)

❖ peroxid vodíka (H 2 O 2) ❖ hydroxylový radikál (OH -).

♦ Prooxidanty a antioxidanty. Intenzita SPOL je regulovaná pomerom jej aktivačných (prooxidantov) a supresívnych (antioxidačných) faktorov.

❖ Pro-oxidanty- ľahko oxidovateľné zlúčeniny, ktoré neutralizujú voľné radikály (naftochinóny, vitamíny A a D, redukčné činidlá - NADPH 2, NADH 2, kyselina lipoová, produkty metabolizmu Pg a katecholamínov).

❖ Antioxidanty- látky, ktoré obmedzujú alebo dokonca zastavujú reakcie voľných radikálov a peroxidov (retinol, karotenoidy, riboflavín, tokoferoly, manitol, superoxiddismutáza, kataláza).

♦ Detergentné účinky amfifilov. V dôsledku aktivácie lipidových peroxidových reakcií a hydroláz sa hromadia lipidové hydroperoxidy, voľné mastné kyseliny a fosfolipidy - amfifily (látky, ktoré môžu byť fixované v hydrofóbnej aj hydrofilnej zóne membrán). To vedie k tvorbe rozsiahlych amfifilných zhlukov (najjednoduchšie transmembránové kanály), mikrotrhnutiam a deštrukcii membrán.

Nerovnováha iónov a vody

Intracelulárna tekutina obsahuje približne 65 % všetkej telesnej vody a vyznačuje sa nízkymi koncentráciami Na+ (10 mmol/l), Cl - (5 mmol/l), HCO 3 - (10 mmol/l), ale vysokými koncentráciami K+ (150 mmol/l) a P043- (150 mmol/l). Nízka koncentrácia Na+ a vysoká koncentrácia K+ sú spôsobené prácou Na+,K+-ATPázy, ktorá pumpuje Na+ z buniek výmenou za K+. Bunková nerovnováha iónov a vody vzniká po poruchách zásobovania energiou a poškodení membrán.

Medzi prejavy iónovej a vodnej nerovnováhy patria: ❖ zmeny v pomere jednotlivých iónov v cytosóle; ❖ porušenie transmembránového iónového pomeru; ❖ hyperhydratácia buniek; ❖ hypohydratácia buniek; ❖ poruchy elektrogenézy.

Zmeny v iónovom zložení spôsobené poškodením membránových ATPáz a membránovými defektmi. V dôsledku narušenia Na+,K+-ATPázy sa teda nadbytok Na+ hromadí v cytosóle a bunka stráca K+.

Osmotický opuch a osmotické zmršťovanie buniek. Stav buniek so zmenami osmotiky je znázornený na obr. 4-3.

Nadmerná hydratácia. Hlavným dôvodom hyperhydratácie poškodených buniek je zvýšenie obsahu Na +, ako aj organických látok, čo je sprevádzané zvýšením osmotického tlaku v nich a opuchom buniek. To je kombinované s naťahovaním a

Mikrotrhliny membrán. Tento obraz pozorujeme napríklad pri osmotickej hemolýze červených krviniek (obr. 4-3). Hypohydratácia buniek sa pozoruje napríklad pri horúčke, hypertermii, polyúrii, infekčných ochoreniach (cholera, brušný týfusúplavica). Tieto stavy vedú k strate vody organizmom, ktorá je sprevádzaná uvoľňovaním tekutiny z buniek, ako aj organických a anorganických vo vode rozpustných zlúčenín.

Ryža. 4-3. Stav erytrocytov suspendovaných v roztoku NaCl. Na osi x: koncentrácia (C) NaCl (mmol/l); pozdĺž zvislej osi: objem bunky (V). Pri koncentrácii NaCl 154 mmol/l je objem buniek rovnaký ako v krvnej plazme (izotonický roztok NaCl) Pri zvýšení koncentrácie NaCl (hypertonický roztok NaCl) voda opúšťa červené krvinky a tie sa zmenšujú. Pri poklese koncentrácie NaCl (hypotonický roztok NaCl) sa voda dostáva do červených krviniek a tie napučiavajú. Keď je roztok hypotonický, približne 1,4-krát vyšší ako hodnota izotonického roztoku, membrána sa zničí. .

Poruchy elektrogenézy(zmeny vlastností membránový potenciál- MP a akčné potenciály - AP) sú nevyhnutné, pretože sú často jedným z dôležitých znakov prítomnosti a povahy poškodenia buniek. Príkladom by bolo Zmeny EKG na poškodenie buniek myokardu, elektroencefalogram na patológiu mozgových neurónov, elektromyogram na zmeny svalových buniek.

Genetické poruchy

Zmeny v genóme a génovej expresii sú významným faktorom pri poškodení buniek. Takéto poruchy zahŕňajú mutácie, derepresiu a represiu génov, transfekcie a mitotické poruchy.

Mutácie(napríklad mutácia v géne pre inzulín vedie k rozvoju diabetes mellitus).

Derepresia patogénny gén (derepresia onkogénu je sprevádzaná transformáciou normálnej bunky na nádorovú).

Represia vitálny gén (potlačenie expresie génu fenylalanín 4-monooxygenázy spôsobuje hyperfenylalaninémiu a rozvoj oligofrénie).

Transfekcia(zavedenie cudzej DNA do genómu). Napríklad transfekcia DNA vírusu imunodeficiencie vedie k rozvoju AIDS.

Poruchy mitózy(napr. pri megaloblastickej anémii sa pozoruje delenie jadier erytrokarocytov bez delenia cytoplazmy) a meióza(porucha divergencie pohlavných chromozómov vedie k vzniku chromozomálnych ochorení).

PREJAVY POŠKODENIA BUNIEK

Akékoľvek poškodenie bunky spôsobuje v nej špecifické a nešpecifické zmeny rôzneho stupňa závažnosti. Konkrétne zmeny rozvíjať činnosťou určitý patogénny faktor na rôznych bunkách alebo v určité typy buniek pod vplyvom rôznych škodlivých činidiel.

Patogénne faktory spôsobujúce špecifické zmeny v rôznych bunkách: osmotický tlak, uncouplers, hyperaldosteronémiu atď.

♦ Osmotický tlak. Zvýšenie osmotického tlaku v bunke je vždy sprevádzané jej hyperhydratáciou, natiahnutím membrán a narušením ich integrity (fenomén „deštrukcie osmotickej bunky“).

♦ Odpojovače. Vplyvom odpojovačov oxidácie a fosforylácie (napríklad vyšších mastných kyselín - VFA alebo Ca2+) sa väzba týchto procesov a účinnosť biologickej oxidácie znižujú alebo blokujú.

♦ Hyperaldosteronémia. Zvýšené hladiny aldosterónu v krvi a interstíciu vedú k akumulácii Na+ v bunkách.

Skupiny buniek reagujúce špecifickými zmenami na pôsobenie rôznych škodlivých činidiel:

♦ Svalové prvky reagujú na vplyv rôznych patogénnych faktorov výraznej sily rozvojom svojej kontraktúry.

♦ červené krvinky pri rôzne zranenia podstúpiť hemolýzu s uvoľnením Hb.

Nešpecifické zmeny(stereotypický, štandardný) rozvíjať keď sú rôzne typy buniek poškodené a vystavené širokému spektru patogénnych činiteľov.Príklady: acidóza, nadmerná aktivácia reakcií voľných radikálov a peroxidov, denaturácia molekúl bielkovín, zvýšená permeabilita bunkových membrán, nerovnováha iónov a vody, znížená účinnosť biologickej oxidácie.

Typické formy patológie

Hlavnými typickými formami bunkovej patológie sú ich hypotrofia a atrofia, hypertrofia a dystrofia, dysplázia, metaplázia, ako aj nekróza a apoptóza.

Hypotrofia a atrofia. Hypotrofia je charakterizovaná zmenšením veľkosti a hmoty buniek, ktorej extrémnym stupňom je atrofia. Hypotrofia a atrofia sú zvyčajne kombinované s poklesom počtu buniek - hypoplázia. To vedie k zníženiu objemu orgánu, zriedeniu kože a slizníc. Príklad: zníženie hmotnosti a počtu buniek v ischemickom tkanive alebo orgáne. Hypertrofia. Hypertrofia je charakterizovaná nárastom veľkosti a hmoty buniek. Toto je často sprevádzané zvýšením počtu buniek (hyperplázia). Existuje fyziologická a patologická hypertrofia.

Fyziologická hypertrofia má adaptívny charakter (napríklad hypertrofia kostrových svalov u športovcov).

Patologická hypertrofia má (spolu s adaptačným) patologický význam. Existuje pracovná, zástupná a neurohumorálna patologická hypertrofia kombinovaná s prestavbou orgánu alebo tkaniva.

♦ Pracovná hypertrofia sa vyvíja s konštantným zvýšené zaťaženie(napríklad patologická hypertrofia myokardu pri hypertenzii).

♦ Zástupná (náhradná) hypertrofia sa vyvíja v jednom z párových orgánov, keď je druhý odstránený.

♦ Neurohumorálna hypertrofia sa vyvíja, keď je narušená neurohumorálna regulácia (napríklad akromegália, gynekomastia).

Dystrofie

Bunkové dystrofie sú metabolické poruchy sprevádzané poruchou bunkových funkcií.

Mechanizmy dystrofie sú rôzne:

❖ syntéza abnormálnych (normálne sa v bunke nevyskytujúcich) látok (napríklad komplex amyloidný proteín-polysacharid);

❖ nadmerná premena niektorých zlúčenín na iné (napríklad uhľohydráty na tuky pri diabetes mellitus);

❖ rozklad (faneróza): rozpad subcelulárnych štruktúr a látok (napríklad proteín-lipidové komplexy membrán pri chronickej hypoxii);

❖ infiltrácia buniek a medzibunkových látok organickými a anorganickými zlúčeninami (napríklad lipoproteíny s nízkou hustotou - LDL a Ca 2 + arteriálna intima pri ateroskleróze).

Klasifikácia. Hlavným kritériom pre klasifikáciu bunkových dystrofií je prevládajúca porucha metabolizmu určitých tried látok. V súvislosti s týmto kritériom existujú dysproteinózy(proteínové dystrofie), lipidózy(tuková degenerácia), dyspigmentóza(pigmentové dystrofie), sacharidové a minerálne dystrofie. V samostatnej skupine sú tezaurizmy(choroby z akumulácie).

❖ Dysproteinózy. Proteínové dystrofie sú charakterizované zmenami vo fyzikálno-chemických vlastnostiach bunkových proteínov. Existujú granulárne, hyalínovo-kvapôčkové a hydropické dystrofie.

❖ Lipidózy. Tuková degenerácia je charakterizovaná zvýšením obsahu intracelulárnych lipidov a ich redistribúciou v tkanivách a orgánoch. Existujú primárne a sekundárne lipidózy.

❖ Primárne lipidózy sa spravidla pozorujú pri geneticky podmienených enzymopatiách (napríklad gangliozidóza, cerebrosidóza, sfingolipidóza).

❖ Sekundárne lipidózy vyvinúť v dôsledku vystavenia rôznym patogénnym faktorom, ako je hypoxia, závažné infekcie, systémové ochorenia, otravy (vrátane niektorých liekov - cytostatiká, antibiotiká, barbituráty).

❖ Sacharidové dystrofie. Charakterizované poruchami metabolizmu polysacharidov (glykogén, mukopolysacharidy) a glykoproteínov (mucín, mukoidy).

❖ Polysacharidy. Pri poruchách metabolizmu polysacharidov v bunkách možno pozorovať pokles obsahu uhľohydrátov (napríklad glykogén pri cukrovke), nedostatok uhľohydrátov (aglykogenóza; napr. pri cirhóze pečene alebo chronickej hepatitíde) a akumulácia prebytočných sacharidov (napríklad von Gierke glykogenóza - nefromegálický syndróm - glykogénová infiltrácia buniek obličiek).

❖ Glykoproteíny. Sacharidové dystrofie spojené s narušeným metabolizmom glykoproteínov sú zvyčajne charakterizované hromadením mucínov a mukoidov, ktoré majú hlienovú konzistenciu (z tohto dôvodu sa nazývajú aj mukózne dystrofie).

♦ Dyspigmentóza. Pigmentové dystrofie sú klasifikované v závislosti od ich pôvodu (primárne a sekundárne), mechanizmu vývoja, štruktúry pigmentu, prejavov a prevalencie (lokálne a systémové). Príklady:

❖ Častice sadzí a uhlia a tak ďalej. sa hromadia v pľúcnych makrofágoch v dôsledku vystavenia znečistenej atmosfére. V tomto ohľade získava pľúcne tkanivo tmavošedú farbu.

❖ hemosiderín. Počas hemolýzy erytrocytov sa Hb uvoľňuje a zachytáva sa makrofágmi pečene, sleziny a červených krviniek. kostná dreň a premenou na hnedý pigment – ​​hemosiderín.

♦ Minerálne dystrofie. Z minerálnych dystrofií majú najväčší klinický význam poruchy metabolizmu vápnika, draslíka, železa, zinku a medi vo forme ukladania solí týchto chemických prvkov (napríklad kalcinóza, sideróza, ukladanie medi pri hepatocerebrálnej dystrofii).

