Материал: В-Л-Быков-Цитогогия_и_общая_гистология
висимо от скорости, с которой оно происходит, в физиологических условиях завершается апоптозом. Развитие апоптоза индуцируется, по-видимому, вследствие накопления генетических ошибок и (или) снижения чувствительности клетки к стимулирующим ростовым сигналам (в результате нарушений рецепторного аппарата).
Обычно стареющие клетки, подвергающиеся апоптозу, располагаются в тканях и органах диффузно; в некоторых органах с закономерной миграцией клеток они накапливаются в участке завершения миграции (например, в сетчатой зоне коркового вещества надпочечника). Апоптоз клеток при их естественной смерти в результате старения прослеживается в тканях с трудом из-за немногочисленности гибнущих клеток. Значительно более массовая гибель характерна для тканей, подвергающихся инволюции, в особенности, после предшествующей гиперплазии;
(3)апоптоз при инволюции зрелых тканей особенно выражен в гормонально-зависимых органах после прекращения гормональной стимуляции. Он характерен для атрофирующихся органов половых систем (предстательной железы, придатка яичка, матки) после удаления гонад, для постлактационной инволюции молочной железы, послеродовой инволюции матки, атрофии периферических эндокринных желез (щитовидной железы, коркового вещества надпочечников) и гонад после удаления гипофиза и т.п.;
(4)апоптоз в клетках иммунной системы обеспечивает развитие и течение важнейших иммунных реакций (см. главы 8 и 9). Механизмом апопгоза гибнет большая часть лимфоцитов в центральных органах иммуногенеза, не прошедших процессы селекции (не располагающих набором рецепторов, необходимым для осуществления их нормальной функции). Этим же механизмом погибают и В-лимфоциты с низкоафинными рецепторами в герминативном центре периферических органов иммуногенеза; он лежит в основе цитотоксического действия Т- киллеров и NK-клеток на клетки-мишени,
атакже возрастной и акцидентальной инволюции тимуса и других органов иммунной системы. Очевидно, что разработка методов управления процессами апоптоза может способствовать коррекции иммунных нарушений (иммунодефицитов, аутоиммуных и аллергических заболеваний и др.);
(5)апоптоз в реакции тканей на действие повреждающих факторов. Как уже указывалось выше, апоптоз развивается при умеренном повреждении клетки разнообразными факторами, которые при более мощном повреждающем воздействии вызывают развитие некроза. Примером такого рода процессов служит развитие апоптоза при ин-
-101 -
фаркте миокарда - остром заболевании, которое развивается вследствие нарушения кровоснабжения участка сердечной мышцы. Хотя значительная часть клеток в очаге повреждения подвергается некрозу, в ткани, прилежащей к некротическому очагу, многие умеренно поврежденные клетки погибают механизмом апоптоза, тем самым расширяя область поражения. Она может еще более увеличиться в поздние сроки вследствие токсического действия веществ, выделяемых погибшими клетками и клетками, участвующими в формировании воспалительного инфильтрата вокруг зоны некроза. Сходная картина наблюдается при инсульте - гибели участка головного мозга. Очевидно, что эффект повреждающего действия ишемии, аноксии, различных токсинов и других факторов на ткани может быть уменьшен при воздействиях, обусловливающих торможение развития апоптоза в клетках, не получивших необратимых повреждений.
(6)апоптоз в развитии ряда дегенеративных и инфекционных заболеваний. Патологическая активация процесса апоптоза в нейронах, как предполагают, может играть важную роль в развитии таких заболеваний нервной системы, как болезнь Альцгеймера, паркинсонизм, болезнь Гентинггона, боковой амиотрофический склероз (болезнь Лу-Герига) и др. которые характеризуются резким уменьшением количества нейронов в определенных участках ЦНС. Терапия этих заболеваний должна быть направлена на блокирование процессов, приводящих к развитию апоптоза в клетках нервной ткани.
Апоптоз может запускаться в клетках человека при их инфицировании бактериями и вирусами. В частности, заражение вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) приводит к разрушению клеток иммунной и нервной систем, развивающихся клеток крови и клеток других тканей и органов механизмом апоптоза. Напротив, некоторые вирусы при заражении клеток блокируют их программу апоптоза. Так, вирус Эпштейна-Барра (вызывающий рак глотки, мононуклеоз и лимфомы) продуцирует ингибитор апоптоза, сходный с продуктом гена bcl-2, а вирус папилломы (вызывающий рак шейки матки) инактивирует ген р53. Указанные особенности необходимо учитывать при разработке новых методов лечения этих заболеваний;
(7)апоптоз в опухолевом росте. Апоптоз играет важную роль в механизмах развития опухолей (канцерогенезе) и действия противоопухолевых препаратов.
Угнетение апоптоза может служить одним из механизмов канцерогенеза. Это преположение основано на том, что в опухолевых клетках часто инактивированы регуляторные факторы, контролирующие их состояние и запускающие программу апоптоза. В частности, для
-102 -
многих опухолей характерна инактивация индуктора апоптоза гена р53 (см. выше) или усиленная экспрессия гена-"спасителя" bcl-2, продукт которого блокирует апоптоз. При этом клетки не только ускользают от апоптоза, но и приобретают резистентность к терапии.
Индукция апоптоза цитотоксических лимфоцитов опухолевыми клетками
служит механизмом защиты некоторых опухолей от разрушения иммунной системой. Этот эффект обусловлен тем, что клетки некоторых опухолей экспрессируют на своей поверхности особый лиганд FasL (см. главу 8), взаимодействие которого с соответствующим рецептором (белком Fas) на поверхности цитотоксических лимфоцитов вызывает гибель последних механизмом апоптоза. При этом клетки как бы меняются своими ролями: цитотоксические лимфоциты вместо того, чтобы уничтожать опухолевые клетки путем индуции в них апоптоза, сами оказываются их жертвой, подвергаясь апоптозу.
Индукция апоптоза как метод лечения опухолей. Установлено, что лечебный эффект при химиотерапии и радиотерапии новообразований обусловлен не развитием тяжелых необратимых нарушений генома опухолевых клеток (как полагали ранее), а относительно небольшими повреждениями ДНК, которые, однако, достаточны для запуска программы апоптоза в опухолевых клетках. Одним из перспективных направлений генной терапии опухолей может служить внесение в их клетки неизмененного гена р53 с целью индукции их апоптоза.
- 103 -
Глава 4
ОБЩИЕ ПРИНИЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ И КЛАССИФИКАЦИЯ ТКАНЕЙ
ОБЩИЕ ПРИНИЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ТКАНЕЙ
Ткань - система клеток и их производных, специализированная на выполнении определенных функций.
Структурно-функциональными элементами тканей являются:
1.Клетки - главный элемент всех тканей, определяющий их основные свойства и дающий начало ряду приведенных ниже производных.
2.Межклеточное вещество - совокупный продукт деятельности теток данной ткани (в некоторых случаях, как, например, в крови - клеток других тканей). Его относительное содержание, состав и физико-химические свойства служат характерными признаками каждой ткани. В некоторых тканях межклеточное вещество благодаря своим свойствам может играть функционально ведущую роль (обеспечивая, например, механическую прочность хрящевых и костных тканей). Тем не менее, основным элементом указанных тканей все же являются клетки, поддерживающие нормальное состояние межклеточного вещества: последнее неизбежно разрушается при гибели клеток.
3.Постклеточные структуры - производные клеток, которые в ходе дифференцировки (чаще всего вследствие потери ядра и части органелл) утратили важнейшие признаки, характерные для клеток, но приобрели ряд свойств, необходимых для выполнения ими специализированных функций. К постклеточным структурам у человека относят эритроциты и тромбоциты (форменные элементы крови), роговые чешуйки эпидермиса, волос и ногтей.
4.Симпласты (от греч. syn - вместе и plastos - образованный) - структуры, образованные в результате слияния клеток с утратой их границ и формированием единой цитоплазматической массы, в которой находятся ядра. По механизму образования симпласты отличаются от морфологически сходных
сними многоядерных клеток, возникающих в результате повторного деления клеток без цитотомии. К симпластам относят остеокласты, наружный слой трофобласта, волокна скелетной мышечной ткани (последние содержат также и клетки);
-104 -
5. Синцитий - (от греч. syn - вместе и cytos, или kytos, - клетка) - сетевидная структура, возникающая вследствие неполной цитотомии при делении клеток с сохранением связи между ее элементами посредством цитоплазматических мостиков. Ранее синцитиальное строение приписывали ряду различных тканей человека (ретикулярной, эпителиям, образующим основу тимуса и пульпу эмалевого органа), однако при электронномикроскопическом исследовании обнаружилось, что они построены из отдельных клеток звездчатой формы, полностью отграниченных друг от друга плазмолеммами в участках контактов своих цитоплазматических отростков. Позднее с учетом этих данных такие структуры получили название "ложных" синцитиев. Единственный "истинный" синцитий в организме человека представлен частью сперматогенных элементов в семенных канальцах яичка. В зарубежной литературе термином "синцитий” обычно обозначают и симпластические структуры, а термин "симпласт" практически не используется.
Системный принцип организации тканей проявляется в том, что каждая ткань представляет собой систему (а не простую сумму) клеток и их производных, поэтому она характеризуется рядом свойств, которые отсутствуют у отдельных клеток. Вместе с тем, сами ткани входят в качестве элементов в системы более высокого уровня - органы, обладающие признаками, которыми не располагают отдельные ткани. Между тканевым и органным уровнями в ряде случаев выделяют уро¬вень морфофункциональных единиц - мельчайших повторяющихся структурных образований органа, выполняющих его функцию (напри¬мер, нефрон, фолликул щитовидной железы или печеночная долька).
РАЗВИТИЕ И РЕГЕНЕРАЦИЯ ТКАНЕЙ
Ткани возникли в ходе эволюции на определенных этапах филогенеза. В процессе индивидуального развития (онтогенеза), в значительной мере повторяющего филогенез, их источниками служат различные эмбриональные зачатки.
Закономерности эволюционного развития тканей обобщены в теории дивергентного развития тканей (Н.Г.Хлопин) и теории параллелизмов, параллельных рядов, или параллельного развития тканей (A.A. Заварзин).
Теория дивергентного развития тканей в филогенезе и онтогенезе
рассматривает эволюционные преобразования тканей (как и целых организмов) в качестве дивергентного процесса (от лат. divergo –
- 105 -