Hücre hasarı hücre hasarına neden olur. Hücre hasarının nedenleri, genel mekanizmaları ve belirtileri

HÜCRE HASARI- Yapısında, metabolizmasında, fiziko-kimyasal özelliklerinde ve işlevinde yaşamın bozulmasına yol açan bu tür değişiklikler.

Hasar nedenleri.

Hücre hasarı birçok patojenik ajana maruz kalmanın sonucudur. Hücre hasarının nedenleri patojenik faktörlerin doğasına, kökenlerine ve etkilerine göre sınıflandırılır.

Zarar veren faktörün doğası fiziksel, kimyasal ve biyolojik olabilir.

FİZİKSEL HASAR FAKTÖRLERİ

Fiziksel hücre hasarının en yaygın nedenleri mekanik, sıcaklık, ozmotik ve serbest radikallerdir (aşırı serbest radikaller ve lipit peroksit işlemlerinin aktivasyonunun ürünleri, zarlara zarar verir ve proteinleri denatüre eder). İyonlaştırıcı radyasyon, elektromanyetik faktörler ve fiziksel nitelikteki diğer ajanlar da hücre üzerinde patojenik bir etkiye sahip olabilir.

Mekanik olarak zarar veren faktörlere

şokları, burkulmaları (örneğin kas dokusu veya organları aşırı gerildiğinde), kompresyonları (özellikle tümör, hematom, yara izi, eksüda), yerçekimsel aşırı yüklenmeleri vb. içerir.

Sıcaklık dalgalanmaları .

Hücreyi çevreleyen ortamın sıcaklığının 40-50 °C ve üzerine çıkması, proteinlerin, nükleik asitlerin denatürasyonuna, ilacın ayrışmasına, hücre zarlarının geçirgenliğinin artmasına ve diğer değişikliklere yol açabilir.

Sıcaklıktaki önemli bir düşüş, hücre içi metabolik süreçleri önemli ölçüde yavaşlatır veya durdurur ve hücre içi sıvının kristalleşmesine ve membran yırtılmalarına, yani hücre ölümüne yol açabilir.

Ozmotik basınçtaki değişiklikler .

Hiperozmi, organik substratların eksik oksidasyonu veya fazla iyonların hücrede birikmesi nedeniyle gelişebilir. İkincisine, kural olarak, ozmotik basınç gradyanı boyunca suyun hücreye girişi, hücre şişmesi ve plazmalemma ve organel zarlarının (yırtılmaya kadar) gerilmesi eşlik eder.

Hücre içi ozmotik basıncın azalması veya hücre dışı ortamda artması, hücresel sıvı kaybına, kırışmaya (piknoz) ve sıklıkla hücre ölümüne yol açar.

KİMYASAL HASAR FAKTÖRLERİ

Bunlara organik ve inorganik asitler ve alkaliler, ağır metal tuzları, sitotoksik bileşikler ve ilaçlar dahildir. Aynı ajanın fazlalığı veya eksikliği ile hücre hasarı meydana gelebilir. Sitotoksik bileşikler . Sitotoksik bileşiklerin klasik örnekleri enzim inhibitörleridir. Böylece siyanürler sitokrom oksidazın aktivitesini inhibe eder; etanol ve metabolitleri birçok hücre enzimini inhibe eder; arsenik tuzları içeren maddeler piruvat oksidazı inhibe eder.

İlaçlar . İlaçların yanlış kullanımı (genellikle aşırı doz şeklinde) hücre hasarına yol açabilir.

BİYOLOJİK ZARAR FAKTÖRLERİ

Bunlar esas olarak IBN sisteminin enfeksiyöz ajanlarını ve sitotoksik faktörlerini içerir.

Bulaşıcı ajanlar (virüsler, riketsiya, mikroplar, helmintler, mantarlar, prionlar) hem kendi başlarına hem de hayati aktivitelerinin veya bozulmalarının ürünleri şeklinde, hücre fonksiyonlarında bozukluklara neden olur, içindeki metabolik reaksiyonların seyrini, geçirgenliği ve hatta bütünlüğü bozar. Membranların hücresel enzimlerin aktivitesini baskılaması.

Sitotoksik faktörlere IBN sistemleri endo ve ekzotoksinleri, otoagresif T-lenfositleri ve bazı durumlarda AT'yi (örneğin, moleküler taklit fenomeni sırasında) içerir.

ZARAR VERİCİ FAKTÖRLERİN OLUŞUMU

Hücre hasarının nedenleri kökenlerine bağlı olarak eksojen veya endojen, enfeksiyöz veya enfeksiyöz olmayan olarak sınıflandırılır.

Dış faktörler hasar, fiziksel etkiler (mekanik yaralanmalar, elektrik akımı, sıcak, soğuk), kimyasal maddeler (asitler, alkaliler, etanol, güçlü oksitleyici maddeler) ve biyolojik faktörlerden (virüsler, riketsiya, bakteri, helmintler vb.) oluşur.

Endojen faktörlere doğru hasar, fiziksel nitelikteki etkenleri, kimyasal faktörleri ve biyolojik nitelikteki faktörleri içerir.

Bulaşıcı olmayan oluşum faktörlerine fiziksel, kimyasal veya biyolojik (ancak bulaşıcı olmayan) nitelikteki ajanları içerir.

ZARARLI FAKTÖRLERİN ETKİLERİ

Zarar verici faktörlerin hücreler üzerindeki etkisi doğrudan (birincil hasar faktörleri) veya dolaylı olarak gerçekleştirilir. İkinci durumda, sözde birincil patojenik faktörlerin zararlı etkisinin farkına varan bir ikincil reaksiyonlar zincirinin oluşumundan bahsediyoruz.

Yaygın hasar mekanizmaları.

Hücre enerji temini bozuklukları: ATP yeniden sentezinin yoğunluğunun ve/veya verimliliğinin azalması, ATP enerji aktarımının bozulması , ATP enerjisinin bozulmuş kullanımı.

Hücre zarlarında ve enzimlerde hasar : Serbest radikal reaksiyonlarının ve SPOL'un aşırı yoğunlaşması, Hidrolazların belirgin aktivasyonu, Amfifilik bileşiklerin membranların lipit fazına girmesi ve bunların deterjan etkisi, Hasar görmüş membran bileşenlerinin yeniden sentezinin ve/veya bunların sentezinin inhibisyonu de yeni, Protein makromoleküllerinin, ilaçların, fosfolipitlerin konformasyonunun ihlali, Şişmiş hücrelerin ve/veya organellerinin zarlarının aşırı gerilmesi ve yırtılması.

Hücredeki iyon ve su dengesizliği : Sitozoldeki bireysel iyonların oranındaki değişiklikler, İyonların transmembran oranının ihlali, Hücrelerin hiperhidrasyonu, Hücrelerin hipohidrasyonu, Elektrojenez bozuklukları.

Genom ve/veya gen ekspresyon mekanizmalarındaki bozukluklar : Mutasyonlar, Patojenik genlerin baskılanması, Hayati genlerin baskılanması, Transfeksiyon (yabancı DNA'nın genoma girmesi), Transkripsiyon, işleme, translasyon, translasyon sonrası modifikasyondaki kusurlar, Replikasyon ve onarım kusurları, Mitoz ve mayozun bozulması

Hücre fonksiyonlarının düzenlenmesindeki bozukluklar: Düzenleyici faktörlerin alınması, İkinci habercilerin oluşumu, Hücredeki metabolik süreçlerin düzenlenmesi

KONU: Hücre hasarı

HÜCRE HASARININ NEDENLERİ VE TÜRLERİ

Hücre hasarı Temeli hücre içi homeostazisin ihlali olan ve hücrenin yapısal bütünlüğünün ve fonksiyonel yeteneklerinin ihlal edilmesine yol açan tipik bir patolojik süreç.

