Нарушения межклеточных взаимодействий



Межклеточные взаимодействия осуществляются с помощью информационных (сигнальных) молекул. Их действия на клетку складываются из этапов:

· связывание рецептора с лигандом;

· включение каскадных механизмов, приводящих в действие биохимические ответы клетки;

· ослабление или устранение сигнала.

Эти этапы действия сигнальных молекул имеют место во всех клетках и работают независимо от типа сигналов. Специфика реакции клетки определяется набором экспрессируемых ею рецепторов и воздействующими внешними сигнальными молекулами (гормоны, биологически активные вещества — первичные мессенджеры). Вторичные мессенджеры находятся внутри клетки, усиливают приходящий сигнал (циклический аденозинмонофосфат, циклический гуанидинмонофосфат, диацилглицерол, инозитолтрифосфат, Са2+). Они действуют в течение короткого промежутка времени и потом инактивируются (см. ³).

Внеклеточная доставка сигнала клеткам может осуществляться эндокринным, аутокринным, паракринным и нейрокринным способами (см. ³).

Повреждение клеточных органелл

Нарушения генетической информации могут возникать в результате воздействия на структуры ДНК физических, химических или биологических факторов. Из физических факторов наиболее сильное влияние на структуры ДНК оказывает лучистая энергия, особенно высокоэнергетическое коротковолновое излучение.

Нарушения образования и расходования энергии клеткой чаще возникают по причине повреждения механизма окислительного фосфорилирования в митохондриях, потому что в этом процессе образуется почти вся потребляемая клеткой энергия. Только 1/20 часть энергии образуется в процессе гликолиза и в пентозном цикле. Недостаток кислорода, субстрата окисления, снижение эффективности окислительного фосфорилирования приводят к снижению энергообразования и энергетическому дефициту в клетке (см. ³).

Энергетический баланс клетки может нарушиться под действием веществ, влияющих на мембранный потенциал митохондрий, к которым относятся разобщители окислительного фосфорилирования. Процесс разобщения сопровождается уменьшением протонного градиента внутренней мембраны митохондрий в результате перехода через неё протонов. Происходит своего рода «короткое замыкание» электрического потенциала внутренней и наружной поверхностей крист митохондрий, в результате которого эффективность фосфорилирования АДФ снижается, и часть энергии рассеивается в виде тепла. Например, тироксин в больших концентрациях может вызывать разобщение окислительного фосфорилирования, изменяя свойства внутренней мембраны митохондрий.

Снижается образование энергии при нарушении работы дыхательных ферментов. Так, блокирование цитохромоксидазы цианидами приводит к нарушению оттока электронов по цепи дыхательных ферментов и развитию тканевой гипоксии.

Состав внутриклеточной среды зависит от транспортной функции и проницаемости цитоплазматических мембран. Ряд веществ (мочевина, газы крови, алкоголь) проникает через мембрану пассивно за счёт градиента концентраций путём диффузии. Напротив, выведение натрия и транспорт в клетку калия, глюкозы, аминокислот, а также кальция из цитоплазмы в саркоплазматический ретикулум являются энергозависимыми процессами. При изменении клеточной энергетики эти процессы нарушаются, что приводит к вторичным морфологическим повреждениям в клетке.

Нарушение проницаемости мембран может быть обусловлено свободнорадикальным перекисным окислением липидов. Причиной разрушения мембран в этом случае являются свободные радикалы и нередко активация эндогенных фосфолипаз. В малоактивном состоянии фосфолипазы присутствуют во всех мембранных структурах. При увеличении ионной проницаемости последних фосфолипазы способны активироваться ионами кальция. Обычно повреждаются не только цитоплазматические мембраны, но и мембраны клеточных органелл. Особое значение имеет повреждение митохондрий, что приводит к критическому снижению запасов АТФ в клетке. Через мембраны в клетку и в органеллы поступают соли и вода, что приводит к разрыву органелл и клеток (см. ³).

Повреждение клетки может быть парциальное и тотальное, обратимое и необратимое.

· Парциальное нарушение. Повреждение отдельных клеточных структур.

· Тотальное повреждение. Разрушение всей клетки.

· Обратимое нарушение. Процесс заканчивается частичным или полным восстановлением жизнедеятельности.

· Необратимое повреждение. При значительном разрушении структур наступает смерть клетки — некроз (от греч. necros — мёртвый). Состояние, предшествующее гибели клетки, — некробиоз.

