Конденсация и набухание отражают нарастающее кислородное голодание. При этом к набуханию митохондрий присоединяются уплотнение их внутреннего пространства, деформация и фрагментация крист, потеря митохондриальных гранул, гомогенизация матрикса и появление в нем хлопьевидного материала, очагов обызвествления. В финале возникают разрывы наружной мембраны митохондрий.
Митохондриальные включения — электронно-плотный хлопьевидный материал, очаги обызвествления, миелиновые фигуры, филаментоподобные и пластинчатые структуры, белковые кристаллы. Встречаются при патологических состояниях и отражают неспецифическую реакцию митохондрий на повреждение клетки.
Гигантские митохондрии образуются за счет слияния соседних митохондрий, и они встречаются только в патологических условиях. Такие митохондрии обнаруживают в гепатоцитах при алкоголизме.
Увеличение количества митохондрий характерно для клеток с активацией специализированной функции, что возникает при гипертрофии, пролиферации и трансформации клеток, особенно после повреждения ткани. Большое количество митохондрий крайне характерно для онкоцитов, в том числе и онкоцитарных опухолей.
Уменьшение количества митохондрий типично для регрессивных процессов — старения клеток, их атрофии.
Изменения крист митохондрий. Пластинчатые кристы появляются при усилении активности митохондрий. Деформация и агрегация крист встречаются при снижении этой активности. Форма и количество крист тоже отражает повышенную или пониженную активность митохондрий. Гиперплазия крист указывает на возрастающие функциональные потребности клетки; уменьшение количества крист митохондрий свидетельствует о снижении этих потребностей.
Нарушение митохондриального транспорта. Внутримитохондриальная кальцификация (увеличение размера, плотности и количества электронноплотных гранул) может быть связана как с избыточным притоком кальция в клетку вследствие первичного повреждения плазматической мембраны, так и с первичными нарушениями транспорта кальция митохондриями.
Повреждения клетки, к которым могут быть причастны лизосомы, возникают либо при повышении проницаемости лизосомных мембран и поступлении в цитоплазму гидролаз, либо при недостаточности лизосомных ферментов (ферментопатии), ведущей к накоплению в клетке ряда исходных или промежуточных продуктов обмена.
К дестабилизации (лабилизации) мембран лизосом приводят лабилизаторы мембран лизосом — провоспалительные медиаторы воспаления (интерлейкины и другие цитокины), витамины A, D, К и др.. Лабилизирует мембраны лизосом изменение рН цитоплазмы в кислую сторону, что происходит при гипоксии, нарушении кислотно-основного состояния. Антагонисты лабилизаторов мембран лизосом — их стабилизаторы, например антимедиаторы воспаления.
В патологических условиях возникают конкурентные взаимоотношения между лабилизаторами и стабилизаторами лизосомных мембран. Если они в пользу первых, проницаемость мембран становится достаточной для выхода гидролаз в цитоплазму и взаимодействия с субстратом, которым могут стать и субклеточные структуры. Часть клетки или вся клетка погибает.
Наследственные болезни лизосом:
Наследственные лизосомные энзимопатии;
Они являются следствием первичной генной мутации и проявляются либо полным блоком синтеза ферментного белка, либо синтезом белковых молекул со сниженной биокаталитической активностью. Дефект или отсутствие одного или нескольких лизосомных ферментов ведут к накоплению в клетке веществ, которые в норме метаболизируют эти ферменты. Наследственные лизосомные энзимопатии входят в группу болезней накопления, или тезаурисмозов: гликогенозы (болезнь Помпе), ганглиозидозы (болезни Тея–Сакса), гепатозы (болезнь Дабина–Джонсона), ожирение (недостаточность липаз адипозоцитов).
Нарушение мембранных взаимодействий органелл клетки;
Это приводит к образованию гигантских органелл, в том числе гигантских лизосом — возникает синдром Чедиака– Хигаси (циклическая нейтропения).
Усиленное везикулообразование - повышение проницаемости цитолеммы; приводит к дефициту ее поверхности — «минус-мембрана».
Увеличение поверхности плазмолеммы за счет мембран микропиноцитозных пузырьков — признак резкого набухания клетки. Общая площадь плазмолеммы увеличивается — «плюс-мембрана».
Образование цитоплазматических отростков и инвагинаций плазмолеммы встречается при воздействии на клетку различных патогенных факторов.
Микроклазмацитоз и клазмацитоз — отделение части цитоплазмы наружу, которая затем распадается и нередко реутилизируется в межклеточной среде. Являются следствием действия на клетку антигенов, иммунных комплексов, гипоксии.
Утолщение плазмолеммы возникает вследствие разных причин и влияет на мембранную проницаемость.
1 — уменьшение ионов кальция во внеклеточной жидкости, при этом изменяется проницаемость мембраны для ионов натрия и калия, в клетке накапливается жидкость.
2— удаление фосфолипидов из мембраны воздействием фосфолипаз.
Образование крупных микропор в цитоплазматической мембране связано с нарушением обменной диффузии в клетке. Ведет к изоосмотическому набуханию клетки, перерастяжению, в дальнейшем — к разрыву клеточных мембран.
Бреши в плазмолемме (локальные разрушения мембраны), размеры которых могут достигать 1 мкм, связаны с лизисом мембраны, который вызывают разные агенты. Бреши в мембране ведут к осмотическому набуханию клетки и ее гибели.
«Штопка» локально разрушенной плазмолеммы осуществляется мембранами мелких везикул, которые сосредоточиваются в месте повреждения.
Образование миелиноподобных структур происходит в связи с перекисным окислением липидов мембран, усиливающимся под действием разных агентов.
Высвобождаемые из разрушающихся при перекисном окислении мембран фосфолипиды образуют сложные миелиноподобные структуры. Подобные структуры появляются и при скручивании удлиненных цитоплазматических отростков.
Полиплоидия — кратное увеличение числа наборов хромосом в ядрах клеток, или состояние плоидности от тетраплоидии и выше.
Анеуплоидия — неполный набор хромосом.
Дисфункциональное набухание, встречается при различных повреждениях клетки. При этом происходит изменение коллоидно-осмотического состояния ядра и цитоплазмы вследствие торможения транспорта веществ через оболочку клетки.
Изменения формы ядра — диагностический признак: деформация ядер цитоплазматическими включениями при дистрофических процессах, полиморфизм ядер при воспалении и опухолевом росте.
Многоядерность возможна при слиянии клеток (гигантские многоядерные клетки инородных тел и Пирогова–Лангханса).
Образование «Спутников» ядра — мелких, подобных ядру образований с соответствующей структурой и собственной оболочкой. Причина — хромосомные мутации, например кариомеры в клетках злокачественной опухоли при большом числе фигур патологических митозов.
Безъядерность может свидетельствовать и о гибели ядра — кариопикнозе, кариорексисе и кариолизисе.
Гипергранулированные ядрышки со слабовыраженной базофилией цитоплазмы могут отражать нарушение транспортировки гранул при продолжающемся синтезе р-РНК. Их обнаруживают в опухолевых клетках, которые отличаются большим ядром и незначительной цитоплазматической базофилией.
Разрыхление ядрышек — следствие усиленного транспорта р-РНК в цитоплазму или торможения ядрышковой транскрипции.
Дезорганизация ядрышек отражает полное и быстрое прекращение ядрышковой транскрипции: ядро уменьшено, наблюдают выраженную конденсацию ядрышкового хроматина, происходит разделение гранул и протеиновых нитей. Эти изменения встречаются при энергетическом дефиците клетки.
Ядерные цитоплазматические включения - отграниченные оболочкой части цитоплазмы в ядре. Их появление часто связано с нарушением митотического деления.
Истинные ядерные включения расположены внутри ядра. Возможно проникновение этих веществ в ядро при митозе, например включения гликогена в ядрах клеток печени при сахарном диабете (ядерный гликоген, дырчатые, пустые ядра).
Вирусобусловленные ядерные включения
– ядерные включения в кариоплазме кристаллической решетки вируса;
– включения белковых частиц, возникающих при внутриядерном размножении вируса;
– ядерные включения как проявление реакции на поражение вирусом цитоплазмы (реактивные включения).
Включения в перинуклеарной зоне, которые наблюдают при гипертрофии миокарда, фиброзе легких, систем ном васкулите, саркоидозе, опухоли печени, дерматомиозите.
Повреждение оболочки может вызывать изменения участков распределения ДНК и быть причиной патологических изменений клетки.
• I тип — повреждение хромосом:
– задержка клеток в профазе;
– нарушение спирализации и деспирализации хромосом;
– фрагментация хромосом;
– образование мостов между хромосомами в анафазе;
– раннее разъединение сестринских хроматид; – повреждение кинетохора.
• II тип — повреждение митотического аппарата:
– задержка развития митоза в метафазе;
– рассредоточение хромосом в метафазе;
– трехгрупповая метафаза;
– полая метафаза;
– многополюсные митозы;
– асимметричные митозы;
– моноцентрические митозы;
– К-митозы.
• III тип
— нарушения цитотомии:
– преждевременная цитотомия;
– задержка цитотомии;
– отсутствие цитотомии.
Хромосомные аберрации — изменения структуры хромосом, вызванные их разрывами, с последующим перераспределением, утратой или удвоением генетического материала.
Хромосомные болезни — болезни, связанные с аномалиями соматических хромосом (аутосом), и болезни с аномалиями половых хромосом (телец Барра).
Компенсация нарушений энергетического обеспечения клеток;
Защита мембран и ферментов клеток;
Уменьшение степени или устранение дисбаланса ионов и жидкости в клетках;
Устранение нарушений в генетической программе клеток;
Компенсация расстройств механизмов регуляции внутриклеточных процессов;
Снижение функциональной активности клеток;
Регенерация – восстановление числа клеток и/или их отдельных структурных элементов взамен погибших, поврежденных или закончивших свой жизненный цикл;
Гипертрофия неповрежденных органелл клетки компенсирует нарушение или недостаточность функций ее поврежденных элементов;
Гиперплазия.