Hücre hasarı– bunlar hücre aktivitesinin bozulmasına yol açan yapısında, metabolizmasında, fiziko-kimyasal özelliklerinde ve işlevinde meydana gelen değişikliklerdir.

Hücre hasarının nedenleri.

Doğa tarafından Zarar verici faktör: fiziksel, kimyasal, biyolojik(Şekil 1).

Kökene göre Zarar veren faktörler ikiye ayrılır dışsal Ve endojen.

Dış faktörler(hücreye dışarıdan etki edin):

fiziksel etkiler(mekanik, termal, radyasyon vb.),

kimyasal ajanlar(asitler, alkaliler, etanol vb.),

bulaşıcı faktörler(virüsler, riketsiya, bakteriler, helmintler vb.).

Endojen faktörler(hücre içinde oluşur ve hareket eder):

fiziksel doğa(örn. aşırı serbest radikaller, ozmotik basınçtaki dalgalanmalar),

kimyasal faktörler(örneğin H+, K+, Ca2+ iyonları vb., karbondioksit, metabolitler vb. birikimi veya eksikliği),

Biyolojik etmen(örneğin, lizozomal enzimler, immünoglobulinler, hormonların, enzimlerin vb. eksikliği veya fazlalığı).

Pirinç. 1. Hücre hasarının nedenleri

Hücre hasarı türleri. Ana belirtilerin gelişim hızına bağlı olarak hücre hasarı oluşabilir. keskin Ve kronik. Akut hasar, genellikle tek fakat yoğun bir hasar verici etkinin sonucu olarak hızlı bir şekilde gelişirken, kronik hasar yavaş bir şekilde meydana gelir ve tekrarlanan ancak daha az yoğun patojenik etkilerin sonucudur.

Ayırt etmek acil (birincil) Ve dolaylı (ikincil) hasar. İkincisi, vücudun iç ortamının (hipoksi, asidoz, hiper ve hipoosmi, hipoglisemi, vb.) sabitliğinin birincil ihlallerinin bir sonucu olarak ortaya çıkar.

Hücre içi homeostazın bozulma derecesine bağlı olarak hasar meydana gelir. geri dönüşümlü Ve geri döndürülemez. Örneğin, kardiyomiyositlerdeki hasar, kısa süreli (refleks) miyokard iskemisi sırasında (10-15 dakikadan fazla olmamak üzere) geri döndürülebilir. Zarar veren ajanlar, hücre içi homeostazda, hücre dışı ve hücre içi koruyucu-telafi edici mekanizmalar devreye girdiğinde ortadan kaldırılamayan kalıcı değişikliklere neden oluyorsa, geri dönüşü olmayan hasar Kural olarak ölümlerine veya yaşam sürelerinde önemli bir azalmaya yol açan hücreler. Örnekler arasında, uzun süreli miyokardiyal iskemi sırasında miyokardiyositlerin ve yüksek dozda ultraviyole ışınlarına maruz kalma nedeniyle cilt hücrelerinin hasar görmesi yer alır.

Zarar veren ajanın ortaya çıktığı yaşam döngüsü periyoduna bağlı olarak hücre hasarı meydana gelebilir. mitotik Ve faz arası.

Vurgulamak Hücre hasarının iki patogenetik çeşidi:

1. Şiddet. Hücre, yoğunluğu hücrenin uyum sağladığı rahatsız edici etkileri aşan patojenik faktörlere maruz kaldığında gelişir. Bu tür hasara karşı en duyarlı olanlar, kendi homeostatik mekanizmalarının gücü düşük olan, işlevsel olarak düşük aktif hücrelerdir.

2. Sitopatik. Hücrenin koruyucu-telafi edici homeostatik mekanizmalarının birincil ihlali sonucu ortaya çıkar. Bu durumda hasar mekanizmalarını tetikleyen faktör, hücre için doğal olan ve bu koşullar altında hasar verici hale gelen rahatsız edici uyaranlardır. Sitopatik varyant, gerekli bileşenlerin eksikliğinden (hipoksik, nörotrofik, açlık sırasında, hipovitaminoz, antioksidan sistem eksikliği, genetik kusurlar vb.) kaynaklanan her türlü hücre hasarını içerir. Fonksiyonel olarak aktif hücreler (nöronlar, kardiyomiyositler) sitopatik hasara karşı en duyarlı olanlardır.

Hücre hasarının belirtilerişöyle olabilir özel, yani yalnızca belirli bir patojenik ajanın karakteristiği ve spesifik olmayan.

Spesifik değişiklikler. Hasarın spesifik belirtilerinin örnekleri arasında vücutta spesifik anti-eritrosit antikorlarının varlığında eritrositlerin immün hemolizi, radyasyon hasarı sırasında radyotoksin oluşumu, kimyasal hasar sırasında bireysel hücresel enzimlerin seçici inhibisyonu, örneğin sitokrom oksidaz aktivitesinin baskılanması yer alır. siyanür zehirlenmesi sırasında kolinesterazın organofosfor bileşikleri tarafından inhibisyonu.

Spesifik olmayan değişiklikler Aynı zamanda, hasarlı hücrelerde, çeşitli zarar verici ajanların eyleminde ortak olan hayati aktivitelerinde stereotipik spesifik olmayan değişiklikler gözlenir. Hücre hasarının spesifik olmayan belirtilerine örnek olarak membran enzimlerinin inhibisyonu, hücresel “pompalar”, enerji metabolizmasındaki bozukluklar, su ve elektrolit metabolizması, asidoz gelişimi, hücre içi organellerin yapısındaki ve işlevindeki değişiklikler: mitokondri, lizozomlar, endoplazmik retikullum, vesaire.

HÜCRE HASARININ MEKANİZMALARI

Hücre hasarının en önemli mekanizmaları şunlardır:

Hücre enerji teminindeki bozukluklar;

Membranlara ve enzimlere zarar;

İyon ve sıvı dengesizliği;

Genom veya gen ifadesinde bozukluk;

Hücre içi süreçlerin düzensizliği.

1. Hücre enerji temini bozuklukları. ATP enerjisinin yeniden sentezi, taşınması ve kullanılması aşamalarında hücrenin enerji temini bozulabilir.

ATP yeniden sentezi oksijen ve metabolik substrat eksikliği, doku solunumu ve glikoliz enzimlerinin aktivitesinde bir azalmanın yanı sıra mitokondrinin (Krebs döngüsünün reaksiyonları ve elektronların transferinin gerçekleştiği) hasar ve tahribatı sonucu bozulur. ADP fosforilasyonuyla ilişkili moleküler oksijen gerçekleştirilir).

Enerji taşımacılığı. ATP normalde yeniden sentez bölgelerinden (mitokondri) efektör yapılara (miyofibriller, iyon pompaları vb.) ADP-ATP translokazı Ve kreatin fosfokinaz (KFC). Bu enzimler hasar gördüğünde efektör yapıların fonksiyonu bozulur.

Enerji geri kazanımı ATPazların (miyozin ATPaz, plazmalemmanın Na+, K+-ATPaz'ı, proton ve potasyum ATPaz, Ca2+-ATPaz, vb.), CPK'nın, adenin nükleotid transferazın aktivitesinde bir azalma nedeniyle bozulabilir.

Bu nedenle, hücredeki ATP içeriğinin normal veya arttığı koşullar altında bile hücre işleyişinin bozulması gelişebilir.

