Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






СУБКЛЕТОЧНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИИ КЛЕТОК



Лизосомы содержат различные гидролитические фермен­ты - кислую фосфатазу, глюкуронидазу, сульфатазу, рибонук-леазу, коллагеназу и др. Эти ферменты синтезируются в грану­лярной (шероховатой) эндоплазматической сети и затем "упако­вываются" в пластинчатом комплексе (аппарат Гольджи). На этой стадии их называют первичными лизосомами; они сливают­ся с окруженными мембраной вакуолями, которые содержат про­дукты переваривания, и образуют фаголизосомы. Лизосомы уча­ствуют в утилизации фагоцитированного материала посредством гетеро- и аутофагии.


Гетерофагия - феномен, посредством которого мате­риал извне захватывается клеткой с помощью эндоцитоза. По­глощение частиц называется фагоцитозом, а растворенных мел­ких макромолекул - пиноцитозом. Гетерофагия характерна для фагоцитирующих клеток, таких как нейтрофилы и макрофаги. В качестве примеров гетерофагоцитоза можно привести поглоще­ние бактерий нейтрофильными лейкоцитами и удаление апоп-тозных клеток и телец макрофагами. Слияние фагоцитозной ва­куоли с лизосомой заканчивается растворением захваченного ма­териала.

Аутофагия характеризуется тем, что при ней внутрикле­точные органеллы и порции цитозоля вначале отделяются от ци­топлазмы в аутофагические вакуоли, образованные из свобод­ных от рибосом мембран гранулярной эндоплазматической сети, которые затем сливаются с первичными лизосомами или элемен­тами пластинчатого комплекса, образуя аутофаголизосому. Ау­тофагия - распространенный феномен, направленный на удале­ние разрушенных органелл поврежденной клетки. Он особенно выражен в клетках, атрофирующихся в результате недостаточ­ного питания или гормональной инволюции.

Ферменты лизосом способны разрушать большинство белков и углеводов, но некоторые липиды все равно остаются неперева­ренными. Лизосомы с непереваренными остатками встречаются в клетках в виде остаточных телец. Например, гранулы пигмента липофусцина представляют собой непереваренный ма­териал, который образовался после внутриклеточного СПОЛ. Некоторые нерастворимые пигменты, такие как частицы угля, попадающие из атмосферы, или пигмент, вводимый при татуи­ровке, могут находиться в фаголизосомах макрофагов десятиле­тиями.

В лизосомах накапливаются также вещества, которые клетки не могут адекватно метаболизировать. При врожденных лизо-сомных болезнях накопления, для которых характерен дефицит ферментов, разрушающих различные макромолекулы, происхо­дит ненормальное накопление этих веществ в лизосомах клеток всего тела, особенно в нейронах, приводя к тяжелым аномалиям.



Дисфункция митохондрий играет важную роль при остром повреждении клетки. Различные изменения количе­ства, размеров и формы митохондрий отмечаются в патологиче­ских условиях. Например, при гипертрофии и атрофии наблюда­ется соответственно увеличение и уменьшение количества мито­хондрий в клетках. Митохондрии могут быть очень крупными и принимать различную форму (мегамитохондрии), например, в случае алкогольной болезни печени. При некоторых врожден­ных метаболических заболеваниях скелетных мышц - митохон-дриальных миопатиях - дефекты метаболизма митохондрий со-


четаются с увеличением их количества, причем митохондрии ча­сто бывают необычно крупными, имеют аномальные кристы и содержат кристаллоиды. Кроме того, некоторые опухоли (слюн­ных желез, щитовидной и околощитовидных желез, почки) со­стоят из клеток с множеством вытянутых митохондрий.

Аномалии цитоскелета встречаются при различ­ных патологических состояниях. Эти аномалии делятся на дефе­кты функций клетки (локомоторная и движение внутриклеточ­ных органелл) и накопление фибриллярного материала внутри клетки.

