Часть первая. ОБЩАЯ НОЗОЛОГИЯ

Одним из важных показателей повреждения клеток является нарушение строения и функций эндоплазматического ретикулума, митохондрий, лизосом, рибосом.

§ 21. Повреждение эндоплазматического ретикулума

Различные болезнетворные факторы - инфекции, интоксикации - вызывают повреждения эндоплазматического ретикулума. Повреждение клетки сопровождается разрывом трубок, пузырьков и цистерн эндоплазматического ретикулума. Из поврежденных элементов эндоплазматического ретикулума образуются пузырьки, мембраны которых покрыты рибонуклеиновыми частицами. Диаметр этих пузырьков колеблется от 25 до 500 нм. В поврежденном эндоплазматическом ретикулуме уменьшается число рибосом, расположенных на его мембранах.

Известно, что важнейшей функцией эндоплазматического ретикулума является обезвреживание различных токсических агентов. Этот процесс сопровождается образованием новых ферментных систем, разрушающих вредоносное вещество. Например, при отравлении фенобарбиталом в эндоплазматическом ретикулуме клеток печени у крыс образуется новый фермент, окисляющий фенобарбитал. Он подавляется актиномицином D.

Воздействие 3,4-бензпирена или 3-метилхолантрена вызывает образование в эндоплазматическом ретикулуме новых ферментов (N-деметилаза, кольцевые гидроксилазы и др.), разрушающих эти канцерогенные вещества.

§ 22. Повреждение митохондрий

Весьма важным морфологическим признаком повреждения митохондрий является их набухание. Набухание митохондрий наблюдается, например, в клетках миокарда при недостаточности сердца, а также при многих инфекционных, гипоксических, токсических и других патологических процессах.

В некоторых миокардиальных клетках изменение ультраструктурной организации митохондрий происходит по типу образования ими миелиноподобных телец (Ж). Изменение ультраструктурной организации митохондрий миокардиальных клеток с поврежденной наружной клеточной мембраной часто происходит вследствие отложения в их матриксе плотных осмиофильных гранул, состоящих из более мелких субъединиц (3).

Активность многих ферментов митохондрий сохраняется при полном механическом повреждении их структур и разобщении отдельных частей их субмитохондриальных фракций. Так, в белковых составных частях мембран митохондрий содержатся окислительно-восстановительные ферменты (цитохромоксидаза), в липоидсодержащих капельках - другие дегидрогеназы. В жидкой среде внутри митохондрий содержится кислая фосфатаза, рибонуклеаза, глютаминаза, ферменты цикла Кребса, ферменты окислительного фосфорилирования и др.

§ 23. Повреждение лизосом

В механизме повреждения клеток большое значение имеет повреждение клеточных лизосом. Лизосомы представляют собой образования диаметром 0,4 мкм, содержащие большое количество ферментов (катепсины, щелочная фосфатаза, рибонуклеаза, кислая дезоксирибонуклеаза, гиалуронидаза и др.). Различные повреждающие агенты, например эндотоксины бактерий кишечно-тифозной группы, а также мелкие неорганические частицы (двуокись кремния, двуокись титана, алмазная пыль), попадая в лизосомы, разрушают их. Ферменты лизосом освобождаются в цитоплазму клетки и вызывают ее повреждение. Повреждение может привести клетку к гибели. Так повреждаются клетки эпителия кишечника, фагоциты альвеол легкого и другие клетки. Бактериальные токсины, аутоантитела и другие патогенные агенты способны также вызывать повреждение лизосом лимфоцитов. Ферменты лизосом повреждают в свою очередь всю клетку лимфоцита. В небольшой дозе этот процесс может быть стимулятором трансформации лимфоцитов и стимулировать их к размножению.

§ 24. Повреждение рибосом

При токсических воздействиях на клетки наблюдается изменение конфигурации эндоплазматического ретикулума и сидящих на нем рибосом. Например, при отравлении тринитротолуолом в клетках печени мембраны эндоплазматического ретикулума и расположенные на них рибосомы принимают форму различных завитков, не наблюдающихся в нормальных клетках. Синтез гемоглобина и некоторых ферментов осуществляется на полисомах. При угнетении синтеза гемоглобина, например при апластической анемии, в клетках костного мозга происходит уменьшение числа полисом и их распад на отдельные рибосомы.