Pirinç. 2. Hasarlı bir hücrede enerji arzını kesintiye uğratan mekanizmalar

2. Hücre zarlarında ve enzimlerde hasar. Biyolojik membranlar birçok işlevi yerine getirir; bunlardan herhangi birinin ihlali, hücrenin bir bütün olarak işleyişinde değişikliklere ve hatta ölümüne yol açabilir.

Hücre zarlarında hasar aşağıdaki mekanizmalardan dolayı meydana gelir.

Hidrolazların aktivasyonu. Patojenik faktörlerin etkisi altında, membrana bağlı, serbest (çözünmüş) ve lizozomal lipazların, fosfolipazların ve proteazların aktivitesi önemli ölçüde artabilir (örneğin hipoksi ve asidoz sırasında). Sonuç olarak fosfolipidler ve membran proteinleri hidrolize uğrar. Buna membran geçirgenliğinde önemli bir artış ve enzim aktivitesinde bir azalma eşlik eder.

Membran onarım bozuklukları. Zarar verici faktörlere maruz kaldığında, hasar görmüş veya kaybolmuş membran makromoleküllerinin onarıcı sentezi bastırılır ve bu da membranların yetersiz restorasyonuna yol açar.

Makromoleküllerin konformasyonunun ihlali(uzaysal yapıları) hücre zarlarının ve reseptörlerinin fizikokimyasal durumunda bir değişikliğe yol açar, bu da fonksiyonlarının kaybına yol açar.

Membran yırtılması.İçlerindeki organik bileşiklerin hidrofilik moleküllerinin fazlalığından (laktik ve piruvik asitler) kaynaklanan hiperhidrasyonlarının bir sonucu olarak (ozmotik ve onkotik basınçta önemli bir artışın sonucu olarak) şişmiş hücrelerin ve organellerin zarlarının aşırı gerilmesi ve yırtılması, albüminler, glikoz vb.) ve ayrıca hücresel metabolizma bozuklukları nedeniyle biriken iyonlar.

Serbest radikal ve peroksit reaksiyonları. Normalde serbest radikal ve peroksit reaksiyonları, elektron taşınmasının, prostaglandinlerin ve lökotrienlerin sentezinin, fagositozun, katekolamin metabolizmasının vb. gerekli bir parçasıdır. Aynı zamanda serbest radikaller, hücre yapılarını tahrip edebilen oldukça aktif moleküllerdir.

Vücuttaki serbest radikallerin ana kaynağı moleküler oksijendir. İLE oksijen radikalleri NO* (nitrojen monoksit), RO* (alkoksi radikali), RO* 2 (peroksit radikali), O* 2 - (süperoksit radikali), HO* 2 (hidroperoksit radikali), HO* (hidroksil radikali).

Normal koşullar altında oksijen radikalleri hücrelerde birikmez. İçlerindeki aşırı oksijen radikalleri içeriği ile karakterize edilen hücrelerin durumuna denir. oksidatif stres. Oksidatif stres, bir hücredeki redoks homeostazisi bozulduğunda ortaya çıkar. Bu dengesizlik, reaktif oksijen türlerinin aşırı üretiminden veya antioksidan savunma sistemindeki bir eksiklikten kaynaklanabilir.

Birkaç ana var antioksidan gruplar:

1. enzimatik– süperoksit dismutaz, katalaz, glutatyon döngüsü enzimleri (glutatyon peroksidaz, glutatyon redüktaz, glutatyon-S-transferaz);

2. enzimatik olmayan– E vitamini, koenzim Q, flavonoidler (kersetin, rutin, hesperetin vb.), karotenoidler, askorbik asit, SH içeren bileşikler (glutatyon vb.).

Pirinç. 3. Hücre zarı hasarının genel mekanizmaları

Serbest radikal reaksiyonları proteinleri, nükleik asitleri ve özellikle lipitleri (serbest radikal lipit peroksidasyonu - FROL) içerir.

SPOL'un Aşamaları: reaktif oksijen türlerinin oluşumu → organik ve inorganik maddelerin serbest radikallerinin oluşumu → lipit peroksitlerin ve hidroperoksitlerin üretimi. Patojenik faktörlerin etkisi altında serbest radikallerin ve SPOL'un üretimi önemli ölçüde artar, bu da hücre hasarını artırır.

Amfifillerin deterjan etkileri. Lipid peroksit reaksiyonlarının ve hidrolazların aktivasyonu sonucunda hücrede lipit hidroperoksitler, serbest yağ asitleri ve fosfolipitler birikir. amfifiller (zarların hem hidrofobik hem de hidrofilik bölgelerinde sabitlenebilen maddeler). Bu, geniş amfifilik kümelerin (en basit zar ötesi kanallar) oluşumuna, mikro yırtılmalara ve zarların tahrip olmasına yol açar.

3. İyon ve su dengesizliği. Hücredeki iyon ve su dengesizliği, enerji teminindeki bozukluklar ve membran ve enzimlerin hasar görmesi ile eş zamanlı olarak gelişir. Sonuç olarak birçok iyonun transmembran taşınması önemli ölçüde değişir. Bu, büyük ölçüde K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Cl– için geçerlidir; uyarılma, aksiyon potansiyellerinin (AP) iletilmesi gibi hayati süreçlerde yer alan iyonlar.

İyonik ve su dengesizliğinin belirtileri şunları içerir: sitozoldeki bireysel iyonların oranındaki değişiklikler; transmembran iyon oranının ihlali; hücre hiperhidrasyonu; hücre hipohidrasyonu; Elektrojenezin bozulması.

İyonik bileşimdeki değişiklik(dysionia), membran ATPazlarının hasar görmesi ve membran defektlerinden kaynaklanır. Böylece Na+,K+-ATPaz'ın bozulması nedeniyle fazla Na+ sitozolde birikir ve hücre K+ kaybeder. Na+-Ca2+ iyon değişim mekanizmasının (hücreye giren iki Na+ iyonunun hücreden çıkan bir Ca2+ iyonu ile değişimi) yanı sıra Ca2+ ATPazlarının bozulması nedeniyle sitozoldeki Ca2+ içeriğinde bir artış meydana gelir. Sitoplazmadaki Ca2+ iyonlarının konsantrasyonundaki bir artış, hücrenin fibriler yapılarının (miyofibriller) kontraktürüne, fosfolipaz A2'nin aktivasyonuna, oksidasyon ve fosforilasyonun ayrılmasına neden olur.

Aşırı hidrasyon. Hasarlı hücrelerin aşırı hidrasyonunun ana nedeni, Na+ iyonlarının yanı sıra organik madde içeriğindeki artıştır ve buna ozmotik basınçta bir artış ve hücre şişmesi eşlik eder. Bu, membranların gerilmesi ve mikro yırtılmasıyla birleştirilir (örneğin, kırmızı kan hücrelerinin ozmotik hemolizi sırasında).

Hipohidrasyonörneğin ateş, hipertermi, poliüri, enfeksiyon (kolera, tifo, dizanteri) ile hücreler gözlenir. Bu koşullar vücuttan su kaybına yol açar ve buna hücrelerden sıvının yanı sıra organik ve inorganik suda çözünür bileşiklerin salınması da eşlik eder.

Elektrojenez bozuklukları(zar potansiyeli - MP ve aksiyon potansiyelleri - AP özelliklerindeki değişiklikler) önemlidir, çünkü bunlar genellikle hücre hasarının önemli işaretlerinden biridir. Örnekler arasında miyokard hücrelerindeki hasara bağlı EKG değişiklikleri, beyin nöronlarının patolojisine bağlı elektroensefalogramlar, kas hücrelerindeki değişikliklere bağlı elektromiyogramlar yer alır.