♦ Tezaurizmy(z gréčtiny tezaurách- pokladnica) - skladovacie choroby medziprodukty metabolizmu sacharidov, glykozaminoglykánov, lipidov a bielkovín. Väčšina tezaurizmu je výsledkom dedičných enzymopatií. Podľa druhu nahromadených látok sa tezaurizmy delia na lipidové (lipidózy), glykogénové (glykogenózy), aminokyselinové, nukleoproteínové, mukopolysacharidové (mukopolysacharidózy), mukolipidové (mukolipidózy). Lysozomálne a peroxizomálne ochorenia sa delia do samostatných skupín. Príklady:

❖ Tay-Sachsova choroba- vrodený nedostatok lyzozomálnej hexosaminidázy A v neurónoch - charakterizovaný akumuláciou gangliozidov v cytoplazme nervových buniek.

❖ Cerebrohepatorenálny syndróm(Zellwegerov syndróm) - typický lyzozomálne ochorenie, vznikajúce v dôsledku defektov v génoch kódujúcich peroxizómové proteíny (v krvnej plazme a tkanivách je zvýšený obsah mastných kyselín s dlhým reťazcom).

❖ Gaucherova choroba- akumulácia nadbytočných glukocerebrozidov vo fagocytárnych bunkách sleziny a červenej kostnej drene.

❖ Glykogenózy- akumulácia v cytoplazme buniek vnútorné orgány rôzne formy abnormálny glykogén.

Metaplázia

Metaplázia- nahradenie buniek charakteristických pre daný orgán normálnymi bunkami iného typu. Príklady:

♦ Chronické zápalové ochorenia pľúc, nedostatok vitamínu A a fajčenie vedú k vzniku ostrovčekov viacvrstvového dlaždicového epitelu medzi bunkami riasinkového epitelu priedušiek.

♦ Kedy chronická cervicitída je možné nahradiť jednovrstvový stĺpcový epitel viacvrstvovým skvamóznym epitelom.

♦ V dôsledku refluxu kyslého obsahu žalúdka dochádza k nahradeniu vrstveného dlaždicového epitelu sliznice pažeráka jednovrstvovým epitelom charakteristickým pre tenké črevo (Barrettov pažerák).

Metaplázia sa považuje za hraničný stav(na hranici normálu). V niektorých prípadoch sa oblasti metaplázie stávajú dysplastickými, čo je plné nádorovej transformácie. Dysplázia- porušenie diferenciácie buniek sprevádzané pretrvávajúcimi zmenami v ich štruktúre, metabolizme a funkcii (bunková atypia). Na rozdiel od metaplázie je dysplázia charakterizovaná objavením sa znakov bunkovej atypie so zachovanou štruktúrou tkaniva a architektúrou. Dysplázia predchádza rastu nádoru (prednádorové stavy).

BUNKOVÁ SMRŤ

Bunky umierajú normálne aj za patologických podmienok. Rozlišovať v princípe dva rôzne možnosti bunkovej smrti- nekróza(bunková smrť v dôsledku jej významného - smrteľné - poškodenie) a apoptóza(bunková smrť v dôsledku aktivácie špeciálneho programu smrti).

Nekróza

Nekróza(z gréčtiny nekros- mŕtvy) - patologická smrť buniek v dôsledku pôsobenia poškodzujúcich faktorov na ne.

Nekróza je konečným štádiom bunkovej dystrofie alebo dôsledkom priameho pôsobenia poškodzujúcich faktorov významnej (deštruktívnej) sily na bunku. Hlavné väzby v patogenéze nekrózy sú rovnaké ako poškodenie buniek, ale s rozvojom nekrózy sa maximálne zintenzívňujú a vyvíjajú sa na pozadí nedostatočnosti adaptačných mechanizmov (ochrana a regenerácia poškodených štruktúr, kompenzácia narušených procesov). Na nezvratnosť poškodenia buniek zvyčajne poukazujú ruptúry plazmalemy a výrazné zmeny jadrové štruktúry (karyorexia- prestávky

jadrová membrána, jadrová fragmentácia; karyolýza- naprašovanie chromatínu; karyopyknóza- zmrštenie obsahu jadra).

♦ Paranekróza a nekrobióza. Nekróze predchádza paranekróza (podobná nekrotickým, ale stále reverzibilným zmenám metabolizmu a bunkovej štruktúry) a nekrobióza (súbor ireverzibilných dystrofické zmeny vedúce k nekróze).

♦ Lýza a autolýza. Nekrotické bunky podliehajú deštrukcii (lýze). Ak sa rozklad uskutočňuje pomocou lyzozomálnych enzýmov a voľných radikálov mŕtvych buniek, proces sa nazýva autolýza.

♦ Heterolýza. Deštrukcia poškodených a mŕtvych buniek za účasti iných (nepoškodených) buniek (fagocyty migrujúce do alteračnej zóny, ako aj mikróby, ktoré sa do nej dostali) sa označuje ako heterolýza.

Etiológia a patogenéza nekrózy. Existuje niekoľko hlavných etiologických faktorov nekrózy - traumatické, toxické, trofoneurotické, obehové a imunogénne. Pôsobením týchto faktorov vznikajúce ischémia, venózna hyperémia a lymfostáza sú sprevádzané hypoxiou a aktiváciou mechanizmov poškodenia buniek, čo nakoniec vedie k nekróze.

♦ Traumatická nekróza. Je výsledkom priameho pôsobenia fyzikálnych (mechanických, teplotných, vibrácií, žiarenia) a iných faktorov na tkanivo.

♦ Toxická nekróza. Vyvíja sa, keď je tkanivo vystavené toxínom, často mikrobiálnym.

♦ Trofonurotická nekróza sa vyvíja, keď je narušené prekrvenie alebo inervácia tkanív v dôsledku poškodenia periférneho nervového systému. Príkladom trofoneurotickej nekrózy je preležaniny.

♦ Imunogénna nekróza- výsledok cytolýzy počas autoagresívnych imunitných a alergických reakcií. Príkladom by bolo fibrinoidná nekróza s fenoménom Arthus. Cytolýza za účasti zabíjačských T lymfocytov, NK buniek a fagocytov vedie pri chronickej hepatitíde k nekróze pečeňových oblastí.

♦ Nekróza obehu. Spôsobené nedostatočným krvným obehom v cievach a lymfatické cievy v dôsledku ich trombózy, embólie, dlhotrvajúceho spazmu, kompresie zvonku. Nedostatočná cirkulácia v tkanive spôsobuje ischémiu, hypoxiu a nekrózu.

Apoptóza

Apoptóza(z gréčtiny apoptóza- padanie listov) - programovaná bunková smrť.

Toto je základný rozdiel medzi apoptózou a nekrózou. Apoptóza je súčasťou mnohých fyziologických procesov a je tiež pozorovaná počas adaptácie buniek na faktory prostredia. Biologická úloha apoptóza je udržiavať rovnováhu medzi procesmi proliferácie a bunkovej smrti. Apoptóza je energeticky závislý proces. Poruchy alebo blokáda apoptózy môžu spôsobiť patológiu (rast nádoru, imunitné autoagresívne reakcie, imunodeficiencie atď.).

Príklady apoptózy

♦ Programovaná bunková smrť počas embryonálneho vývoja, histogenézy a morfogenézy orgánov. Príklad: smrť neuroblastov (od 25 do 75 %) v určitých štádiách vývoja mozgu.

♦ Smrť buniek, ktoré dokončili svoju funkciu(napríklad imunokompetentné bunky na konci imunitnej odpovede alebo eozinofily po degranulácii).

♦ Eliminácia autoagresívnych T-lymfocytov v určitých štádiách vývoja týmusu alebo po dokončení imunitnej odpovede.

♦ Starnutie je sprevádzaná hormonálne závislou involúciou a apoptózou endometriálnych buniek, atréziou ovariálnych folikulov u žien v menopauze, ako aj tkaniva prostaty a semenníkov u starších mužov.

♦ Transfekcia- zavedenie fragmentu nukleovej kyseliny vírusu do bunky (napríklad pri vírusovej hepatitíde, myokarditíde, encefalitíde, AIDS) často spôsobuje jej apoptózu.

♦ Rast nádoru prirodzene sprevádzané apoptózou veľkého počtu transformovaných buniek.

Mechanizmus apoptózy

Počas apoptózy existujú štyri fázy - iniciácia, programovanie, implementácia programu a odstránenie mŕtvej bunky. Iniciačná fáza. V tomto štádiu sú informačné signály vnímané bunkovými receptormi a signály sú prenášané do bunky.

♦ Transmembránové signály rozdelené na „negatívne“, „pozitívne“ a zmiešané. ❖ „Negatívny“ signál znamená zastavenie pôsobenia na bunku alebo absenciu rastových faktorov alebo cytokínov, ktoré regulujú delenie a dozrievanie buniek, ako aj hormónov, ktoré kontrolujú vývoj buniek, v tkanive. ❖ „Pozitívny“ signál znamená účinok látky na bunku, ktorá spúšťa program apoptózy. Napríklad väzba TNF na jeho membránový receptor CD95 aktivuje program bunkovej smrti. ❖ Zmiešaný signál - kombinácia signálov prvej a druhej skupiny. Lymfocyty stimulované mitogénom, ale nie v kontakte s cudzím Ag, teda podliehajú apoptóze; lymfocyty, ktoré sú ovplyvnené o

Ag pôsobil, ale nedostali iné signály (napríklad mitogénne).

♦ Medzi intracelulárne stimuly apoptózy Najdôležitejšie sú: ❖ nadbytok H + a voľných radikálov; ❖ zvýšená teplota; ❖ vnútrobunkové vírusy a ❖ hormóny, ktoré pôsobia prostredníctvom jadrových receptorov (napríklad glukokortikoidy).

Fáza programovania(riadenie a integrácia procesov apoptózy). Existujú dve možnosti implementácie programovacieho štádia: priama aktivácia efektorových kaspáz a endonukleáz (obídenie bunkového genómu) a ich nepriama aktivácia prostredníctvom expresie určitých génov.

♦ Priamy prenos signálu. Vykonáva sa prostredníctvom adaptorových proteínov, granzýmov a cytochrómu C. Priamy prenos signálu sa pozoruje v bezjadrových bunkách (napríklad erytrocytoch).

♦ Genómom sprostredkovaná signálna transdukcia. V tomto štádiu špecializované proteíny buď blokujú potenciálne smrteľný signál, alebo implementujú signál pre apoptózu aktiváciou výkonného programu.

❖ Inhibičné proteíny apoptóza (produkty expresie antiapoptotických génov Bcl-2, Bcl-XL) blokujú apoptózu (napríklad znížením permeability mitochondriálnych membrán, čím sa znižuje pravdepodobnosť uvoľnenia jedného zo spúšťacích faktorov apoptózy, cytochrómu C, do cytosólu).

❖ Promótorové proteíny apoptóza (napríklad proteíny, ktorých syntéza je riadená génmi Zlý, Bax, antionkogény Rb alebo p 53) aktivovať efektorové cysteínové proteázy (kaspázy a endonukleázy).

Fáza implementácie programu(výkonná, efektorová) spočíva v bunkovej smrti, uskutočnenej prostredníctvom aktivácie proteáz a endonukleáz. Priamymi vykonávateľmi „zabíjania“ bunky sú endonukleázy závislé od Ca2+, Mg2+ (katalyzujú rozklad nukleových kyselín) a efektorové kaspázy (štiepia proteíny). Súčasne sa v bunke vytvárajú fragmenty obsahujúce zvyšky organel, cytoplazmy, chromatínu a cytolemy a z nej púčik - apoptotické telá.

Štádium odstraňovania fragmentov mŕtvych buniek. Na povrchu apoptotických teliesok sú ligandy, s ktorými interagujú receptory fagocytárnych buniek. Fagocyty detegujú, pohlcujú a ničia apoptotické telá (heterolýza). V dôsledku toho sa obsah zničenej bunky nedostane do medzibunkového priestoru a Počas apoptózy nedochádza k zápalovej reakcii.

NEKROPTÓZA

IN posledné roky bol opísaný ďalší variant bunkovej smrti, ktorý sa líši od apoptózy aj od nekrózy. Označuje sa ako nekroptóza. Program nekroptózy môže byť stimulovaný, podobne ako apoptóza, pomocou ligandov bunkových receptorov z rodiny tumor nekrotizujúcich faktorov (TNFa). K bunkovej smrti však dochádza bez aktivácie proteáz súvisiacich s kaspázami (nekropóza sa vyvíja, keď je aktivita kaspázy úplne potlačená).

Mechanizmus deštrukcie buniek počas nekroptózy je podobný autolýze. Predpokladá sa, že nekroptóza je jedným z jedinečných mechanizmov smrti nervových buniek počas mŕtvice.

Bunková adaptácia

MECHANIZMY PRISPÔSOBOVANIA BUNIEK NA POŠKODENIE

Komplex adaptívnych bunkových reakcií sa delí na vnútrobunkové a medzibunkové.

Intracelulárne adaptačné mechanizmy

V samotných poškodených bunkách sa realizujú intracelulárne adaptačné mechanizmy. Tieto mechanizmy zahŕňajú: ❖ kompenzáciu porúch v zásobovaní bunky energiou; ❖ ochrana bunkových membrán a enzýmov; ❖ zníženie alebo odstránenie nerovnováhy iónov a vody v bunke; ❖ odstránenie defektov pri realizácii genetického programu bunky;

Kompenzácia dysregulácie intracelulárnych procesov;

Znížená funkčná aktivita buniek; ❖ pôsobenie proteínov tepelného šoku; ❖ regenerácia; ❖ hypertrofia; ❖ hyperplázia.

Náhrada za porušenie energie je zabezpečená aktiváciou procesov resyntézy a transportu ATP, znížením intenzity fungovania buniek a plastických procesov v nich.