Важную роль в патологии играет фибронектин. Этот интегральный трансмембранный белок, выступая над поверхностью клетки, образует связи между клетками, а также связи с компонентами межклеточного матрикса: коллагеном, фибрином, хондроитинсульфатом. Присутствует в жидких средах организма, является хемоаттрактантом для лейкоцитов при воспалении.

Дистрофии

Дистрофия (от греч. dys — отклонение от нормы и греч. trophe — питание) — патологический процесс, в основе которого лежит нарушение тканевого и/или клеточного метаболизма, ведущее к структурным изменениям.

Трофика — совокупность механизмов, определяющих метаболизм и структурную организацию клетки или ткани, необходимых для выполнения специализированной функции. Клеточные механизмы поддержания трофики обеспечиваются структурной организацией клетки и её ауторегуляцией, обусловленной генетическим кодом. Внеклеточные механизмы трофики включают транспортные (кровь, лимфа) и интегративные (нервная, эндокринная, гуморальная) системы. Этот вид повреждения может быть обратимым или необратимым, проявляется накоплением, нарушением нормального содержания или физико-химических свойств различных веществ, появлением обычных веществ в нетипичных местах или не встречающихся в норме веществ в клетках, во внеклеточном веществе, стенках сосудов и строме органов.

Этиология: гипоксия, токсические вещества, лекарства, физические и химические агенты, генетические повреждения, приобретённые или наследственные дефекты ферментов (ферментопатии), вирусы, дисбаланс питания, заболевания нервной или эндокринной систем, нарушения состава крови, мочи при заболеваниях внутренних органов и любые другие причины, ведущие к нарушениям клеточных и внеклеточных механизмов трофики.

Классификация

· В зависимости от вида нарушенного обмена дистрофии выделяют белковые, жировые, углеводные, минеральные, водные, смешанные.

· Исходя из преимущественной локализации метаболических нарушений и отложений дистрофии могут быть: паренхиматозными, стромально-сосудистыми, смешанными.

· В зависимости от влияния генетических факторов дистрофии различают наследственные и приобретённые.

· По распространённости процесса выделяют общую и местную дистрофии.

Выделяют разнообразные морфогенетические механизмы развития дистрофий: инфильтрация, декомпозиция, трансформация, извращённый синтез, чапероновый (с помощью стрессорных протеинов), убиквитиновый, карнитинчелночный (см. ³).

Белковая дистрофия

Нарушения обмена белка приводят к развитию белковых дистрофий (диспротеинозов). Механизм развития паренхиматозных диспротеинозов может быть опосредован повреждающими стимулами «стрессовых протеинов», или белков-чаперонов. В нормальных условиях чапероны обеспечивают восстановление повреждённых, частично денатурированных белков. Если этого не происходит и возникает опасность дальнейшего повреждения клетки изменёнными белками, то включается убиквитиновый механизм. Необратимо повреждённые белки присоединяются к другому белку убиквитину, который обеспечивает их расщепление до нетоксичных фрагментов нелизосомальными протеиназами. Фрагменты белков накапливаются, в цитоплазме появляются эозинофильные гиалиноподобные белковые глыбки и капли, сливающиеся между собой и заполняющие тело клетки (гиалиново-капельная дистрофия).

Белковая дистрофия часто встречается в почках, реже в печени и очень редко в миокарде. В почках при повреждении гломерулярного фильтра эозинофильные капли в цитоплазме эпителия проксимальных канальцев отражают недостаточность его вакуолярно-лизосомального аппарата и свидетельствуют о реабсорбционной недостаточности извитых канальцев в отношении белков в условиях увеличения белка в первичной моче. Примерами избыточного накопления белка являются также тельца Русселя — производные плазматических клеток и тельца Маллори — эозинофильные включения в клетках печени при алкогольной болезни.

Исход — неблагоприятный. Гиалиново-капельная дистрофия завершается фокальным, а затем тотальным коагуляционным некрозом клетки, функция клетки и органа снижается.

Гиалиновые изменения

Гиалиновые изменения — ещё один вид повреждения клеток и внеклеточных структур. Термин «гиалиновые изменения» чаще используется

как описательная гистологическая характеристика. Ткань или клетка при гиалиновых изменениях приобретают гомогенное розовое окрашивание, подобное окрашиванию основного вещества гиалинового хряща при использовании гематоксилина и эозина. В качестве примера внутриклеточных гиалиновых депозитов можно привести накопления белка (гиалиново-капельная дистрофия в канальцах почки, тельца Русселя и алкогольный гиалин Маллори).

Гиалиноз — внеклеточное (в стенках сосудов и межклеточном веществе) отложение гиалина. Внеклеточный гиалин — сложное вещество, в состав которого могут входить фибрин, различные белки плазмы, иммуноглобулины, липиды. К развитию гиалиноза ведёт деструкция волокнистых структур и повышение тканево-сосудистой проницаемости в связи с дисциркуляторными, метаболическими и иммунопатологическими процессами. Гиалинозу могут предшествовать плазматическое пропитывание, фибриноидное набухание, воспаление, некроз, склероз (см. ³).

При фибриноидном набухании и гиалинозе функция органа снижается или может прекращаться. Гиалиноз сосудов приводит к сужению просвета, гипоксии, атрофии и склерозу органов. Гиалиноз клапанов лежит в основе ревматического порока сердца.

Внеклеточно в тканях и стенках сосудов может накапливаться амилоид (см. главу 6).

Жировая дистрофия

Жировая дистрофия развивается часто. Нарушения обмена липидов проявляются их накоплением или недостатком (при истощении). В клетках могут накапливаться липиды всех классов: триглицериды, эфиры холестерина, фосфолипиды. При некоторых генетических болезнях накопления (болезнь Гоше — аккумулирование аномальных комплексов липидов и углеводов). Чаще всего жировая дистрофия встречается в печени (стеатоз), сердце, мышцах и почках.

Жировая дистрофия печени

Стеатоз печени наблюдается при алкоголизме, тучности, сахарном диабете, гипоксии, токсических воздействиях, нарушении питания (недостаток белка в пище). При этом печень увеличена в размерах, дряблая, на разрезе жёлтого цвета, с налётом жира. В случае увеличения количества липидов в крови воротной вены первые и более крупные жировые включения появляются в периферических отделах долек (крупнокапельное ожирение), а более мелкие — в центральных (средне- и мелкокапельное ожирение). При гипоксии липиды сначала появляются в центре долек.

Слабо выраженное накопление липидов не влияет на функцию печени, их выраженная аккумуляция может необратимо повреждать внутриклеточные процессы.

Жировая дистрофия миокарда

Жировая дистрофия миокарда возникает вследствие гипоксии (при болезнях крови, сердечно-сосудистой недостаточности), интоксикации (при алкоголизме, инфекционных заболеваниях, отравлении фосфором, мышьяком). Механизм развития дистрофии миокарда связан с нарушением окисления жирных кислот под влиянием гипоксии или токсина (особенно при дифтерии) (см. ³).

Особенностями жировой дистрофии миокарда являются мелкокапельный и очаговый характер поражения. При макроскопическом исследовании под эндокардом левого желудочка, особенно в области трабекул и сосочковых мышц, видна жёлто-белая исчерченность, что дало основание сравнивать миокард со шкурой тигра («тигровое сердце»). При микроскопическом исследовании пылевидные включения липидов обнаруживаются в кардиомиоцитах по ходу венул. Сократительная способность миокарда снижается.

Жировая дистрофия почек

В почках жировая дистрофия встречается при нефротическом синдроме и хронической почечной недостаточности.

Нарушения обмена нейтральных жиров

Нарушение обмена нейтральных жиров может проявляться их увеличением или уменьшением их количества в жировых депо.

Ожирение (тучность) — увеличение количества нейтральных жиров в жировых депо, имеющее общий характер (см. ³).

Наибольшее клиническое значение при ожирении любого генеза имеет ожирение сердца. Размеры сердца увеличены, количество жира под эпикардом увеличено, жировая ткань охватывает сердце в виде футляра и врастает в строму миокарда, что ведёт к атрофии мышечных волокон. Ожирение больше выражено в правой половине сердца. В клинике развивается сердечная недостаточность, в редких случаях возможен разрыв правого желудочка.

Антиподом общего ожирения является истощение (кахексия), в основе которого лежит общая атрофия органов и тканей тела.

Нарушение обмена холестерина и его эфиров характерно для атеросклероза (см. главу 10).

Углеводная дистрофия

Внутриклеточное накопление гликогена наблюдается в случае нарушения метаболизма глюкозы при сахарном диабете (см. главу 18) и наследственных заболеваниях — гликогенозах (тезаурисмозах).

Минеральные дистрофии

Большое значение для нормального функционирования организма имеют минералы. Наиболее часто встречаются нарушения обмена кальция, фоcфора, меди, калия и железа.

Нарушения обмена кальция

Аномальное местное выпадение солей кальция — патологическое обызвествление (кальциноз или известковая дистрофия). Оно может быть дистрофическим и метастатическим.