§ 25. Некоторые патофизиологические механизмы клеточных дистрофий

Современные электронно-микроскопические, патохимические и патофизиологические исследования поврежденных клеток позволяют представить некоторые механизмы клеточных дистрофий. Так, например, повреждение водных и электролитных (калий-натрий) насосов приводит к нарушению обмена воды между клеткой и средой и между субклеточными структурами [эндоплазматический ретикулум, митохондрии, лизосомы, пластинчатый комплекс (аппарат Гольджи)] и протоплазмой клетки. Нарушение обмена воды между клеткой и средой приводит к образованию капель (вакуолей) внутри цитоплазмы. Этот процесс лежит в основе "мутного набухания" клетки (например, эпителия канальцев почек при нефрозе) или "вакуольного перерождения", например в клетках печени, почек, скелетных мышц, лейкоцитах под влиянием различных инфекций и интоксикаций. Разновидностью мутного набухания или вакуольного перерождения клеток является "зернистое перерождение", при котором капли в протоплазме поврежденной клетки становятся относительно большого размера. В содержимом капель обнаруживаются, кроме воды, белки и липиды. Интересная форма нарушения обмена поврежденной клетки - появление на ее поверхности пузырьков, образованных наружным слоем клеточной мембраны. Пузырьки содержат воду и белки, вышедшие из протоплазмы поврежденной клетки. Разрушение этих пузырьков приводит к излиянию содержимого в окружающую клетку среду. Образование таких пузырьков наблюдается при воспалительных процессах в легких и в других органах.

Весьма важным вариантом клеточных дистрофий являются различные отложения в клетках веществ необычного состава и свойств. К дистрофиям подобного типа относят гиалиновую, восковидную, мукоидную и амилоидную. В основе гиалиноза, например, артерий, рубцов, хронических инфекционных очагов и других тканей лежит увеличение проницаемости соответствующих поврежденных клеток. Сущность гиалиноза артериол заключается в "плазматическом пропитывании" стенки сосуда. Белки плазмы и тканевой лимфы уплотняются и накапливаются между эндотелием и внутренней плазматической пластинкой сосудистой стенки. Внутриклеточное образование гиалина возможно в эпителии почек, печени в виде отдельных гиалиновых капель. Возникает гиалиновая капельная инфильтрация. Иногда осаждение белков плазмы при гиалиновом перерождении способствует образованию иммунных комплексов, состоящих из аутоантигенов того или иного органа (почки, печень, артерии) и соответствующих аутоантител. При восковидной, или "ценкеровской" дегенерации мышечных волокон, которая возникает при тяжелых инфекциях и интоксикациях, например при брюшном тифе, в клетках мышечных волокон происходит отложение актомиозина. При "слизистой", или "мукоидной" дистрофии в эпителиальных, секреторных клетках, а также в клетках соединительной ткани, в норме не выделяющих слизь, возникает накопление мукополисахаридов, содержащих гексозамины. Слизь или муцин накапливается в клетках в виде капель. В дальнейшем вся клетка погибает, превращаясь в слизь. Слизистое перерождение эпителия наблюдается при хронических воспалительных процессах. Известно диффузное слизистое перерождение соединительных тканей (кости, хрящи, коллагеновые волокна). Этот процесс называется миксоматозом.

Отложение в клетках амилоида - белка типа глобулина, соединенного со значительным количеством углеводов (глюкозамин, галактозамин, манноза, фукоза), называется амилоидозом. Название этой дистрофии возникло вследствие того, что амилоид дает коричнево-красное окрашивание с йодом, подобно крахмалу. Амилоид накапливается в клетках селезенки, почек и других органов при хронических инфекциях, нагноениях, сифилисе. В эксперименте амилоидоз можно вызвать путем введения животным казеина. В механизме отложения амилоида придают значение образованию иммунных комплексов между веществом амилоида как аутоантигеном и соответствующими ему аутоантителами. Накапливаясь в клетках, амилоид подавляет в них процессы обмена веществ. Исчезают рибосомы, пластинчатый комплекс. В некоторых случаях возможно обратное развитие амилоидоза.

Другой важной формой клеточных дистрофий является жировая дистрофия и жировая инфильтрация. В здоровых клетках 30% протоплазмы составляют липиды (нейтральные жиры, фосфолипоиды). Различные повреждающие агенты (гипоксия, интоксикация) вызывают освобождение липидов из их связи с белками протоплазмы. В результате появляются в протоплазме липиды в виде капель. Часть этих капель выбрасывается клеткой, поэтому общее содержание жиролипоидов в жироперерожденной клетке меньше, чем в клетке нормальной, хотя она кажется пропитанной каплями жира. Появление жиролипоидных капель в клетках называется липофанерозом. Жировое перерождение и инфильтрация возникают при хронической алкогольной интоксикации, при многих токсикоинфекциях, гипоксиях и других повреждениях.

