Повреждение (альтерация)

Причины повреждения клеток:

1. Гипоксия.

2. Физические агенты (механическая травма, колебания температуры окружающей среды, колебания атмосферного давления, радиация, электрический ток).

3. Химические агенты и лекарства.

4. Инфекционные агенты.

5. Иммунные реакции.

6. Генетические нарушения.

7. Дисбаланс питания.

Механизмы повреждения клеток:

1. При недостаточном поступлении кислорода в ткани образуются его свободные радикалы, вызывающие свободнорадикальное пероксидное окисление липидов, что оказывает разрушительное действие на клетки.

2. Особую роль в повреждении клетки играет нарушение гомеостаза кальция.

3. Потеря митохондриями пиридиннуклеотидов и последующая недостаточность АТФ, а также снижение синтеза АТФ являются характерными как для ишемического, так и для токсического повреждения клеток.

4. Ранняя потеря плазматической мембраной избирательной проницаемости.

Основные формы повреждения клеток:

1. Ишемическое и гипоксическое повреждение.

2. Повреждение, вызванное свободными радикаалами, включая

активированный кислород

3. Токсическое повреждение.

В основе всех патологических и многих физиологических процессов в организме лежит повреждение его структур. Повреждение классифицируют по различным принципам: 1) по причинным факторам - экзогенное ( биологическое, в том числе вызванное бактериями, вирусами, микоплазмами, простейшими; физическое, химическое) и эндогенное (гипоксия, интоксикация, иммунное повреждение); 2) характеру воздействия повреж­дающего фактора - прямое и непрямое; 3) по тяжести процесса - обратимое и необратимое; 4) по значению для организма - патологическое и физиологическое; 5) по распространенности - числу и объему поврежденных структур.

Любое повреждение проявляется на различных уровнях:

1) молекулярном (повреждение клеточных рецепторов, молекул ферментов, нуклеиновых кислот вплоть до их дезинтеграции);

2) субклеточном - ультраструктурном (повреждение митохонд­рий, ретикулума, мембран и других ультраструктур вплоть до их деструкции);

3) клеточном (различные дистрофии из-за нарушения разных ви­дов обмена с возможным развитием некроза по типу рексиса или лизиса клетки);

4) тканевом и органном (дистрофические изменения в большинс­тве клеток и строме с возможным развитием некроза (по типу инфаркта, секвестра и др.);

5) организменном (болезнь с возможным смертельным исходом). Иногда дополнительно выделяют и уровень тканевых комплексов или гистионов, включающих в свой состав сосуды микро­циркуляторного русла (артериола, капилляры, венула) и питае­мые ими клетки, паренхимы, соединительную ткань и терминаль­ные нервные окончания.

Большинство наблюдаемых при электронно-микроскопическом изучении повреждений на субклеточном (ультраструктурном) уровне имеет неспецифический характер и не зависит от вида повреждающих факторов. Так, например, в миокарде при острой ишемии, токсических воздействиях катехоламинов, отравлении морфином, разлитом гнойном перитоните, облучении наблюдаются аналогичные изменения поврежденных клеток: 1) набухание ми­тохондрий и разрушение их мембран; 2) вакуолизация эндоплаз­матического ретикулума; 3) очаговая деструкция миофибрилл;

4) появление избыточного количества липидных включений.

Свойство ультраструктур подвергаться идентичным измене­ниям под влиянием различных факторов носит название стерео­типизм.

При одинаковом воздействии на весь орган какого-либо повреждающего фактора обычно наблюдается весь спектр возмож­ных состояний клетки от практически нормального и даже уси­ленно функционирующего до гибели. Это явление называется мо­заицизмом или дискретностью функций. Например, неравномер­ность поражения гепатоцитов при хроническом венозном застое или отравлении этанолом.

Тесная функциональная взаимосвязь всех клеточных уль­траструктур приводит в случае достаточно длительного и силь­ного воздействия повреждающего фактора к существенным пора­жениям всех компонентов клетки, вне зависимости от локализа­ции начальных изменений. Эта закономерность носит название комплексности.