Pirinç. 5. Hasar gördüğünde hücredeki iyon ve sıvı dengesizliği

4. Genom veya gen ifadesindeki bozukluklar. Bu tür ihlaller şunları içerir:

mutasyonlar(örneğin, insülin genindeki bir mutasyon, diyabetin gelişmesine yol açar);

Patojenik bir genin baskılanması(örneğin, bir onkogenin derepresyonuna normal bir hücrenin bir tümör hücresine dönüşümü eşlik eder);

önemli bir genin baskılanması(örneğin, fenilalanin-4-monooksijenaz geninin ekspresyonunun baskılanması, hiperfenilalaninemiye ve zeka geriliğinin gelişmesine neden olur);

transfeksiyon(yabancı DNA'nın genoma sokulması). Örneğin immün yetmezlik virüsü DNA'sının transfeksiyonu AIDS'in gelişmesine yol açar;

mitoz bozuklukları(örneğin, megaloblastik anemide sitoplazma bölünmeden eritrokaryosit çekirdeklerinin bölünmesi gözlenir) ve mayoz bölünme(cinsiyet kromozomlarının ayrışmasının bozulması kromozomal hastalıkların oluşumuna yol açar).

5. Hücre içi süreçlerin düzensizliği. Hasar gördüğünde hücre içi süreçlerin düzensizlik mekanizmaları şunları içerir:

reseptör sayısındaki değişiklik hücreleri biyolojik olarak aktif maddelere (BAS),

reseptör duyarlılığındaki değişiklik BAS'a hücreler.

hücre içi habercilerin fonksiyon bozukluğu Düzenleyici etkilerin (“habercileri”).

Biyolojik olarak aktif maddelere (hücre duyarlılığı ve reaktivitesinin maddi substratları) yönelik hücre reseptörleri, bu sinyalin daha sonra yeterli bir hücre tepkisine dönüştürülmesiyle aktif faktörü tanıyan, genetik olarak belirlenmiş, kararsız, protein yapılarıdır.

Kardiyovasküler ve onkolojik olanlar da dahil olmak üzere bir dizi hastalığın patogenezinde, biyolojik olarak aktif maddeler, reseptör aparatı ve bunların etkileşimlerine yönelik hücre reaksiyonları arasındaki ilişkinin bozulması önemlidir. Örneğin, miyokard iskemisi sırasında, cAMP'yi (hücre içi haberci) yok eden fosfodiesterazların aktivitesinde bir azalma olur, bu da kardiyomiyositlerde aksiyon potansiyellerinin oluşumunun bozulmasına yol açar ve kardiyak aritmilerin gelişiminin olası nedenlerinden biridir. .

Hücre ölümü türleri. nekroz ve apoptoz

Hücreler hem normal hem de patolojik koşullar altında ölür. Hücre ölümü için temelde iki farklı seçenek vardır: nekroz(önemli – ölümcül – hasar nedeniyle bir hücrenin ölümü) ve apoptoz(özel bir ölüm programının aktivasyonu sonucu hücre ölümü).

Nekroz(Yunan nekrolar– ölü) geri dönüşü olmayan hasar nedeniyle hücre ölümünün patolojik bir şeklidir.

Nekroz, önemli yıkıcı güce sahip zarar verici faktörlerin hücre üzerindeki doğrudan veya dolaylı etkisinin bir sonucudur.

Nekrozun patogenezindeki ana bağlantılar hücre hasarıyla aynıdır, ancak nekrozun gelişmesiyle birlikte bunlar maksimum düzeyde yoğunlaşır ve koruyucu ve telafi edici mekanizmaların yetersizliğinin arka planında gelişir. Nekrozun ana mekanizması, bariyer fonksiyonunun, iyon pompalarının, elektrolit dengesinin, enerji metabolizmasının ve nükleer fonksiyonun bozulmasıyla birlikte hücre zarında onarılamaz bir hasardır. Sitoplazmik ve hücre içi membranların parçalanması, kaotik DNA kırılmaları, lizozomal enzimlerin salınması ve aktivasyonu, hücrenin tamamen parçalanmasına yol açar.

Hücrenin içeriği çevredeki doku boşluğuna girer ve fagositoza uğrar. Nekroz birçok hücreye yayılır, bu da nekrotik bir bölgenin oluşmasına ve inflamatuar reaksiyonun gelişmesine yol açar.

Nekrozdan önce adet dönemleri gelebilir paranekroz Ve nekrobiyoz.

Paranekroz– geri dönüşümlü hücre hasarı (hücrede: sitoplazmik bulanıklık, vakuolizasyon, kaba çökeltilerin ortaya çıkması, çeşitli boyaların hücreye artan nüfuzu).

Nekrobiyoz(itibaren nekrolar- Ölü ve biyografiler- canlı) – “yaşamla ölüm arasındaki” durum; Bir hücrenin ölümünden önce meydana gelen değişiklikler. Nekrobiyozda, nekrozdan farklı olarak, nekrobiyoza neden olan neden ortadan kaldırıldıktan sonra hücrenin orijinal durumuna dönmesi mümkündür.

Apoptoz(Yunan apo bölümler sarkıklık- düşme, “yaprak düşmesi”) hücre ölümünün genetik olarak kontrol edilen fizyolojik bir şeklidir. Apoptoz programlanmış hücre ölümüdür.

Apoptoz ve nekroz arasındaki temel fark budur. Apoptoz birçok fizyolojik sürecin bir bileşenidir. Apoptozun biyolojik rolü, çoğalma ve hücre ölümü süreçleri arasındaki dengeyi korumaktır (yani vücudun iç homeostazisini hücresel, doku ve sistem seviyelerinde sürdürmek). Apoptoz enerjiye bağımlı bir süreçtir. Apoptozun bozulması veya bloke edilmesi patolojiye (tümörler, immün yetmezlikler, immün otoagresyon reaksiyonları vb.) neden olabilir.

Apoptoz, morfolojik ve diğer özelliklere göre aktif bir hücre kendini imha sürecidir, nekrozdan önemli ölçüde farklıdır (tabloya bakınız).

Apoptoz mekanizması. Apoptoz sırasında dört aşama ayırt edilir: başlatma, programlama, programın uygulanması ve ölü hücrenin uzaklaştırılması.

1. Başlangıç ​​aşaması. Bu aşamada bilgi sinyalleri hücresel reseptörler tarafından algılanır ve sinyaller hücreye iletilir.

Apoptozu tetikleyen faktörler hem dış (hücre dışı) faktörler hem de hücre içi sinyaller olabilir. Sinyal hücre tarafından algılanır, ardından sırayla çeşitli düzenlerdeki aracı moleküllere (habercilere) iletilir ve çekirdeğe ulaşır ve burada hücresel "intihar" programı etkinleştirilir.

İndüktörler ekzojen apoptoz steroid hormonları (cinsiyet, tiroid, mineralokortikoidler vb.), antijenler, antikorlar, sitokinlerdir. Eylemleri nükleer reseptörler, özel membran “ölüm reseptörleri” (Fas, TNF-RI, TNF-RII, DR-3, vb.) ve örneğin hücre aktivasyon fonksiyonu (T hücresi) gibi diğer işlevleri yerine getiren reseptörler aracılığıyla gerçekleştirilir. reseptör (TCR) , sitokin reseptörleri), aktivasyon apoptozunun gelişmesine eşlik eder.

