|
ния можно с позиции системного подхода, котрый предусматри-
вает, что в целостном организме интеграция вех функций осу-
ществляется на различных уровнях: молекулярном, полимолеку-
лярном, т.е. клеточном, органном и системном.
ПОВРЕЖДЕНИЕ КЛЕТОК
Особенности реакции клетки на повреждающий фактор зави-
сят как от его характеристики так и типа клетки по ее приз-
накам особенности к делению. В настоящее время принято счи-
таль, что в орагнизме имеется три тпа клеток. Клетки первой
категории к моменту рождения или в первые годы жизни дости-
гают высоко специализированного состояния, но "расплачивают-
ся за это полной потерей способности к размножению. В орга-
низме отсутстуют источники возобновления популяции этих кле-
ток в сучае их разрушения. К таким клеткам относятся нервные
клетки. У ребенка в возрасте нескольких лет имеются все не-
обходимые нервные клетки, а в дальнейшем их число непрерывно
уменьшается в результате "изнашивания" или гибели.
Ко второй категории относятся многие типы высокоспециа-
лизированных клеток, которые выполняют какие-либо определен-
ные функции и затем либо изнашиваются, либо слущиваются с
различных поверхностей, причем иногда очень быстро. Эти
клетки, подобно клеткам первой категории, не способны разм-
ножаться, однако, в организме имеется механизм их неприрыв-
ного воспроизведения. Функцию замещения клеток второй кате-
гории выполняют не утратившие способность к размножению
клетки той же линии (клона), которые еще не стали специали-
зированными. Они служат постоянным источником новых клеток,
которые дифференцируются в зрелые и замещают соответствующие
- 11 -
специализированные клетки, утраченные организмом. Таким об-
разом, неприрывно и быстро обновляется обнавляется клеточная
популяция некоторых тканей. Длительность цикла деления не-
дифференцированных клеток и их созревание находятся в равно-
весии с их утратой, так что общее число клеток остается пос-
тоянным. Такие клеточные популяции называются обновляющими-
ся, а состояние, в котором они находятся - стационарным. К
ним относятся клетки, выстилающие большую часть кишечника.
Они неприрывно слущиваются с его внутренней поверхности в
просвет кишки, неприрывно совернают совершают клеточный цикл
и образуют дочерние клетки, которые перемещаются по направ-
лению просвета кишечника, сохраняя целостность его эпителия.
В результате этого процесса эпителий кишечника обновляется
каждые несколько дней. Некоторы клетки живут всего несколько
дней или даже часов, а затем заменяются новыми, развивающи-
мися из менее специализированных клеток этой же линии.
Недифференцированные клетки, которые сохраняют способ-
ность к делению, а в дальшейшем ее утрачивают, когда стано-
вятся высоко специализированными носят название материнских,
камбиальных, но чаще стволовых клеток. Стволовой называют
такую клетку, которая на всем протяжении постнатальной сох-
раняет способность совершать циклыделения, поставляя клетки,
специализирующиеся в определнном направлении и замещая от-
мепрающиеся или утраченные клетки. Из стволовых клеток в те-
чение постнатальной жизнимогут развивать клетки нескольких
типов, не принадлежащие к одному и томуже семейству. В таких
случаях стволовую клетку называют плюринотентной. Например,
эритроциты и лейкоцитымогут вести свое происхождение от од-
ной и той же стволовой клетки. Если изстволовой клетки про-
исходит лишь один тип конечных клеток, то ее называют унипо-
- 12 -
тентной. Стволовые клетки проделывают клеточный цикл именно с
такой частотой, которая необходима для поддержания собствен-
ной популяции, и из которых отдельные члены постоянно выбы-
вают, превращаясь в более специализированные клетки. Сохра-
нение в организме фондов стволовых клеток разных типов неб-
ходимо для роста и поддержания клеточных популяций в тех
тканях, в которых специализированные функционирующие клетки
утратили способность к размножению.