Korekcia nerovnováhy iónov a vody v bunke sa uskutočňuje aktiváciou pufrových a transportných bunkových systémov.

Odstránenie genetických defektov sa dosahuje opravou DNA, elimináciou zmenených fragmentov DNA, normalizáciou transkripcie a translácie.

Kompenzácia dysregulácie intracelulárnych procesov spočíva v zmene počtu receptorov, ich citlivosti na ligandy a normalizácii mediátorových systémov.

Znížená funkčná aktivita buniek umožňuje šetriť a prerozdeľovať zdroje a tým zvýšiť schopnosť kompenzovať zmeny spôsobené škodlivým faktorom. V dôsledku toho stupeň a rozsah poškodenia buniek spôsobených

patogénny faktor sa zníži a po ukončení jeho pôsobenia sa pozoruje intenzívnejšia a úplnejšia obnova bunkových štruktúr a ich funkcií.

Proteíny tepelného šoku(HSP, od Proteíny tepelného šoku; stresové proteíny) sa intenzívne syntetizujú, keď sú bunky vystavené škodlivým faktorom. Tieto proteíny sú schopné chrániť bunku pred poškodením a zabrániť jej smrti. Najbežnejšie HSP sú tie s molekulovou hmotnosťou 70 000 (hsp70) a 90 000 (hsp90). Mechanizmus účinku týchto proteínov je rôznorodý a spočíva v regulácii procesov zostavovania a konformácie iných proteínov.

Medzibunkové adaptačné mechanizmy

Medzibunkové (systémové) adaptačné mechanizmy realizujú nepoškodené bunky v procese ich interakcie s poškodenými.

Mechanizmy bunkovej interakcie:

♦ výmena metabolitov, lokálnych cytokínov a iónov; ❖ implementácia reakcií systému IBN;

♦ zmeny lymfatického a krvného obehu;

♦ endokrinné vplyvy;

♦ nervové účinky.

Príklady

♦ Hypoxia. Zníženie obsahu kyslíka v krvi a bunkách stimuluje aktivitu neurónov v dýchacom centre, aktivitu kardiovaskulárneho systému, uvoľňovanie červených krviniek z kostnej drene. V dôsledku toho sa zvyšuje objem alveolárnej ventilácie, prekrvenie tkaniva krvou a počet červených krviniek v periférnej krvi, čo znižuje alebo odstraňuje nedostatok kyslíka a aktivuje metabolizmus v bunkách.

♦ Hypoglykémia. Poškodenie buniek v podmienkach hypoglykémie sa môže znížiť v dôsledku zvýšenia glukagónu, adrenalínu, glukokortikoidov, rastový hormón(GH), ktoré prispievajú k zvýšeniu hladiny glukózy v krvnej plazme a transportu glukózy do buniek.

♦ ischémia. Zníženie prívodu arteriálnej krvi do ktorejkoľvek oblasti tkaniva je zvyčajne sprevádzané zvýšením prietoku krvi cez kolaterálne (bypass) cievy, čo obnovuje dodávku kyslíka a metabolických substrátov do buniek.

Zvýšenie odolnosti buniek voči poškodeniu

Opatrenia a prostriedky, ktoré zvyšujú odolnosť intaktných buniek voči pôsobeniu patogénnych faktorov a stimulujú adaptačné mechanizmy v prípade poškodenia buniek, sa delia na:

♦ podľa zamýšľaného účelu liečby a profylaxie;

♦ podľa povahy na liečivé, neliečivé a kombinované;

♦ so zameraním na etiotropné, patogenetické a sanogenetické.

Preventívne a terapeutické opatrenia

Neliečivé látky. Na prevenciu poškodenia buniek sa používajú neliečivé látky. Tieto činidlá zvyšujú odolnosť buniek voči mnohým patogénnym činidlám.

Príklad. Tréning tela (podľa určitej schémy) so strednou hypoxiou, stresovými faktormi, fyzická aktivita a chladenie zvyšuje odolnosť voči významnej hypoxii, ischémii, chladu, infekčným a iným agensom. Nárast bunkovej rezistencie počas tréningu je založený na zvýšení spoľahlivosti a sily regulačných systémov, mechanizmov energetického a plastového zásobovania buniek, ich kompenzačných, regeneračných a ochranných reakcií, mechanizmov syntézy bielkovín a opravy DNA, procesov tvorby buniek. subcelulárne štruktúry a iné zmeny.

Lieky. Lieky sa používajú najmä na aktiváciu adaptačných mechanizmov po expozícii patogénne činidlo. Väčšina liekov sa používa na etiotropnú alebo patogenetickú terapiu.

Medzi hlavné účinky zamerané na zníženie sily patogénneho účinku na bunky alebo blokovanie mechanizmu rozvoja patologického procesu patrí: zníženie stupňa alebo odstránenie porúch v zásobovaní buniek energiou; korekcia a ochrana transmembránových transportných mechanizmov, intracelulárna distribúcia iónov a kontrola objemu buniek; prevencia poškodenia genetického aparátu bunky; ? korekcia mechanizmov regulácie a integrácie vnútrobunkových procesov.

Kombinované efekty poskytujú najväčší účinok (terapeutický aj preventívny).

Všeobecné princípy terapie a prevencie

TO všeobecné zásady terapia a prevencia zahŕňajú etiotropné, patogenetické a sanogenetické princípy.

Etiotropné účinky sú zamerané na zabránenie účinku (prevencia) alebo odstránenie, zastavenie, zníženie sily alebo trvania vplyvu patogénnych faktorov na bunky, ako aj odstránenie stavov, ktoré prispievajú k realizácii tohto účinku (liečba).

Sanogenetické opatrenia majú za cieľ aktivovať adaptačné mechanizmy (kompenzácia, ochrana, obnova a adaptácia buniek) na zmenené podmienky, čo bráni rozvoju ochorenia (prevencia) alebo urýchľuje regeneráciu organizmu (liečba).

Patogenetické účinky zamerané na prerušenie väzieb patogenézy ochranou mechanizmov dodávania energie bunkám, korekciu transmembránového transportu, intracelulárnu distribúciu iónov a kontrolu objemu buniek; zamedzenie pôsobenia faktorov, ktoré spôsobujú zmeny v genetickom aparáte buniek.

Výhody hidžámy (kapilárneho prekrvenia) Pri čínskom a islamskom prekrvení teda pri prasknutí kapilár dochádza k kvapkavému krvácaniu, v dôsledku čoho sa aktivuje systém hemostázy. Po 1 - 3 sekundách systém hemostázy spustí proces tvorby trombu, ktorý by mal upchať poškodené cievy a zastaviť prietok krvi. Zrážanie krvi sa uskutočňuje v dôsledku aktivácie veľkého množstva enzýmov a biologicky aktívnych látok, ktoré tiež ovplyvňujú cievy, okolité tkanivá a nervové zakončenia nachádzajúce sa v oblasti poškodenia. V dôsledku podráždenia nervových zakončení sú do miechy vysielané intenzívne signály, ktoré aktivujú...

Plazmolifting Zelenograd!

Plazmolifting je špeciálna metóda omladenia pokožky, ktorá si nevyžaduje chirurgický zákrok. Zahŕňa injekciu plazmy bohatej na krvné doštičky do kože. Krv pacienta sa odoberá do špeciálnych skúmaviek na zdvíhanie plazmy, po ktorom sa uvoľňujú červené krvinky (krvné doštičky), ktoré pomáhajú stimulovať prácu buniek spojivového tkaniva. Izolovaná plazma sa vstrekuje pod kožu pomocou injekcií a v konečnom dôsledku sa v tele pacienta začína proces omladzovania. Prečo sa krvné doštičky uvoľňujú výlučne? Faktom je, že obsahujú molekuly, ktoré pomáhajú pri hojení poškodeného tkaniva...

Všeobecný krvný test u detí. Norma a interpretácia výsledkov

Ukradla ho Anna Oranzhik. Našla sa mega užitočný článok s rozpisom ukazovateľov a referenčných hodnôt pre rôzne vekové kategórie.

Relevantnosť témy

Vďaka práci Rudolfa Virchowa, veľkého nemeckého vedca, jedného zo zakladateľov modernej patologickej anatómie, v súčasnosti nezostali žiadne choroby, o ktorých by sa poznatky nezakladali na morfologickom štúdiu buniek - štruktúrnych jednotiek živých organizmov. Normálnu štruktúru bunky vo všetkých jej modifikáciách však bolo možné vidieť až v druhej polovici tohto storočia, a to vďaka použitiu ultraštrukturálnej metódy štúdia buniek pomocou transmisnej (transmisnej) a rastrovacej elektrónovej mikroskopie, kryoskapovania, elektrónového histo- a imunohistochémia a elektrónová autorádiografia.

Počas štúdia kurzu všeobecnej histológie ste získali potrebné informácie o normálnych ultraštruktúrach a ich funkčnej úlohe v živote eukaryotických buniek. živočíšna bunka(ďalej len „bunky“).

Pripomeniem, že bunka je vysoko organizovaná, samoregulujúca štrukturálna a funkčná jednotka živého organizmu, schopná aktívnej výmeny so svojím prostredím.

Obr.1. Schéma bunkovej štruktúry

V ľudských a zvieracích bunkách sa rozlišujú tieto ultraštruktúry:
jadro (obal s jadrovými pórmi, karyoplazmou, jadierkami a perinukleárnym priestorom);
cytoplazma: hyaloplazma s rôznymi organelami a inklúziami:

Organely membránového pôvodu:
cytoplazmatická membrána (vrátane desmozómov);
mitochondrie: (vonkajší obal, cristae, matrix);
Golgiho aparát;
endoplazmatické retikulum:
hladký;
zrnitý (hrubý);
lyzozómy: primárne, sekundárne: cytolyzozómy a fagolyzozómy; zvyškové telieska alebo telolyzozómy.
Organely nemembránového pôvodu:
voľné ribozómy a polyzómy;
centrozóm (centriol);
mikrotubuly alebo makrofilamenty;
špecializované štruktúry alebo mikrofilamenty (neurofibrily, myofibrily - hladké a priečne, tonofibrily, fibrily intermediárnych typov, mikroklky, mihalnice, bičíky).
Zahŕňa: trofické, sekrečné vakuoly, pinozitózne vezikuly.

Vnútrobunkové štruktúry, ktoré sa vo svetelnom a elektrónovom mikroskope zdajú nezmenené, nie sú počas života statické. Počas života bunky dochádza k ich neustálej obnove. Tieto zmeny však nie sú vždy rozpoznateľné v elektrónovom mikroskope a možno ich určiť len na molekulárnej úrovni pomocou špeciálnych techník molekulárnej morfológie.

Prejavom „fyziologickej normy“ môže byť poškodenie jednotlivých ultraštruktúr až smrť jednotlivých buniek, z ktorých sú vybudované rôzne ľudské tkanivá a orgány. Tento neustály, „naprogramovaný“ proces bunkovej smrti v tele, nazývaný apoptóza, je veľmi dôležitý nielen pre normálnu existenciu organizmu, ale hrá kľúčovú úlohu aj v mnohých všeobecných patologických procesoch.

Vplyv niektorých vnútorných a/alebo vonkajších faktorov vedie v počiatočnom štádiu k poškodeniu elementárnych štruktúr bunky a narušeniu ich funkcií, v budúcnosti je možný rozvoj tak patológie jednotlivej bunky, ako aj bunkovej spolupráce. Bunková patológia alebo „bunková patológia“ je štrukturálnym základom celej ľudskej patológie.

Početné štúdie preukázali, že akýkoľvek patologický proces, bez ohľadu na stupeň funkčné poruchy neprejavila sa, začína na úrovni ultraštruktúr, teda subcelulárnej úrovni. Neexistuje jediný škodlivý faktor, ktorý by neviedol k štrukturálnym zmenám. Množstvo chorôb môže byť a bolo najskôr diagnostikovaných iba na ultraštrukturálnej úrovni. Je dôležité poznamenať, že najskoršie počiatočné štádiá patologického procesu, prejavujúce sa iba na úrovni bunkových ultraštruktúr, sú zvyčajne reverzibilné alebo môžu byť kompenzované.

Znalosť bunkovej patológie pomáha špecialistovi akéhokoľvek medicínskeho profilu pochopiť morfologickú podstatu konkrétneho patologického procesu vyskytujúceho sa v tkanivách a orgánoch, rozširuje pochopenie príčin a mechanizmov výskytu choroby, charakteristiky jej priebehu a umožňuje identifikovať a načrtnúť racionálne a účinné spôsoby ich liečby a prevencie. Všetko vyššie uvedené určuje dôležitosť a relevantnosť témy.

Cieľom tréningu je vedieť rozpoznať kvantitatívne a kvalitatívne morfologické zmeny v bunkových ultraštruktúrach spôsobené vplyvom rôznych patogénnych faktorov a interpretovať funkčná hodnota tieto zmeny.

Ak to chcete urobiť, musíte byť schopní:
identifikovať charakteristické morfologické znaky bunkových organel v patologických podmienkach na elektrónových mikrosnímkach;
určiť povahu a stupeň štrukturálnych odchýlok študovaných organel od štandardov akceptovaných ako „normálne“ morfologické konštanty;
určiť reverzibilitu a ireverzibilitu zistených štrukturálnych zmien v organelách;
rozpoznať stereotypné a špecifické zmeny v bunkových ultraštruktúrach ako odpoveď na vplyv patogénneho faktora;
interpretovať morfologické zmeny v ultraštruktúrach a určiť ich funkčný význam vo vývoji všeobecných bunkových reakcií v rôznych všeobecných patologických procesoch, ako sú napríklad poruchy bunkového metabolizmu, bunková smrť (apoptóza a nekróza), bunková hypertrofia a atrofia, bunková dysplázia a metaplázia transformácia nádoru atď.