Hücre apoptoz programının endojen başlatılması büyüme faktörlerinden (IL-2, IL-3, IL-4, INF-a, koloni uyarıcı faktörler - granülosit-makrofaj (GM-CSF), granülosit (G-CSF), eritropoietin vb.) yoksun bırakıldığında mümkündür. ), hücre dışı matris ve diğer hücrelerle temasların bozulması, onarılmamış DNA kopmalarının birikmesi (örneğin, hücreler virüsler, iyonlaştırıcı radyasyon, ultraviyole radyasyon vb. tarafından hasar gördüğünde).

Masa. Nekroz ve apoptozun ayırıcı belirtileri

2. Programlama aşaması Apoptoz indükleyici genlerin (P53, BAX, PIG, FAS/APO-1, IGF-BP3, vb.) apoptojenik bir sinyal ile aktivasyonu ve/veya apoptosihibitör genlerin (BCL-2 familyası genleri) inhibisyonu sonucu ) hücrede sentezlenir Ve enzimler aktive edilir, yetenekli hücresel proteinleri yok etmek (proteazlar – kaspazlar, katepsinler, kalpainler, granzimler) ve nükleik asitler (nükleazlar – Ca 2+ /Mg 2+ -bağımlı endonükleaz, vb.). Apoptoz sırasında hücrelerde meydana gelen yıkıcı değişikliklerin ana tezahürü, DNA bölünmesine dayanan kromatin bozulmasıdır.

3. Programın uygulanma aşaması(yönetici, efektör), proteazların ve nükleazların aktivasyonu yoluyla gerçekleştirilen hücre ölümünden oluşur.

Hücreyi “öldürmenin” doğrudan uygulayıcıları Ca2+,Mg2+ - bağımlı endonükleazlar (nükleik asitlerin parçalanmasını katalize eder) ve efektörler kaspazlar (proteinleri parçalayın). Aynı zamanda hücrede organel, sitoplazma, kromatin ve sitolemma kalıntılarını içeren parçalar oluşur ve ondan tomurcuklanır - apoptotik cisimler.

4. Ölü hücre giderme aşaması. Apoptotik cisimlerin yüzeyinde fagositik hücrelerin reseptörlerinin etkileşime girdiği ligandlar vardır. Fagositler apoptotik cisimleri tespit eder, yutar ve yok eder. Sonuç olarak, yok edilen hücrenin içeriği hücreler arası boşluğa ve apoptoz sırasında girmez. inflamatuar reaksiyon yoktur.

Vücuttaki çeşitli patolojik süreçlerde apoptozun hem hızlanması hem de yavaşlaması gözlemlenebilir.

Apoptozun inhibisyonu ile ilişkili hastalıklar: tümör hastalıkları (meme kanseri, prostat kanseri vb.), otoimmün hastalıklar (sistemik lupus eritematozus, romatoid artrit vb.), viral enfeksiyonlar (herpes, adenovirüsler).

Artan apoptoz ile ilişkili hastalıklar: nörodejeneratif hastalıklar (Alzheimer hastalığı, parkinsonizm, amyotrofik lateral skleroz), toksik karaciğer hastalıkları, hipo ve aplastik anemi.

Hücre ve dokuların hasar görmesi ve ölümü: nedenleri, mekanizmaları, geri dönüşü olmayan hasar türleri. Nekroz. Apoptoz.

HASARIN MORFOLOJİSİ

Organlara verilen hasar moleküler veya hücresel düzeyde başlar, bu nedenle patoloji çalışması, hücreler hasar gördüğünde meydana gelen yapısal değişikliklerin nedenleri ve moleküler mekanizmalarının bilgisiyle başlar.

Çeşitli faktörlerin etkisine yanıt olarak hücrelerde bir adaptasyon süreci gelişir. Hücrenin adaptif tepkisinin sınırları aşılırsa, adaptasyon mümkün olmazsa, bir dereceye kadar geri döndürülebilen hücre hasarı meydana gelir. Olumsuz bir faktörün sürekli olarak etkili olması durumunda hücrede geri dönüşü olmayan hasar veya ölüm meydana gelir.

Hücre ölümü, hasarının nihai sonucudur; iskemi, enfeksiyon, zehirlenme ve bağışıklık reaksiyonlarının bir sonucudur.

İki tür hücre ölümü vardır: nekroz ve apoptoz.

HÜCRE HASARININ NEDENLERİ

Hipoksi.

Arterlerde tıkanıklıklar (ateroskleroz, tromboz) ortaya çıktığında ortaya çıkan kan akışında azalma (iskemi).

Kardiyovasküler yetmezlikte yetersiz kan oksijenasyonu.

Kansızlık, CO2 zehirlenmesi gibi durumlarda kanın oksijen taşıma yeteneğinde azalma.

Fiziksel ajanlar. Bunlar arasında mekanik travma, ortam sıcaklığının aşırı azalması veya artması, atmosfer basıncındaki ani dalgalanmalar, radyasyon ve elektrik çarpması sayılabilir.

Kimyasal ajanlar ve ilaçlar. Yüksek konsantrasyonlarda glikoz ve sofra tuzu, doğrudan veya elektrolit homeostazisini bozarak hücre hasarına neden olabilir. Yüksek konsantrasyondaki oksijen çok toksiktir. Bilinen zehirlerin (arsenik, siyanür, cıva tuzları) izleri bile oldukça fazla sayıda hücreyi dakikalar ve saatler içinde yok edebilir.

Pek çok çevresel faktörün yıkıcı etkisi vardır: toz, böcek ilaçları, herbisitler; endüstriyel ve doğal faktörler (kömür, asbest); sosyal faktörler: alkol, sigara, uyuşturucu; yüksek dozda ilaç.

Bağışıklık reaksiyonları. Bazı bağışıklık reaksiyonlarının gelişimi otoimmün hastalıkların temelini oluşturur.

Genetik bozukluklar. Doğuştan gelen birçok metabolizma hatası enzimopatilerle (bir enzim eksikliği) ilişkilidir.

Beslenme dengesizliği. Proteinli gıdaların ve vitaminlerin eksikliği yaygın olmaya devam ediyor.

HÜCRE HASARI MEKANİZMALARI

Hücre homeostazisini koruyan dört hücre içi sistem vardır:

Hücrenin ve organellerinin iyonik ve ozmotik homeostazisinin bağlı olduğu hücre zarlarının bütünlüğünün korunması; Oksidatif fosforilasyon ve adenozin trifosfatın (ATP) oluşumuyla ilişkili aerobik solunum; Enzimlerin ve yapısal proteinlerin sentezi; Hücrenin genetik aparatının birliğinin korunması.

Örneğin, aerobik solunumun bozulması, hücrenin iyon-sıvı dengesini koruyan membran sodyum pompasına zarar vererek hücre içi iyon ve su içeriğinin bozulmasına yol açar.

Hücrelerin hasara tepkisi, hasar veren faktörün türüne, etki süresine ve şiddetine bağlıdır. Örneğin, küçük dozlarda toksin veya kısa süreli iskemi, geri döndürülebilir değişikliklere neden olabilirken, aynı toksinin yüksek dozları ve uzun süreli iskemi, ani hücre ölümüne (hücre ölümü) yol açabilir.

Hücre hasarı ve ölüm mekanizmaları

1. Serbest radikallerin oluşumu (dokulara yetersiz oksijen verilmesiyle) serbest radikal lipid peroksidasyonu (LRLP) meydana gelir.

2. Kalsiyum homeostazisinin bozulması. Hücrelerin sitoplazmasındaki serbest kalsiyum, hücre dışı kalsiyuma kıyasla çok düşük konsantrasyonlarda bulunur. Bu durum Ca2+, Mg2+-ATPazlar tarafından korunur. İskemi ve zehirlenme, sitoplazmadaki kalsiyum konsantrasyonunda bir artışa neden olur, bu da hücreye zarar veren enzimlerin aktivasyonuna yol açar: fosfolipazlar (hücre zarına zarar), proteazlar (zar ve hücre iskeleti proteinlerinin tahribatı), ATPazlar (tükenme) ATP rezervleri) ve endonükleazlar (kromatinin parçalanması).

