8. Включения — непостоянные структурные компоненты цитоплазмы.

Классификация включений:

• трофические;

• секреторные;

• экскреторные;

• пигментные.

В процессе жизнедеятельности в некоторых клетках накапливаются случайные включения:

• медикаментозные,

• частички угля,

• кремния и так далее.

Трофические включения — лецитин в яйцеклетках, гликоген, липиды, имеются почти во всех клетках. Секреторные включения — секреторные гранулы в секретирующих клетках (зимогенные гранулы в ацинозных клетках поджелудочной железы, секреторные гранулы в эндокринных железах и другие). Экскреторные включения — вещества, подлежащие удалению из организма (например, гранулы мочевой кислоты в эпителии почечных канальцев). Пигментные включения — меланин, гемоглобин, липофусцин, билирубин и другие. Эти включения имеют определенный цвет и придают окраску всей клетке (меланин — черный или коричневый, гемоглобин — желто-красный и так далее). Необходимо отметить, что пигментные включения характерны только для определенных типов клеток (меланин содержится в меланоцитах, гемоглобин — в эритроцитах). Однако, липофусцин может накапливаться во многих типах клеток обычно при их старении. Его наличие в клетках свидетельствует о их старении и функциональной неполноценности.

4. Основным методом исследования биологических объектов, используемым в гистологии является микроскопирование, т. е. изучение гистологических препаратов по микроскопом. Микроскопия может быть самостоятельным методом изучения, но в последнее время она обычно сочетается с другими методами (гистохимии, гисторадиографии и другие). Следует помнить, что для микроскопии используются разные конструкции микроскопов, позволяющие изучить разные параметры изучаемых объектов. Различают следующие виды микроскопии:

• световая микроскопия (разрешающая способность 0,2 мкм) наиболее распространенный вид микроскопии;

• ультрафиолетовая микроскопия (разрешающая способность 0,1 мкм);

• люминесцентная (флюоресцентная) микроскопия для определения химических веществ в рассматриваемых структурах;

• фазово-контрастная микроскопия для изучения структур в неокрашенных гистологических препаратов;

• поляризационная микроскопия для изучения, главным образом, волокнистых структур;

• микроскопия в темном поле для изучения живых объектов;

• микроскопия в падающем свете для изучения толстых объектов;

• электронная микроскопия (разрешающая способность до 0,1—0,7 нм), две ее разновидности просвечивающая (трансмиссионная) электронная микроскопия и сканирующая или растровая микроскопии дает отображение поверхности ультраструктур.

Гистохимические и цитохимические методы позволяет определять состав химических веществ и даже их количество в изучаемых структурах. Метод основан на проведении химических реакций с используемым реактивом и химическими веществами, находящимися в субстрате, с образованием продукта реакции (контрастного или флюоресцентного), который затем определяется при световой или люминесцентной микроскопии.

Метод гистоавторадиографии позволяет выявить состав химических веществ в структурах и интенсивность обмена по включению радиоактивных изотопов в изучаемые структуры. Метод используется чаще всего в экспериментах на животных.

Метод дифференциального центрифугирования позволяет изучать отдельные органеллы или даже фрагменты, выделенные из клетки. Для этого кусочек исследуемого органа растирают, заливают физиологическим раствором, а затем разгоняют в центрифуге при различных оборотах (от 2-х до 150 тыс.) и получают интересующие фракции, которые затем изучают различными методами.

Метод интерферометрии позволяет определить сухую массу веществ в живых или фиксированных объектах.

Иммуноморфологические методы позволяет с помощью предварительно проведенных иммунных реакций, на основании взаимодействия антиген-антитело, определять субпопуляции лимфоцитов, определять степень чужеродности клеток, проводить гистологическое типирование тканей и органов (определять гистосовместимость) для трансплантации органов.

Метод культуры клеток (in vitro, in vivo) выращивание клеток в пробирке или в особых капсулах в организме и последующее изучение живых клеток под микроскопом.

Единицы измерения, используемые в гистологии

Для измерения структур в световой микроскопии используются в основном микрометры: 1 мкм составляет 0,001 мм; в электронной микроскопии используются нанометры: 1 нм составляет 0,001 мкм.

ЛЕКЦИЯ 3. Цитология. Ядро. Репродукция клеток

1 Структурные элементы интерфазного ядра

2. Жизненный цикл клетки

3. Репродукция клеток

4. Реакция клеток на внешнюю среду

В организме человека содержатся только эукариотические (ядерные) типы клеток. Безъядерные структуры (эритроциты, тромбоциты, роговые чешуйки) являются вторичными (постклеточными) образованиями, так как они образуются из ядерных клеток в результате их специфической дифференцировки. В подавляющем большинстве клеток содержится одно ядро, но встречаются двуядерные и даже многоядерные клетки. Форма ядра в большинстве клеток круглая (сферическая) или овальная. В некоторых клетках ядра имеют вытянутую или палочковидную форму. В зернистых лейкоцитах ядро подразделяется на сегменты (сегментоядерные лейкоциты). Локализуется ядро обычно в центре клетки, но в клетках эпителиальных тканей ядра нередко сдвинуты к базальному полюсу.

1. Структурные элементы ядра бывают четко выражены только в определенный период клеточного цикла в интерфазе. В период деления клетки (в период митоза или мейоза) одни структурные элементы исчезают, другие существенно преобразуются.

Классификация структурных элементов интерфазного ядра:

• хроматин;

• ядрышко;

• кариоплазма;

• кариолемма.

Хроматин представляет собой вещество, хорошо воспринимающее краситель (хромос), откуда и произошло его название. Хроматин состоит из хроматиновых фибрилл, толщиной 20—25 нм, которые могут располагаться в ядре рыхло или компактно. На этом основании различают два вида хроматина:

• эухроматин — рыхлый или деконденсированный хроматин, слабо окрашивается основными красителями;

• гетерохроматин — компактный или конденсированный хроматин, хорошо окрашивается этими же красителями.

При подготовке клетки к делению в ядре происходит спирализация хроматиновых фибрилл и превращение хроматина в хромосомы. После деления в ядрах дочерних клеток происходит деспирализация хроматиновых фибрилл и хромосомы снова преобразуются в хроматин. Следовательно, хроматин и хромосомы представляют собой различные фазы одного и того же вещества.

По химическому строению хроматин состоит из:

• дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) 40 %;

• белков около 60 %;

• рибонуклеиновой кислоты (РНК) 1 %.

Ядерные белки представлены формами:

• щелочными или гистоновыми белками80—85 %;

• кислыми белками15—20%.

Гистоновые белки связаны с ДНК и образуют полимерные цепи дезоксирибонуклеопротеида (ДНП), которые и представляют собой хроматиновые фибриллы, отчетливо видимые при электронной микроскопии. На определенных участках хроматиновых фибрилл осуществляется транскрипция с ДНК различных РНК, с помощью которых осуществляется затем синтез белковых молекул. Процессы транскрипции в ядре осуществляются только на свободных хромосомных фибриллах, то есть в эухроматине. В конденсированном хроматине эти процессы не осуществляются и потому гетерохроматин является неактивным хроматином. Соотношение эухроматина и гетерохроматина в ядре является показателем активности синтетических процессов в данной клетке. На хроматиновых фибриллах в S-периоде интерфазы осуществляется также процессы редупликации ДНК. Эти процессы происходят как в эухроматине, так и в гетерохроматине, но в гетерохроматине они протекают значительно позже.

Ядрышко — сферическое образование (1—5 мкм в диаметре) хорошо воспринимающее основные красители и располагающееся среди хроматина. В одном ядре может содержаться от 1 до 4-х и даже более ядрышек. В молодых и часто делящихся клетках размер ядрышек и их количество увеличены. Ядрышко не является самостоятельной структурой. Оно формируется только в интерфазе в определенных участках некоторых хромосом — ядрышковых организаторах, в которых содержатся гены, кодирующие молекулу рибосомальной РНК. В области ядрышкового анализатора осуществляется транскрипция с ДНК рибосомальной РНК. В ядрышке происходит соединение рибосомальной РНК с белком и образование субъединиц рибосом. Микроскопически в ядрышке различают:

• фибриллярный компонент — локализуется в центральной части ядрышка и представляет собой нити рибонуклеопротеида (РНП);

• гранулярный компонент — локализуется в периферической части ядрышка и представляет скопление субъединиц рибосом.

В профазе митоза, когда происходит спирализация хроматиновых фибрилл и образование хромосом, процессы транскрипции РНК и синтеза субъединиц рибосом прекращаются и ядрышко исчезает. По окончании митоза в ядрах вновь образованных клеток происходит деконденсация хромосом и появляется ядрышко.

Кариоплазма (нуклеоплазма) или ядерный сок состоит из воды, белков и белковых комплексов (нуклеопротеидов, гликопротеидов), аминокислот, нуклеотидов, сахаров. Под световым микроскопом кариоплазма бесструктурна, но при электронной микроскопии в ней определяются гранулы (15 нм), состоящие из рибонуклеопротеидов. Белки кариоплазмы являются в основном белками-ферментами, в том числе ферментами гликолиза, осуществляющих расщепление углеводов и образование АТФ. Негистоновые (кислые) белки образуют в ядре структурную сеть (ядерный белковый матрикс), которая вместе с ядерной оболочкой принимает участие в создание внутреннего порядка, прежде всего в определенной локализации хроматина. При участии кариоплазмы осуществляется обмен веществ в ядре, взаимодействие ядра и цитоплазмы.

Кариолемма (нуклеолемма) — ядерная оболочка отделяет содержимое ядра от цитоплазмы (барьерная функция), в то же время обеспечивает регулируемый обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Ядерная оболочка принимает участие в фиксации хроматина.

Иммунологические теории старения

В основе иммунологических теорий старения (Бернетт, Бутенко Г.М.) лежит увеличение в онтогенезе способности иммунокомпетентных клеток организма реагировать с антигенами собственного организма и снижение их способности распознавать чужеродные антигены. Эти изменения связаны с многоуровневыми нарушениями в регуляции работы иммунной системы. При старении количество клеточных рецепторов иммунокомпетентных клеток не уменьшается, но связанные с ними процессы внутриклеточной передачи информации замедляются (Бутенко Г.М., 2000), снижается пролиферация иммунокомпетентных клеток и продукция ими цитокинов, нарушается соотношение клеточного и гуморального звеньев иммунитета.

Таким образом, аутоиммунные реакции на фоне иммунодефицита способствуют в частности повреждению и гибели клеток и целом старению организма.

Иммунологическую теорию старения подтверждают некоторые иммуномодуляторы, в частности, пептидные препараты тимуса, которые восстанавливают компетентность иммунных клеток в старом организме и увеличивают продолжительность жизни животных.

Генетические теории рассматривают старение как запрограммированный процесс или как результат нарушения работы генетического аппарата.

Разновидности генетических теорий:

1) Генетическая теория ошибок - с возрастом происходит накопление продуктов метилирования ДНК (описано в 1973г. Ванюшиным), гистоновых и других белков. Цитозин метиллируется в обеих нитях ДНК, остатки 5-метилцитозина фланкируются остатками гуанина со стороны 3-конца.

Также с возрастом происходит накопление продуктов гликозилирования ДНК, гистоновых и других белков. Гликозилирование происходит D-глюкозой и D-галактозой по аминогруппам нуклеиновых кислот и белков, что ведёт к их структурной и функциональной перестройке. При гликозилировании возникают внутри- и межмолекулярные ковалентные сшивки.

Дефектные белки и ДНК нарушают процессы трансляции и транскрипции, что ведет к нарушению функционирования отдельных клеток и старению организма в целом.

Модификация ДНК и сопутствующих белков нарушает процессы репарации ошибок рекомбинации, что приводит к появлению мутаций.

2) Теория соматических мутаций – рассматривает старение как результат воздействия различных эндогенных и экзогенных повреждающих агентов на генетический материал клетки и накопления в геноме соматических клеток мутаций и хромосомных перестроек. Одно из причин накопления с возрастом повреждений ДНК может быть снижение эффективности систем её репарации.

В результате повреждения ДНК наблюдается нарушение синтез белка и функционирование клеток, развитие возрастной патологии, включая рак, и старение организма.

3) Теломеразная теория

В 1961г. Хейфлик и Мурхед показали, что фибробласт эмбриона человека способен делиться только ограниченное число раз (50-80). Этот феномен поучил название "предел Хейфлика". С увеличением возраста донора число делений фибробласта существенно уменьшалось, из чего было сделано заключение о существовании счётчика делении, ограничивающего общее их число.

В 1971г. Оловников, на основании данных о принципах синтеза ДНК, предложил гипотезу маргинотомии, объясняющую механизм работы такого счётчика. При каждом делении клетки её ДНК укорачивается, что ограничивает пролиферативный потенциал клеток и является "счётчиком" числа делений.

Концевые участки ДНК, которые подвергаются удалению, в последствии были изучены и названы теломерами.

Теломер - продолговатый фрагмент на концах хромосом, состоящий из тысяч повторений одной и той же последовательности нуклеотидных оснований (TTAGGG) на 3-конце ДНК.

При каждом делении соматической клетки (во время репликации ДНК) часть теломеры теряется (приблизительно по 200 пар оснований). Когда вся теломера «заканчивается», клетка гибнет. Полагают, что именно этот процесс лежит в основе клеточного старения – именно теломеры служат как бы «клеточным часовым механизмом», с помощью которого регулируется процесс старения.

Длина теломер у разных видов существенно отличается: у мыши общая их длина до 150 тыс. пар нуклеотидов, у человека - 7-15 тыс. пар нуклеотидов. Клетки больных синдромом преждевременного старения Хатчинсона-Гилфорда и синдромом Дауна имеют укороченные теломеры.

В 1985г. в половых клетках и клетках опухолей был открыт рибонукленновый фермент теломераза, который достраивал укороченные теломеры, добавляя к их концам TTAGGG-последовательность нуклеотидов. В результате восстановления теломеров эти клетки приобретают способность «бесконечного деления», которая обеспечивает их бессмертием. Если эпиталоном (пептид ала-глу-асп-глу) индуцировать синтез теломеразы в соматических клетках количество их делений увеличивается в несколько раз при отсутствии признаков озлокачествления.

Кариолемма состоит из двух билипидных мембран — внешней и внутренней ядерной мембраны, разделенных перинуклеарным пространством, шириной от 25 до 100 нм. В кариолемме имеются поры, диаметром 80—90 нм. В области пор внешняя и внутренняя ядерные мембраны переходят друг в друга, а перинуклеарное пространство оказывается замкнутым. Просвет поры закрыт особым структурным образованием — комплексом поры, который состоит из фибриллярного и гранулярного компонента. Гранулярный компонент представлен белковыми гранулами диаметром 25 нм, располагающимися по краю поры в три ряда. От каждой гранулы отходят фибриллы и соединяются в центральной грануле, располагающейся в центре поры. Комплекс поры играет роль диафрагмы, регулирующей ее проницаемость. Размеры пор стабильны для данного типа клеток, но число пор может изменяться в процессе дифференцировки клетки. В ядрах сперматозоидов ядерные поры отсутствуют. На наружной ядерной мембране могут локализоваться прикрепленные рибосомы. Кроме того, наружная ядерная мембрана может продолжаться в канальцы эндоплазматической сети.

Функции ядер соматических клеток:

• хранение генетической информации, закодированной в молекулах ДНК;

• репарация (восстановление) молекул ДНК после их повреждения с помощью специальныхрепаративных ферментов;

• редупликация (удвоение) ДНК в синтетическом периоде интерфазы;

• передача генетической информации дочерним клеткам во время митоза;

• реализация генетической информации, закодированной в ДНК, для синтеза белка и небелковых молекул: образование аппарата белкового синтезаинформационной, рибосомальной и транспортной РНК.

Функции ядер половых клеток:

• хранение генетической информации;

• передача генетической информации при слиянии женских и мужских половых клеток.

2. Клеточный, или жизненный, цикл клетки — это время существования клетки от деления до следующего деления,или от деления до смерти. Для разных типов клеток клеточный цикл различен.

В организме млекопитающих и человека различают следующие три группы клеток, локализующиеся в разных тканях и органах:

• часто делящиеся клетки (малодифференцированные клетки эпителия кишечника, базальные клетки эпидермиса и другие);

• редко делящиеся клетки (клетки печени — гепатоциты);

• неделящиеся клетки (нервные клетки центральной нервной системы, меланоциты и другие).

Жизненный цикл у этих клеточных типов различен.

Жизненный цикл у часто делящихся клеток — это время их существования от начала деления до следующего деления. Жизненный цикл таких клеток нередко называют митотическим циклом. Такой клеточный цикл подразделяется на два основных периода:

• митоз или период деления;

• интерфаза — промежуток жизни клетки между двумя делениями.

3. Способы размножения (репродукции) клеток

Различают два основных способа размножения клеток:

• митоз (кариокенез) — непрямое деление клеток, которое присуще в основном соматическим клеткам;

• мейоз или редукционное деление — характерно только для половых клеток.

В литературе нередко описывают третий способ деления клеток — амитоз или прямое деление клеток, которое осуществляется посредством перетяжки ядра и цитоплазмы, с образованием двух дочерних клеток или одной двуядерной. Однако в настоящее время принято считать, что прямой способ деления характерен только для старых и дегенерирующих клеток и является отражением патологии клетки. Возможен четвертый тип репродукции клетки — эндорепродукция, характеризуется увеличением объема клетки, увеличением количеством ДНК в хромосомах, увеличивается количество функциональных органелл. Клетка является гипертрофированной, но к увеличению числа клеток эндорепродукция не приводит, а лишь повышается функциональная активность клеток. Она наблюдается в клетках печенигепатоцитах, в эпителии мочевого пузыря.

Отмеченные выше два основных периода в жизненном цикле часто делящихся клеток (митоз и интерфаза) в свою очередь подразделяются на фазы или периоды. Митоз подразделяется на 4 фазы:

• профаза;

• метофаза;

• анафаза;

• телофаза.

В каждой фазе происходят определенные структурные преобразования.

Профаза характеризуется морфологическими изменениями ядра и цитоплазмы. В ядре происходит: конденсация хроматина и образование хромосом, состоящих из двух хроматид, исчезновение ядрышка, распад кариолеммы на отдельные пузырьки. В цитоплазме отмечается редупликация (удвоение) центриолей и расхождение их к противоположным полюсам клетки, формирование из микротрубочек веретена деления, репродукция зернистой эндоплазматической сети, а также уменьшение числа свободных и прикрепленных рибосом.

В метафазе происходит образование метафазной пластинки, или материнской звезды, неполное обособление сестринских хроматид друг от друга.

Анафаза характеризуется полным обособлением (расхождением) хроматид и образованием двух равноценных диплоидных наборов хромосом, расхождением хромосомных наборов к полюсам митотического веретена и расхождением самих полюсов.

Телофаза характеризуется деконденсацией хромосом каждого хромосомного набора, формированием из пузырьков ядерной оболочки, цитотомиейперетяжкой двуядерной клетки на две дочерние самостоятельные клетки, появлением ядрышка в ядрах дочерних клеток.

Интерфаза подразделяется на 3 периода:

• J1, или пресинтетический;

• S, или синтетический;

• J2, или постсинтетический.

Каждый период характеризуется прежде всего некоторыми функциональными особенностями. В J1 (пресинтетическом) периоде происходит:

• усиленное формирование синтетического аппарата клетки — увеличение числа рибосом, а также количества различных видов РНК (информационной, рибосомальной, транспортных);

• усиление синтеза белков, необходимых для роста клетки;

• подготовка клетки к синтетическому периоду — синтез ферментов, необходимых для образования новых молекул ДНК.

Для S-периода характерно удвоение (редупликация) ДНК, что приводит к удвоению плоидности диплоидных ядер и является обязательным условием для последующего митотического деления клетки.

J2-период (постсинтетический, или премитотический) характеризуется усиленным синтезом информационной РНК, а также усиленным синтезом всех клеточных белков, но особенно белков-тубулинов, необходимых для последующего (в профазе митоза) формирования митотического веретена деления.

Описанные закономерности жизненного цикла характерны прежде всего для часто делящихся клеток. Однако клетки некоторых тканей (например, клетки печеночной ткани — гепатоциты), по выходе из митоза, вступают в так называемый J0-период, во время которого они выполняют свои многочисленные функции в течении многих лет, не вступая в S-период. Однако при определенных обстоятельствах (при поражении или удалении части печени) они вступают в нормальный клеточный цикл, то есть в S-период, синтезируют ДНК, а затем митотически делятся. Такие клетки относятся к редко делящимся клеткам, и их жизненный цикл подразделяется на митоз, J0-период, S-период, J2-период.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины развития клеточной смерти различны. Но все их разделяют на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч. корней, означающих "отпадение" или "распадение"), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством (рис. 354).

Происхождение некроза связывают с нарушением внутриклеточного гомеостаза. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрации ионов Na+ и Ca2+, закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле, освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются (пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы (кариорексис) а затем наступает кариолизис, растворение ядра. К особенности некроза относится то, что гибели могут подвергаться большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычно некрозный участок атакуют лейкоциты и в зоне некроза развивается воспалительная реакция (рис. ).

Апоптоз. В процессе развития организмов постоянно происходит гибель части клеток, без их физического или химического повреждения, происходит как бы их "беспричинная" смерть или апоптоз.

Гибель клеток происходит на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов, погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме миллионами погибают клетки крови, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты. Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации.

Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины развития клеточной смерти различны. Но все их разделяют на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч. корней, означающих "отпадение" или "распадение"), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством (рис. 354).

Происхождение некроза связывают с нарушением внутриклеточного гомеостаза. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрации ионов Na+ и Ca2+, закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле, освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются (пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы (кариорексис) а затем наступает кариолизис, растворение ядра. К особенности некроза относится то, что гибели могут подвергаться большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычно некрозный участок атакуют лейкоциты и в зоне некроза развивается воспалительная реакция (рис. ).

Апоптоз. В процессе развития организмов постоянно происходит гибель части клеток, без их физического или химического повреждения, происходит как бы их "беспричинная" смерть или апоптоз.

Гибель клеток происходит на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов, погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме миллионами погибают клетки крови, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты. Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации.

Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины развития клеточной смерти различны. Но все их разделяют на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч. корней, означающих "отпадение" или "распадение"), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством (рис. 354).

Происхождение некроза связывают с нарушением внутриклеточного гомеостаза. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрации ионов Na+ и Ca2+, закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле, освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются (пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы (кариорексис) а затем наступает кариолизис, растворение ядра. К особенности некроза относится то, что гибели могут подвергаться большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычно некрозный участок атакуют лейкоциты и в зоне некроза развивается воспалительная реакция (рис. ).

Апоптоз. В процессе развития организмов постоянно происходит гибель части клеток, без их физического или химического повреждения, происходит как бы их "беспричинная" смерть или апоптоз.

Гибель клеток происходит на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов, погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме миллионами погибают клетки крови, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты. Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации.

Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины развития клеточной смерти различны. Но все их разделяют на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч. корней, означающих "отпадение" или "распадение"), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством (рис. 354).

Происхождение некроза связывают с нарушением внутриклеточного гомеостаза. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрации ионов Na+ и Ca2+, закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле, освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются (пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы (кариорексис) а затем наступает кариолизис, растворение ядра. К особенности некроза относится то, что гибели могут подвергаться большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычно некрозный участок атакуют лейкоциты и в зоне некроза развивается воспалительная реакция (рис. ).

Апоптоз. В процессе развития организмов постоянно происходит гибель части клеток, без их физического или химического повреждения, происходит как бы их "беспричинная" смерть или апоптоз.

Гибель клеток происходит на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов, погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме миллионами погибают клетки крови, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты. Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации.

Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины развития клеточной смерти различны. Но все их разделяют на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч. корней, означающих "отпадение" или "распадение"), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством (рис. 354).

Происхождение некроза связывают с нарушением внутриклеточного гомеостаза. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрации ионов Na+ и Ca2+, закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле, освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются (пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы (кариорексис) а затем наступает кариолизис, растворение ядра. К особенности некроза относится то, что гибели могут подвергаться большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычно некрозный участок атакуют лейкоциты и в зоне некроза развивается воспалительная реакция (рис. ).

Апоптоз. В процессе развития организмов постоянно происходит гибель части клеток, без их физического или химического повреждения, происходит как бы их "беспричинная" смерть или апоптоз.

Гибель клеток происходит на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов, погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме миллионами погибают клетки крови, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты. Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации.

Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины развития клеточной смерти различны. Но все их разделяют на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч. корней, означающих "отпадение" или "распадение"), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством (рис. 354).

Происхождение некроза связывают с нарушением внутриклеточного гомеостаза. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрации ионов Na+ и Ca2+, закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле, освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются (пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы (кариорексис) а затем наступает кариолизис, растворение ядра. К особенности некроза относится то, что гибели могут подвергаться большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычно некрозный участок атакуют лейкоциты и в зоне некроза развивается воспалительная реакция (рис. ).

Апоптоз. В процессе развития организмов постоянно происходит гибель части клеток, без их физического или химического повреждения, происходит как бы их "беспричинная" смерть или апоптоз.

Гибель клеток происходит на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов, погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме миллионами погибают клетки крови, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты. Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации.

Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины развития клеточной смерти различны. Но все их разделяют на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч. корней, означающих "отпадение" или "распадение"), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством (рис. 354).

Происхождение некроза связывают с нарушением внутриклеточного гомеостаза. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрации ионов Na+ и Ca2+, закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле, освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются (пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы (кариорексис) а затем наступает кариолизис, растворение ядра. К особенности некроза относится то, что гибели могут подвергаться большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычно некрозный участок атакуют лейкоциты и в зоне некроза развивается воспалительная реакция (рис. ).

Апоптоз. В процессе развития организмов постоянно происходит гибель части клеток, без их физического или химического повреждения, происходит как бы их "беспричинная" смерть или апоптоз.

Гибель клеток происходит на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов, погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме миллионами погибают клетки крови, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты. Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации.

Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины развития клеточной смерти различны. Но все их разделяют на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч. корней, означающих "отпадение" или "распадение"), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством (рис. 354).

Происхождение некроза связывают с нарушением внутриклеточного гомеостаза. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрации ионов Na+ и Ca2+, закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле, освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются (пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы (кариорексис) а затем наступает кариолизис, растворение ядра. К особенности некроза относится то, что гибели могут подвергаться большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычно некрозный участок атакуют лейкоциты и в зоне некроза развивается воспалительная реакция (рис. ).

Апоптоз. В процессе развития организмов постоянно происходит гибель части клеток, без их физического или химического повреждения, происходит как бы их "беспричинная" смерть или апоптоз.

Гибель клеток происходит на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов, погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме миллионами погибают клетки крови, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты. Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации.

Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины развития клеточной смерти различны. Но все их разделяют на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч. корней, означающих "отпадение" или "распадение"), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством (рис. 354).

Происхождение некроза связывают с нарушением внутриклеточного гомеостаза. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрации ионов Na+ и Ca2+, закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле, освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются (пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы (кариорексис) а затем наступает кариолизис, растворение ядра. К особенности некроза относится то, что гибели могут подвергаться большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычно некрозный участок атакуют лейкоциты и в зоне некроза развивается воспалительная реакция (рис. ).

Апоптоз. В процессе развития организмов постоянно происходит гибель части клеток, без их физического или химического повреждения, происходит как бы их "беспричинная" смерть или апоптоз.

Гибель клеток происходит на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов, погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме миллионами погибают клетки крови, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты. Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации.

Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти.

Гибель (смерть) отдельных клеток или целых их групп постоянно встречается у многоклеточных организмов, так же как гибель одноклеточных организмов. Причины развития клеточной смерти различны. Но все их разделяют на две категории: некроз (от греч. nekrosis – омертвление) и апоптоз (от греч. корней, означающих "отпадение" или "распадение"), который часто называют программируемой клеточной смертью (ПКС) или даже клеточным самоубийством (рис. 354).

Происхождение некроза связывают с нарушением внутриклеточного гомеостаза. Некроз вызывают повреждения плазматической мембраны, подавление активности мембранных насосов под действием многих ядов, а также необратимые изменения энергетики при недостатке кислорода (при ишемии – закупорке кровеносного сосуда) или отравлении митохондриальных ферментов (действие цианидов). При повышении проницаемости плазматической мембраны клетка набухает за счет ее обводнения, в цитоплазме происходит увеличение концентрации ионов Na+ и Ca2+, закисление цитоплазмы, набухание вакуолярных компонентов и разрыв их мембран, прекращение синтеза белков в цитозоле, освобождение лизосомных гидролаз и лизис клетки. Одновременно с этими изменениями в цитоплазме изменяются и клеточные ядра: вначале они компактизируются (пикноз ядер), но по мере набухания ядра и разрыва его оболочки пограничный слой хроматина распадается на мелкие массы (кариорексис) а затем наступает кариолизис, растворение ядра. К особенности некроза относится то, что гибели могут подвергаться большие группы клеток (например, при инфаркте миокарда из-за прекращения снабжения кислородом участка сердечной мышцы). Обычно некрозный участок атакуют лейкоциты и в зоне некроза развивается воспалительная реакция (рис. ).

Апоптоз. В процессе развития организмов постоянно происходит гибель части клеток, без их физического или химического повреждения, происходит как бы их "беспричинная" смерть или апоптоз.

Гибель клеток происходит на всех стадиях онтогенеза. Многочисленны примеры отмирания клеток без повреждения при эмбриогенезе. Так отмирают клетки вольфова и мюллерова каналов при развитии мочеполовой системы у позвоночных, погибает часть нейробластов и гонадоцитов, погибают клетки при метаморфозах насекомых и амфибий (резорбция хвоста у головастика и жабер у тритона) и т.д.

Во взрослом организме миллионами погибают клетки крови, клетки эпидермиса кожи, клетки тонкого кишечника – энтероциты. Погибают фолликулярные клетки яичника после овуляции, погибают клетки молочной железы после лактации.

Множество клеток многоклеточного организма нуждается в сигналах на то, чтобы оставаться живыми. В отсутствии таких сигналов или трофических факторов в клетках развивается программа «самоубийства» или программируемой смерти.

Некроз: определение понятия и его виды. Причины развития некроза и его исходы. Апоптоз, сущность и биологическое значение. Общая смерть, ее стадии и морфологические признаки.

Некрозом называется гибель клеток в живом организме с полным прекращением их функции. Некроз может возникать при действии сверхсильного, чрезвычайного раздражителя (и тогда некроз развивается немедленно) или при действии относительного слабого раздражителя, но продолжительного по времени (обратимая дистрофия - необратимая дистрофия - некроз; необратимая атрофия - некроз). В большинстве случаев некроз развивается постепенно, в результате необратимых дистрофических или атрофических изменений. При этом выделяют следующие морфогенетические стадии процесса: паранекроз (еще обратимые изменения) - некробиоз (необратимые изменения, но еще жизнь) - некроз - аутолиз. Аутолиз - самопереваривание погибших клеток и тканей с помощью ферментов распадающихся лизосом. Является совершенно необходимым процессом, способствующим заживлению тканей в месте развития некроза.

Некроз имеет место не только в патологии, но и в норме (естественная гибель и отторжение эпителия кожи, эпителия кишечника, гибель стареющих эритроцитов).

Одним из вариантов некроза является АПОПТОЗ. Апоптоз – это вид некроза, причиной развития которого является активация в ядре клетки специальных генов апоптоза. То есть апоптоз – это своего рода запрограммированная смерть клетки, активный процесс самоубийства клетки. Включение апоптотических генов происходит при активации особого цитоплазматического белка р53, он же может активироваться разнообразными факторами внеклеточной среды: действие гормонов (напр., глюкокортикоиды вызывают апоптоз кортикальных лимфоцитов вилочковой железы, апоптоз лимфоцитов реактивных центров фолликулов лимфоузлов и селезенки), действие цитокинов (напр., фактор некроза опухоли), радиация, некоторые химиопрепараты (часть из них - производные ретиноловой кислоты). Важно отметить, что мощным стимулирующим апоптоз Т-хелперов действием обладают вирусы ВИЧ-инфекции. Активация апоптотических генов может происходить и спонтанно, в результате определенных мутационных перестроек генов.

Обычный некроз и апоптоз имеют ряд важных отличий: - при обычном некрозе повреждение клетки, как правило, начинается с цитоплазмы, поскольку повреждающий агент действует извне, повреждение и распад ядра происходит в последнюю очередь; - при апоптозе процесс гибели начинается сразу с ядра, при этом стимуляция апоптотических генов приводит к активации ядерных эндонуклеаз, которые и разрушают ДНК ядра. Гибель цитоплазмы происходит позднее, после фагоцитоза погибшей клетки макрофагами.

Некроз, особенно при патологических процессах, имеет вид крупноочагового процесса и поэтому в ответ на некроз обычно развивается воспалительная реакция с последующим склерозом и организацией. Апоптоз же представляет собой гибель клеток, рассеянных по органу или ткани, ввиду чего воспаление в ответ на апоптоз не развивается, а элиминация погибших клеток обеспечивается фагоцитозом макрофагами (гистиоцитами), расположенными поблизости. К тому же выделения цитоплазматических цитокинов из апоптотически погибающей клетки в окружающую среду не происходит, и поэтому нет стимула для развития воспалительной реакции.

Апоптоз имеет огромное значение в морфообразовательных процессах в эмбриогенезе (пятипалость руки, гибель провизорных органов - желточный мешок, первичная почка, очаги эмбрионального кроветворения в селезенке и в последующем в печени). Постепенно развивающаяся гибель эритроцитов с потерей ядра на уровне нормобластов - также пример апоптической гибели клетки.

Колоссальное значение имеет апоптоз в противоопухолевой резистентности организма. Установлено, что опухолевые клетки в невосприимчивом к ним организме погибают путем апоптоза, который активируется специальным цитокином - фактором некроза опухоли (ФНО). Отсюда происходят попытки терапии опухолей путем искусственной стимуляции в них апоптоза дозированным облучением или путем воздействия некоторыми химиопрепаратами. Напротив, развитие опухоли связывают с репрессией генов апоптоза.

Выделяют понятия прямого и непрямого некроза. ПРЯМОЙ НЕКРОЗ - гибель клеток происходит в месте непосредственного воздействия повреждающего агента (термическая или механическая травма, повреждающее действие высоких концентраций кислот и щелочей, действие лучевой энергии, действие бактерий или их токсинов, аллергический некроз; к прямому некрозу можно отнести также и апоптоз); НЕПРЯМОЙ НЕКРОЗ- гибель клеток и тканей происходит в отдалении от непосредственного действия повреждающего агента (сосудистый, трофоневротический некроз).

У детей преобладает прямой некроз: вызванный в первую очередь микробными факторами и повреждающими агентами аллергических реакций (иммунные комплексы, аутоантитела). Ввиду того, что болезни сосудов, такие как атеросклероз, у них не встречаются, непрямой некроз для детей не характерен.

В.1.4. Значение цитологии для медицины

• В основе развития патологического процесса (болезни) лежат структурно-функциональные нарушения на клеточном и субклеточном уровнях. Это так называемые скрытые периоды болезни. Их диагностика представляет большие трудности

• Процесс выздоровления также основан на нормализации клеточного уровня организации живого.

• Действие лекарственных средств, прежде всего, проявляется на клеточном и субклеточном уровнях.

● Целый ряд клеток многоклеточного организма после их выделения могут клонироваться и культивироваться, т.е. выращиваться и размножаться в искусственных условиях на специальных питательных средах.

● Современные медицинские методы лечения целого ряда заболеваний, восстановления и реконструкции поврежденных тканей и органов, искусственного оплодотворения и беременности основаны на развитии клеточных технологий.

● Работа с изолированными клетками позволяют проследить действия вредоносных факторов среды, наблюдать жизнедеятельность опухолевых клеток и определять пути борьбы с ними, решать вопросы генной инженерии, исследовать механизмы развития вирусных и других заболеваний, в эксперименте изучать и корректировать механизмы действия лекарств и др.

●Цитологический анализ (в т.ч. и экспресс-анализ)

применяется в диагностике многих заболеваний:

- изучение клеточного состава в мазках крови , красного костного мозга, ликвора, слюны, спермы, перитонеальной, плевральной и амниотической жидкостей;

- исследование биопсий и операционного материала.

- исследование кариотипа

Действие радиации Под действием ионизирующего облучения в клетке происходит ионизация воды, что приводит к образованию активных радикалов, которые вызывают повреждения белков и других биополимеров, повреждение мембран, органоидов, ядра и гибель клетки. При этом митохондрии набухают, просветляются, в них разрушаются кристы. Каналы эндоплазматической сети расширяются и фрагментируются, численность рибосом снижается, что приводит к угнетению синтетических процессов в клетке. При этом количество лизосом в клетке увеличивается и автофагия поврежденных структур клетки возрастает. Наиболее чувствительными к радиации являются интенсивно делящиеся клетки (в красном костном мозге, эпителии кишечника, сперматогенные клетки семенников). В них наблюдаются аномальные фигуры митоза, изменения формы хромосом, их разрывы, повреждения веретена деления. При этом нарушения в генетическом аппарате клетки могут приводить к развитию опухолей.

Старение клеток

Старение клеток связано с изнашиванием структур клеток в результате длительной, интенсивной работы, снижением интенсивности репликации ДНК, накоплением ее повреждений и генетических ошибок, приводящих к угнетению и нарушению биосинтеза белка. При этом популяция постмитотических клеток может постепенно уменьшаться (нервные клетки, кардиомиоциты), частично (условно постмитотические: клетки печени, почек, желез) или полностью (митотические: покровные эпителии) обновляться. При этом процесс обновления клеточной популяции может идти очень быстро: полное обновление эпидермиса кожи происходит за 3–4 недели, а эпителия кишечника – за 3–5 дней. Длительность существования этих обновляющихся популяций равна продолжительности жизни организма. При старении изменяется объем клетки, нарушаются межклеточные контакты, уменьшается текучесть ее мембран и интенсивность транспортных и обменных процессов. В ре

32

зультате повреждения рецепторов цитолеммы уменьшается возбудимость и реактивность клетки, дезорганизуется цитоскелет. Ядро клетки становится неровным, расширяется перинуклеарное пространство, увеличивается доля гетерохроматина. Митохондрии просветляются, в них уменьшается количество крист, наблюдается расширение цистерн эндоплазматической сети, уменьшение числа рибосом, происходит редукция комплекса Гольджи. Увеличивается число всех видов лизосом, включая остаточные тельца, в которых накапливаются трудно перевариваемые вещества (например, пигмент старения липофусцин), уменьшается стабильность лизосомальных мембран, возрастает аутофагия. В результате клетка постепенно разрушается и ее остатки фагоцитируются макрофагами.