Патофизиология клетки

Рудольф Вирхов — основатель целлюлярной (клеточной) патологии

1821-1902

"omnis ceilula е cellula" (клетка происходит

1858 год

«Целлюлярная патология как учение, основанное на физиологической и патологической

Основной постулат труда Р.Вирхова -

Всякое болезненное изменение организма связано с

Причины повреждения клеток

Физические факторы:
-Механические
-Температура
-Ионизирующая радиация
-Ультрафиолетовое излучение
-Электромагнитные

Химические факторы

органические и неорганические кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов, продукты нарушенного

Биологические факторы

Наибольшее значение среди них имеют вирусы, риккетсии, бактерии, паразиты, грибы

И другие факторы повреждения

Гипоксия
Гипероксия
Иммунологические
Нарушение КОС
Нарушение водно-электролитного обмена

Нарушение углеводного обмена
Генетические дефекты
Дисбаланс питания
Старение

Реакция клеток на повреждение

нарушение функции клеток
нарушение клеточных защитных реакций – (активация

Изменение метаболизма

- нарушение функции транспортных систем клеточной мембраны
- повышение проницаемости внутриклеточных

-нарушение дифференцировки и роста клеток (опухолевый рост)
-патология репродукции клеток
-патология движения клеток
-патология

Вывод: повреждение клетки - это нарушение клеточного обмена веществ, внутриклеточного гомеостазиса.

Повреждения

летальные

сублетальные

Специфические и неспецифические

Основные механизмы острого летального повреждения

- чрезмерное подавление синтеза АТФ
-

Специфическое повреждение -определяется этиологическим фактором

Иммунный гемолиз, радиационное повреждение свободными радикалами, повреждение

Неспецифическое повреждение

Утрата принципа неравновесности
К в клетке в 20-30 раз выше, чем

- Внутриклеточный ацидоз
- Появление свободных радикалов
- Дефицит макроэргов
Выделение энергии (тепловой, электрической

Строение мембраны

Основные функции мембран

Контролируют состав внутриклеточной среды
Обеспечивают и облегчают межклеточную и и

Перенос веществ через мембраны

Трансмембранный транспорт мелких молекул
-фильтрация
фагоцитоз и пиноцитоз
наличие аквапоринов, или

Аквапорины

избирательно пропускают молекулы воды, позволяя ей поступать в клетку и покидать

Питер Эгр

аквапорин

Функции аквапоринов

Аквапорин - 1 в эритроцитах способствует регидратации эритроцитов, обезвоженных в

Патология аквапоринов

Болезнь Девика (БД, оптический нейромиелит) — одновременное или последовательное развитие

Патология аквапоринов

С возрастом, а также под воздействием ультрафиолета количество аквапоринов в

мембрана

Внутреннее пространство

Внешнее
пространство

Простая диффузия (СО2, мочевина)

Белок переносчик

Облегченная диффузия(аминокислоты, моносахара)

АТФ

Активный транспорт –

Облегченная диффузия

Канал всегда открыт, вещество проходит по градиенту концентрации или электрохимическому

Связывание вещества белком-переносчиком специфично

и может быть конкурентно ингибировано
этот процесс может

Переносчики глюкозы — интегральные гликопротеины.

Известно 6 кодируемых генами GLUT - трансмембранных

Перенос веществ через мембраны

Ионные каналы- это интегральные белки, найденные во всех

Выделяют 4 типа ионных каналов.
1. управляемые лигандом, который соединяется с рецептором

Потенциалзависимый ионный канал.

Селективный ионный канал

Механочувствительный ионный канал

Активность разных каналов может изменяться

под воздействием различных факторов: метаболических реакций, фосфолирирования,

В других случаях

лекарственные препараты могут регулировать внутриклеточные процессы, например, сердечные глюкозиды

Обеспечивают межклеточную информацию, межклеточное взаимодействие

феномен контактного торможения у нормальных клеток
отсутствие

Группа ученых университета Рочестера

под руководством молекулярного биолога Веры Горбуновой выяснили механизм

Их возраст может превышать 30 лет – однако даже у самых

Коннекси́ны — «двойные» поры,

получающиеся за счёт совмещения друг с другом пор, принадлежащих

Коннексины —интегральные мембранные белки

образуют в мембранахобразуют в мембранах контактирующих клетокобразуют в мембранах

Патология коннексинов

Соматические мутации в гене, кодирующем gap-junction protein connexin 40 (GJA5),

Патология коннексинов

КОННЕКСиН-26.
Ген коннексина-26 находит Ген коннексина-26 находится на 13-й хромосоме.