3. ATP eksikliği, plazma zarının bütünlüğünün bozulmasına ve dolayısıyla hücre ölümüne yol açar.

4. Plazma zarının seçici geçirgenliğinin erken kaybı. ATP eksikliği olduğunda ve fosfolipazlar aktive olduğunda ortaya çıkar. Plazma zarı, bakteriyel toksinlere, viral proteinlere, komplemana ve fiziksel ve kimyasal ajanlara doğrudan maruz kalma sonucu zarar görebilir.

HÜCRE HASARININ FORMLARI

Var:

İskemik ve hipoksik hasar; Aktif oksijen de dahil olmak üzere serbest radikallerin neden olduğu hasarlar; Zehirli hasar.

İskemik ve hipoksik hasar. Çoğu zaman arteriyel tıkanıklıktan kaynaklanır. Hipoksi sırasındaki hücre ölümünün ana mekanizmaları, oksidatif fosforilasyonun bozulmasıdır, bu da ATP eksikliğine ve hücre zarlarında hasara yol açar. Geri dönüşü olmayan biyokimyasal ve morfolojik değişikliklerin en önemli aracısı kalsiyumdur.

Serbest radikallerin neden olduğu hücre hasarı. Kimyasalların, radyasyonun, oksijenin, hücre yaşlanmasının ve tümörlerin makrofajlar tarafından yok edilmesinin etkisi altında oluşur. Serbest radikaller inorganik ve organik bileşiklerle (proteinler, lipitler ve karbonhidratlar) reaksiyona girer.

Serbest radikalleri içeren üç reaksiyon hücre hasarı için en önemlidir.

Membranların serbest radikal lipid peroksidasyonu (LPPO), zarlara, organellere ve hücrelerin kendilerine zarar verir. Proteinlerin oksidatif dönüşümü. Serbest radikaller amino asitlerin (metiyonin, histidin, sistin, lizin) çapraz bağlanmasına neden olur. Nötr proteazlar yoluyla enzimleri yok eder. DNA hasarı. Serbest radikaller, DNA'nın bir parçası olan timin ile reaksiyona girerek hücre ölümüne veya onun kötü huylu dönüşümüne yol açar. Zehirli hasar. Kimyasallar (suda çözünebilen bileşikler formunda), hücrenin moleküllerine veya organellerine bağlanarak doğrudan etki gösterebilir. Örneğin cıva, hücre zarının sülfhidril gruplarını bağlar ve hücre zarı geçirgenliğinde bir artışa ve ATPaz'a bağlı taşınmanın inhibisyonuna neden olur. Cıva klorür vücuda girdiğinde en çok gastrointestinal sistem ve böbrek hücreleri etkilenir. Siyanür mitokondriyal enzimleri etkiler. Antikanser kemoterapi ilaçları (antibiyotikler dahil) sitotoksik etkiler yoluyla hücre hasarına neden olur.

Kimyasal bileşikler (yağda çözünen) önce toksik metabolitlere dönüştürülür ve bunlar daha sonra hedef hücrelere etki eder. Bu durumda serbest radikaller oluşur.

HÜCRE HASARININ MORFOLOJİSİ

Klasik morfolojide öldürücü olmayan hücre hasarına distrofi denir. Çoğu durumda, geri döndürülebilir hasar anlamına gelir.

Nekroz, apoptoz ile birlikte hücre ölümünün iki morfolojik ifadesinden biridir.

Apoptoz, bir hücrenin genetik olarak programlanmış ölümüdür.

Apoptoz, DNA yoğunlaşması ve parçalanmasıyla karakterize edilen bir hücre ölümü türüdür.

Apoptozun normal koşullarda ana biyolojik rolü, bazı durumlarda vücudun stabil bir durumunu, diğerlerinde - büyümeyi, diğerlerinde - doku ve organların atrofisini sağlayan çoğalma ve hücre ölümü süreçleri arasında gerekli dengeyi kurmaktır.

Normalde apoptoz şu durumlarda meydana gelir:

Preimplantasyon aşamalarında embriyogenez, döllenmiş yumurtanın implantasyonu ve organogenez. Hücrelerin apoptoz yoluyla ortadan kaybolması, Müllerian ve Wolffian kanallarının, interdigital membranların ve kaviter organlarda (kalpte) lümenlerin oluşumu sırasında evrimi sırasında iyi bir şekilde belgelenmiştir.

Vücudun büyümesi ve yaşlanması sırasında endokrin organların etkisi altında olgun dokuların atrofisi (timusun yaşa bağlı atrofisi, emzirmenin kesilmesinden sonra endometriyumun yaşa bağlı evrimi, prostat, meme bezleri, B ve T lenfositlerinin apoptozu) bağışıklık reaksiyonlarının tamamlanmasıyla ilgili sitokinlerin onlar üzerindeki uyarıcı etkisinin kesilmesinden sonra.

Çoğalan hücre popülasyonlarındaki hücreler (ince bağırsağın kript epitelyumu) ​​yok edilir.

Apoptozun patolojideki önemi.

Enflamatuar sızıntı hücrelerinin apoptozu, immün (lenfositler) ve pürülan (polimorfonükleer lökositler) inflamasyon odaklarında gözlenir.

Timusun kortikal hücrelerinde kortikosteroid hormonlarının etkisi ve immünolojik tolerans oluşumu altında gelişir.

Hücre ölümü, hem gerileme geçiren hem de aktif hücre büyümesi olan tümörlerde meydana gelir.

Bağışıklık hücrelerinin (B, T lenfositleri) ölümü meydana gelir.

Hormona bağımlı dokuların patolojik atrofisi meydana gelir (kastrasyon sonrası prostat atrofisi).

Parankimal organların patolojik atrofisi, kanalın (pankreas, parotis tükürük bezi, üreter) bloke edilmesinden sonra gelişir.

Transplant reddi gibi sitotoksik T hücrelerinin neden olduğu hücre ölümü.

Viral hastalıklarda hücre ölümü (Councilman'ın vücudu viral hepatiti).

Çeşitli etkenlerin (radyasyon, yüksek, düşük sıcaklıklar, sitotoksik antitümör ilaçlar, hipoksi) neden olduğu hücre ölümü.

Apoptoz mekanizmaları.

1. Kromatin yoğunlaşması. Nükleer DNA'nın bozulmasından kaynaklanır. Bu apoptozun nükleer bir modelini yaratır. DNA fragmantasyonu, kalsiyuma duyarlı endonükleazın katılımıyla gelişir.

2. Hücre hacmi ve şeklinin ihlali. Transglutaminaz aktivitesi ile ilişkilidirler.

3. Apoptotik cisimlerin makrofajlar ve diğer hücreler tarafından fagositozu. Apoptotik hücreleri bağlayan ve yutan bu hücrelerin reseptörleri tarafından sağlanır (bir makrofajda bu, apoptotik nötrofillerin fagositozunu sağlayan vitronektin reseptörü d3-integrindir).

4. Apoptozun gen aktivasyonuna bağımlılığı onun önemli özelliklerinden biridir. Bu proto-onkogenler tarafından sağlanır. Hücre ölümünü uyaran veya inhibe eden apoptoza özgü genler tanımlanmıştır.