Функционирующие миофиламенты и микротрубочки необхо­димы для различных стадий миграции лейкоцитов и фагоцитоза. Поэтому именно недостаточностью цитоскелета обусловлены некоторые дефекты движения лейкоцитов в ответ на поврежда­ющие стимулы или неспособность таких клеток осуществлять адекватный фагоцитоз. Например, дефект полимеризации мик­ротрубочек при синдроме Чедиака - Хигаси вызывает замед­ленное слияние лизосом с фагосомами в лейкоцитах, нарушая та­ким образом фагоцитоз бактерий; в цитоплазме лейкоцитов поя­вляются крупные аномальные лизосомы. Некоторые лекарст­венные препараты, такие как цитохалазин В, тормозят функцию миофиламентов и таким образом нарушают фагоцитоз. Дефек­ты в организации микротрубочек могут тормозить подвижность сперматозоидов, вызывая стерильность у мужчин, а также приво­дить к неподвижности ресничек дыхательного эпителия, что пре­пятствует очищению дыхательных путей от бактерий и способст­вует развитию бронхоэктазов.



При некоторых типах повреждений клеток наблюдается на­копление промежуточных филаментов. Например, тельца Мал-лори, или алкогольный гиалин, представляют собой эозинофиль-ные интрацитоплазматические включения в клетках печени, ко­торые характерны для алкогольной болезни. Эти включения со­стоят главным образом из промежуточных филаментов. Нейро-фибриллярные включения в мозге при болезни Альцгеймера со­держат белки и неирофиламенты из микротрубочек и отражают повреждение цитоскелета нейронов.

СТАРЕНИЕ КЛЕТОК

Несмотря на универсальность, процессу старения трудно дать четкое определение. С возрастом происходят физиологические и структурные изменения почти во всех системах органов. При ста­рении имеют большое значение генетические и социальные фак­торы, характер питания, а также связанные с возрастом болез­ни - атеросклероз, сахарный диабет, остеоартроз. Повреждения


клеток, обусловленные возрастом, также являются важным ком­понентом старения организма.

С возрастом прогрессивно страдает ряд функций клеток. Сни­жается активность окислительного фосфорилирования в мито­хондриях, синтеза ферментов и рецепторов клеток. Стареющие клетки обладают сниженной способностью к поглощению пита­тельных веществ и восстановлению хромосомных повреждений. К морфологическим изменениям в стареющих клетках относятся неправильные и дольчатые ядра, полиморфные вакуолизирован-ные митохондрии, уменьшение эндоплазматической сети и де­формация пластинчатого комплекса. Одновременно происходит накопление пигмента липофусцина.

Старение клеток является многофакторным процессом. Он включает эндогенные молекулярные программы клеточного старения, а также экзогенные влияния, приводящие к прогресси­рующему вторжению в процессы выживаемости клеток.

Феномен клеточного старения интенсивно изучается в опытах in vitro. Показано, что в стареющих клетках происходит актива­ция специфических для старения генов, повреждаются гены - регуляторы роста, стимулируются ингибиторы роста, а также включаются и другие генетические механизмы.

Предполагают, что генные дефекты могут быть обусловлены телометрическим укорочением хромосом. Теломеры играют важную роль в стабилизации терминальных порций хромосом и прикреплении их к ядерному матриксу. Например, длина теломе-ров уменьшается в последних пассажах культуры клеток и в культуре клеток людей старческого возраста. Обнаружена связь между длиной теломера и активностью теломеразы.

Приобретенные повреждения клеток при старении возника­ют под действием свободных радикалов. Причинами этих повре­ждений может быть воздействие ионизирующей радиации или прогрессирующее снижение активности антиоксидантных меха­низмов защиты, например витамина Е, пероксидазы глютатиона. Повреждение клетки свободными радикалами сопровождается накоплением липофусцина, однако сам по себе пигмент не токси­чен для клетки. Кроме того, СПОЛ и свободные радикалы вызы­вают повреждение нуклеиновых кислот как в ядре, так и мито­хондриях. Мутации и уничтожение митохондриальной ДНК с воз­растом становятся просто драматическими. Свободные радикалы кислорода катализируют также образование модификаций бел­ков, включая ферменты, делая их чувствительными к поврежда­ющему действию нейтральных и щелочных протеаз, содержа­щихся в цитозоле, что ведет к дальнейшему нарушению функций клетки.

Посттрансляционные изменения внутриклеточных и внекле­точных белков также возникают с возрастом. Одна из разновид-

ностей таких изменений - неферментное гликозилирование белков. Например, связанное с возрастом гликозилирование бел-ков хрусталика лежит в основе старческой катаракты.

Наконец, имеются данные о нарушении образования стрес-сорных белков in vitro у экспериментальных животных при ста­рении. Образование стрессорных белков - важнейший меха­низм защиты от различных стрессов.

Лекция 4


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!