Некроз/ апоптоз
Гибель клетки-- необратимый процесс. Он развивается вследствие её значительного повреждения (некроз) или активации специализированной программы смерти (апоптоз).
Некроз-- гибель клетки в результате воздействия на неё повреждающего фактора. Этот фактор приводит к изменениям клетки, исключающим её дальнейшее существование. Понятие «некроз» рассматривается как синоним термина «гибель клетки от повреждения». Одним из основных механизмов гибели клетки является лизис. Этот термин обычно применяют в случаях гибели клетки вследствие первичного и массированного повреждения её плазматической мембраны, что приводит к смертельному для клетки, практически мгновенному нарушению её ионного состава (например, лизис инфицированной вирусом клетки; эритроцитов в гипотонической среде; раковой клетки, атакованной цитотоксическими Т-лимфоцитами).
Апоптоз-- гибель клетки вследствие реализации программы, приводящей к поэтапному прекращению её жизнедеятельности (программа смерти клетки предсуществует; её запускает сигнал, чаще внеклеточный). В отличие от некроза, апоптоз -- не обязательно патологический процесс. Существует много физиологических процессов (наблюдающихся в основном в ходе морфогенеза или поддержания нормального состава обновляющихся клеточных популяций), когда клетки, завершившие свой жизненный цикл, удаляются путём апоптоза.
Повреждение клетки
ПОВРЕЖДЕНИЕ КЛЕТКИ-- такие изменения её структуры, метаболизма, физико-химических свойств и функции, которые ведут к нарушению жизнедеятельности.
Причины повреждения.
Повреждение клетки -- результат воздействия на неё множества патогенных агентов. Причины повреждения клетки классифицируют по природе патогенных факторов, их происхождению и эффектам.
Природа повреждающего фактора может быть физической, химической и биологической.
ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ
Наиболее частыми причинами повреждения клетки физической природы являются механические, температурные, осмотические, свободнорадикальные (избыток свободных радикалов и продуктов активации липопероксидных процессов повреждает мембраны и денатурирует белки). Патогенное действие на клетку могут оказывать также ионизирующая радиация, электромагнитные факторы и другие агенты физического характера. некроз клетка апоптозный фагоцитоз
К механически повреждающим факторамотносятся удары, растяжения (например, при перерастяжении мышечной ткани или органов), сдавление (в частности, опухолью, гематомой, рубцом, экссудатом), гравитационные перегрузки и др.
Колебания температуры.
Повышение температуры среды, окружающей клетку, до 40--50 °С и выше может привести к денатурации белка, нуклеиновых кислот, декомпозиции ЛП, повышению проницаемости клеточных мембран и другим изменениям.
Значительное снижение температуры существенно замедляет или прекращает внутриклеточные метаболические процессы и может привести к кристаллизации внутриклеточной жидкости и разрьюам мембран, что означает гибель клетки.
Изменения осмотического давления.
Гиперосмия может развиться вследствие накопления в клетке продуктов неполного окисления органических субстратов или избытка ионов. Последнее, как правило, сопровождается поступлением в клетку воды по градиенту осмотического давления, набуханием клетки и растяжением (вплоть до разрыва) плазмолеммы и мембран органелл.
Снижение внутриклеточного осмотического давления или повышение его во внеклеточной среде приводит к потере клеточной жидкости, сморщиванию (пикнозу) и нередко -- к гибели клетки.
ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ
К ним относятся органические и неорганические кислоты и щёлочи, соли тяжёлых металлов, цитотоксические соединения и ЛС. Повреждение клетки может возникать как при избытке, так и при дефиците одного и того же агента.Цитотоксические соединения. Классические примеры цитотоксических соединений -- ингибиторы ферментов. Так, цианиды подавляют активность цитохромоксидазы; этанол и его метаболиты ингибируют многие ферменты клетки; вещества, содержащие соли мышьяка, угнетают пируватоксидазу.
Лекарственные средства. Неправильное применение ЛС (чаще в виде передозировки) может привести к повреждению клеток.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ
К ним относят главным образом инфекционные агенты и цитотоксические факторы системы ИБН.
