Физиология патологическая Лекции ИД Равновесие
|
|
|
|
Вопрос 4. Патология клетки
1. Патология клетки как нарушение ЦПМ Каждый патологический процесс возникает и развивается с обязательным повреждением клеток. Патологические изменения, возникающие на уровне органа или системы, основываются на изменениях в клетках, искажении или потере их функции, а зачастую и самих клеток. Общими закономерностями реакцией клеток эукариотов на повреждения являются типовые нарушения структуры и функции цитоплазматической мембраны и мембран субклеточных структур.
Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) состоит на 60-80 % из белка, 20-40 % - липидов и 1-5 % - из углеводов. ЦПМ отделяет внутреннее содержимое клетки от окружающей ее среды, обеспечивает межклеточные взаимодействия, поддерживая структуры органа, обеспечивает постоянство внутренней среды за счет переноса ионов и питательных субстратов, осуществляет рецепцию восприятия действия гормонов в биологически активной среды.
Различают структурные белки, регулирующие пассивную диффузию ионов, белки-ферменты (например, при распаде АТФ фермент Na-r-АТФаза 2 иона К, тем самым обеспечивая электролитный баланс), белки-рецепторы, которые рецептируют действие гормонов.
Липиды ЦПМ на 55 % состоят из фосфолипидов и 45 % - из холестерина. В норме отношение холестерина к фосфолипидам составляет 0,9.
Липиды обеспечивают подвижность и проницаемость мембран. Фосфолипиды регулируют ферментативную активность мембран, обеспечивая пространственную ориентацию белков-ферментов.
За счет наличия карбоксильных и фосфатных групп сиаловых кислот, входящих в полярные головки липидов, формируется суммарный отрицательный потенциал клеток, величина которого играет большую роль в межклеточном взаимодействии.
2. Нарушения структуры и функций ЦПМ Нарушение наружной клеточной мембраны может проявляться в виде ее повреждения. При этом внутриклеточное содержимое устремляется наружу, а внеклеточная жидкость внутрь. Вследствие этого объем клетки увеличивается, мембрана разрывается, происходит гибель клетки - цитолиз.
Под влиянием солей тяжелых металлов возникает избирательная инактивация субгидрильных, карбоксильных групп, образуются ионопроницаемые каналы в мембране, что приводит к нарушению проницаемости клеточной мембраны, нарушению электролитного состава клетки, метаболизма в ней, нарушению специфических функций, что особенно важно для выполняющих проводящую и сократительную функции тканей.
В организме внутриклеточное содержание калия в некоторых тканях во много раз превышает его концентрацию во внеклеточной жидкости, и концентрация внеклеточного натрия намного превышает его содержание внутри клетки. При повреждении клетка теряет калий и накапливает натрий, что приводит к увеличению содержания воды в ней, набуханию и отеку.
Функциональные последствия нарушения ЦПМ при повреждении ее белковых компонентов:
а) при изменении структуры стромальных белков увеличивается пассивная проницаемость по осмотическому градиенту, что приводит к деполяризации клеток;
б) при повреждении белки-рецепторы перестают узнаваться гормонами и биологически активными веществами. Клетка выходит из-под гуморальных и гормональных влияний;
в) многие микроорганизмы (вирус гриппа, холерные вибрионы) выделяют фермент нейраминидазу, который вызывает обнажение структурных элементов мембраны клетки, обладающих антигенными свойствами, индуцируя развитие аутоиммунных заболеваний. Под влиянием канцерогенов происходит перераспределение полярных головок липидов в липидном бислое. Они концентрируются на поверхности клеток, при этом нарастает Z-потенциал мембраны, нарушается контактное взаимодействие клеток, клетки отрываются, и происходит метастазирование клеток.
3. Функции митохондрий Источником энергии, получаемой клеткой, служат потребляемые питательные вещества, при превращении которых в процессе окислительно-восстановительных реакций освобождается энергия. Часть энергии рассеивается в виде тепла, а остальная накапливается в макроэнергетических соединениях и затем расходуется клеткой для различных целей. Основным местом образования энергии в клетке служат митохондрии. Основные функции митохондрий:
1) на внутренней мембране в области митохондриальных кристаллов находятся ферментативные ансамбли, осуществляющие транспорт кислорода (система цитохромов).
2) на внутренней мембране находится система АТФ-синтез, обеспечивающая синтез АТФ в сопряженных реакциях окисления и фосфорилирования.
В митохондриальном материале имеются ферменты В-окисления жирных кислот цикла Кребса.
3) в митохондриях обнаружена ДНК (1963 г.);
4) в митохондриях есть все виды РНК;
5) имеются митохондриальные рибосомы. За счет наличия белоксинтезирующей системы митохондрии обеспечивают синтез белков для собственных нужд;
6) на внешней мембране митохондрий находится система транслоказ, следовательно, митохондрии участвуют в регуляции электролитного баланса клетки. Митохондрии обеспечивают выкачивание излишков ионов кальция и накапливают их в матриксе.