Normálne fungovanie buniek závisí od:
Stav prostredia obklopujúceho bunku (homeostáza);
Včasnosť a dostatok živín vstupujúcich do bunky (kyslík, glukóza, aminokyseliny);
Úroveň metabolických produktov, najmä CO2.

Keďže vo väčšine prípadov je vplyv akéhokoľvek patogénneho (chorobotvorného) faktora sprevádzaný zmenou homeostázy, príjem patogénnej informácie bude bunka vykonávať prostredníctvom svojej bunková membrána.
Plazmatická membrána definuje dutinu, v ktorej sú umiestnené bunkové zložky. Niektoré organely, ako napríklad Golgiho komplex, sú priamo spojené s povrchom membrány; iné, napríklad endoplazmatické retikulum (drsné a hladké), nie sú v priamom kontakte s plazmatickou membránou.

Plazmatická membrána je postavená ako bariéra aj ako priechod pre všetky látky, ktoré vstupujú alebo opúšťajú bunku. Podporuje vnútorné chemické zloženie buniek prostredníctvom selektívnej permeability a transportu. Proces membránového transportu zahŕňa transport iónov a iných substrátov proti koncentračnému gradientu. Transport môže byť aktívny, v takom prípade vyžaduje ATP a „mobilitu“ transportných proteínov v membráne, alebo pasívny, prostredníctvom rôznych difúznych a metabolické procesy. Voda a ióny ním prechádzajú jednoduchou difúziou. Molekuly ako glukóza si vyžadujú transportný prostriedok.

Normálna cytomembránová permeabilita je hlavnou podmienkou bunkovej homeostázy.

Preto začneme štúdium ultraštrukturálnej bunkovej patológie štúdiom štrukturálnych zmien pozorovaných v bunkovej membráne.

CYTOPLAZMICKÁ MEMBRÁNA

Hranice bunkovej membrány sú zvyčajne schematicky znázornené ako tenká čiara. V transmisnom elektrónovom mikroskope sa javí ako trojvrstvová štruktúra pozostávajúca z dvoch hustých vrstiev, každá s hrúbkou 2 až 3 nm, oddelených menej hustou medzivrstvou s hrúbkou 4 až 5 nm. Celková hrúbka membrány sa pohybuje od 7,5 do 10 nm. Vonkajší povrch predstavuje ju hrubá vrstva mukopolysacharidov (glykokalyx). Vnútorný povrch spojené s prvkami bunkového cytoskeletu a tvorené labilnými proteínmi, ktoré zabezpečujú integritu mikrofilamentov a mikrotubulov. Na povrchu membrány niektorých buniek sa nachádzajú mikroklky, ktoré sú osovo vyplnené molekulami aktínu, ako aj desmozómy (bunkové spojenia), ktoré obsahujú mikrofilamenty tvorené keratínom.

Davson a Danielli navrhli model bunkovej membrány v roku 1935. Hlavným vrcholom modelu je povaha usporiadania molekúl lipidov. Membrána pozostáva z dvoch radov fosfolipidových molekúl usporiadaných viac-menej kolmo na povrch membrány tak, že ich nepolárne (hydrofóbne) konce sú vo vzájomnom kontakte a ich polárne (hydrofilné) konce smerujú k sebe. vodné roztoky na jednej alebo druhej strane membrány (obr. 2)

Obr. 2 Schéma štruktúry bunkovej membrány

Normálna cytomembránová permeabilita je hlavnou podmienkou bunkovej homeostázy. Cytomembrána je postavená ako bariéra aj ako priechod pre všetky látky, ktoré vstupujú do bunky alebo ju opúšťajú. Udržuje vnútornú chémiu bunky prostredníctvom selektívnej permeability a transportu. Proces membránového transportu zahŕňa transport iónov a iných substrátov proti koncentračnému gradientu. Transport môže byť aktívny, v takom prípade vyžaduje ATP a „mobilitu“ transportných proteínov v membráne, alebo pasívny, prostredníctvom rôznych difúznych a metabolických procesov. Voda a ióny ním prechádzajú jednoduchou difúziou. Molekuly ako glukóza si vyžadujú transportný prostriedok.

Cytomembrána obsahuje receptory pre hormóny, ako je inzulín alebo adrenalín, a ďalšie biologicky aktívne látky ovplyvňujúce funkciu a reaktivitu buniek, lokalizované sú rôzne proteíny, molekuly mukopolysacharidov a špecifické proteíny (napríklad antigénne determinanty histokompatibility), ktoré určujú jej schopnosť na permeabilitu a antigénne vlastnosti.

Cytomembrána hrá hlavnú úlohu v medzibunkových komunikáciách, a to tak prostredníctvom vytvárania špecializovaných medzibunkových kontaktov, ako aj prostredníctvom prenosu signálu.

Nakoniec hrá rozhodujúcu úlohu pri raste a proliferácii buniek. Predpokladá sa, že za nádorovú transformáciu buniek sú zodpovedné patologické modifikácie v cytomembráne.

PORUCHY V ŠTRUKTÚRE A FUNKCII BUNKOVEJ MEMBRÁNY

Príčiny poškodenia cytoplazmatickej membrány:
Tvorba voľných radikálov (veľmi nestabilných častíc s nepárnym počtom elektrónov na vonkajšej obežnej dráhe) obsahujúcich aktivovaný kyslík, po ktorej nasleduje reakcia medzi nimi a lipidmi bunkovej membrány (peroxidácia lipidov) (Tabuľka 1), čo vedie k uvoľneniu prebytočnej energie.
Aktivácia komplementového systému. Komplement je systém plazmatických proteínov (C1-C9), ktoré existujú v neaktívnej forme a tvoria približne 10 % krvných globulínov (pozri Imunita). Keď sú aktivované, jeho konečné produkty, pravdepodobne komplexy C5b, C6, C7, C8 a C9, vykazujú fosfolipázovú aktivitu, to znamená, že môžu enzymaticky poškodiť cytomembránu. Tento jav (fixácia a aktivácia komplementu) je dôležitou zložkou imunitnej odpovede, pri ktorej sú zničené bunky, ktoré sú rozpoznané ako „cudzie“.
Lýza pomocou enzýmov. Napríklad pankreatické lipázy (produkované v nadbytku počas akútnej pankreatitídy) a enzýmy produkované Clostridium perfringens (jeden z pôvodcov plynatej gangrény) spôsobujú rozsiahlu nekrózu cytomembrán.
Lýza vírusmi sa uskutočňuje tak priamou inzerciou cytopatických vírusov do bunkovej membrány, ako aj nepriamo prostredníctvom imunitnej odpovede na vírusové antigény umiestnené na povrchu infikovaných buniek.
Pôsobenie fyzikálnych a chemických faktorov (vysoká a nízka teplota, chemikálie atď.)

Ľavý stĺpec predstavuje faktory, ktoré produkujú voľné radikály zobrazené v strednom stĺpci hore. Mechanizmy poškodenia sú uvedené v pravom stĺpci. Normálna bunka má niekoľko antioxidačných mechanizmov, ktoré inaktivujú voľné radikály, ktoré sú zastúpené v strednom stĺpci nižšie.

Následky poškodenia cytoplazmatickej membrány:
Strata štrukturálnej integrity vrátane nekrózy. Obmedzené (miestne) poškodenie je možné opraviť, ale s určitou stratou membrány. V erytrocytoch tento proces vedie k tvorbe mikrosférocytov.
Porušenie funkcie „bariéry“, ktoré môže viesť k prebytočnej vode vstupujúcej do bunky - vakuolárna alebo hydropická dystrofia.

Typy poškodenia cytoplazmatickej membrány

Patológiu bunkových membrán môžu sprevádzať zmeny membránovej permeability, poruchy membránového transportu, bunkovej komunikácie a „rozpoznávania“, zmeny pohyblivosti membrány a tvaru bunky, poruchy syntézy a metabolizmu membrán.

Poškodenie tvaru membrán. Morfologicky sa prejavuje vo forme deformácie alebo atrofie špecializovaných štruktúr, vzniku trhlín alebo trhlín. Napríklad atrofia mikroklkov enterocytov pri ochoreniach tenkého čreva s rozvojom malabsorpčného syndrómu alebo deformácia podocytových stôp epitelu vnútornej vrstvy Bowmanovho puzdra obličkového glomerulu pri niektorých nefropatiách.

Zmeny priepustnosti membrán. Dôležitú úlohu v membránovej permeabilite má glykokalyx a interakcia membránových proteínov s cytoskeletom, ako aj hormóny, ktoré interagujú s membránovými receptormi. Zmeny priepustnosti môžu byť závažné (ireverzibilné) alebo povrchové. Najviac študovaným modelom zmien priepustnosti membrán je poškodenie ťažkými kovmi (ortuť, urán). Ťažké kovy prudko zvyšujú priepustnosť membrány pre sodík, draslík, chlór, vápnik a horčík, čo vedie k rýchlemu opuchu buniek a rozpadu ich cytoskeletu. Zväčšenie povrchu bunkovej membrány v dôsledku membrán mikropinocytóznych vezikúl je znakom náhleho opuchu bunky a jej smrti. Zvýšenie objemu buniek v dôsledku príjmu veľká kvantita voda v dôsledku anomálie osmotického tlaku je sprevádzaná výskytom trhlín a dokonca prasklín v membráne. Ak sa medzery nezväčšujú, medzery sa uzavrú a zmiznú. Zhrubnutie bunkovej membrány môže byť spojené so znížením množstva iónov vápnika v extracelulárnej tekutine. Súčasne sa mení priepustnosť membrány pre ióny sodíka a draslíka a v bunke sa hromadí kvapalina.

Zmeny v bunkovej komunikácii a „rozpoznaní“. Bunková komunikácia a rozpoznávanie „priateľov“ a „nepriateľov“ je nevyhnutnou vlastnosťou bunkovej spolupráce. Bunková „komunikácia“ a „rozpoznanie“ sú primárne založené na rozdieloch v štruktúre vonkajších povrchov plazmatických membrán. Osobitnú úlohu v týchto procesoch zohráva membránová glykokalyxa s povrchovými antigénmi - markermi určitého typu buniek. Povrchové antigény sa môže zmeniť. K zmenám bunkovej „komunikácie“ a „rozpoznania“ dochádza pri rôznych patologických procesoch (zápal, regenerácia, rast nádoru). Ukázalo sa, že s vymiznutím charakteristické tohto typu môžu sa objaviť bunkové antigény, „embryonálne“ a abnormálne (napr. karcinoembryonálne) antigény. Zmeny v glykoproteínoch (glykokalyx) membrány ho robia viac hodnotný protilátky. Cytoplazmatická membrána sa zúčastňuje imunitných procesov. Na jej povrchu môžu byť fixované protilátky a môže sa tu prejaviť aj konflikt antigén-protilátka. Prítomnosť komplexov antigén-protilátka sa môže detegovať pomocou fluorescenčnej mikroskopie alebo skenovacieho elektrónového mikroskopu.

Nadmerné rozšírenie normálnych štruktúr. Pôsobenie agresívneho faktora na bunkovú membránu spôsobuje odozvu (reaktívne) morfologické zmeny vo forme zvýšenia počtu, rozsahu a plochy membránových štruktúr. Zachytenie rôznych cudzorodých látok (kvapalných a pevných) bunkou sa môže uskutočniť pomocou dvoch mechanizmov: pinocytóza a fagocytóza.

Pinocytóza (pineín - nápoj) - invaginácia (invaginácia) vonkajšej bunkovej membrány so zachytením cudzorodej tekutej látky, následným uzavretím membrány, jej šnurovaním a vytvorením pinocytózového vezikula. Tento proces sa pozoruje vo väčšine buniek. Vezikuly pinocytózy často zohrávajú úlohu transportného prostriedku pre tekutiny, ktoré niekedy takto prechádzajú cez celú bunku (napríklad v endoteli).

Fagocytóza (phagein - eat) je proces, pri ktorom bunka zachytáva zvonku a vťahuje do seba akúkoľvek hustá častica evagináciou (protrúziou) bunkovej membrány a vytvorením fagocytózneho vezikula.

Osud fago- a pinocytotických vezikúl je vo väčšine prípadov rovnaký: splynutím v cytoplazme bunky s primárnymi lyzozómami vytvárajú multivezikulárne telieska (s pinocytózou) alebo fagozómy (s fagocytózou). Obidva sa nazývajú sekundárne lyzozómy. V sekundárnych lyzozómoch prebieha proces trávenia zachytených častíc s tvorbou zvyškových teliesok, ktoré sú následne exocytózou vytláčané von z bunky (exo - vonku). Amputácia cytoplazmatických procesov a uvoľnenie poškodených fragmentov vnútrobunkových štruktúr sa zvyčajne nazýva klasmatóza (klasteín - k poškodeniu).

Vzhľad špeciálnych patologických štruktúr. Bunková odpoveď na anoxiu, konflikt antigén-protilátka alebo metabolické inhibítory sa prejavuje zvláštnou zmenou bunkovej membrány vo forme tvorby myelínových alebo pseudomyelínových štruktúr. Objavujú sa ako výsledok peroxidácie membránových lipidov a vznikajú z uvoľnených fosfolipidov navíjaním predĺžených cytoplazmatických procesov alebo mikrotubulov. Pseudomyelínové čísla by sa nemali zamieňať so špecifickými myelínovými číslami spojenými s myelínom. V prípade demyelinizácie alebo poškodenia neurónov dochádza k vakuolizácii a fragmentácii.