5. Onkogenler ve baskılayıcı genler, apoptozun indüklenmesinde düzenleyici bir rol oynar (p53 onkogeni normalde apoptozu uyarır; p53, radyasyonla DNA hasarından sonra apoptozun gelişimi için gereklidir).

NEKROZ

Nekroz (Yunanca nekros - ölü) canlı bir organizmadaki hücrelerin ve dokuların ölümüdür. "Nekroz" kavramı, daha genel olan "ölüm" kavramına göre özeldir. Aksine "ölüm" terimi, bir bütün olarak organizmanın tamamının yaşamsal aktivitesinin sona ermesini ifade etmek için kullanılır.

Prof.'un belirttiği gibi. (1923), nekroz vücudun bireysel bölgelerini, tüm organları, dokuları, hücre gruplarını ve hücreyi kapsayabilir. Şu anda hücrenin bir kısmının ölümünden bahsederken fokal nekroz kavramı var.

Patolojik durumlarda nekroz bağımsız bir anlam taşıyabilir veya bilinen hemen hemen tüm patolojik süreçlerin en önemli unsurlarından biri olarak yer alabilir veya bu süreçleri tamamlayabilir (distrofiler, inflamasyon, dolaşım bozuklukları, tümör büyümesi vb.).

Nekrozun morfogenezi

Morfogenetik aşamalar:

Paranekroz - nekrotiklere benzer, ancak geri dönüşümlü değişiklikler;

Nekrobiyoz - katabolik reaksiyonların anabolik reaksiyonlara üstünlüğü ile karakterize edilen geri dönüşü olmayan distrofik değişiklikler;

Zamanının belirlenmesi zor olan hücre ölümü;

Otoliz, hidrolitik enzimlerin etkisi altında ölü bir substratın ayrışmasıdır.

Hücre ölümü anının belirlenmesi, transplantolojide olduğu gibi cerrahi olarak çıkarılacak dokuların yaşayabilirliğine karar verirken önemli teorik ve klinik öneme sahiptir.

Hücre ölümünü belirlemek için geri dönüşü olmayan hücre hasarının morfolojik kriterleri sıklıkla kullanılır. En güvenilir olanı, iç zarların tahrip edilmesi ve mitokondride elektron mikroskobu ile tespit edilen proteinler ve kalsiyum tuzları içeren elektron yoğun birikintilerin birikmesidir. Ancak ışık-optik düzeyde hücrenin yapısındaki değişiklikler ancak otoliz aşamasında görünür hale gelir. Bu nedenle mikroskobik nekroz belirtilerinden bahsederken, aslında lizozomal kökenli hidrolitik enzimlerin etkisinin sonucu olan otoliz aşamasındaki morfolojik değişikliklerden bahsediyoruz. Artık çoğu hücre organelinin (çekirdek, mitokondri, ribozomlar) ayrıca otoliz süreçlerinde aktif rol alan kendi hidrolitik enzimlerine sahip olduğu tespit edilmiştir.

Makroskobik nekroz belirtileri

Tüm nekroz türlerinde ortak olan, renk, kıvam ve bazı durumlarda nekrotik dokunun kokusundaki değişikliklerdir. Nekrotik doku, koagülasyon nekrozunda görülen yoğun ve kuru bir kıvama sahip olabilir. Doku mumyalanmaya tabi tutulur.

Diğer durumlarda, ölü doku gevşektir, büyük miktarda sıvı içerir ve miyomalaziye (Yunanca malakia'dan - yumuşaklık) maruz kalır. Bu tür nekroza kollikasyon nekrozu denir. Nekrotik kitlelerin rengi kandaki yabancı maddelerin ve çeşitli pigmentlerin varlığına bağlıdır. Ölü doku beyaz veya sarımsıdır ve genellikle kırmızı-kahverengi bir korolla ile çevrilidir. Nekrotik kitleler kanla ıslandığında içlerindeki bazı hemoglobinojenik pigmentlerin baskınlığına bağlı olarak kırmızıdan kahverengiye, sarıdan yeşile kadar bir renk alabilirler. Paslandırıcı bir şekilde eridiğinde, ölü doku karakteristik bir kötü koku yayar.

Nekrozun mikroskobik belirtileri

Hücrelerin çekirdeğinde ve sitoplazmasında değişiklikler içerirler. Çekirdekler sırasıyla büzülmeye (karyopiknoz), kümelere parçalanmaya (karyoreksis) ve lizise (karyoliz) uğrar. Nükleer değişiklikler hidrolazların - ribonükleazların ve deoksiribonükleazların aktivasyonuyla ilişkilidir. Proteinlerin denatürasyonu ve pıhtılaşması sitoplazmada meydana gelir ve ardından kollikasyon meydana gelir. Sitoplazmanın pıhtılaşmasının yerini, kümelere parçalanması (plazmoreksis) ve organellerin parçalanması (plazmoliz) alır. Fokal değişikliklerle fokal pıhtılaşma nekrozu ve fokal sıvılaşma nekrozundan söz ederler.

Nekroz sadece doku ve organların parankimal elemanlarında değil aynı zamanda stromalarında da gelişir. Bu durumda stromal hücreler, sinir uçları ve hücre dışı matrisin bileşenleri yok edilir. Retiküler, kollajen ve elastik liflerin parçalanması, nötr proteazların (kollajenazlar, elastaz), glikoproteinlerin - proteazların, lipitlerin - lipazların katılımıyla meydana gelir. Mikroskobik incelemede retiküler, kollajen ve elastik liflerin çürümesi, parçalanması ve parçalanması (elastoliz) ortaya çıkar; fibrin sıklıkla nekrotik dokuda birikmektedir; Tanımlanan değişiklikler fibrinoid nekrozun karakteristiğidir. Yağ dokusunda, nekrotik kitlelerde yağ asitleri ve sabunların birikmesi nedeniyle nekrozun kendine özgü özellikleri vardır ve bu da lipogranülomların oluşumuna yol açar.

Nekrozun ultrastrüktürel belirtileri. Hücre organellerindeki değişiklikleri yansıtır:

Çekirdekte: kromatin toplanması, fibril parçalanması, tam yıkım; Mitokondride: şişme, matris granüllerinin yoğunluğunda azalma, içinde düzensiz şekilli agregatların oluşması, kalsiyum tuzlarının birikmesi; Sitoplazmik retikulumda: membran yapılarının şişmesi, parçalanması ve parçalanması; Polizomlarda ve ribozomlarda: polisomların parçalanması, ribozomların tankların yüzeyinden ayrılması, konturların ve boyutların netliğinin yanı sıra ribozom sayısında azalma; Lizozomlarda: küçük yoğun matris granüllerinin toplanması ve temizlenmesi, membran yırtılması; Sitoplazmik matrikste: glikojen granüllerinin kaybolması, enzim aktivitesinin azalması.

Nekroz etiyolojisi

Etiyolojik faktörlere göre beş tip nekroz vardır:

Travmatik, Toksik, Trofonörotik, Alerjik, Vasküler.

Etiyolojik faktörlerin doku üzerinde doğrudan veya dolaylı olarak damar, sinir ve bağışıklık sistemleri yoluyla etkisi olabilir.

Etiyolojik faktörün etki mekanizmasına göre nekroz meydana gelir:

Doğrudan dolaylı.

Doğrudan nekroz travmatik ve toksik olabilir. Dolaylı nekroz - trofonörotik, alerjik, vasküler.

Travmatik nekroz, fiziksel (mekanik, sıcaklık, titreşim, radyasyon vb.), Kimyasal (asitler, alkaliler) faktörlerin doku üzerindeki doğrudan etkisinin sonucudur.

Doku bakteriyel veya başka nitelikteki toksik faktörlere maruz kaldığında toksik nekroz gelişir.

