НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЕ (ИЛИ ОБЩИЕ) ПРОЯВЛЕНИЯ

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

К ним относятся: денатурация белков,внутриклеточный ацидоз, отек, освобождение из клеток ионов калия, нарушение проницаемости мембран, изменение активности внутриклеточных ферментов, уменьшение окислительного фосфорилирования, изменение сорбционных свойств клеток, ослабление их сверхслабого свечения, изменение их электропроводимости, снижение мембранного потенциала.

С функциональной точки зрения при повреждении клеток можно выделить несколко этапов:

1. фазу начальных изменений;

2. фазу обратимых изменений;

3. фазу необратимых изменений;

4. фазу посмертных изменений (фазу появления некроза). Среди многих причин, вызывающих функциональные растройства клеток и даже их гибель, на первом месте стоит ишемия.В этом случае речь идет о прекращении поступления кислорода и субстратов обмена и о замедлении выведения продуктов обмена веществ.

ФАЗА НАЧАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В физиологических условиях кислород свободно проникает путем диффузии внутрь митохондрии, где и становится конечным акцептором электронов в системе транспорта электронов,обычно называемой дыхательной цепью. Транспорт электронов по дыхательной цепочке обеспечивает векторный перенос протонов через внутреннюю митохондриальную мембрану.Возникший концентрационный градиент протонов обеспечивает энергией образование АТФ и АДФ и неорганического фосфата, и,кроме того,прямо обеспечивает транспорт Са²⁺ из цитоплазмы в митохондрии,связанный со взаимным обменом Nа⁺ (выводится из митохондрий) и Н⁺ (поступает из цитоплазмы в митохондрии).В физиологических условиях протоны никаким другим способом не могут пройти через внутреннюю митохондриальную мембрану. В случае снижения или даже прекращения притока кислорода возникает следующая ситуация: прекращается транспорт электоронов по дыхательной цепи (им не на что связываться) а в результате этого прекращается создание градиента протонов. Исчезновение их градиента проявляется несолькими способами: прекращается транспорт Са²⁺ внутрь митохондрии и, более того, отмечается обратно направленное движение этих ионов, так как обычно концентрация ионов кальция в митохондриях (порядка нескольких мкМоль/л). Прекращается выход Са²⁺ из митохондрий и останавливается синтез АТФ. Следует отметить, что остановка всех указанных процессов происходит постепенно на протяжении нескольких минут. В цитоплазме клетки повышается концентрация АМФ и РО₄^3-,изменяется соотношение [АТФ]/[АДФ]+[АМФ], повышается концентрация Са²⁺.Са²⁺активирует протеинкиназу, переводящую неактивную фосфолипазу В в активную фосфолипазу А, которая,расщепляя гликоген, обусловливает появление в цитоплазме первого субстрата гликолиза. АМФ же активируетфосфофруктокиназу и тем сособствует дальнейшему течению гликолиза. Пируват, возникаюий как продукт гликолитического расщепления глюкозы (гликогена), однако не может подвергнуться окислительному декарбокслированию и превратиться в ацетил-КоА.Избыток НАД^.Н при участии лактатдегидрогеназы восстанавливается до лактата, концентрация которого в цитоплазме в течение первых 15 мин ишемии увеличивается более, чем в 10 раз.Концентрация лактата в дальнейшем по мере длительности ишемии увеличивается постоянно и равномерно.Концентрация других же промежуточных продуктов практически не меняется. Снижение рН (повышение концентрации ионов водорода) в цитоплазме приводит к следующим последствиям: снижение активности фосфофруктокиназы, вызывает снижение интенсивности гликолиза, и это при условии, что клетка ещё обладает определенными запасами гликогена, которые так и остаются неиспользованными.В этот момент начинает проявляться значительный недостаток АТФ, который ранее частично покрывался гликолизом.Это в свою очередь приводит к следующим нарушениям: к повышению проницаемости мембран и,как следствие, к увеличению пассивного переноса ионов через мембраны; из митохондрий вместе с К⁺ начинают выходить и молекулы воды. Перемещение молекул воды влияет на структуру ЭПР, который значительно расширяется. Поэтому, а также из-за отсутствия АТФ, останавливается синтез белков. Хроматин ядра все более и более концентрируется по его периферии. Прогрессирующая недостаточность АТФ и перемещение воды и ионов в дальнейшем начинают сказываться на структуре клеточных органоидов.

2.ФАЗА ОБРАТИМЫХ ИЗМЕНЕНИЙ Клеточные органелы в эту фазу подвергаются различной степени деградации. Митохондрии. В органелах исчезают кристаллические образования гидроксиапатитового типа, представляющие собой продукт (форму) избыточного накопления Са²⁺ в матриксе. В отсутствии кислорода развивается избыток АДФ, который связывается со структурами, обеспечивающими фосфорилирование, а так как фосфорилированиея не происходит, то это вызывает состояние конденсации митохондрий. Усиливающаяся проницаемость внутренней митохондриальной мембраны приводит к тому, что в матриксе начинают накапливаться ионы натрия и вода, митохондрия увеличивается в объеме, отмечается деформация крист. Постепенное снижение рН матрикса митохондрии приводит к частичной денатурации находящихся в нем белков, что проявляется наличием мелких хлопьевидных структур, содержащих Са²⁺. До этого момента все структурные изменения митондрий обратимы. ЭПР. Мембранные структуры ЭПР не подвергаются никаким изменениям, но их проницаемость повышается. При этом отмечается дилятация структур ретикулума, что, однако, не оказывает значительного влияния на способность мембран связывать рибосомы их внешней поверхностью. В то же время способность мембран связывать мРНК меняется, что служит одной из причин остановки белкового синтеза в этой все еще обратимой стадии.

ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ также довольно долго сохраняют свою форму. Однако недостаток АТФ приводит к нарушению функций микрофибрилл, которые в этих условиях находятся в сокращенном состоянии, в результате чего некоторые участки мембранкак бы "отрываются" под влиянием "избыточной" цитоплазмы, а другие образуют эндоцитозныевакуоли (н-р,гипоксические вакуоли апикальных зон гепатоцитов). Активность типичных мембранных ферментов (маркеров мембран) - 5-нуклеотидазы, или Na⁺-К⁺-зависимой АТФазы при этом не меняется, даже в тех случаях, когда изменения мембраны можно обнаружить обычными гистологическими методами. Из-за недостаточности АТФ в мембранах снижается активность АТФазы, что приводит к повышению проницаемости мембран.

ЯДРО КЛЕТКИ с самого начала возникновения гипоксии подвергается ряду изменений, прогрессивно усугубляющихся, но еще обратимых. Прежде всего это относится к уже указанному перераспределению хроматина в ядре, что находится в тесной взаимосвязи с постоянно понижающимися значениями рН и представляет собой основу для прекращения синтеза РНК.

ЛИЗОСОМЫ в обратимой фазе не подвергаются никаким структурным изменениям. Не меняется их форма. Не удалось показать выхода лизосомальных ферментов в цитоплазму клетки.

3.ФАЗА НЕОБРАТИМЫХ ИЗМЕНЕНИЙ Характеризуется углублением метаболических и структурных изменений. Клетка, которую теперь можно обозначить как погибшую, неспособную к жизни или попросу мертвую, не вырабатывает свободной энергии, а потому теряет способность поддерживать механизмы гомеостаза. Интенсивно идут процессы катаболизма, связанные с определенными структурами. Происходит перераспределение ионов между цитоплазмой клетки и окружающей межклеточной средой, что в конечном счете приводит к выравниванию ионного состава этих двух сред. Вместе с ионами из клетки начинают выходить молекулы белков и цитоплазматических ферментов. Все митохондрии представляются набухшими, а в результате денатурации белков их матрикс как бы образован из грубых волокон, представляющих собо протеины кальция. Митохондрии теряют способность производить АТФ, но активность дыхательных ферментов может быть сохранена. Рибосомы отделяются от момбран ЭПР. Цитоплазматические мембраны становятся проницаемы для макромалекул (белки,ферменты). Можно наблюдать первые признаки фрагментации мембран, сопровождающиеся проникновением витальных красителей внутрь клетки. Лизосомы увеличиваются в размерах.

Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 20; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!