На основании результатов гистохимического изучения ус­тановлена стадийность развития повреждения клетки. Так, при гипоксии на начальном этапе происходит снижение выработки АТФ в митохондриях. На втором этапе наблюдается компенсатор­ное усиление анаэробного гликолиза, проявляющееся в повыше­нии активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ), одновременно с уменьшением содержания гликогена. Результатом этого этапа является увеличение содержания в клетках молочной кислоты, обусловливающей увеличение кислотности клеточной среды. Тре­тий этап характеризуется клеточным ацидозом, в условиях ко­торого повышается активность гидролитических лизосомальных ферментов, в первую очередь кислой фосфатазы, усиливающих внутриклеточные аутолитические процессы.

Повреждения на клеточном уровне иногда могут носить специфический характер. Специфические изменения обусловлива­ются внутриклеточной репликацией вируса (с появлением в ядре или цитоплазме включений, представляющих собой или скопления вирусных частиц, или реактивные изменения клеточного вещест­ва в ответ на их репликацию), опухолевым метаморфозом и врожденными или приобретенными ферментопатиями, приводящими к накоплению в клетке нормальных метаболитов в избыточном количестве или аномальных - в виде включений.

Клетки и их составные части могут претерпевать различ­ные структурные изменения. На начальных этапах воздействия они носят обратимый характер и свидетельствуют лишь о функ­циональном напряжении клеток. В дальнейшем происходит посте­пенное нарастание их проявлений; они приобретают характер уже повреждений, первоначально обратимых, а затем и необра­тимых.

Повреждение может быть представлено двумя патологичес­кими процессами - дистрофией и некрозом, которые нередко яв­ляются последовательными стадиями.

Нелетальное повреждение клеток называется дистрофией.Это повреждение может проявляться внутриклеточными или внеклеточными скоплениями (аккумуляцией) ненормальных количеств различных веществ: 1) воды, липидов, белков и уг­леводов; 2) аномальных веществ, в том числе экзогенных, та­ких как ионы, продукты нарушенного метаболизма; 3) пиг­ментов. Все они могут накапливаться транзиторно или посто­янно, быть безвредными или токсичными, локализоваться в цитоплазме (чаще в лизосомах) или в ядре.

Внутриклеточные скопления.Различают три разновидности внутриклеточных скоплений. Во-первых, это скопления естественных эндогенных метаболи­тов, которые образуются в нормальном или ускоренном рит­ме, а скорость их удаления недостаточна (например, при жи­ровых изменениях печени). Во-вторых, это накопления эндо­генных веществ, которые не могут метаболизироваться. Час­тая причина таких скоплений - генетический дефект, в ре­зультате продукты обмена не используются, а откладываются внутри клетки, развиваются болезни накопления. В-третьих, ак­кумуляция аномальных экзогенных веществ, которые клетка не может ни разрушить с помощью ферментов, ни транспорти­ровать в другое место (например, частицы угля).

Липиды. В клетках могут накапливаться разные липиды: триглицериды, эфиры холестерина и фосфолипиды. Накопле­ние липидов (три глицеридов) в паренхиматозных клетках, как правило, обратимо и называется стеатозом, или жировой дис­трофией. Жировые включения можно выявить при помощи ряда окрасок, наиболее часто применяется судан III, окраши­вающий липиды в желто-красный цвет. Чаще всего такие жи­ровые изменения встречаются в печени, которая является главным органом, участвующим в метаболизме жиров, а также в сердце, мышцах и почках.

Наиболее часто стеатоз печени наблюдается при алкого­лизме, тучности, сахарном диабете, гипоксии, токсических воздействиях, при нарушении питания (недостатке белка или избытке липидов в пище). Липиды поступают в печень из жи­ровой ткани или пищи в основном в виде свободных жирных кислот, а в печеночных клетках превращаются в триглицери­ды. Для транспорта липидов из печеночной клетки необходим апопротеин, при соединении внутриклеточных триглицеридовс его молекулами образуются липопротеины. Накопление триглицеридов в печени может происходить в результате де­фектов в процессе превращения жирных кислот в липопро­теины. Возникновению таких дефектов способствует алко­голь, повреждающий функции митохондрий и микросом. Не­которые токсины снижают синтез апопротеина. Гипоксия тормозит окисление жирных кислот. Голодание увеличивает мобилизацию липидов из жировой ткани и ускоряет синтез триглицеридов, белковое голодание нарушает синтез апопро­теина.

Значение стеатоза обусловлено причиной и выраженно­стью накопления липидов. Слабовыраженное накопление не влияет на функцию печени, а значительная аккумуляция ли­пидов может нарушать функцию клетки, необратимо повреж­дать внутриклеточные процессы.

