Глава 7. ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТКИ
В основе изменений жизнедеятельности организма животных при патологических процессах, состояниях и заболеваниях лежат нарушения функции клеток. В клетках реализуются процессы превращения энергии, ее использования для реализации генетических программ и обеспечения специализированных функций — зарождения и проведения импульса в нервной клетке, сокращения миофибрилл, выделения секрета, элиминации чужеродных субстратов и др. Выявление генеза заболеваний разной природы становится возможным лишь при изучении закономерностей изменений, происходящих на уровне молекул, субклеточных структур, клеток, органов, целостного организма. Особенно актуально изучение интимных механизмов заболевания в связи с успехами молекулярной патологии и генной инженерии.
Кроме того, изучение патологии клетки ведет к познанию механизмов ее функциональных отправлений в обычных, нормальных условиях. Так, результатом последних исследований биологии опухолевых трансформаций на молекулярном уровне было открытие двух сложнейших функциональных систем, контролирующих поведение нормальных клеток: системы проведения сигналов и системы внутриклеточной безопасности. Рассматривают прямое и опосредованное действие патогенных факторов на клетку. Прямое действие касается нарушения структуры и функции органов-мишеней, подвергнутых действию патогена. Косвенное, опосредованное влияние связано с нарушением деятельности других клеток, органов и систем.
Прямое действие патогенных факторов. Причинами прямых повреждений клеток могут быть физические, химические и биологические факторы.
Физические факторы. Природа причин физического воздействия на клетку разнообразна. Каждая из них имеет некоторую специфику повреждения. К повреждающим причинам физической природы относят:
· механические факторы, такие, как удары, укусы, ранения разнообразными предметами, сдавливание, растяжение, разрывы и др., приводящие к нарушениям структуры и функции отдельных молекул (сотрясение мозга), субклеточных структур, клетки, органа, ткани;
· термическое воздействие. Повышение температуры выше 45— 50 °С оказывает на клетку пагубное влияние, связанное с денатурацией белков, изменением структуры нуклеиновых кислот, повышением проницаемости биологических мембран. Понижение температуры среды ниже границ адаптации ведет к снижению обменных процессов или полному их прекращению. При температуре минус 2 °С начинаются кристаллизация воды в клетке и ее полное разрушение;
· действие ионизирующей и ультрафиолетовой радиации ведет к поглощению молекулами энергии, их распаду, образованию свободных гидроксильных и липопероксидных радикалов, повреждающих ферментные системы и структуру клеточных мембран;
· повышение или снижение осмотического давления в клетке или внеклеточной среде ведет либо к ее разрыву (внутриклеточная гиперосмия), либо к пикнозу (внеклеточная гиперосмия).
Химические факторы. Токсическими для клеток свойствами обладают самые разнообразные вещества, находящиеся в среде обитания животных. К ним следует отнести кислоты и щелочи в повышенной концентрации, соли тяжелых металлов, минеральные удобрения, недостаток или избыток макро- и микроэлементов (йод, кобальт, железо и др.). Токсический эффект химических веществ может проявиться торможением (ингибиро-ванием) активности ферментных систем клетки. Цианистые соединения, например, ингибируют активность цитохромоксидазы; холинэстеразу угнетают фосфорорганические соединения. Токсигены способны блокировать рецепторы на поверхности мембран и подавлять функцию ионных каналов блокированием К+-, Na+- aдeнoзинтpифocфaтaз.
Биологические факторы. К ним следует отнести продукты жизнедеятельности бактерий, вирусов, простейших, грибов, паразитов; недостаток или избыточное содержание в крови животных физиологически активных веществ, прежде всего гормонов. Так, избыток инсулина приводит к истощению запасов гликогена в клетке, а недостаток — к невозможности его использования. Токсигенными для клеток становятся продукты распада других тканей (раковая опухоль) и метаболиты (аммиак, мочевина, мочевая кислота, креатинин, желчные кислоты), выведение которых затруднено или невозможно. Яды животного происхождения (змей, пчел, кровососущих насекомых) содержат ферменты, способные разрушать биологические мембраны (гемолиз эритроцитов). Повышенное образование в организме аутоантител стимулирует систему комплемента, ферменты которой способны вызвать повреждение клеточных структур.
Опосредованные, косвенные действия патогенных факторов. Повреждения клеток в этих случаях возникают за счет образующейся цепи вторичных реакций после прямого повреждения клеток-мишеней. Такие опосредованные повреждения реализуются через:
ü систему медиаторов (вторичная альтерация при воспалении);
ü нарушения циркуляции оксигенированной крови в малом и большом кругах кровообращения;
ü нарушения нейрогуморальной регуляции (эмоциональный стресс);
ü изменения иммунного статуса (аутоиммунные реакции);
ü изменения параметров жестких констант гомеостаза (ацидоз, алкалоз, повышение концентрации свободных радикалов, кетоновых тел).
Изменения, возникающие в клетке под влиянием повреждающих факторов, неоднозначны. Они могут нести черты специфичности, свойственные действию конкретного патогена, и быть неспецифическими, характерными для всех вредоносных факторов и для клеток любых тканей.
Специфическим для действия механических факторов будет нарушение целостности субклеточных, клеточных структур, органа, ткани. Лучистая энергия вызывает разрушение молекул, образование свободных радикалов. Химические токсигены инактивируют ферментные системы, вирусы разрушают геном клетки. Под влиянием ультрафиолетовых лучей эпителиальные клетки кожи накапливают пигмент меланин. Недостаток железа приводит к появлению гипохромных эритроцитов, витамина В12—к недостаточному накоплению гемоглобина в клетках красной крови. Клетки эпителия дыхательных путей могут иметь включения инородных частиц. Обнаружение в клетках аммоновых рогов специфических телец — включений Бабеша — Негри дает основание для постановки диагноза на бешенство. Многие другие заболевания диагностируются по специфическим изменениям органов-мишеней.
Неспецифические общие реакции клеток начинаются сразу после воздействия патогеном. В ответ на любое повреждение клетки реагируют следующими общими проявлениями:
Ø резким повышением проницаемости клеточных мембран, выходом из клетки ионов калия и попаданием внутрь ее ионов кальция и натрия;
Ø увеличением объема клетки;
Ø снижением мембранного потенциала;
Ø активацией цепи химических реакций в цитоплазме, где главную роль играют протеинкиназы (тирозинкиназы, серинкиназы, треонинкиназы), фосфолипазы, аденилатциклазы и др., направленных на компенсацию структурно-функциональных нарушений;
Ø повышением кислотности цитоплазмы, падением рН до 6 и ниже за счет усиления липолиза, протеолиза, гликогенолиза, гликолиза и гипоксии;
Ø увеличением вязкости цитоплазмы, замедлением броуновского движения молекул;
Ø увеличением способности цитоплазмы и ядра связываться с красителями;
Ø повышением флюоресценции.
Поврежденные клетки выделяют большое количество биологически активных веществ, воздействующих на здоровые клеточные элементы, окружающие очаг повреждения. Эти биологически активные вещества получили название «медиаторы повреждения». К ним относятся гистамин, серотонин, брадикинин, простагландины, ацетилхолин, адреналин, ферменты. Многие из этих биологически активных веществ способствуют развитию воспалительных и аллергических реакций. Поступая же в ток крови, особенно после обширных повреждений тканей, они могут вызвать состояние шока.
Дата добавления: 2015-03-04 | Просмотры: 1750 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 |
|