Zmena bunkových spojení. Bunková membrána obsahuje Rôzne druhy kontakty porovnateľné s elektrickými pripojeniami. Môžu byť reprezentované komplexmi silných (stredných) alebo slabých (desmozómy, interdigitujúce zlúčeniny) medzibunkových kontaktov.

Patológia medzibunkových kontaktov sa môže prejaviť ich zachovaním v prípadoch, keď mali zmiznúť počas procesu dozrievania buniek: napríklad v epiderme s parakeratózou (oneskorené dozrievanie a deskvamácia buniek). V iných prípadoch dochádza k poruche tých bunkových spojení, ktoré by mali normálne existovať. V tomto prípade bunky stratia vzájomný kontakt. Tento stav môže byť spôsobený znížením množstva iónov vápnika v extracelulárnej tekutine alebo účinkom fosfolipáz na bunkovú membránu. Delené bunky majú zhrubnutú plazmatickú membránu. Zmena bunkových kontaktov sa prirodzene pozoruje v procese karcinogenézy, je základom narušenia kontaktnej inhibície proliferácie nádorových buniek a podporuje infiltráciu nádoru a metastázy.

CYTOPLAZM

Vo svetelnom mikroskope je pri farbení hematoxylínom a eozínom cytoplazma acidofilná a zdá sa, že je opticky homogénna alebo jemne zrnitá. Elektrónový mikroskop identifikuje početné štruktúry (organely) potrebné pre metabolizmus buniek. Niektoré bunky v patologických podmienkach obsahujú formácie, ktoré sa nezúčastňujú na metabolických procesoch a nie sú štrukturálne homogénne s cytoplazmou - sú to inklúzie (tuk, glykogén, pigmenty atď.)

MITOCHONDRIA

Mitochondrie sú štruktúry ohraničené dvoma membránami - vonkajšou a vnútornou, ktoré majú tvar valca s priemerom 0,5-1 nm a dĺžkou 2-5 nm. Počet, tvar a veľkosť mitochondrií sa v rôznych bunkách značne líši.

Mitochondrie sú indikátory funkčného stavu buniek, najcitlivejšie na agresiu. Je známe, že jedným z prvých príznakov autolýzy buniek (smrť) je vakuolizácia mitochondrií. Hoci sú mitochondrie stabilné štruktúry, v bunkách sa neustále obnovujú. Zničenie (deštrukcia) nadmerného počtu mitochondrií sa uskutočňuje pomocou autofágových procesov vakuolami, ktoré zohrávajú úlohu sekundárnych lyzozómov.

Mitochondrie sú „energetické stanice“, ktoré sa priamo podieľajú na metabolizme prostredníctvom Krebsovho cyklu a systémov prenosu elektrónov dýchacieho reťazca. Energia, ktorú produkujú, je konvertibilná a akumuluje sa vo vnútri molekúl ATP vo forme energeticky bohatých fosfátových zlúčenín (makroergické väzby). ATP sa vyrába fosforyláciou ADP; táto reakcia je spojená s oxidáciou redukovaných látok v dýchacom reťazci enzýmov. To si vyžaduje kyslík.

POŠKODENIE MITOCHONDRIA

Príčiny poškodenia (alterácie) mitochondrií spojené s poruchou tvorby ATP (obr. 3).

Obr. 3 Hlavné biochemické procesy podieľajúce sa na produkcii ATP.

Poruchy, ktoré spôsobujú poškodenie syntézy ATP, sú označené písmenami, popis pozri v texte.

Hypoglykémia: Glukóza je hlavným substrátom pre tvorbu energie vo väčšine tkanív a jediným zdrojom energie v mozgových bunkách – neurónoch. Nízka hladina glukózy v krvi (hypoglykémia) preto vedie k nedostatočnej tvorbe ATP, ktorá je najvýraznejšia v mozgu.
Hypoxia: Nedostatok kyslíka v bunkách (hypoxia) sa môže vyskytnúť, keď:
Prítomnosť mechanickej prekážky dýchania alebo pľúcnych ochorení, ktoré sú sprevádzané zhoršeným okysličovaním krvi.
Ischémia alebo narušenie arteriálneho prietoku krvi do tkanív v dôsledku všeobecných porúch prekrvenia alebo výskytu lokálnej prekážky prietoku krvi.
Anémia (to znamená zníženie počtu červených krviniek a/alebo hladiny hemoglobínu v krvi), ktorá vedie k zníženiu transportu kyslíka krvou.
Porušenie štruktúry hemoglobínu (napríklad pri otrave oxidom uhoľnatým (CO), pri ktorom sa tvorí karboxyhemoglobín, ktorý nie je schopný prenášať kyslík).
Inhibícia enzýmov: napr. otrava kyanidom draselným. Kyanid draselný inhibuje cytochrómoxidázu, konečný enzým v dýchacom reťazci, čo vedie k akútnemu nedostatku ATP vo všetkých bunkách orgánov a rýchlej smrti.
Odpojenie oxidačnej fosforylácie: Odpojenie oxidácie a fosforylácie nastáva buď tým chemické reakcie alebo fyzikálnym oddelením enzýmov od mitochondriálnej membrány. Mitochondriálny opuch, ktorý je spoločný znak pre väčšinu typov poškodenia je príčinou rozpojenia oxidačnej fosforylácie.

Typy mitochondriálneho poškodenia

Rozlišujú sa tieto: štrukturálne zmeny mitochondrie (obr. 4):
zvýšenie počtu a veľkosti;
tvorba megamitochondrií;
zmena tvaru;
zmeny v štruktúre mitochondriálnych krís.

Obr.4. Schéma mitochondriálneho poškodenia.

A – normálne mitochondrie; B – degranulácia mitochondriálnej matrix; B – kompresia a zhutnenie mitochondriálnej matrice; D – zväčšenie objemu, fragmentácia kristov a prasknutie vonkajšej membrány; D – kondenzácia zničeného materiálu; E – tvorba rúrok; G a H – nahromadenie lamelárnych kristov v kontakte s vnútornou membránou; I – mitochondriálna kalcifikácia; K – začiatok mitochondriálneho delenia: rozdelenie na dve časti septom; L – úplné rozdelenie mitochondrií; M – parakryštalické inklúzie; H – megamitochondria (dvojité šípky označujú reverzibilné zmeny).

Zvýšenie počtu a veľkosti mitochondrií. Nadmerný nárast počtu mitochondrií možno pozorovať pod optickým mikroskopom. To sa prejavuje objavením sa oxyfilných granúl v cytoplazme buniek. Takéto bunky sú známe ako onkocyty alebo napríklad v štítnej žľaze ako Hurthleove bunky. Majú bohatú cytoplazmu, jadro v nich je často vytlačené na perifériu. Onkocyty sa často zisťujú v štítnej žľaze, prištítnych telieskach, slinných, prieduškových a mliečnych žľazách. V sekrečných bunkách naznačuje onkocytická transformácia zmenu v syntéze proteínov. Bunky, ktorých cytoplazma je bohatá na mitochondrie, sa nachádzajú aj v iných patologických stavov(hypertrofia, zápaly, nádory).

Megamitochondrie. Mitochondrie sú schopné autoreplikácie ako plastidy (analogicky ako mitochondrie) rastlinných buniek. Môžu rásť a deliť sa, dosahovať gigantické veľkosti, niekedy väčšie ako jadro – to sú megametachondrie. Vo svetelnom mikroskope ich možno vidieť ako ľahké okrúhle, veľmi oxyfilné gule. Megamitochondrie sa nachádzajú napríklad v hepatocytoch pri alkoholizme a cirhóze pečene, v epitelové bunky renálne tubuly s nefrotickým syndrómom, s nedostatkom riboflavínu, s intoxikáciou bromidom, s niektorými svalové ochorenia. Je však tiež známe, že po odstránení intoxikácie sa obrie mitochondrie v priebehu niekoľkých hodín vrátia do normálu.

Zmeny tvaru mitochondrií sú najčastejšie spôsobené ich opuchom.

Opuch mitochondrií. Je spojená s prenikaním vody do mitochondrií. Opuch musí byť odlíšený od skutočného zvýšenia mitochondriálneho objemu, známeho ako megamitochondrie (pozri nižšie). Najviac sa pozoruje opuch mitochondrií rôzne štáty: pôst, hypoxia, intoxikácia, horúčka, svalové ochorenia, podávanie tyroxínu atď. Zakalený opuch, popísaný v optickom mikroskope ako degenerácia granulárnych buniek, je tiež sprevádzaný opuchom mitochondrií.

In vitro boli zistené dva typy opuchov.

Prvý typ je s malou amplitúdou napučiavania, pri ktorej zmena energetickej aktivity má za následok reverzibilnú zmenu proteínových štruktúr. Tento typ napučiavania je sprevádzaný prechodom vody cez expandovaný vonkajší priestor, tvorený vonkajšou membránou, do vnútorného priestoru, tvoreného cristae a vyplneného matricou. V tomto prípade sa mitochondriálna matrica zmršťuje a stáva sa veľmi hustou. Po fáze kontrakcie sa mitochondrie môžu vrátiť do normálneho stavu.

Druhý typ - s veľkou amplitúdou opuchu, sa vyskytuje v dôsledku zvýšenia priepustnosti vnútornej membrány. Dôsledkom toho je vyhladenie a fragmentácia cristae. Opuch s veľkou amplitúdou môže byť spočiatku korigovaný zvýšením koncentrácie ATP a horčíka, ale po poškodení vonkajšej membrány sa rýchlo stáva nevratným (t. j. smrteľným). In vivo je sprevádzané odumieraním granúl mitochondriálnej matrice, ktoré sa najskôr vyjasnia, potom zhustnú a vo vnútornej komore tvoria vločky. Konečné štádium smrti je charakterizované tým, že obe membrány, vnútorná aj vonkajšia, prasknú.

Za určitých podmienok sa na vnútornej membráne môžu vytvárať zrazeniny fosforečnanu vápenatého, čo vedie ku kalcifikácii (septembru) mitochondrií. Tieto zmeny sú tiež nezvratné.

Zmeny v štruktúre mitochondriálnych krís môžu ovplyvniť ich veľkosť, tvar a počet:
deformácia kristov a zníženie ich počtu (vyskytuje sa pri zníženej mitochondriálnej aktivite);
zvýšenie počtu mitochondriálnych krís je dôkazom zvyšujúcich sa funkčných potrieb bunky.

Spolu so zmenami v cristae za patologických stavov dochádza k zmene štruktúry hustých granúl mitochondriálnej matrice. Tieto granuly s priemerom 20 až 50 nm akumulujú dvojmocné katióny. Maticu hustých granúl tvoria okrem vápnika, horčíka, fosforu a iných anorganických látok aj proteíny a lipidy. Ich zväčšenie objemu pozorujeme v bunkách presýtených iónmi vápnika, čo môže viesť k smrteľnému poškodeniu buniek. Hypertrofia (zväčšenie objemu) týchto granúl bola zistená počas ischémie myokardu, v hepatocytoch počas intoxikácie tetrachlórmetánom a vo svalových bunkách počas tetanu. K redukcii alebo vymiznutiu hustých granúl dochádza v onkocytoch, hepatocytoch a črevných epitelových bunkách počas ischémie.

ENDOPLASMICKÉ SÍTKO

Endoplazmatické retikulum (ER) v cytoplazme tvorí početné plexusy štrbín a kanálov. Podieľa sa na tvorbe jadrovej membrány a Golgiho aparátu. Funkcia membrán, ktoré tvoria retikulum, sa líši v závislosti od ich spojenia s ribozómami: „hrubý ER“ je miestom syntézy proteínov, ktorá tvorí základ bunkovej sekrécie proteínov, zatiaľ čo „hladký ER“ hrá úlohu v syntéza sacharidov, metabolizmus steroidov a rôznych toxických látok, ktoré je potrebné neutralizovať. Súvisí to aj s metabolizmom glykogénu. Vývoj ER je prejavom syntetickej aktivity, ktorú možno pozorovať v exokrinných pankreatických bunkách alebo plazmatických bunkách, avšak akumulácia produktov syntézy v ER môže byť spôsobená spomalením ich vylučovania. Príkladom toho sú Rousselove telá, okrúhle inklúzie nachádzajúce sa v starých plazmatických bunkách. Rousselove telá sa nazývajú náhrobné kamene plazmatických buniek. Lipoproteíny, ktoré tvoria membrány ER, sú podľa väčšiny vedcov podobné tým, ktoré tvoria vonkajšiu bunkovú membránu. Obe membrány sa môžu spojiť a potom sa ER otvorí smerom von z bunky, najmä k tomu dochádza pri javoch bunkovej sekrécie. Na druhej strane je možné uvažovať o momente, kedy sa v ER objavia látky prenikajúce do bunky, ktoré zvyčajne smerujú do lyzozómov. V dôsledku toho ER chráni bunku pred inváziou cudzích látok. Opísaná ako „hrubá ER degranulácia“, zníženie počtu ribozómov spojených s ER a celkový počet ribozómy sa často pozorujú v hepatocytoch počas intoxikácie etionínom, tetrachlórmetánom a pyromycínom. Tieto zmeny sú reverzibilné a naznačujú zníženie syntézy proteínov. Nakoniec je potrebné pripomenúť, že ER je tiež domovom niektorých vírusov, najmä retrovírusov. Za patologických stavov možno pozorovať dva typy morfologických zmien – hyperpláziu a atrofiu endoplazmatického retikula.