· Дистрофическое обызвествление. Уровень кальция в крови не меняется, соли кальция откладываются местно в участках некроза и склероза, имеющих более щелочную среду, чем окружающие ткани. Кальцификация происходит в фиброзных бляшках с распадом (атероматозом) при выраженном атеросклерозе, в лёгких при заживлении очагов казеозного некроза при туберкулёзе. Фокусы обызвествления приобретают каменистую плотность и называются петрификатами. Дистрофическое обызвествление обычно не вызывает нарушения функций органа, однако в некоторых случаях (при обызвествлении клапанов сердца, при выраженном атеросклерозе) усугубляет течение болезни и может способствовать образованию тромбов на створках клапанов и в сосудах.

· Метастатическое обызвествление. Происходит при гиперкальциемии. Соли кальция могут откладываться в различных нормальных тканях, но чаще в интерстиции слизистой оболочки желудка, почек, лёгких, миокарда, артерий и лёгочных вен. Эти ткани при функционировании теряют кислоту и ощелачиваются, что предрасполагает к метастатическому обызвествлению. Обычно оно не вызывает дисфункции органов, однако массивное обызвествление (тканей лёгкого или почек) может нарушить функцию органов.

Нарушения обмена пигментов

Повреждение клеток и тканей может быть связано с накоплением окрашенных экзогенных и эндогенных пигментов.

Экзогенные пигменты

Самым распространённым экзогенным пигментом является уголь. Его частицы, попадающие в лёгкие из воздуха, транспортируются макрофагами в регионарные лимфатические узлы и ткань лёгкого, где откладываются в виде включений чёрного цвета (антракоз). При больших отложениях уголь в сочетании с пневмосклерозом может быть причиной развития пневмокониоза.

Эндогенные пигменты

К эндогенным пигментам относят липофусцин, меланин и некоторые производные гемоглобина.

Липофусцин

Липофусцин — жёлто-коричневый нерастворимый пигмент, известный также, как липохром, или пигмент старения. Он состоит из полимеров липидов и фосфолипидов, связанных с белком. Липофусцин не нарушает функцию клетки. Липофусциноз — нарушение обмена, характеризующееся избыточным накоплением липофусцина, это состояние может быть первичным (наследственным) и вторичным (см. ³).

Меланин

Меланин (от греч. melas — чёрный) — пигмент буровато-чёрного цвета синтезируется специализированными органеллами (премеланосомами и меланосомами) в меланобластах, имеющих нейроэктодермальное происхождение. При созревании меланина меланобласты превращаются в меланоциты. Образуется меланин при окислении тирозина под действием фермента тирозиназы, в связи с чем его иногда называют тирозиногенным пигментом. В естественных условиях меланин связан с белками — меланопротеин. Клетки, фагоцитирующие меланин, называют меланофагами. Меланоциты и меланофаги содержатся в эпидермисе, дерме, радужной и сетчатой оболочках глаз, мягкой мозговой оболочке. Усиление меланогенеза — гиперпигментация (меланоз). Процесс может быть приобретённым или наследуемым.

Нарушения обмена меланина бывают врождёнными и приобретёнными, местными и распространёнными.

· Приобретённый распространённый меланоз — аддисонова болезнь.

· Врождённый распространённый меланоз — пигментная ксеродерма.

· Очаговый приобретённый гипермеланоз — меланоз толстой кишки (у людей, страдающих хроническими запорами). Местные гиперпигментации включают веснушки, меланодермию, лентиго, невоклеточный невус (родинка). Очаговая гиперпигментация кожи встречается при аденомах гипофиза, гипертиреоидизме, сахарном диабете.

Злокачественная опухоль из меланоцитов называется злокачественной меланомой. Уменьшение синтеза меланина проявляется альбинизмом и витилиго (см. ³).

В группу тирозиногенных пигментов также включают адренохром и пигмент гранул энтерохромаффинных клеток (см. ³).

Группа пигментов, образование которых связано с метаболизмом гемоглобина (гемоглобиногенные), самая большая. Пигменты этой группы выявляются в норме (гемоглобин, ферритин, гемосидерин, билирубин) или только в условиях патологии (гематоидин, гематины, порфирины). Некоторые из них содержат железо (гемоглобин, ферритин, гемосидерин, гематины), другие его лишены (билирубин, гематоидин, порфирины).

Гемоглобин

Гемоглобин — высокомолекулярный хромопротеин, содержит железо, состоит из гема и белковой части, в состав которой входят две пары полипептидных цепей. Распад эритроцитов с отщеплением гемоглобина называют гемолизом. В результате физиологического распада эритроцитов и гемоглобина образуются пигменты ферритин, гемосидерин и билирубин.

