ПОВРЕЖДЕНИЕ КЛЕТКИ
Патологическая физиология изучает жизнедеятельность больного организма. Основной задачей ее является изучение наиболее общих закономерностей развития болезни. В системе медицинского образования патологическая физиологи является дисциплиной, связующей биологические науки с клиникой, способствующей формированию врачебного мышления у студентов. Курс патологической физиологии состоит из трех частей: нозологии (учении о болезни), типических патологических процессов и патологической физиологии органов и систем. основным методом патологической физиологии является эксперимент (острый и хронический), в котором на животных моделируются болезни человека или отдельные патологические процессы. В каждом патологическом процессе различают две стороны: собственно патологическую и защитно-приспособительная. Эта закономерность может быть прослежена на любом патологическом процессе.
Для того, чтобы понять сложный специфический процесс болезни, надо начинать его анализ с типовых, неспецифических нарушений, прежде всего, на базовом уровне- уровне клетки. Повреждение клетки является одним из основных механизмов развития многих патологических процессов, возникающих под действием физических, химических и биологических факторов. Являясь отражением собственно патологической стороны болезни, повреждение клеток в тоже время состоит из защитно- компенсаторных механизмов, направленных на ликвидацию как самого патогенного фактора, так и последствий его болезнетворного действия. Интенсивное развитие морфологических, функциональных и биохимических методов исследования позволило раскрыть основные механизмы и закономерности процесса повреждения клетки на субклеточном и молекулярном уровнях и на основе этого проникнуть в сущность патогенеза многих болезней. Это и предопределяет значение данной темы в курсе изучения патологической физиологии.
Лизосомы
Лизосомы - округлые образования до 0,4 мк в диаметре. Это органелы внутриклеточного пищеварения. Лизосомы содержат около 40 гидролитических ферментов: кислую фосфатазу, глюкуронидазу, сульфатазу, рибонуклеазу, коллагеназу и др. Маркером лизосом является кислая фосфатаза. Ферменты лизосом синтезируются в гранулярной эндоплазматической сети. Нормальное функционирование лизосом зависит от состояния мембраны и активности лизосомальных ферментов. К стабилизаторам лизосомальной мембраны относят: кортизон, холестерин, антигистаминные препараты, салицилаты, хлороксин, фенерган, циклический 3,5-АМФ. К стабилизаторам (дестабилизаторам) мембран лизосом относятся гипоксия, витамин Д, концерогенные вещества, фосфолипазы, продукты ПОЛ, нарушения кислотно-щелочного равновесия, белковое голодание, травматические повреждения, оперативные вмешательства, шок.
Морфологические типы лизосом
1. Первичные.
2. Вторичные.
3. Остаточные тельца.
Первичные лизосомы не окружены одноконтурной липопротеиновой мембраной, заполнены мелкозернистым содержимым. Эти лизосомы еще не участвовали в процессах лизиса.
Вторичные лизосомы представлены фаголизосомами и цитолизосомами - фаголизосомы (пищеварительные вакуоли) образуются при слиянии первичных лизосом с пиноцитозными пузырьками и фагосомами - цитолизосомы (аутофагические вакуоли) образуются при слиянии первичных лизосом с разрушенными, отмирающими структурами клетки.
Остаточные тельца (телолизосомы) - лизосомы с непереваренными остатками пищеварительных или аутофагирующих вакуолей. Содержимое телолизосом представлено липопигментами.
Лизосомы участвуют в утилизации фагоцитированного материала посредством гетеро- и аутофагии.
Гетерофагия - захват материала из вне с помощью эндоцитоза (поглощение частиц - фагоцитоз, поглощение растворимых мелких макромолекул
- пиноцитоз). Геторофагия характерна для нейтрофилов и макрофагов. Путем гетерофагоцитоза происходит поглощение бактерий нейтрофилами и удаление апоптозных телец макрофагами.
Аутофагия - процесс удаления разрушенных органелл поврежденной клетки. При этом внутриклеточные органеллы отделяются от цитоплазмы в аутофагические вакуоли, а затем сливаются с первичными лизосомами, образуя аутофаголизосому. Феномен аутофагии выражен в атрофирующихся клетках в результате недостаточного питания или гормональной инволюции.
Липопигменты
К липопигментам относят цитоплазматические гранулы и включения, содержащие белки и труднорастворимые липиды. Липопигменты представлены липофусцином и цероидом.
Липофусцин - гликопротеин, в состав которого входят жиры (фосфолипиды, холестерин, нейтральные жиры, продукты окисления жирных кислот), аминокислоты, ферменты, каротиноиды и флавиновые соединения. Ультраструктурная картина представлена электронно-плотными гранулами, окруженными двойной мембраной, содержащей миелиноподобные структуры.Липофусцин образуется путем аутофагии в паренхиматозных и мерных клетках. Выделяют две стадии развития липофусцина: раннюю и позднюю.