Hyperplázia ER (hladká alebo drsná), t.j. zvýšenie jeho množstva môže byť sprevádzané tvorbou koncentrických štruktúr, ktoré sú vo svetelnom mikroskope často viditeľné ako oblasti eozinofilnej cytoplazmy. Je biochemicky dokázané, že v štruktúrach tvorených GER sa zvyšuje počet enzýmov zodpovedných za detoxikáciu, teda tento jav naznačuje účasť hladkého ER na detoxikačných procesoch. Takéto zmeny sú nešpecifické a pozorujú sa pri vystavení aflatoxínu, tetrachlórmetánu, DDT, dimetylnitrózamínu, fosforu, progesterónu, vírusovým infekciám alebo nádorom (hepatóm).

ER atrofia, t.j. zníženie jeho veľkosti je sprevádzané znížením proteínovo-syntetickej funkcie bunky (počas hladovania, ochorenia pečene, starnutia).

GOLGI APPARATUS (lamelárny komplex).

Golgiho štruktúry sú tvorené sploštenými vakmi (vakuolami) obsahujúcimi sekrečné granuly a anastomózy, ktoré sú vzájomne prepojené s endoplazmatickým retikulom. V nich sú proteíny určené na sekréciu konjugované so sacharidovými skupinami. Veľkosť Golgiho aparátu je spojená so syntetickou aktivitou bunky a je určená buď úrovňou vonkajšej sekrécie, napríklad v pečeni alebo pankrease, alebo intenzitou syntézy potrebnej pre život samotnej bunky, napríklad v neurónoch.

Morfologické prejavy porúch sekrečnej funkcie sú vyjadrené buď vo forme hyperplázie lamelárneho komplexu, to znamená zväčšenia plochy jeho membrán a počtu sekrečných granúl, alebo vo forme atrofie lamelárneho komplexu. , ktorá je sprevádzaná redukciou (poklesom) vakuol a stratou sekrečných granúl. Hyperplázia Golgiho aparátu sa zvyčajne kombinuje s hyperpláziou endoplazmatického retikula. Ak je syntéza určitých látok pred ich sekréciou a vylučovaním, potom sa tieto látky hromadia v Golgiho aparáte a môžu ho poškodiť. Napríklad akumulácia žlče v hepatocytoch počas cholestázy. Atrofia Golgiho aparátu naznačuje zníženie jeho funkčnej aktivity. Jedným z dôvodov tohto poklesu môže byť hladovanie bielkovín, ako aj narušenie interakcie lamelárneho komplexu s endoplazmatickým retikulom.

lyzozómy

Lyzozómy sa nachádzajú v bunkách za normálnych a patologických podmienok. Podieľajú sa na výžive bunky, deštrukcii buniek alebo ich starnúcich častí, čím uľahčujú obnovu buniek alebo podporujú ich normálne dozrievanie. Lyzozómy zabezpečujú zachovanie biologickej rovnováhy, narušenej agresívnymi činiteľmi pri početných procesoch - zápaly, imunitná obrana, poruchy zrážanlivosti krvi atď.

Lyzozómy možno definovať ako malé, elektrón-denzné štruktúry, ktoré vyzerajú ako polymorfné granuly alebo vezikuly obklopené lipoproteínovou membránou (obr. 5). Táto definícia sa vzťahuje hlavne na primárne lyzozómy, ktoré sú derivátmi endoplazmatického retikula a Golgiho aparátu. Sú schopné ničiť proteíny, lipidy, polysacharidy a nukleové kyseliny pomocou viac ako 50 lyzozomálnych enzýmov, ako sú hydrolázy.

Obr.5. Schéma tvorby primárnych a sekundárnych lyzozómov

Primárne lyzozómy sa spájajú s inými vakuolami, čím sa do nich uvoľňuje ich obsah, a tak vytvárajú sekundárne lyzozómy: pinolizozómy, fagolyzozómy a autofagolyzozómy alebo cytolyzozómy (cytolyzozómy). Sú dosť polymorfné a bohaté na kyslú fosfatázu. Ak proces trávenia nie je úplne vykonaný, vytvárajú sa zvyškové (zvyškové) telieska alebo telolyzozómy, ktoré majú širokú škálu vzhľadu. Niektoré z nich sú z bunky odstránené exocytózou, iné klasmatózou. Niektoré telolyzozómy podliehajú biochemickému spracovaniu a sú odstránené difúziou cez bunkovú membránu. Iné môžu vytvárať hnedasté komplexy, ako je lipofuscín, liposiderín, hemosiderín atď., ktoré zostávajú intracelulárne alebo sú odstránené z bunky. Niektorí autori považujú granule lipofuscínu za produkty rozkladu membránových lipoproteínov a nazývajú sa „pigmentom opotrebovania buniek“.
Nazývajú sa aj terciárne lyzozómy.

Lysozómy teda patria do intracelulárneho lytického alebo „tráviaceho“ systému. V niektorých bunkách môže byť dominantná tráviaca funkcia, napríklad v polymorfonukleárnych leukocytoch. Na rozdiel od väčšiny predtým študovaných organel, lyzozómy majú skôr katabolickú ako anabolickú funkciu. Táto funkcia lyzozómov sa uskutočňuje pomocou dvoch mechanizmov - endocytózy a autofágie.

Endocytóza. Tento proces sa veľmi často pozoruje v proximálnych stočených tubuloch obličiek. Proteíny, najmä tie s nízkou molekulovou hmotnosťou, sú po prechode cez glomerulárny filter reabsorbované a akumulované lyzozómami epitelových buniek stočených tubulov obličiek. Virchow zrejme opísal tento jav pod názvom „zakalený opuch“. Prítomnosť v bunkách obličkových tubulov v mnohých granulách proteinúrie s pozitívnou reakciou na kyslú fosfatázu naznačuje ich lyzozomálny pôvod.

Podobnú akumuláciu proteínov vykonávanú lyzozómami možno pozorovať v pečeni (Kupfferove bunky, mononukleárne fagocyty).

Autofágia. Schopnosť lyzozómov zachytiť a zničiť vlastné štruktúry bunky vysvetľuje, ako veľké molekuly, ako je glykogén a feritín, môžu vstúpiť do týchto organel. Mechanizmus autofágie začína vytvorením systému hladkých membrán okolo oblasti cytoplazmy, ktoré túto oblasť kruhovo obklopujú a spájajú sa do vakuoly, do ktorej primárne lyzozómy uvoľňujú svoje enzýmy. Tento jav, opísaný ako „fokálna bunková nekróza“, hrá úlohu vnútorného regulátora cytoplazmy. Dá sa predpokladať, že bunke umožňuje kontrolovať počet jej mitochondrií, ktorých reprodukcia prebieha viac-menej autonómne.

LYZOZOMÁLNE CHOROBY

Poškodenie lyzozomálnych membrán. Destabilizáciu (labilizáciu) lyzozomálnych membrán vo forme trhlín a zlomov možno pozorovať pod vplyvom rôznych agresívnych faktorov: ionizujúce žiarenie, anoxia, šok, otrava tetrachlórmetánom, vystavenie kremíku, nedostatok vitamínov a hypervitaminóza A, vystavenie bakteriálnym endotoxínom , atď. V týchto prípadoch hydrolázy difundujú do bunky, čo vedie k jej nekróze alebo postupnej deštrukcii samotrávením.

Existuje však veľké množstvo stabilizátorov lyzozomálnej membrány, ktoré ju chránia pred vonkajšie vplyvy. Patria sem cholesterol, kortikoidy, vitamín E v malých dávkach, antihistaminiká atď. Zvyšujú odolnosť buniek voči agresorovi. Lyzozómy tiež produkujú veľké množstvo inaktivátorov agresívnych činidiel, napríklad počas zápalu, imunitných reakcií a intoxikácie. Keď je táto funkcia nadbytočná a presahuje silu agresie alebo blokuje jej povahu, lyzozómy sa už nezúčastňujú na homeostáze. Stávajú sa abnormálnymi a nafúknutými.

Nedostatok lyzozomálnych enzýmov. V lyzozómoch môžu chýbať niektoré enzýmy potrebné pre normálny bunkový metabolizmus. Enzymopatia alebo dysmetabolické ochorenie je vrodené a dedí sa autozomálne recesívnym spôsobom. Nedostatok enzýmu sa najčastejšie pozoruje pri glykogenóze (Pompeova choroba, Gierkeova choroba), lipidóze (nedostatok adiposocytovej lipázy) a hepatóze (Dabin-Johnsonova choroba). Tieto stavy sa niekedy nazývajú „choroby z akumulácie“. V skutočnosti nehovoríme o nadmernej tvorbe rôznych látok, ale o spomalení alebo zastavení deštrukcie ich metabolitov pri normálnej syntéze. Výraz „lyzozomálne choroby“ odráža genetický nedostatok lyzozomálnych enzýmov a nie skutočné poškodenie lyzozómov. Tomuto pojmu môžu nepochybne zodpovedať len niektoré podmienky. Ide o zriedkavú Shediac-Higachiho chorobu, pri ktorej sa v poškodených lyzozómoch krvných polynukleárnych buniek zisťujú veľké granuly. Podobný stav sa pozoruje aj u noriek aleutských a týka sa narušenia syntézy rôznych bunkových inklúzií, najmä melanínových zŕn, čo je sprevádzané ich nadmernou akumuláciou v lyzozómoch a dysfunkciou. Syndróm zahŕňa: albinizmus, neutropéniu, adenopatiu, hepatosplenomegáliu, opakujúce sa infekcie. Fenomén akumulácie v lyzozómoch je základom Wilsonovej choroby, pri ktorej sa hromadí meď, a hemochromatózy sprevádzanej akumuláciou feritínu.

PEROXYZÓMY (mikrotelieska)

Peroxizómy sú granuly obsahujúce veľa enzýmov, ako je oxidáza D-aminokyselín, kataláza a urikáza (odtiaľ názov urikozómy). Tieto organely sú identifikované medzi ER.

Zvýšenie ich počtu v hepatocytoch bolo opísané pri použití liekov, ktoré znižujú hladinu lipémie, vírusovej hepatitídy, leptospirózy a v kardiomyocytoch pri dlhšom vystavení etanolu. Zmeny v štruktúre urikozómov boli opísané u Menkesovej a Wilsonovej choroby.

Zníženie počtu peroxizómov a zníženie syntézy ich enzýmov sa pozoruje v pečeni počas zápalu, ako aj počas rastu nádoru. Deštrukcia peroxizómov sa pozoruje pri hyperlipidémii a hypercholesterolémii.

PEROXYZOMÁLNE OCHORENIA

V súčasnosti sú známe tri syndrómy, ktoré sa považujú za dedičné peroxizomálne ochorenia: akatalasemia, cerebrohepatorenálny Zellwegerov syndróm a systémový deficit karnitínu.

Akatalasémia je ochorenie založené na prudkom znížení aktivity katalázy v pečeni a iných orgánoch. Hlavná klinický syndróm Toto ochorenie je gangrenózna ulcerácia ústnej dutiny.

Cerebrohepatorenálny Zellwegerov syndróm je charakterizovaný:
absencia peroxizómov v hepatocytoch;
zníženie aktivity katalázy pečene na 20 % alebo menej;
redukcia endoplazmatického retikula;
atrofia a zníženie počtu mitochondrií;
zvýšenie počtu glykogénových granúl a lipidových vakuol v hepatocytoch.

Vedenie klinický prejav Nedostatok peroxizómov je porucha syntézy žlčových kyselín. Systémový nedostatok karnitínu je sprevádzaný oxidáciou mastných kyselín v kostrových svaloch, pečeni a krvnej plazme. Na klinike sa pozoruje myopatia s periodickou dysfunkciou pečene a mozgu.

CYTOSOL (CYTOPLAZMICKÁ MATRIX)

Cytosol je zložka cytoplazmy, ktorá štrukturálne nesúvisí s organelami a obsahuje proteíny, z ktorých dochádza k zostaveniu organel a rozpustných enzýmov zapojených do intermediárneho metabolizmu bunky. Jeho viskozita sa mení a zvyšuje sa s počtom vlákien, ktoré obsahuje.

Variácie v hustote cytosólu

Zvýšená hustota cytosolu. Ide o nešpecifickú reakciu na rôzne typy škodlivých faktorov: anoxia alebo hypoxia, intoxikácia, pôsobenie vírusov, intoxikácia rakovinou, ionizujúce žiarenie, vystavenie vysokej teplote, elektrickému prúdu atď. Cytoplazma sa stáva acidofilnou vo svetelnom mikroskope a hustejšou v konvenčnej elektrónovej mikroskopii v dôsledku zníženia obsahu vody alebo denaturácie proteínov. Zmena je v niektorých prípadoch sprevádzaná dilatáciou hrubého ER alebo zhutnením mitochondriálnej matrice a nukleoplazmy. Nie je to vždy reverzibilné. Pri koagulačnej nekróze sú v elektrónovom mikroskope viditeľné husté a amorfné fragmenty hyaloplazmy a vo svetelnom mikroskope je cytoplazma rovnomerne acidofilná.

Zníženie hustoty cytosolu môže byť spojené so znížením alebo zastavením syntézy proteínov, ako aj s prenikaním vody do cytoplazmy. S lokálnym poklesom hustoty hovoria o chromolýze.

