Клетка является структурно-функциональной единицей организма. Патологические и физиологические процессы, происходящие в организме, связаны с изменениями структуры и функции клеток. Поэтому, прежде чем приступить к разбору патологических процессов, необходимо рассмотреть типовые изменения со стороны клетки.
Со стороны ядра возможны: 1) полиплоидия ядра, она отмечается при репаративной регенерации, компенсаторной гипертрофии, при токсических воздействиях (например, в печени из-за нарушения деления клеток при отравлении барбитуратами, под воздействием цитостатиков), под действием ионизирующего излучения, а также при опухолевом росте, размеры ядра чаще пропорциональны размерам всей клетки (нормальный ядерно-цитоплазмати-ческий индекс); 2) функциональное набухание ядра с увеличением объема хроматина из-за превращения неактивного гетеропикнотического конденсированного хроматина (гетерохроматина) в активный эухроматин; 3) "дегенеративное" набухание ядра в результате коллоидно-осмотического набухания после нарушения активного транспорта; 4) увеличение размеров ядра в связи с репликацией в нём вируса; 5) уменьшение объёма ядра при снижении обмена веществ.
Среди изменений хроматина выделяют:
1) гипергетерохромазию с мелкоочаговой конденсацией хроматина и инактивацией отдельных участков хромосом.
2) дискариозы — равномерно распространенную, обычно мелкоочагвую гетерохромазию ядра, что характерно для низкодифференцированных клеток 3) маргинацию хроматина оболочек ядра — конденсацию хроматина в области ядерной мембраны, что является признаком начинающейся гибели клетки
Ядрышко в условиях патологии может: 1) приобретать форму кольца, черепицы или губки, что может сопровождаться снижением синтетической активности клеток; 2) быть сегрегированным, уменьшенным в размерах, что наблюдается при блокаде транскрипции антибиотиками или цитостатиками
Под воздействием разнообразных факторов возможно повреждение клеточной мембраны с последующим набуханием и, нередко, гибелью клетки.
Под воздействием различных факторов возможна дезагрегация полирибосом клетки с их распадом на отдельные рибосомы.
Изменения формы шероховатого ретикулума: 1) фрагментирование, 2) оьразование пузырьков или вакуолей из-за нарушения работы натриевого насоса 3) коллапс цистерн в результате нарушения синтеза из-за повреждения мембран
Со стороны гладкого эндоплазматического ретикулума (ГЭР) отмечаются.
I) увеличение ГЭР при алкоголизме, длительном введении антигистаминных и ряда других препаратов; 2) редукция ГЭР мембран в старческом возрасте и при хронических отравлениях.
Кроме того, возможно увеличение или уменьшение объёма ЭР. Со стороны митохондрий возможны: 1) набухание митохондрий и деструкция крист; 2) увеличение их количества в результате пролиферации, чаще вего при хроническом поражении или при усиленной функции, например, миокарда; 3) обеднение митохондриями при остром повреждении клетки, а ыкже при атрофии; 4) образование гигантских митохондрий при нарушении питания, в частности при гиповитаминозах и интоксикациях. Со стороны лизосом может наблюдаться повышение проницаемости их мембраны, что может привести к выходу в цитоплазму лизосомальных ферментов и гибели клетки.
В процессе жизнедеятельности клетка подвергается воздействию внешних стимулов, обычно обозначаемых как повреждающие факторы. Результат такого воздействия зависит от природы повреждающего фактора, его силы и продолжительности действия, а также от вида и состояния самой клетки. При слабых внешних воздействиях в клетке может не происходить никаких изменений. При более сильном и продолжительном воздействии возможны:
1) адаптивные изменения клетки, лежащие в основе компенсаторных и приспособительных процессов, 2) обратимое повреждение клетки, 3) необратимое повреждение клетки с последующей её гибелью. Эти процессы могут приводить к изменениям структуры и функции различных тканей и органов.
Повреждение (альтерация)
В основе всех патологических и многих физиологических процессов в организме лежит повреждение его структур. Повреждение классифицируют по различным принципам: 1) по причинным факторам — экзогенное (биоло-гическое, в том числе вызванное бактериями, вирусами, микоплазмами, простейшими; физическое; химическое) и эндогенное (гипоксия, интоксикация, иммунное повреждение); 2) по характеру воздействия повреждающего фактора— прямое и непрямое; 3) по тяжести процесса — обратимое и необратимое; 4) по значению для организма — патологическое и физиологическое; 5) по распространенности — числу и объему поврежденных структур.