"Ранний" (незрелый) липофусцин представлен в виде пылевидных частиц светло-желтого цвета, расположенных перинуклеарно. Активность лизосомальных ферментов низкая. "Ранний" липофусцин дает положительные реакции на железо, медь, жир, ШИК-реакцию, содержит окислительно-восстановительных ферментов. Незрелый липофусцин располагается вблизи или внутри митохондрий.
"Поздний" (зрелый) липофусцин состоит из коричневых гранул, расположен на периферии клетки. В зрелом пигменте выявляется высокая активность лизосомальных ферментов, снижено содержание железа и жира.
Образование и накопление липофусцина в преклонном возрасте является физиологическим процессом, поэтому липофусцин называли "пигментом старения".
В настоящее время липофусцин относят к разряду клеточных органоидов, содержащих гранулы - цитосомы или каротиносомы. Функция липофусцина - депонирование кислорода. В условиях гипоксии липофусцин обеспечивает процессы окисления, а повышение количества липофусцина в клетке является адаптивным процессом.
Процессы, приводящие к накоплению липофусцина:
1. Увеличение функциональной нагрузки на клетку (гипертрофия миокарда).
2. Отравление.
3. Воздействие лекарственных веществ.
4. Недостаток витамина Е.
5. Кахексия.
6. Гипоксия.
7. Белковое голодание.
Избирательные липофусцинозы:
1. Синдром Дабина-Джонсона - избирательный липофусциноз гепатоцитов.
2. Цероид - липофусциноз нейронов.
Цероид - образуется в макрофагах путем гетерофагии. В отличие от липофусцина в цероиде преобладают липиды. У человека цероид чаще образуется при некрозе тканей.
Наследственные болезни лизосом
К наследственной патологии лизосом, связанной с нарушением их функций относят следующие группы заболеваний:
1. Заболевания, связанные с нарушением мембранных взаимодействий клетки.
2. Лизосомные энзимопатии.
К перовой группе наследственных заболеваний лизосом относят синдром Чедиака-Хигаси. При этом синдроме наблюдается дефект полимеризации микротрубочек, что вызывает замедленное слияние лизосом с фагосомами в лейкоцитах и приводит к появлению крупных аномальных лизосом.
Вторая группа наследственных болезней лизосом, связанных с нарушением их функции представлена лизосомными энзимопатиями. Эти заболевания развиваются в результате первичной генной мутации и проявляются либо полным браком синтеза фермента, либо снижением его биокаталитической продукции метаболизма в результате ферментных дефектов, что послужило основанием включения данных заболеваний в группу болезней накопления (тезауристозов).
Лизосомные энзимопатии представлены различными заболеваниями:
1. Гликогенозы:
- болезнь Помпе (II тип гликогенозов) - дефект кислой мальтазы (лизосомной a - 1,4 - глюкозидазы).
2. YМ2 - ганглиозидозы:
- болезнь Тея-Сакса - отсутствие А-гексоаминидазы;
- болезнь Сандхофа - отсутствие А- и В-гексоаминидазы;
- ювенильный ганглиозидоз - неполный блок А - гексоаминидазы.
3. Гепатозы:
- болезнь Дабина-Джонсона (конституциональная гипербилирубинемия).
Синдром Чедиака-Хигаси
Тип наследования - аутосомно-рецессивный. Впервые описан А.Ве- dисz-Cezap в 1943 г. Относится к группе наследственных нарушений функции фагоцитирующих клеток. Клинически может быть заподозрен в первые месяцы и годы жизни при наличии клинической картины, также рецидивов неясной лихорадки, частых инфекций дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, кожи.
Клинические проявления разнообразны: рецидивирующие инфекции (ОРЗ, бронхиты, пневмония, отит, синуситы, абсцессы). Обычно инфекционные осложнения вызываются микробной флорой (стафилококк, Гр-), реже грибковый. Приблизительно у 1/3 больных выявляются геморрагии, повышение температуры тела при отсутствии инфекции.
У больных отмечается частичный альбинизм волос, кожи, окраски глаз. У них светлая прозрачная кожа с тонкими сухими светлыми волосами пепельного, серебристого или свинцового цвета. Радужная оболочка светлая, на сетчатке - пигментация, отмечается нистагм. Характерен универсальный гипергидроз и светобоязнь.
Если заболевание протекает длительно - то характерны нарушения ЦНС - парезы, нарушения чувствительности, гипо- и арефлексия, мозжечковые нарушения, УО.
У большинства детей до 10 лет возникает острая (торпидная) фаза: повышение температуры, аденопатия, гепатоспленомегалия, геморрагический синдром, - связаны с тромбоцитопенией и нарушением функции нейтрофилов. Большинство детей в эту фазу умирают от геморрагического синдрома или сепсиса. Иначе эту стадию называют стадией акселерации.
Она может наступить в любом возрасте, от новорожденности до пубертата.
Морфологически характеризуется лимфогистиоцитарной инфильтрацией печени, селезенки, лимфоузла, тимуса с явлениями гемофагоцитоза различной выраженности. Необходимо отметить, что при этом синдроме обязательно исследуют спинномозговую жидкость, где также обнаруживается эритрофагия.