Клетки третьей категории отличаютсябольшой продолжи-
тельностью жизни, их деление после полного завершения диффе-
ренцировки происходит редко.Примером таких клеток служит ге-
патоцит или гормональная клетка. Если однако, у эксперимент-
ланого животного удалить хирургическим путем до 2/3 печени,
то клетки оставшейся части органа начинают делиться, и менее
чем за две недели нечень восстанавливается до прежних разме-
ров. Таким образом, клетки этого типа в нормальных условиях
делятся редко, а при стимуляции, возникающей, например, пос-
ле травмы, они начинают интенсивно делиться, несмотря на
специализацию. Как было сказано, реакция клетки на действие
патогенного фактора в значительной степени зависит от ее ти-
па. Клетки первого типа способны к внутриклеточной регенера-
ции, в результате чего восстанавливаются утраченные части
клетки, если сохраняется ядерный аппарат и трофическое обес-
печение. Быстро обновляющиеся клетки второго типа при пов-
реждении быстро гибнут и стимулируются механизмы возобновле-
ния клеточной популяции за счет размножения стволовых кле-
ток. Репродукция клеток 3-го типа происходит довольно мед-
ленно, особенно при недостаточном питании и кислородного
обеспечения, что в условиях патологии встречается довольно-
часто, например, при гипоксии различного происхождения. Тем
- 13 -
не менее, с учетом особенных свойств клеток, их реакция на
острое повреждение носит общих характер, и механизм этого
процесса имеет важное значение для рассмотрения патогенеза
воспаления.
Во всех случаях взаимодействия патогенного фактора с
клеткой вовлекаются типовы механизмы его поступления в ци-
топлазму. Одним из таких механизмов является фагоцитоз. Яв-
ление фагоцитоза тесно связано с наличием в клетках лизосом,
которые являются мембранными органеллами, имеющихся в клет-
ках практически всех типов. Лизосома, которая отпочковывает-
ся от зрелой поверхности аппарата Гольджи, называется пер-
вичной лизосомой. Она может взаимодействовать с материалом,
внесенным в клетку из вне или же с разрушенными органеллами
и ненужными веществами, образующимися в самой клетке. При
этом формируется пузырек, в котором находится подлежащий пе-
реваренный материал, а также и лизосомальные ферменты. Этот
пузырек обычно называют вторичной лизосомой. Под фагоцитозом
понимают захватывание клеткой из вне и втягивание в себя ка-
кой-либо частици или макромолекулярного агрегата. Когда час-
тица приходит в соприкоснавение с клеточной мембраной, она
окружается ею со всех сторон, оказываясь в в маленьком мемб-
ранном мешочке - в фагоцитарном пузырьке. При этом внутрен-
ний слой клеточной мембраны становится наружним слоем мемб-
раны пузырька. Этот пузырек с содержащейся частицей отделя-
ется от клеточной мембраны и погружается внутрь в цитоплаз-
матический матрикс, где он называется фагосомой. Когда фаго-
сома встречается с лизосомой, то то наружние слои мембраны
обоих пузырьков соприкасаются так, что мембраны сливаются в
месте контакта, где лизосома через отверстие выделяет свое
содержымое в фагосому. Таким образом, два пузырька превраща-
- 14 -
ются в один, которые называются вторичной лизосомой. С ней
могут сливаться и другие первичные лизосомы, кроме того,
несколько вторичных лизосом могут сливаться друг с другом. В
результате создаются условия для ферментативного переварива-
ния материала, содержащегося в фагосоме. После переваривания
во вторичной лизосоме остается тело, которое в конечном сче-
те, выталкивается из клетки путем экзоцитоза. Вторым спосо-
бом попадания патогенного фактора в клетку является пиноци-
тоз, при котором жидкость втягивается в пузырьки. Этот про-
цесс принципиально сходен с фагоцитозом.
В процессе жизнедеятельности клетки происходит обновле-
ние внутриклеточсных структур. Митохондрии, фрагменты грану-
лярного эндоплазматического ретикулума и органеллы в резуль-
тате изнашивания и повреждения перестают функционировать и
тогда они с помощью мембраны обосабливаются от остальной ци-
топлазмы, подобно фагосомам (сдесь они называются аутофаго-
сомами), сливаются с лизосомами и подвергаются переварива-
нию.