Любое повреждение проявляется на различных уровнях : молекулярном, субклеточном (ультраструктурном), клеточном, тканевом и организменном. Иногда дополнительно выделяют и уровень тканевых комплексов или гистионов, включающих в свой состав сосуды микроциркуляторного русла (артериола, капилляры, венула) и питаемые ими клетки, паренхимы, соединительную ткань и терминальные нервные окончания.
Повреждения на молекулярном уровне известны еще мало и их изучение проводится в рамках молекулярной биохимии, генетики и биофизики. В эту группу повреждений могут быть отнесены изменения клеточных рецепторов под влиянием различных повреждающих факторов, выявляемые при иммунной электронной микроскопии.
Большинство наблюдаемых при электронно-микроскопическом изучении повреждений на субклеточном (ультраструктурном) уровне имеет неспецифический характер и не зависит от вида повреждающих факторов. Так, например, в миокарде при острой ишемии, токсических воздействиях катехоламинов, отравлении морфином, разлитом гнойном перитоните, облучении наблюдаются аналогичные изменения поврежденных клеток: 1) набухание митохондрий и разрушение их мембран; 2) вакуолизация эндоплазматического ретикулума; 3) очаговая деструкция миофибрилл; 4) появление избыточного количества липидных включений.
Свойство ультраструктур подвергаться идентичным изменениям под влиянием различных факторов носит название стереотипизм.
Известно, что функциональные возможности любого органа превышают потребности, предъявляемые к нему в оптимальных условиях жизнедеятельности. Следствием того, что клетки в момент воздействия повреждающего фактора находятся на разных фазах жизненного цикла и обладают различной функциональной активностью, является неодинаковая чувствительность (ранимость) клеток и неравномерность их вовлечения в патологический процесс. Мри одинаковом воздействии на весь орган какого-либо повреждающего фактора обычно наблюдается весь спектр возможных состояний клетки от прак-шчески нормального и даже усиленно функционирующего до гибели. Это явление называется мозаичностъю или дискретностью функций. Примером, иллюстрирующим это положение, может служить неравномерность поражения гепатоцитов при хроническом венозном застое или отравлении этанолом.
Тесная функциональная взаимосвязь всех клеточных ультраструктур прииодит в случае достаточно длительного и сильного воздействия повреждающего фактора к существенным поражениям всех компонентов клетки, вне зависимости от локализации начальных изменений. Эта закономерность носит название комплексности.
На основании результатов гистохимического изучения установлена стадийность развития повреждения клетки. Так, при гипоксии на начальном этапе происходит снижение выработки АТФ в митохондриях. На втором этапе наблюдается компенсаторное усиление анаэробного гликолиза, проявляющееся в повышении активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ), одновременно с уменьшением содержания гликогена. Результатом этого этапа является увеличение содержания в клетках молочной кислоты, обусловливающей увеличение кислотности клеточной среды. Третий этап характеризуется клеточным ацидозом, в условиях которого повышается активность гидролитических ли-зосомальных ферментов, в первую очередь кислой фосфатазы, усиливающих внутриклеточные аутолитические процессы.
Повреждения на клеточном уровне иногда могут носить специфический характер. Специфические изменения обусловливаются внутриклеточной репликацией вируса (с появлением в ядре или цитоплазме включений, представляющих собой или скопления вирусных частиц, или реактивные изменения клеточного вещества в ответ на их репликацию), опухолевым метаморфозом и врожденными или приобретенными ферментопатиями, приводящими к накоплению в клетке нормальных метаболитов в избыточном количестве или аномальных — в виде включений Правда, специфичность клеточных изменений в ряде случаев весьма относительна; так, например, опухолевые клетки могут быть практически неотличимы от регенерирующих.
Клетки и их составные части могут претерпевать различные структурные изменения. На начальных этапах воздействия они носят обратимый характер и свидетельствуют лишь о функциональном напряжении клеток.