Обеспечивают передачу информации

Через поверхностные клеточные рецепторы
Через интернализацию сигнала (рецептор-лиганд, инсулин)

Клеточные мембранные антигены используются иммунной системой для разделения клеток на «свой»

Антигены групп крови

Модель мембраны эритроцита со встроенными молекулами групп крови разных

Три важных принципа строения мембраны

Мембраны не однородны
Многие компоненты мембран находятся в

Липиды и белки формируют подвижную мозаичную мембрану.

- молекулы липидов могут перемещаться
параллельно

Текучие свойства мембраны определяются

составом мембраны, так ненасыщенные жирные кислоты повышают текучесть

От текучести мембраны

зависит проникновение воды, кислорода, углекислого газа, наркотических средств и

Компоненты мембран асимметричны

фосфолипиды распределены асимметрично между внутренним и наружным монослоями цитоплазматической

В мембранах содержатся липиды трех классов: фосфолипиды, холестерин и гликолипиды.

Наиболее

Нарушение метаболизма сфинголипидов (пример)

Болезнь Тея — Сакса  —наследственное заболевание нервной системы. Названо

Новорожденные с данным заболеванием развиваются нормально в первые месяцы жизни.

В возрасте

Для Болезни Тея—Сакса характерно

наличие красного пятна, расположенного на сетчатке напротив зрачка.

Некоторые токсины (холера, столбняк)

способны вступать во взаимодействие с ганглиозидами мембран, пространственно

Повреждение мембраны

Хлорированные углеводороды могут приводить к фрагментации мембран
адсорбция холестерола может привести

Нарушения мембраны могут быть обусловлены

свободно-радикальным (перекисным) окислением ненасыщенных жирных кислот

Следствием активации СРО:

окисление сульфигидрильных групп мембранных белков, что может привести к

Увеличение проницаемости мембраны клетки и выключение насосов

приводит к утечке Са из

Исходы повреждения

Некроз- смерть поврежденной клетки, как завершающий этап клеточной дистрофии

Когда в делящихся клетках регенерирующих тканей накапливаются необратимые повреждения

клетки прибегают к

Зачем клетка погибает

Конечное

дифференцирование

Клетка исчерпала

"лимит Хейфлика"

(состарилась)

Апоптоз,
аутофагия

Клетка стала

ненужной

организму

Уровень воздействия

ниже порогового

Некроз

Уровень воздействия

выше порогового

Навсегда остановить клеточный цикл и войти в состояние покоя - сенесценцию

Запустить

Стимулы способствующие переходу клетки в состояние покоя –

укорочение теломер, повреждение ДНК,

Теломеры (от др.-греч. τέλος — конец и μέρος — часть)  концевые участки хромосом.

Аутофагия – самопоедание

Аутофагия - механизм ликвидации поврежденных органелл, долгоживущих и аномальных

Апоптоз-

генетически активная программа клеточного суицида альтернативная клеточному делению.
Морфологические признаки апоптоза –

Апоптоз

 - форма гибели клетки, проявляющаяся в уменьшении ее размера, конденсации (уплотнении)

Апаптоз завершается фагоцитозом клеточных фрагментов.
Главное значение апоптоза в норме удаление поврежденных,

Усиление апоптоза

Дефекты развития.
.Дегенерация коронарной и легочной артерий, аномальная инволюция правого желудочка

Ослабление апоптоза

Программа апоптоза включается
через эндогенные сигналы - при невозможности репарации ДНК
повреждении митохондрий

Сенсором повреждения является Р53

ген кодирущий этот белок, находится в коротком плече

Мутации гена р53 приводят к заболеваниям, например,
мутации гена Р53 обнаруживаются в

Программу апоптоза запускает

экзогенный сигнал, например ФНО или Т- киллеры.

Информационный сигнал

способствует активации протеолитических ферментов – каспаз
Каспазы расщепляют белки в местах