Отложение в поврежденных клетках липопротеидов называется миелиновой дегенерацией и инфильтрацией. Весьма важным нарушением жиролипоидного обмена является отложение в артериях холестерина и его эфиров.

Избыточное отложение в клетках гликогена называется гликогенозом.

В поврежденных клетках происходит отложение солей кальция. Оно является одним из выражений повреждения электролитных насосов между клеткой и средой.

В некоторых поврежденных клетках возникает отложение пигментов - меланина, фусцинцероида. Отложение меланина некоторые авторы рассматривают как защитную реакцию клетки, поврежденной ультрафиолетовыми лучами.

Знания о веществах, находящихся в свободно-радикальном состоянии и способных вызвать патологический процесс, и о первичных изменениях в обмене свободных радикалов, играющих роль ведущего патогенетического фактора, являются непременным условием для успешного дифференцированного применения средств этиологической и патогенетической терапии. Примером патологических процессов, в формировании которых первично возникающие свободные радикалы выступают как ведущий патогенетический фактор, может служить лучевая болезнь. Она же является примером успешного применения патогенетической терапии при помощи препаратов, механизм лечебного действия которых основан на их способности реагировать с "первичными" радикалами и переводить их в неактивные. По отношению к злокачественному перерождению и опухолевому росту свободные радикалы также могут, по-видимому, выступать и как этиологический, и как патогенетический фактор.

В общем, очевидно, что ни одна из реакций организма на вредные воздействия не протекает без изменения обмена свободных радикалов и парамагнитных центров. Однако во многих случаях неизвестны причинно-следственные отношения, складывающиеся в динамике свободнорадикальных процессов, неясны механизмы, приводящие к генерации и гибели свободных радикалов и парамагнитных центров. Вместе с тем очевидно, что сдвиги в обмене свободных радикалов и парамагнитных центров играют какую-то роль в нарушении других видов обмена и функций, и задача состоит в том, чтобы установить значение этих свободнорадикальных сдвигов для механизмов развивающихся реакций, определить их биохимические и функциональные эквиваленты и на этой основе найти подходы к патогенетической терапии.

Детальные патофизиологические механизмы различных клеточных дистрофий до настоящего времени еще не выяснены. Установлено, что любая дистрофия возникает вследствие нарушений проницаемости поврежденной клетки, нарушений обмена веществ между ней и средой, нарушений энергетических процессов (потенциал повреждения, редокспотенциал, окислительное фосфорилирование) и др.

Известное значение в механизме происхождения некоторых клеточных дистрофий (амилоидоз, гиалиноз), по-видимому, имеют аутоаллергические процессы.

§ 26. Некоторые общие вопросы патологии и свободные радикалы

Установлено, что физиологическая активность многих химических соединений (некоторые витамины, канцерогены, катехоламины, гормоны и другие) обязана своим происхождением тому, что эти вещества могут иметь свободные радикалы.

Вместе с тем существует группа химических соединений, которые сами по себе не являются свободными радикалами, но могут образовывать свободнорадикальные и потому физиологически активные (в ряде случаев патогенные) комплексы с некоторыми веществами жидкостей и клеток организма. К таким химическим соединениям относятся, по-видимому, некоторые канцерогены. В других случаях попадающие в организм вещества могут усиливать свободнорадикальную активность различных сред организма, в результате чего возможна гибель одних клеток и (или) стимуляция размножения и роста других. Установлено, например, что в легочной ткани белых крыс, вдыхавших кварцевую пыль, концентрация неспаренных электронов увеличивалась в 2,7 раза. Это может иметь непосредственное отношение к возникновению силикоза, т. е. к гибели легочного эпителия и разрастанию соединительной ткани (Я. И. Ажипа).

Можно считать, что механизм патогенного действия веществ, которые либо являются свободными радикалами, либо становятся ими сразу же после проникновения в организм, либо образуют неактивные комплексы с другими, эндогенными ранее активными веществами, состоит в том, что они инициируют или обрывают цепи естественных радикальных реакций, активируют или подавляют действие природных ингибиторов этих реакций (Я. И. Ажипа).

Продолжение: Глава 3. Общие реакции организма на повреждения клеток

К оглавлению