Инфекционные агенты(вирусы, риккетсии, микробы, гельминты, грибы, при-оны) как сами по себе, так и в виде продуктов их жизнедеятельности или деградации вызывают расстройства функций клетки, нарушают течение в ней метаболических реакций, проницаемость или даже целостность мембран, подавляют активность клеточных ферментов.
К цитотоксическим факторамсистемы ИБН относятся эндо- и экзотоксины, аутоагрессивные Т-лимфоциты, в ряде случаев -- AT (например, при явлениях молекулярной мимикрии).
ГЕНЕЗ ПОВРЕЖДАЮЩИХ ФАКТОРОВ
Причины повреждения клеток классифицируют в зависимости от их происхождения на экзогенные или эндогенные, инфекционные или неинфекционные.
Экзогенными факторамиповреждения являются физические воздействия (механические травмы, электрический ток, тепло, холод), химические агенты (кислоты, щёлочи, этанол, сильные окислители) и биологические факторы (вирусы, риккетсии, бактерии, гельминты и др.).
К эндогенным факторамповреждения относятся агенты физической природы, химические факторы, факторы биологической природы.
Примерами инфекционно-паразитарных факторовмогут быть эндо- и экзотоксины микроорганизмов, много- и одноклеточные паразиты.
К факторам неинфекционного генезаотносятся агенты физической, химической или биологической (но неинфекционной) природы.
Последовательность морфологических изменений клетки при апоптозе и некрозе представлена на рисунке.
При апоптозе наблюдаются следующие, идущие друг за другом изменения:
1. Исходно ннтактная клетка.
2. Уплотнение и сегрегация хроматина в ядре.
3. Распад ядра на фрагменты и образование апоптозных телец.
4. Фагоцитоз апоптозных телец соседней клеткой.
5. Ранняя стадия некроза, включающая конденсацию
хроматина в нерезко очерченные массы и деградацию
цитоплазматическнх структур.
6. Разрушение мембран и дезинтеграция клетки.
Таким образом, самым ранним признаком апоптоза, выявляемом на электронно-микроскопическом уровне, являются резко очерченные уплотнения ядерного хроматина в виде гомогенной массы. Кроме того, наблюдается некоторая конденсация (уплотнение) цитоплазмы. Затем ядро и цитоплазма распадаются на фрагменты, причем цитоплазматические фрагменты разделяются цитоплазматической мембраной, то есть сохранность мембраны является одним из признаков апоптоза.
В результате апоптоза клетка превращается в совокупность окруженных мембраной апоптозных телец, в которых плотно упакованные органеллы могут выглядеть интактными. В некоторых таких тельцах нет ядерного компонента, а в других - есть (иногда даже несколько), причем хроматин всегда очень плотный, резко очерчен и сконденсирован у ядерной мембраны.
Апоптозные тельца быстро поглощаются соседними клетками, где утилизируются с помощью лизосом. Окружающие клетки при этом сближаются, так что изменений цитоархитектоники тканей не происходит. Также полностью отсутствуют признаки воспаления. Некоторые апоптозные тельца (например, в поверхностном эпителии) слущиваются.
В культуре тканей было установлено, что процесс конденсации цитоплазмы и ее распада на апоптозные тельца происходит в течение нескольких минут. В организме процесс апоптоза также происходит достаточно быстро: фагоцитоз и утилизация апоптозных телец протекают в течение нескольких часов, в связи с чем процесс апоптоза исследователи часто не могут уловить.
Ультраструктурные проявления некроза значительно отличаются от характерной для апоптоза картины. Главным образом они сводятся ксморщиванию органелл и дезинтеграции цитоплазмы.Хотя хроматин в некротизирующихся клетках также, как и при апоптозе, конденсируется у ядерной мембраны, его компактные массы менее однородны и значительно менее четко очерчены по краям ядра. После образования этих масс (или даже параллельно с этим процессом) происходит разрушение клеточных и внутриклеточных мембран, в том числе и мембран лизосом, что приводит к высвобождению лизосомальныхэнзимов, протеолизу и распаду клетки. На более поздней стадии некроза хроматин из ядра исчезает, то есть развивается кариолизис. Некроз обычно сопровождается экссудативным воспалением и, если в процесс вовлечено большое количество клеток, заканчивается образованием рубца. Другими словами,в отличие от апоптоза, при некрозе восстановления цитоархитектоники ткани не происходит.