Токсического действия свободный гемоглобин не оказывает, однако при переходе в метгемоглобин или миоглобин под воздействием некоторых факторов (мышьяковистый водород, бертолетовая соль, анаэробная инфекция, синдром длительного раздавливания с распадом мышечной ткани) возникают тяжёлые нарушения тканевого дыхания в силу трудности диссоциации кислорода.

Не используемое для синтеза гемоглобина железо накапливается в виде железосодержащих пигментов — ферритина и гемосидерина.

Ферритин

Ферритин (от лат. ferrum — железо) — сложный белок (металлопротеин), в котором запасается железо в организме животных и человека. В норме встречается окисленная неактивная форма ферритина (SS-ферритин), при недостаточности кислорода происходит его переход в активную форму (SH-ферритин), которая обладает вазопаралитическими и гипотензивными свойствами.

Гемосидерин

Гемосидерин — полимер ферритина, образуется в основном в макрофагах селезёнки, печени, лимфатических узлов и костного мозга, а также практически в любом органе и ткани. Такие клетки называются сидеробластами, при их гибели уже синтезированный пигмент может быть фагоцитирован другими макрофагами, называемыми сидерофагами. Гемосидерин выявляется в клетках при окраске гематоксилином и эозином в виде зёрен золотисто-жёлтого или золотисто-коричневого цвета, при реакции Перлса эти гранулы приобретают зеленовато-синее окрашивание за счёт образования железосинеродистого железа (берлинской лазури).

Избыточное накопление гемосидерина называется гемосидероз, он может быть местным и общим.

· Местный гемосидероз. Возникает при внесосудистом (экстраваскулярном) гемолизе в очагах кровоизлияний. Накопление гемосидерина не повреждает ткань или орган, но если гемосидероз сочетается со склерозом, функция нарушается.

· Общий гемосидероз. Развивается при избытке железа из-за внутрисосудистого (интраваскулярного) гемолиза или при повышении всасывания железа из пищи. В этих случаях гемосидерин откладывается преимущественно в гепатоцитах, макрофагах печени, селезёнки, костного мозга и других органов. В большинстве случаев пигмент не повреждает паренхиматозные клетки и не вызывает нарушений функций органа. Если повышенное содержание железа сопровождается повреждением тканей с атрофией паренхимы, склерозом, снижением функции органа, такое состояние называется гемохроматоз (см. ³).

Железосодержащими являются также пигменты гематины, образующиеся при гидролизе оксигемоглобина, к которым относятся гемомеланин, солянокислый гематин и формалиновый пигмент (см. ³).

Билирубин

Не содержащими железа пигментами являются гематоидин, билирубин и порфирин. Гематоидин образуется при внесосудистом гемолизе в зонах некроза (в центре гематом). Химически пигмент идентичен билирубину.

Билирубин образуется при гемолизе гемоглобина. Превращение гема в билирубин макрофагами можно наблюдать в гематоме: обусловленный гемом пурпурный цвет медленно переходит в жёлтый цвет билирубина (см. ³).

При нарушении обмена билирубина возникает желтуха (желтоватое окрашивание кожи, слизистых оболочек, внутренних органов). По механизму развития различают над-, под- и печёночную желтуху.

Порфирины

Порфирины — циклические соединения, образованные четырьмя пиррольными кольцами, предшественники гема.

Порфирии — группа заболеваний, обусловленных нарушениями биосинтеза порфиринов, они обнаруживаются в крови, кале или моче пациентов. Порфирии выделяют приобретённые (действие токсических соединений) и наследственные (перемежающаяся острая порфирия, врождённая эритропоэтическая порфирия, наследственная копропорфирия, наследственная фотокопропорфирия).

Проявления порфирий разнообразны. В крови и тканях нарушается пигментный обмен, под воздействием солнечного ультрафиолетового излучения или ультрафиолетовых лучей начинается распад гемоглобина. Небелковая часть гемоглобина (гем) превращается в токсичное вещество, которое разъедает подкожные ткани. Кожа начинает приобретать коричневый оттенок, становиться всё тоньше и от воздействия солнечного света лопается, поэтому у пациентов со временем кожа покрывается шрамами и язвами. Ещё один симптом — отложение порфирина на зубах, которые могут становиться красными или красновато-коричневыми. Нарушается функция и других органов и тканей (нервной системы, желудочно-кишечного тракта, печени, почек, костного мозга).


Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 894; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!