PATOLÓGIA NETEMBRÁNOVÝCH ORGANEL

RIBOZÓMY

Ribozómy, voľné aj viazané na membrány endoplazmatického retikula, sú nevyhnutné organely na rozpoznanie genetického kódu bunky. Lokalizácia ribozómov je spojená s typom syntetizovaných proteínov. Voľné ribozómy nachádzajúce sa v bazofilných erytroblastoch a neurónoch zabezpečujú syntézu bunkových proteínov. Naopak, ribozómy spojené s membránami ER sa detegujú vo všetkých sekrečných bunkách.

Za patologických podmienok sa ribozómy môžu vytvárať dobre definované geometrické obrazce. Napríklad pri vystavení aflatoxínu a nádorových buniek Burkittov lymfóm, majú vzhľad špirály. Podobné zmeny sa pozorujú v bunkách počas hypotermie, hladovania kyslíkom a nedostatku bielkovín v tele.

PATOLÓGIA MIKROTÚL A MIKROFILAMENTOV

Mikrotubuly (makrofilamenty) zaujímajú osobitné miesto v medzibunkových komunikáciách. Väčšina buniek obsahuje komplexy fibrilárnych štruktúr, ktoré vykonávajú podporné, transportné, kontraktilné a motorické funkcie. Špecializované bunky môžu tiež obsahovať podobné vlákna, ale líšia sa biomechanicky.

Niektoré organely sa vyznačujú spojením mikrotubulov do skupín, zvyčajne v počte deväť, napríklad triplety v centrioly, dublety v mihalniciach. Mikrotubuly sú veľmi zložité štruktúry a obsahujú veľa proteínov, ako aj ATPázu, ktorá sa podieľa na stavbe ciliovaného epitelu.

Existujú genetické abnormality v počte alebo usporiadaní dubletov. Napríklad syndróm vrodených nepohyblivých riasiniek (Kartagenerov syndróm) je charakteristický tým, že riasinky krycieho epitelu dýchacieho traktu a sliznica stredného ucha sú nepohyblivé alebo neaktívne. Preto je mukociliárny transport prudko oslabený alebo chýba, čo vedie k chronický zápal dýchacie cesty a stredné ucho. U takýchto pacientov sú spermie aj nepohyblivé, pretože ich chvost je ekvivalentný riasinkám.

Nedostatok spojenia medzi periférnymi a centrálnymi dubletmi v mihalniciach je sprevádzaný ich nehybnosťou. Toto možno pozorovať pri rôznych patológiách:

s infekčnou bronchitídou sprevádzanou imobilizáciou riasiniek a absenciou ich pohybov v bronchiálnej sliznici;
Fajčiari často pociťujú nehybnosť patologicky zmenených mihalníc, ktoré obsahujú veľa dubletov (obr. 6);
množenie centriolov s tvorbou „ciliových cýst“ sa často pozoruje v pohlavnom trakte žien s chronickými zápalovými ochoreniami (kvapavka, chlamýdie, ureaplazmóza atď.)

Obr.6. Ultraštruktúra nosovej sliznice. Skenovacia elektrónová mikroskopia.

a – redukcia riasiniek ciliárneho epitelu pri prachovej bronchitíde;
b – nezmenený ciliárny epitel.

Rôzne látky, napríklad kolchicín, vinca alkaloidy (vinblastín, vinkristín), sulfhydrylové reaktívne skupiny (kokadylát, diamid) môžu zničiť mikrotubuly. Všetky tieto látky ovplyvňujú mitózu a menia bunkové funkcie spojené s mikrotubulami.

Mikrovlákna. Aktínové vlákna a myozín sa nachádzajú takmer vo všetkých bunkách, bez ohľadu na to, či sú svalové alebo nesvalové.

Patológia mikrofilamentov je rôznorodá v etiológii a patogenéze. Prudký nárast mikrofilamentov sa nachádza v epiteli žlčových ciest pri primárnej biliárnej cirhóze. Je známe, že obeh žlče v pečeni je regulovaný mikrofilamentóznym systémom. Otázka, či je akumulácia mikrofilamentov v epiteli biliárneho systému primárna alebo sekundárna, však ešte nie je vyriešená.
Bol popísaný nárast počtu mikrofilamentov v bunkách počas hojenia rán, ako aj v nádoroch, najmä v oblastiach invázie.

Intermediárne vlákna sú dosť špecializované v závislosti od typu bunky. Avšak články rovnakého pôvodu môžu obsahovať prechodné vlákna rôznych typov. Medzi intermediárne filamenty patria: cytokeratíny - v epitelových bunkách, desmín - vo svalových bunkách, vimentín - v mezenchymálnych bunkách, neurofilamenty - v bunkách centrálneho a periférneho nervového systému, gliové filamenty - v gliových bunkách.

Patológia intermediárnych filamentov je spojená s ich akumuláciou v bunke a pozoruje sa pri tvorbe alkoholických hyalínov (Malloryho teliesok), Alzheimerovej chorobe a niektorých formách kardiomyopatií.

Hyaline Mallory (alkoholický hyalín). Slávny americký patológ Mallory začiatkom storočia opísal hyalínové inklúzie nepravidelného tvaru v pečeňových bunkách pri alkoholizme, ktoré nesú jeho meno. O ich špecifickosti sa diskutuje už dlho. Mallory hyalín sa môže objaviť v mnohých prípadoch, ale najčastejšie pri alkoholickej cirhóze. Experimentálne bol indukovaný u zvierat pomocou griseofulvínu (klinicky sa používa ako antimykotikum). V súčasnosti je akumulácia intermediárnych filamentov morfologickým markerom chronický alkoholizmus.
Alzheimerova choroba alebo „presenilná“ demencia je u starších ľudí sprevádzaná tvorbou fibrilárnych hmôt v neurónoch mozgovej kôry. Tieto fibrilárne hmoty sa farbia ako amyloidné látky konžskou červeňou a vykazujú dvojlom v polarizovanom svetle. Vždy sa však detegujú intracelulárne, na rozdiel od amyloidu, ktorý sa vždy nachádza extracelulárne. Na klinike sa u takýchto pacientov rozvinie demencia.
Kardiomyopatie spojené s poruchou metabolizmu desmínu sa klinicky prejavujú progresívnym zlyhaním myokardu a sú charakterizované masívnymi depozitmi PAS-negatívneho materiálu pozostávajúceho z intermediárnych filamentov v kardiomyocytoch.

CYTOPLAZMICKÉ INKLÚZIE

Sekrečné granule. Sú prezentované v bunkách v troch odrodách - sú to granule exo-, endo- alebo neurosekrécie. Dôležité miesto v patológii je obsadené sekréciou abnormálnych (veľkoobjemových) sekrečných granúl pri syndróme Shediac-Higachi.

Melanín a melanozómy. Melanín je vylučovaný melanocytmi kože, ktorých špecifickou funkciou je syntéza melanínového pigmentu a tvorba melanozómov. Oba tieto procesy sú nezávislé, pretože melanocyty môžu obsahovať melanozómy bez melanínu. Takéto melanocyty sa nachádzajú u albínov a s lokálnou depigmentáciou kože. Počas ultrafialového ožarovania sa melanozómy hromadia v bazálnych keratinocytoch nad apikálnou časťou jadra, ktoré tvoria akúsi clonu, ktorá chráni genetický aparát bunky pred škodlivým žiarením. Pri albinizme je syntéza melanínu nemožná v dôsledku nedostatočnej polymerizácie amínových derivátov aromatických kyselín.

Proteínové granule sú opísané v dvoch typoch. Príkladom prvého typu sú proteínové granuly, vo svetelnom mikroskope zvyčajne acidofilné, PAS-pozitívne (glykoproteíny), ktorých prítomnosť je spôsobená deficitom a1-antitrypsínu. Môžu sa vyskytovať v pečeňových bunkách, obličkových bunkách, neurónoch a benígnych alebo malígnych nádoroch. α1-antitrypsín sa tvorí v pečeni a inhibuje kolagenázu a vo väčšine tkanív aj elastázu. Keď je α1-antitrypsín deficitný, elastáza poškodzuje pľúcne tkanivo, čo vedie k rozvoju emfyzému.

Príkladom druhého typu sú acidofilné proteínové granuly alebo Lewyho telieska pozorované v sympatických neurónoch. Sú to predĺžené eozinofilné a PAS-negatívne útvary a sú typické pre idiopatické ochorenie Parkinsonovu chorobu.

Tubuloretikulárne inklúzie sa nachádzajú v endoplazmatického retikula a tvoria bunky z nepravidelných rúrok, ktoré medzi sebou anastomujú. Prvýkrát boli objavené v glomerulárnych kapilárach obličiek počas autoimunitné ochorenie- diseminovaný lupus erythematosus. Tieto inklúzie sú podobné niektorým vírusovým inklúziám, ako sú myxovírusy. Existuje hypotéza, že tubuloretikulárne inklúzie sú vírusového pôvodu. Zisťujú sa v koži, v obličkách, v lymfocytoch v rôznych léziách – sklerodermia, idiopatická purpura, Goodpastureov syndróm, malígne lymfómy. Môžu byť reprodukované experimentálne s použitím 5-bróm-deoxyuridínu v kultúre lymfocytov. Tento liek sa používa v antivírusová terapia a môže demaskovať latentný vírus.

Subletálne zmeny, reverzibilné

Kondenzácia a marginácia chromatínu je nahromadenie chromatínu pod jadrovou membránou vo forme pravidelnej stuhy alebo malých hrudiek. Zároveň je jadro mierne zmenšené na objeme. Chromatínový konglomerát sa objavuje ako výsledok zníženia pH buniek počas zvýšenej glykolýzy. Tento proces je priamou reakciou na rôzne druhy agresie a nepochybne je jej prvým prejavom.

Zmeny v jadrovej membráne. Vakuoly a pseudovakuoly. Je známe, že jadrová membrána pozostáva z dvoch lipoproteínových listov (doštičiek), v ktorých sú póry alebo okrúhle otvory. Vnútorná platnička je hladká, vonkajšia je pokrytá ribozómami a je v kontakte s endoplazmatickým retikulom.

Za patologických podmienok sa v jadrách môžu objaviť skutočné vakuoly a pseudovakuoly.

Keď je táto membrána vystavená množstvu patogénnych faktorov, môže sa stať diskontinuálnou, napríklad počas dilatácie perinukleárnych cisterien, alebo môže vytvárať lokálne vezikuly invagináciou vnútornej vrstvy jadrovej membrány, napríklad v reakcii na žiarenie. Toto sú skutočné intranukleárne vakuoly.

Pseudovakuoly vznikajú intranukleárnou invagináciou cytoplazmy, sú obklopené dvoma membránovými platňami a obsahujú rôzne častice, organely, najmä ribozómy. Sú charakteristické pre určité typy buniek, ako sú meningeálne, Schwannove, nevusové atď., Zisťujú sa aj v nádorových bunkách. Pseudovakuoly sa nachádzajú v hepatocytoch pri rôznych metabolických poruchách.

Intranukleárne inklúzie. Existujú skutočné inklúzie a pseudoinklúzie.

Skutočné inklúzie predstavujú niektoré vírusy. Pseudoinklúzie sú častice glykogénu (v jadrách hepatocytov pri diabetes mellitus), ako aj sférické, lineárne, fibrilárne štruktúry, ktorých povaha nie je vždy známa. V gliových bunkách sa po expozícii hydroxidu hlinitému Al(OH)3 odhalia fibrilárne štruktúry. Vzhľad guľovitých teliesok je spojený so zvýšenou syntézou proteínov a akumuláciou fibrilárnych štruktúr. Po expozícii sa v hepatocytoch a renálnych tubulárnych epiteliálnych bunkách objavujú komplexné štruktúry ťažké kovy(Pb a Vi).

Smrteľné poškodenie, nezvratné

Existujú tri typy ireverzibilných morfologických zmien v jadre: pyknóza, karyorrhexia a karyolýza.

Pyknóza. Nepriaznivým výsledkom reverzibilnej kondenzácie a marginácie chromatínu pod jadrovým obalom môže byť jeho nezvratná celková kondenzácia na celej ploche jadra. Potom sa jadro stáva homogénnou, intenzívne bazofilnou farbou a zvrásnenou - to je pyknóza. Je zrejmé, že keď je jadro pyknotické, je mŕtve. Chromatínové vlákna kondenzujú v dôsledku pôsobenia DNAázy a lyzozomálnych katepsínov a ich deštrukcia nastáva viac-menej rýchlo.

Karyorrhexis (rexis – prasknutie). Ide o štiepenie kondenzovaného chromatínu, zvyčajne na maloobjemové fragmenty nepravidelného tvaru, ktoré sa môžu nachádzať vo vnútri jadrovej membrány, ak je zachovaná alebo sa nachádzajú v cytoplazme, keď je zničená.

Karyolýza (lýza – rozpúšťanie, topenie) je typ jadrovej smrti, pri ktorej je chromatín viac-menej úplne rozpadnutý a nefarbí sa. Zdá sa, že jadro je zbavené chromatínu, ktorý mizne v dôsledku absorpcie okolitou cytoplazmou.

Predpokladá sa, že karyopyknóza, karyorrhexia a karyolýza existujú ako postupné štádiá jadrovej smrti. V skutočnosti veľmi často, ale nie vždy, je možné pozorovať karyorexiu bez pyknózy a karyolýza nemusí nastať, ak bunka odumrie bezprostredne po pyknóze alebo karyorexii a fragmenty chromatínu sú eliminované smerom von.

Zmena mitózy

Abnormality mitotického rytmu. Mitotický rytmus, ktorý je zvyčajne adekvátny potrebe obnovy starnúcich, deskvamovaných, mŕtvych buniek, sa môže za patologických podmienok zmeniť. Spomalenie rytmu pozorujeme u starnúcich alebo slabo vaskularizovaných tkanív, zvýšenie rytmu pozorujeme v tkanivách pri rôznych typoch zápalov, hormonálnych vplyvoch, pri nádoroch atď.