Фагоцитоз и пиноцитоз относятся к механизмам проницае-
мости цитоплазматической мембраны, которые связаны с затра-
той его субстрата, но роль этого механизма проницаемости не-
велика.
Третьим основным механизмом проницаемости является
трансмембранный перенос веществ, не связанный с затратой
компонентов мембраны. К нему относятся такие процессы как
ультрафильтрация, диффузия и активный процесс переноса. Под
ультрафильтрацией понимается однонаправленный процесс транс-
порта молекул веществ через мембрану, обусловленный различ-
ным гидростатическим давлением по обе стороны. Таким образом
в клетку поступают низкомолекулярные вещества, в чстности,
- 15 -
вода. Вместе с водой могут поступать, но с меньшей ско-
ростью, и некоторые нерастворенные в ней неэлектролиты (гли-
церин, мочевина, этанол). При интенсивном потоке воды в
клетку может быть обеспечен траспорт вещества и против кан-
центрационного градиента, например, например, мочевины, га-
лактозы и др. Различают 4 вида диффузии веществ через мемб-
рану: простую, т.е. собственно диффузию, обменную, ограни-
ченную и облегченную.Посредством простой, а также ограничен-
ной диффузии, т.е. протекающей с меньшей скоростью, в клетку
поступают низкомолекулярные субстраты: вода, мочевина, эти-
ленгликоль, тиамин, жирные кислоты, щавелевая кислота, а
также неорганические ионы. Таким же образом в клетку прони-
кают низкомолекулярные патогенные факторы. Наблюдается пря-
мая корреляция между скоростью диффузии этих веществ через
мембрану и их растворимость в липидах.Это связано с тем, что
различные, и в том числе и патогенные могут проникать в
клетку либо после растворения в липидной фазе мембран, либо
через липопротеиновые каналы, связанные с гидрофобностью
этой мембраны. Полагают, что полхорастворимые или нераство-
римые в липидах вещества проникают в клетку через особые по-
ры в мембране - зоны с высокой гидрофобностью.
Важная роль транспорте определнных веществ, например,
ионов натрия, через плазматическую мембрану принадлежит раз-
ности потенциалов, обусловленной ассиметричным распределени-
ем электрического заряда по обе сторонымембраны. Наружняя
повехность заряжена положительно, внутрянняя - отрицательно.
Электрический фактор служит движущей силой также при проник-
новении одновалентных катионов (калия, рубидия, и др.) через
эпителиальный барьер по межклеточным щелям. В этом случае
наблюдается разность электрических потенциалов по обе сторо-
- 16 -
ны эпителиального пласта, то что носит название трансмураль-
ный потенциал. В случае обменной диффузии наблюдается обмен
равновесный одноименными ионами между периферической об-
ластью цитоплазмы клетки и микросредой, окружающей ее. Дан-
ный транспортный механизм не может обеспечить ни накопление
, ни убыль вещества клетки.Облегченная диффузия вещества
осуществляется без энергетических затрат, и этот процесс ус-
коряет наступление канцентрационного равновесия по обе сто-
роны мембраны. В от личие от облегченной диффузии механизм
активного транспорта осуществляется перенос веществ через
мембрану против градиента концентрации и является энергоза-
висимым. В основе облегченной лежит функционирование специ-
альных веществ - переносчиков, способных образовывать неп-
рочные компоненты компоненты с субстратами по одну сторону
мембраны, транспортировать через толщу мембраны и освобож-
дать субстрат по другую его сторону. Затем вещество-перенос-
чик возвращается в исходную позицию и вся цепь событий вновь
повторяется. Ото принцип челночного механизма. В основе ак-
тивного транспорта лежит функционирование в мембране сложно-
го комплекса разнообразных ферментов, осуществляющий специ-
фический и ориеентировочный перенос субстрата.
Благодаря этим ферментам часто осуществляется процесс
фосфорилирования в связи с которым субстрат поступает в
клетку в более легко доступной форме, чем нефосфорилирован-
ного соединения для их дальнейшего метаболизма. В нативной
мембране эти процессы сопряжены с реакциями образования
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
|
