Механизмы повреждения клетки

Клетка – основная структурная единица организма. Поэтому целесообразно рассмотреть возможные механизмы повреждения клеток ксенобиотиками. В зависимости от первичного повреждения органелл клеток ксенобиотиками выделяют 4 типа повреждения клеток:

· перекисный тип (мембранный тип) связан с перекисной модификацией жирно-кислотных остатков фосфолипидов мембран (при поступлении металлов с переменной валентностью) и повреждением антиоксидантных систем (ингибиторы антиоксидантных ферментов, модуляторы редокс-потенциала клетки, яды для печени);

· гипоксический тип (митохондриальный тип) включает нарушение энергопродуцирующей функции митохондрий при действии разобщителей дыхания и окислительного фосфорилирования АДФ, ингибиторов окислительного фосфорилирования;

· токсический тип (микросомальный тип) определяется действием ксенобиотиков на обмен веществ в тесной взаимосвязи с их обезвреживанием и выведением продуктов метаболизма;

· пластический тип (лизосомальный тип) возникает при освобождении содержимого лизосом в цитозоль клетки или активации вторичных лизосом на фоне недостаточного питания и действия ксенобиотиков, закисляющих внутреннюю среду клетки и повреждающих мембраны лизосом.

Известно два типа гибели клеток – некроз (при действии экстремальных факторов, прежде всего, химической природы) и апоптоз (запрограммированная гибель клеток).

Апоптоз – активный, генетически контролируемый процесс, необходимый для удаления поврежденных, стареющих и патологических клеток в организме. Морфологически апоптоз характеризуется сжатием клетки, фрагментацией ядра, отпочковыванием цитоплазмы и формированием апоптотических телец. Подобно митозу, апоптоз является нормальным клеточным феноменом, регулирующим число клеток тканей взрослого организма (митоз вызывает репликацию клеток, гиперплазию и гипертрофию, апоптоз – потерю клеток, гипоплазию и атрофию органа) (рис. 1).

Пролиферация Апоптоз Заболевания,

связанные с

накоплением клеток

Гомеостаз

Заболевания,

связанные с потерей

клеток

Рис. 1. Влияние пролиферации и апоптоза на гомеостаз

Супрессия, экспрессия или мутация генов, ответственных за апоптоз, вызывает развитие заболеваний. Заболевания, связанные с нарушением апоптоза, делят на 2 группы: 1) при которых повышается выживаемость клеток (ингибирование апоптоза); 2) при которых отмечается усиленная гибель клеток (активация апоптоза) (рис. 1, табл. 1).

Таблица 1

Заболевания, связанные с ингибированием и индукцией апоптоза

Индукторы и ингибиторы апоптоза представлены в таблицах 2(А), 2(Б).

Таблица 2(А)

Индукторы апоптоза

Таблица 2(Б)

Ингибиторы апоптоза

Морфологические признаки апоптоза достаточно стереотипны для различных тканей (рис. 2).

Рис. 2. Схема морфологических изменений при апоптозе

На ультрамикроскопическом уровне ранним морфологическим признаком апоптоза является утрата межклеточных контактов и специализированных мембранных структур клетки, таких, как микроворсинки. Одновременно наблюдаются конденсация хроматина (образует полное или почти полное кольцо на периферии ядра), пикноз и фрагментация ядра. Происходит аггрегация органелл цитоплазмы (особенно митохондрий и эндоплазматического ретикулума), которые остаются интактными. Уменьшение объема цитоплазмы обусловлено потерей внутриклеточной жидкости и ионов. Эти изменения вызывают образование выпячиваний мембраны, содержащих структурно-интактные, функциональные органеллы и фрагменты ядра, далее происходит отпочковывание фрагментов клетки с последующим образованием апоптотических телец, окруженных мембраной и содержащих остатки органелл и ядра. Апоптотические тельца затем элиминируются фагоцитами.

Гистологически выявить апоптотические клетки достаточно сложно, поскольку: 1) апоптоз наблюдается в единичных клетках; 2) апоптотические тельца имеют малые размеры и не могут быть идентифицированы в световом микроскопе; 3) апоптотические тельца быстро фагоцитируются или элиминируются; 4) отсутствует воспаление в окружающих тканях; 5) апоптоз часто трудно дифференцировать с некрозом (табл. 3).

Таблица 3

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: