Пластинчатый комплекс (комплекс Гольджи), секреторные гранулы и вакуоли

Синтетическая деятельность пластинчатого комплекса, тесно связанная с эндоплазматической сетью, завершается образованием секреторных гранул и вакуолей. Поэтому морфология нарушенной деятельности пластинчатого комплекса отражает и нарушения секреции, т. е. нарушения продукции клеточ­ных включений — гранул и вакуолей. Можно говорить о двух основных морфо­логических проявлениях нарушенной деятельности пластинчатого комплекса и секретообразования: гипертрофии и атрофии.

Гипертрофия пластинчатого комплекса, т. е. его увеличение за счет гипер­плазии его мембран, увеличения количества секреторных гранул, везикул и вакуолей, является проявлением повышенного синтеза и секреции белков, гликолипидов или полисахаридов (рис. 15). При этом увеличивается количество секреторных гранул и везикул в цитоплазме и за пределами пластинчатого комплекса. Гипертрофия пластинчатого комплекса в таких случаях сочетается с гиперплазией эндоплазматической сети. В тех случаях, когда синтез тех или иных веществ опережает их секрецию и выведение, эти вещества избирательно накапливаются в гипертрофированном пластинчатом комплексе и могут повреж­дать его. Таково, например, скопление желчи в пластинчатом комплексе гепато-цитов при холестазе.

Атрофия пластинчатого комплекса, т. е. уменьшение его размеров с редук­цией компонентов, потерей секреторных гранул и вакуолей, свидетельствует

Рис. 15. Гиперплазия мем­
бран пластинчатого комп­
лекса в подоците.
X 20 500.

о снижении его функциональной активности. Одной из причин такого снижения может быть недостаточность белковых запасов организма (белковое голода­ние); при этом эндоплазматическая сеть также атрофична, в цитоплазме мало секреторных гранул. Другая причина снижения функциональной активности пластинчатого комплекса — это нарушение взаимодействия пластинчатого комплекса с эндоплазматической сетью, т. е. «повреждение» клеточного конвей­ера. В этих случаях эндоплазматическая сеть гиперплазирована, функционально активна, а цитоплазма заполнена множеством секреторных гранул и вакуолей.

Митохондрии

Митохондрии являются наиболее лабильными внутриклеточными структу­рами. Они первыми подвергаются изменениям при гиперфункции клетки и раз­личных ее повреждениях. Изменения митохондрий, возникающие при многих патологических процессах и болезнях, достаточно стереотипны, хотя ряд пато­логических состояний и болезней имеет специфические признаки повреждения митохондрий.

Изменения структуры, размеров, формы и числа митохондрий

Среди изменений структуры митохондрий наибольшее значе­ние придается их конденсации и набуханию, а также появлению митохондриаль-ных включений. Конденсация и набухание митохондрий (см. рис. 10) могут отражать функциональное напряжение клетки, но чаще нарастающее кисло­родное голодание. Эти изменения нередко обратимы, однако, прогрессируя, ведут к тяжелой деструкции митохондрий и гибели клетки. Тогда к набуханию митохондрий присоединяются уплотнение их внутреннего пространства, дефор­мация крист и потеря митохондриальных гранул, гомогенизация матрикса и появление в нем хлопьевидного материала, очагов обызвествления; в финале возникают разрывы наружной мембраны митохондрий.

Рис. 16. Включения солей кальция в матриксе митохондрий мышечного волокна при ишемии. X 18 500.

Митохондриальные включения представлены хлопьевидным электронно-плотным материалом (липидные вещества), очагами обызвествления (гидро-оксиапатитоподобные кристаллы — рис. 16), миелиновыми фигурами, фила-ментоподобными и пластинчатыми структурами, белковыми кристаллами. Вклю­чения в митохондрии, как правило, встречаются при патологических состояниях, отражая неспецифическую реакцию митохондрий на повреждение клетки.

Размеры митохондрий колеблются в широких пределах — от ги­гантских до резко редуцированных форм. Гигантские митохондрии, которые образуются за счет гипертрофии или слияния митохондрий, встречаются только в патологических условиях (рис. 17). Такие митохондрии, нередко с кристал­лическими включениями, как правило, обнаруживают, например, в гепатоцитах при алкоголизме. Митохондрии, в том числе и гигантские, могут быть различной формы: сигарообразные, каплеобразные, извитые и т. д.

Число митохондрий крайне вариабельно. Увеличение числа мито­хондрий (т. е. гиперплазия), отражающее усиление протекающего в них окисли­тельного фосфорилирования, характерно для клеток с активацией специали­зированной функции, что имеет место при гипертрофии, пролиферации и транс­формации клеток, особенно после повреждения ткани. Большое число мито­хондрий крайне характерно для онкоцитов, в том числе и онкоцитарных опухолей. Уменьшение числа митохондрий типично для так называемых регрес­сивных процессов — старения клеток, их атрофии.

Изменения крист митохондрий

Изменения крист митохондрий, как и самих митохондрий, могут касаться также их структуры, размеров, формы и числа.

Структурные изменения разнообразны: пластинчатые кристы появляются при усилении активности митохондрий. Деформация и агрегация крист встре-

2 Струков А. И., Серов В. В.

Рис. 17. Гигантские митохондрии кардиомиоцитов. Миокард собаки при синдроме дли­тельного раздавливания. X 16 000.

чаются при понижении этой активности. Форма крист также отражает повышен­ную или пониженную активность митохондрий. Размеры крист, как правило, соответствуют размерам митохондрий: гигантские кристы в гигантских мито­хондриях, редукция крист при редукции митохондрий. В такой же мере и число крист отражает активность митохондрий: увеличение числа крист митохонд­рий — свидетельство возрастающих функциональных потребностей клетки; уменьшение числа крист (редукция) митохондрий — свидетельство снижения этих потребностей.

Митохондриальный транспорт кальция и повреждение клетки

Одной из важных функций митохондрий является транспорт кальция. Кальций может накапливаться митохондриями в весьма значительных коли­чествах, особенно параллельно с неорганическим фосфатом. Высвобождение кальция из митохондрий происходит двумя путями. Один из путей накопления кальция (митохондрии клеток сердца, мозга, скелетных мышц, экзокринных и эндокринных желез) стимулируется натрием и, видимо, представляет собой обмен Са²+ на Na+; другой путь (митохондрии клеток почек, печени, легких) нечувствителен к натрию, механизм его неясен.

Морфологическим подтверждением транспорта кальция митохондриями является обнаружение в митохондриальном матриксе электронно-плотных гра­нул диаметром 20—50 нм, которые, возможно, служат местом аккумуляции двухвалентных ионов. Увеличение размера, плотности и числа этих гранул обнаружено не только при обработке тканей высокими концентрациями Са²+, но и в интактных клетках тех тканей, которые вовлечены в активный транспорт кальция — остеокластах, остеобластах и др. Та же ситуация обнаружена и при гормонально-обусловленных гиперкальциемиях — кальцинозах. При некоторых болезнях (коронарная болезнь сердца), синдромах (хроническая почечная

недостаточность) и патологических состояниях (отравления тиоацетатамидом, папаином, йодоформом и т. д.) клетки отвечают на повреждение появлением в митохондриальном матриксе многочисленных крупных плотных гранул каль­ция (см. рис. 16). При этом кальцификация митохондрий предшествует некрозу клетки и часто бывает обратимой.

Внутримитохондриальная кальцификация может быть связана как с избы­точным притоком кальция в клетку вследствие первичного повреждения плазма­тической мембраны, так и с первичными нарушениями транспорта кальция митохондриями. При первичном повреждении плазматической мембраны избы­точный приток кальция в клетку приводит к накоплению его в митохондриях, что «отнимает» энергию АТФ и повреждает саму систему генерации энергии — митохондрии. Первичные нарушения митохондриального транспорта кальция встречаются при заболеваниях скелетных мышц — миопатиях (болезнь Люфта, синдром Кернса—Сайра). При этих болезнях митохондрии, несмотря на высо­кий уровень эндогенного кальция, могут дополнительно накапливать значи­тельные его количества. В таких случаях можно говорить о «болезнях» нарушен­ного митохондриального транспорта.

Лизосомы

Лизооомы не только «органы» внутриклеточного пищеварения, о чем гово­рит их название, но и «убийцы» клетки; они причастны как к фагоцитозу, так и аутофагии. Физиологическая и патологическая активность лизосом зависит в основном от двух факторов: состояния (стабилизации) мембран лизосом и активности их ферментов. Поэтому повреждения клетки, к которым могут быть причастны лизосомы, возникают либо при дестабилизации лизосомных мембран, позволяющей проявиться гидролазной активности ферментов, либо при лизо-сомной ферментопатии, ведущей к накоплению в клетке ряда исходных или промежуточных продуктов обмена.

Дестабилизация мембран лизосом и патология клетки

К дестабилизации (лабилизации) мембран лизосом могут привести воз­действия различных веществ и агентов — лабилизаторов мембран лизосом (например, так называемые провоспалительные гормоны, витамины A, D, К и др.). Выраженным повреждающим мембраны лизосом действием отличают­ся некоторые микотоксины, различные канцерогенные вещества, фосфолипазы, активаторы и продукты перекисного окисления, двуокись кремния. Дестаби-лизирующе на мембраны лизосом действуют гипоксия, нарушения кислотно-основного состояния, голодание и белковая недостаточность, изменения гормо­нального статуса, шок, травмы, обширные оперативные вмешательства. Анта­гонистами лабилизаторов мембран лизосом являются их стабилизаторы (напри­мер, так называемые противовоспалительные гормоны, хлороксин, фенерган, холестерол и др.).

В патологических условиях возникают конкурентные взаимоотношения между лабилизаторами и стабилизаторами лизосомных мембран, и, если они в пользу первых, проницаемость мембран становится достаточной для выхода гидролаз в цитоплазму и взаимодействия с субстратом, которым могут стать и субклеточные структуры. Часть клетки или вся клетка погибают. Тот же механизм дестабилизации мембран лизосом имеется при фагоцитозе, когда после контакта первичных лизосом с фагосомами образуются фаголизосомы (рис. 18) и цитолизосомы. Подобный механизм лежит и в основе клеточной аутофагии. Как видно, патология мембран лизосом может определять и патоло­гию фагоцитоза.

2* '' ' 35

Рис. 18. Фаголизосомы в гепатоцитах. X 18 500.

Нарушения функций лизосом и наследственные болезни

Среди наследственных болезней, связанных с нарушениями функций лизо­сом и называющихся лизосомными болезнями, прежде всего следует назвать наследственные лизосомные энзимопатии. Они являются следствием первичной генной мутации и проявляются либо полным блоком синтеза ферментного белка, либо синтезом белковых молекул со сниженной биокаталитической активностью. Дефект (отсутствие) одного или нескольких лизосомных фермен­тов ведет к накоплению в клетке веществ, которые в норме метаболизируют эти ферменты. Поэтому наследственные лизосомные энзимопатии включены в груп­пу болезней накопления, или тезаурисмозов. Группа наследственных лизосом­ных энзимопатии достаточно велика. Особенно отчетливо она представлена среди гликогенозов (болезнь Помпе), ганглиозидозов (болезни Тея—Сакса, Сандхофа, ювенильный ганглиозидоз), гепатозов (болезнь Дабина—Джонсо­на), ожирения (недостаточность липаз адипозоцитов).

Другую группу наследственных болезней, обусловленных нарушением функции лизосом, можно связать с нарушением мембранных взаимодействий органелл клетки, что приводит к образованию гигантских органелл, в том числе гигантских лизосом (рис. 19). Эта группа невелика: синдром Чедиака— Хигаси, так называемая циклическая нейтропения.

Лизосомы и липопигменты

Содержимое телолизосом представлено липопигментами, т. е. продуктами, которые энзимы лизосом расщепляют с трудом или вообще не расщепляют. После растворения лизосомальной мембраны они долгое время находятся в цитоплазме, лишь изредка покидают клетки.

Липопигментами обозначают группу цитоплазматических гранул и вклю­чений от желтого до темно-коричневого цвета, содержащих белки и трудно­растворимые липиды. Их цвет обусловлен продуктами окисления и полимери-

Рис.19. Гигантские светлые лизосомы звездчатого ретикулоэндотелиоцита при врож­денной недостаточности а-1-антитрипсина. X 21 000.

зации ненасыщенных жирных кислот. Лизосомное происхождение липопиг-ментов подтверждено биохимически, гистохимически и электронно-микроско-пически. Липопигменты делят на липофусцин, встречающийся в паренхиматоз­ных и нервных клетках, и цероид, образующийся в макрофагах (см. Дистро­фия).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: