Лекция 6 . Реакции клеток на внешние воздействия

Клетки организма постоянно подвержены воздействию разнообразных факторов внешней среды – химических, физических и биологических, а также внутренним влияниям – нервным и нейро-гуморальным. Эти факторы вызывают первичные нарушения в клеточных структурах, следствием чего наблюдается как правило функциональное нарушение в органе или системе. Судьба клеток зависит от интенсивности воздействия, его характера и длительности. После нарушений клетки могут адаптироваться, приспособиться к воздействующему фактору, восстанавливаться после отмены повреждающего действия, или необратимые изменения в конце концов приведут к гибели клеток.

При обратимом повреждении клетки отвечают рядом функциональных и морфологических изменений. Одним из наиболее общих критериев клеточного повреждения является изменение способности клеток взаимодействовать с различными красителями. Нормальные клетки поглощают растворенные в воде красители и откладывают их в виде гранул в цитоплазме; ядро при этом не прокрашивается. Поврежденные клетки (от нагревания, изменения давления, рН среды, воздействия денатурирующего агента) теряют эту способность и краска диффузно распределяется не только в цитоплазме, но и в ядре. В случае обратимого характера повреждений, при условии отмены действия внешнего фактора, гранулообразование в цитоплазме клеток восстанавливается.

Другим характерным признаком повреждения клеток является падение дыхательных процессов в клетке, при этом значительно падает окислительной фосфорилирование, необходимое для синтеза АТФ. Для поврежденных клеток характерно усиление гликолитических процессов (закисление), падение количества АТФ и активация протеолиза (денатурация белков). Вся совокупность неспецифических обратимых изменений в клетках, возникающих под действием различных агентов, называется “ паранекрозом”. В этой начальной и обратимой стадии изменений процессы клеточной ассимиляции и диссимиляции существенно не изменены.

Однако, в случае необратимого повреждения клеточного метаболизма развертываются события, затрагивающие не только цитоплазму, но и ядерный аппарат. Наиболее значительным проявлением необратимых изменений в поврежденной клетке служит конденсация (уплотнение, аггрегация) хроматина, падение ядерных синтетических процессов. При гибели клетки хроматин образует грубые сгустки внутри ядра (пикноз), а само ядро распадается на части или даже растворяется (кариорексис).

В поврежденных клетках резко снижается митотическая активность, задержки клеток на разных стадиях митоза. Нарушается проницаемость клеточных мембран, в результате происходит вакуолизация мембранных органелл клетки. При этом, происходит интенсивное накопление в клетке каких-то отдельных продуктов нарушенного метаболизма. В общей патологии такие изменения в структуре клеток называются дистрофиями. Так, например, при жировой дистрофии в клетках накапливаются жировые включения, при углеводной –гликогена, при белковой – отложение белковых гранул, пигментов и т.д. Конечным этапом необратимых изменений в клетках является их гибель, на уровне ткани и органа это проявляется в виде некроза, или отмирания ткани (органа).

Особой формой нарушений регуляции метаболизма клеток является нарушение клеточной дифференцировки, приводящее чаще всего к развитию опухолевого процесса. Опухолевым клеткам присуще неконтролируемое размножение, автономность поведения в организме и нарушение межклеточных взаимодействий. Все эти свойства опухолевых клеток сохраняются от поколения к поколению, т.е. являются наследуемыми. В связи с этими особенностями, раковые клетки считают мутантами с точки зрения неподчиненности их поведения регулирующим воздействиям организма.

Здесь важную роль играют молекулярные процессы поддержания и регуляции ионного гомеостаза клеток в норме и при злокачественной трансформации. Понятие ионный гомеостаз клетки (ИГК) включает систему регуляции активности ионов, обеспечивающих нормальную внутриклеточную среду, и воды. К числу наиболее важных для жизнедеятельности клетки ионов относятся К⁺ , Na⁺,Ca²⁺,H⁺,PO^2-, и ионы таких энергоемких молекул, как АТФ и АДФ (аденозиндифосфат). ИГК может управлять поведением клетки, меняя прежде всего количественные соотношения между основными системами клетки – к примеру, интенсивность синтеза белка и РНК, масса цитоплазмы и ядра и т.д. В случае нарушения работы ИГК в клетках изменяются прежде всего молекулярные механизмы их взаимодействий друг с другом, в результате чего опухолевые клетки и приобретают автономность поведения и низкую чувствительность к регулирующим воздействиям.(Маленков А.Г., 1976 г.).