Жировая дистрофия миокарда развивается, как правило, вследствие гипоксии (при болезнях крови, сердечно-сосуди­стой недостаточности) и интоксикации (при алкоголизме, ин­фекционных заболеваниях, отравлении фосфором, мышьяком и т. д.). Механизм развития такой дистрофии связан со сни­жением окисления липидов из-за деструкции митохондрий под влиянием гипоксии или токсина. Особенностями жиро­вой дистрофии миокарда являются очаговый характер пора­жения преимущественно по ходу венозного колена капилля­ров и мелких вен, а также накопление липидов в цитоплазме в виде мелких капель (пылевидное ожирение). Сократитель­ная способность миокарда при жировой дистрофии снижа­ется.

Холестерин и его эфиры.Большинство клеток использует холестерин для синтеза клеточных мембран, однако при неко­торых патологических процессах может происходить накопле­ние холестерина в клетках.

При атеросклерозе холестерин и его эфиры находят в глад­комышечных клетках и макрофагах в атеросклеротических бляшках, расположенных в интиме аорты и крупных артерий. Такие клетки называются пенистыми, так как при окраске ге­матоксилином и эозином вакуоли на месте растворенных при изготовлении препарата липидов придают цитоплазме пени­стый вид, их называют также ксантомными, так как они со­держат липиды. Некоторые из этих клеток разрываются, а ли­пиды попадают во внеклеточное пространство. Внеклеточный холестерин может кристаллизоваться, приобретая форму длинных игл (кристаллов).

При врожденных гиперлипидемических состояниях скоп­ления пенистых клеток, содержащих холестерин, обнаружива­ют в поверхностных отделах дермы и в сухожилиях. Они фор­мируют опухолеподобные скопления (ксантомы). Пенистые макрофаги часто встречаются в местах повреждения клеток в очагах воспаления, где они образуются вследствие фагоцитоза холестерина из мембран разрушенных клеток. Множествен­ные мелкоочаговые отложения эфиров холестерина, содержа­щиеся в макрофагах, при хроническом холецистите придают слизистой оболочке желчного пузыря пестрый вид за счет желтых полос и мелких пятен (холестероз желчного пузыря).

Белки. При избытке белка в цитоплазме клеток выявляют­ся скопления, которые выглядят как округлые эозинофильные капли, вакуоли или массы. Такие изменения называют белко­вой дистрофией.

При почечных заболеваниях, связанных с потерей белка с мочой (протеинурия), белок проходит через гломерулярный фильтр в проксимальные канальцы, откуда реабсорбируется эпителиальными клетками с помощью пиноцитоза. В случае избытка белка в первичной моче процесс реабсорбции нару­шается и при слиянии пиноцитозных пузырьков с лизосома­ми формируются фаголизосомы, которые образуют крупные эозинофильные капли в цитоплазме эпителиальных клеток проксимальных канальцев.

Примером избыточного накопления белка служат тельца Русселя. Эозинофильные включения в клетках печени при ал­когольной болезни, особенно характерные для острого алко­гольного гепатита, называют тельцами Маллори.

Нарушение обмена белков часто сочетается с повреждени­ем Na+, K+ -помпы. Клетки теряют способность поддерживать ионный и жидкостный гомеостаз, что приводит к накоплению ионов натрия и набуханию или гидратации клетки. Такой па­тологический процесс называют гидропической дистрофией. Белковая гидропическая дистрофия может возникать в эпите­лии канальцев почек при нефротическом синдроме в резуль­тате повреждения систем, ответственных за реабсорбцию бел­ка и воды.

Гидропическая дистрофия гепатоцитов характерна для ви­русного гепатита В, что отражает извращение белково-синте­тической функции клеток печени вследствие репродукции ви­руса. Максимально выраженную гидропическую дистрофию, граничащую с колликвационным некрозом клетки, называют баллонной дистрофией.

Стромально-сосудистые (мезенхимальные) дистрофии развивают­ся в результате нарушений обмена в соединительной ткани и выяв­ляются в строме органов и стенках сосудов.

Стромально-сосудистые диспротеинозы.

Среди стромально-сосудистых диспротеинозов различают муко­идное набухание, фибриноидное набухание, гиалиноз и амилоидоз.

Мукоидное набухание? фибриноидное набухание и гиалиноз мо­гут быть последовательными стадиями дезорганизации соединитель­ной ткани (напр., при ревматических болезнях).