Anomálie vo vývoji mitóz. Niektoré agresívne činidlá, pôsobiace na S fázu, spomaľujú syntézu a duplikáciu DNA. Patria sem ionizujúce žiarenie, rôzne antimetabolity (metatrexát, merkapto-6-purín, fluór-5-uracil, prokarbozín atď.). Používajú sa na protinádorovú chemoterapiu. Iné agresívne činidlá pôsobia na M fázu a zabraňujú tvorbe achromatického vretena. Menia viskozitu plazmy bez rozdelenia chromozómových reťazcov. Takáto cytofyziologická zmena môže viesť k blokáde mitózy v metafáze a následne k akútnej bunkovej smrti alebo mitonekróze. Mitonekróza sa často pozoruje najmä v nádorovom tkanive, v ložiskách určitých zápalov s nekrózou. Môžu byť spôsobené pomocou podofylínu, ktorý sa používa pri liečbe malígnych novotvarov.

Anomálie v morfológii mitóz. Pri zápaloch, pôsobení ionizujúceho žiarenia, chemických činidiel a najmä pri malígnych nádoroch sa zisťujú morfologické abnormality mitóz. Sú spojené so závažnými metabolickými zmenami v bunkách a možno ich označiť ako „abortívne mitózy“. Príkladom takejto abnormality je mitóza s abnormálnym počtom a tvarom chromozómov; troj-, štvor- a multipolárne mitózy.

Viacjadrové bunky. Bunky obsahujúce veľa jadier sa nachádzajú aj v normálnom stave, napríklad: osteoklasty, megakaryocyty, syncytiotrofoblasty. Ale často sa vyskytujú v patologických stavoch, napríklad: Lanhansove bunky pri tuberkulóze, obrovské bunky cudzích telies, mnohé nádorové bunky. Cytoplazma takýchto buniek obsahuje granuly alebo vakuoly, počet jadier sa môže meniť od niekoľkých do niekoľkých stoviek a objem sa odráža v názve - obrovské bunky. Ich pôvod je variabilný: epiteliálny, mezenchymálny, histiocytárny. Mechanizmus tvorby obrovských viacjadrových buniek je odlišný. V niektorých prípadoch je ich tvorba spôsobená fúziou mononukleárnych buniek, v iných sa uskutočňuje v dôsledku delenia jadier bez delenia cytoplazmy. Tiež sa predpokladá, že ich tvorba môže byť dôsledkom určitých mitotických abnormalít po ožiarení alebo podaní cytostatík, ako aj počas malígneho rastu.

ZMENY V JADIERKU

IN normálnych podmienkach veľkosť a štruktúra jadierok vo väčšine prípadov zodpovedajú intenzite bunkovej syntézy proteínov. Za patologických stavov (napríklad v nádorových bunkách) je vysoká funkčná (sekrečná) aktivita bunky často sprevádzaná zväčšením objemu a niekedy aj počtu jadierok s ich vakuolizáciou. V týchto prípadoch hovoria o nukleolárnej hydropii (alebo hydropickom jadierku).

Dezintegrácia (separácia) nukleárnych štruktúr do RNA granúl a fibríl odráža narušenie funkčného stavu jadierok aj bunky a vyskytuje sa pôsobením rôznych činidiel, ako je aktinomycín, aflatoxín, ionizujúce žiarenie a je sprevádzaná zmenou pri syntéze RNA.

(Navštívené 10-krát, dnes 1 návštev)

Bunková patológia je typický patologický proces charakterizovaný porušením vnútrobunkovej homeostázy, čo obmedzuje funkčnosť bunky a môže viesť k jej smrti alebo skráteniu strednej dĺžky života. .

Bunková homeostáza – schopnosť bunky existovať pri zmene podmienok prostredia pri zachovaní stabilnej dynamickej rovnováhy s okolím.

Koncept " bunkovú homeostázu» zahŕňa množstvo ukazovateľov (konštanty): vnútrobunková stálosť vodíkových iónov, elektrónov, kyslíka, substráty pre energetickú a plastickú podporu bunkového života, enzýmy, nukleotidy a množstvo ďalších látok.

Konštanty (lat. Constantus – konštantný) homeostáza buniek závisí od:

štrukturálny a funkčný stav jeho rôznych membrán (plazmolémy, mitochondrie, lyzozómy a pod.) a organel, intenzita vnútrobunkových biochemických procesov. Toto je druh " metabolická zložka homeostázy „a je určený prácou výkonného aparátu bunky;

informačných procesov. Normálne fungovanie bunky nie je možné bez informácií, ktoré do nej prichádzajú z vonkajšieho prostredia. Veľmi často mení parametre vnútrobunkovej stálosti, čo je dôsledkom zahrnutia adaptívnych programov, ktoré bunke umožňujú optimálne sa prispôsobiť konkrétnej situácii podľa prijatých informácií. " Správny» zmeny v konštantách vnútrobunkovej homeostázy a ich udržiavanie v normálnych medziach sú v tomto prípade určené primárne množstvo A kvalitu informačná podpora bunky (prítomnosť signálnych molekúl, receptorov, postreceptorových spojení a pod.). Výkonný aparát bunky vykonáva len „ prijaté pokyny».

V dôsledku toho sa bunková patológia môže vyskytnúť bez primárnej „ zlomený" jeho výkonného aparátu a v dôsledku porušení signalizačných mechanizmov v tzv. informačná zložka » intracelulárna homeostáza.

Podľa charakteru etiologického faktora, ktorý narúša homeostázu (jej metabolickú a/alebo informačnú zložku), sa bunky delia na fyzikálne, chemické A biologické poškodzujúce látky.

Fyzikálne etiologické faktory– sú to mechanické a teplotné účinky (hypo- a hypertermia), energia elektrického prúdu, ionizujúceho žiarenia a elektromagnetických vĺn, vplyv faktorov kozmického letu (zrýchlenie, hypokenéza) atď.

Chemické etiologické faktory- vystavenie mnohým anorganickým a organickým látkam (kyseliny, zásady, soli ťažkých kovov, etyl a metylalkohol). Patológia môže byť spôsobená nedostatkom alebo nadbytkom bielkovín, tukov, sacharidov, vitamínov, mikroelementov a iných látok. Nemenej dôležité v tejto skupine faktorov sú liečivý drogy.

Všetky vyššie uvedené patogénne faktory spôsobujú rôzne poškodenia buniek.

Typ (typ) poškodenia buniek závisí od:

rýchlosť vývoja hlavných prejavov dysfunkcie buniek. Existuje akútne a chronické poškodenie buniek. Akútne zranenie sa vyvíja rýchlo a spravidla v dôsledku jediného, ​​ale intenzívneho škodlivého účinku. Chronické poškodenie postupuje pomaly a je dôsledkom opakovaného vplyvu, ale menej intenzívneho z hľadiska sily poškodenia pôvodcu;

životný cyklus bunky, počas ktorého dochádza k nárazuškodlivý faktor. Rozlišovať mitotický A medzifázou poškodenie;

o stupni (hĺbke) narušenia bunkovej homeostázy – reverzibilné A nezvratné poškodenie;

o povahe interakcie poškodzujúceho faktora s bunkou. Ak patogén pôsobí priamo na bunku, potom hovoríme o priamy (primárny) jeho poškodenie. V podmienkach celého organizmu vplyv príčin môže nastať aj vytvorením reťazca sekundárnych reakcií. Napríklad pri mechanickom traume sa priamo v mieste vystavenia tomuto činidlu tvoria biologicky aktívne látky (BAS) - sú to produkty rozpadu mŕtvych buniek, histamín, oxidázy, prostaglandíny a ďalšie zlúčeniny syntetizované poškodenými bunkami. BAS zase spôsobujú dysfunkciu buniek, ktoré predtým neboli ovplyvnené týmto faktorom. Tento typ poškodenia je tzv nepriamy alebo sekundárne . Vplyv etiologického faktora sa môže prejaviť nepriamo a zmenami nervových a endokrinných regulácií (šok, stres), odchýlkami fyzikálno-chemického stavu organizmu (acidóza, alkolóza), poruchami systémového obehu (srdcové zlyhanie), hypoxia, hypo- a hypertermia, hypo- a hypoglykémia atď.

o povahe spôsobenej škody určitý patogénny faktor. Zvažujú sa špecifické a nešpecifické zranenia.

Litvitsky P.F. (2002) vyzdvihuje a konkrétne poškodenie určitého bunky, vznikajúce interakciou s rôznymi patogénnymi faktormi. Príkladom je vznik kontraktúr svalové bunky keď sú ovplyvnené fyzikálnymi, chemickými a biologickými faktormi, alebo výskytom hemolýzy erytrocytov pod podobnými vplyvmi.

Nešpecifické poškodenie – ide o štandardné, stereotypné zmeny v bunkách, ku ktorým dochádza pri ich interakcii so širokým spektrom etiologických faktorov. Ako príklad možno uviesť nasledujúce porušenia:

zvýšenie priepustnosti bunkových membrán;

aktivácia reakcií voľných radikálov a peroxidov;

intracelulárna acidóza;

denaturácia proteínových molekúl;

nerovnováha iónov a vody;

zmena intenzity oxidačnej fosforylácie.

Vzťahy medzi špecifickým a nešpecifickým poškodením buniek sú rôzne. Môžu sa vyskytovať súčasne, alebo jedna z nich predchádza druhej. Zistenie konkrétnych typov porúch, času ich vzniku a vzájomných súvislostí dáva lekárovi potrebné informácie o charaktere a intenzite pôsobenia vyvolávajúceho faktora, hĺbke a prevalencii patologického procesu. To zase zabezpečuje etiotropnejšiu a patogenetickú prevenciu a terapiu. Napríklad, ak sa pri hepatitíde rôzneho pôvodu zaznamená iba zvýšenie koncentrácie v krvnej plazme K ióny A alanínaminotransferáza(ALT), potom to znamená mierny tok alebo začiatok choroby. Draslík a ALT sa nachádzajú v cytoplazme, typické je zvýšenie ich obsahu mimo bunkovej membrány pri poruche jej priepustnosti (nešpecifické poškodenie). Výskyt pomerne špecifického pečeňového enzýmu v krvi - sorbitoldehydrogenáza A špecifické pre organely– glutamátdehydrogenáza (lokalizácia – mitochondrie), kyslá fosfatáza(lokalizácia lyzozómu) naznačuje zhoršenie patologického procesu. Už sa neobmedzuje len na bunkovú membránu, ale ovplyvňuje aj vnútrobunkové štruktúry.

Ako je uvedené vyššie, bunková patológia sa vyskytuje v dôsledku porušenia jej hemostázy. Môže sa zmeniť nielen priamym vplyvom patogénneho agens na bunku (čím sa naruší hlavne fungovanie jej výkonného aparátu), ale aj pri nedostatočných informačných mechanizmoch, ktoré iniciujú aktiváciu niektorých adaptogénnych programov. V tomto ohľade možno na povahu ľudských chorôb pozerať z dvoch perspektív: materiál a energiu A informácie (A.Sh. Zaichik, L.P. Churilov, 1999). Choroba sa vyvíja a keď je poškodený výkonný aparát bunky ( materiálovo-energetická poloha), a v prípade porušenia jeho informačných mechanizmov ( informačná pozícia). Na základe posledného ustanovenia existuje dokonca špeciálna terminológia - “ regulačné choroby», « patológia dysregulácie».

Tieto polohy sa ľahšie identifikujú v počiatočných štádiách bunkovej patológie. Ako sa vyvíja, rozdiely medzi nimi sa stávajú zložitejšími a napriek tomu bude etiotropická a patogenetická terapia vhodnejšia a úspešnejšia pri stanovení skutočného mechanizmu (príčiny) vývoja jedného alebo druhého prejavu patológie.

Teraz pristúpime priamo k zváženiu reakcie bunky na patogénne činidlo. Podľa nášho plánu (obr. 1) sem patria otázky adaptácie a paranekrózy. Sú navzájom úzko spojené, pretože každý patologický proces (ochorenie) pozostáva z dvoch zložiek: poškodenia ( zmeny) a ochranno-adaptívne ( adaptívny) mechanizmy. Zmena okamžite spôsobuje aktiváciu adaptačných mechanizmov zameraných na udržanie vitálnej aktivity bunky v zmenených podmienkach. Paralelné štúdium problematiky alterácie a ochranno-adaptívnych mechanizmov vytvára určité ťažkosti pri osvojovaní si vzdelávacieho materiálu. Preto najprv analyzujeme mechanizmy poškodenia bunkovej homeostázy a potom ochranné a adaptívne reakcie. Zároveň si pamätajme, že počiatočné štádium bunkovej alterácie - paranekróza - Nejde len o poškodenie, ale aj o prítomnosť ochranných a adaptačných mechanizmov, aj keď úplne neplnia svoj účel.

Naše úvahy o bunkovej patológii začíname poruchami, ktoré vznikajú, keď priamy dopad patogénne činidlo na ňom. Interakcia etiologického faktora s rôznymi štrukturálnymi formáciami bunky vedie k narušeniu jej homeostázy ( jeho metabolická zložka), a v dôsledku toho aj vývoj choroby. Patológia sa môže vyskytnúť pri poškodení rôznych bunkových biomembrán (často je poškodená najmä plazmolema) a intracelulárnych útvarov: jadro, mitochondrie, lyzozómy atď. (obr. 2).