Trofonörotik nekroz, merkezi ve periferik sinir sistemi hastalıklarında (örneğin yatak yaraları) dokuların bozulmuş dolaşımı ve innervasyonundan kaynaklanır.

Alerjik nekroz, ani veya gecikmiş aşırı duyarlılık reaksiyonları sırasında dokuların immün sitolizinin sonucudur. Klasik bir örnek Arthus fenomenine bağlı fibrinoid nekrozdur.

Vasküler nekroz, arterlerde, damarlarda ve lenfatik damarlarda mutlak veya göreceli dolaşım eksikliği ile ilişkilidir. Vasküler nekrozun en yaygın şekli, tromboz, emboli veya uzun süreli spazm nedeniyle arterlerdeki dolaşımın bozulmasından kaynaklanır.

Nekrozun patogenezi

Nekrozun çeşitli patojenik yollarından en önemli beşi tanımlanabilir:

Hücresel proteinlerin ubikinona bağlanması; ATP eksikliği; Reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretilmesi; Kalsiyum homeostazisinin bozulması; Hücre zarlarının seçici geçirgenliğinin kaybı.

Ubiquinone 76 amino asit bazından oluşur ve tüm ökaryotik hücrelerde yaygın olarak dağılır. Ubikinonun sentezi çeşitli hasar türleri ile başlatılır. Ubiquinone, proteinlere bağlanarak onları kısmen denatüre ederek ömrünü kısaltır. Merkezi sinir sistemi hücrelerinin nekrozu (Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı), alkolik karaciğer hasarı olan hepatositlerde (Mallory cisimcikleri), ubikinonlu bir protein kompleksinden inşa edilmiş sitoplazmik cisimler bulunur.

Ölmekte olan hücrelerde sürekli olarak ATP eksikliği bulunur. Ancak ATP eksikliği tek başına nekroz gelişimi için yeterli değildir.

Reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretimi, glikoliz süreci sırasında canlı hücrelerde sürekli olarak meydana gelir. Bu durumda, çeşitli ROS oluşur - tekli oksijen, süperoksit anyon radikali, hidroksil radikali, hidrojen peroksit vb. ROS, membran geçirgenliğini arttırır, ATP eksikliğini ve hücre içi kalsiyum fazlalığını güçlendirir, bu da hücre ve doku hasarının gelişmesine yol açar.

Kalsiyum homeostazisi bozuklukları, ölmekte olan hücrelerde hücre içi kalsiyum birikmesi ile karakterize edilir. Canlı hücrelerde, hücrelerin içindeki kalsiyum konsantrasyonu, hücre dışına göre bin kat daha azdır. Bu durumda kalsiyum öncelikle mitokondride birikir. Ca2+'ya bağımlı proteazlar ve fosfolipazların aktivasyonu meydana gelir, bu da membranlarda geri dönüşü olmayan hasara, geçirgenliklerinde daha büyük bozulmalara ve hücre ölümüne yol açar.

Sitoplazmik membranların seçici geçirgenliğinin kaybı, komplemana, viral enfeksiyonlara ve hipoksik hasara maruz kaldığında nekrozun karakteristik belirtilerinden biridir. Bazı maddelerin hücreye geçişini düzenleyen zar ötesi proteinler, reseptörler ve enzim sistemlerinde hasar meydana gelir.

Nekroza yanıt

Yerel ve sistemik olabilir.

Nekrozun gelişimine, kural olarak, lokal bir reaksiyonun ortaya çıkması eşlik eder - akut inflamasyonun sınırlandırılması. Nekroza verilen inflamatuar yanıt, sınır iltihabı alanındaki korunmuş hücrelere ve dokulara ek hasara neden olabilir. Bu, miyokard enfarktüsü vakalarında, kardiyomiyositlerin nekrozunun yalnızca iskemik bölgede değil, aynı zamanda hasar alanını önemli ölçüde artıran perifokal inflamasyon bölgesinde de bulunduğu durumlarda hatırlanması özellikle önemlidir.

Nekroza sistemik yanıt, inflamasyonun akut fazındaki iki proteinin - C-reaktif protein (CRP) ve plazma amiloid ile ilişkili proteinin (AAP) karaciğer hücreleri tarafından sentezi ile ilişkilidir.

Nekrozun klinik ve morfolojik formları. Bu formlar, nekrozun geliştiği organın etiyolojisi, patogenezi ve yapısal ve fonksiyonel özellikleri dikkate alınarak, nekrozun morfolojik ve klinik belirtilerinin özelliklerine bağlı olarak ayırt edilir.

Aşağıdaki nekroz formları ayırt edilir:

Pıhtılaşma;

kolikatif; Kangren; Haciz; Kalp krizi.

Sıvılaşma nekrozu, hidrolitik enzimlerin yüksek aktivitesine sahip, sıvıdan zengin dokularda gelişir. Klasik bir örnek, beynin gri yumuşamasının odağıdır.

Kangren (Yunanca gangranyadan - ateş) dış çevre ile temas halinde olan dokuların nekrozudur. Havadaki demir hemoglobin ve hidrojen sülfitten demir sülfitin oluşması sonucu dokular siyah renktedir. Kangren vücudun çeşitli yerlerinde, akciğerlerde, bağırsaklarda ve rahimde gelişebilir.

Kangren türleri:

Kuru, Islak Yatak Yarası

Kuru kangrende dokular mumyalaşır ve sağlam canlı doku sınırında bir sınır iltihabı bölgesi açıkça tanımlanır. Ateroskleroz, donma, yanıklar, Raynaud hastalığı ve titreşim hastalığı ile uzuvlarda ve vücutta bulunur.

Paslandırıcı mikroorganizmaların etkisi altındaki dokularda ıslak kangren oluşur. Doku şişer, ödemli hale gelir, kötü bir koku yayar ve sınır bölgesi tanımlanmaz. Islak kangren akciğerlerde, bağırsaklarda ve rahimde oluşur. Kızamık nedeniyle zayıflamış çocuklarda yanak ve perine derisinde ıslak kangren gelişebilir ve buna noma (Yunanca nome - su kanseri) adı verilir.

Yatak yarası, trofonörotik kökenli bir tür kangrendir. Kardiyovasküler, bulaşıcı, onkolojik ve sinirsel hastalıklardan muzdarip zayıflamış hastalarda en büyük baskı alanlarında meydana gelir. Yatak yaraları genellikle yatalak hastalarda en fazla basınca maruz kalan vücut bölgelerinde (kürek kemikleri, kuyruk sokumu kemiği, başın arkası, dirsekler vb.) lokalize olur.

Sequestrum, otolize uğramayan, bağ dokusu ile değiştirilmeyen ve canlı dokular arasında serbestçe yer alan ölü doku alanıdır. Sequesterler genellikle pürülan inflamasyonun gelişmesine neden olur ve fistül yolları yoluyla uzaklaştırılabilir. Kemik dokusu çoğunlukla sekestrasyona maruz kalır, ancak yumuşak dokularda sekestrasyona nadiren rastlanır.

Kalp krizi (Latince'den, infarcire - başlamak, doldurmak) vasküler nekrozdur (iskemik). Kalp krizinin nedenleri tromboz, emboli, arterlerin uzun süreli spazmı, hipoksi koşulları altında organın fonksiyonel olarak aşırı zorlanmasıdır (kollateral dolaşımın yetersizliği).

Kalp krizleri şekli ve rengiyle ayırt edilir. Enfarktüsün şekli organın anjiyo mimarisine, kollateral dolaşımın gelişimine bağlıdır ve kama şeklinde ve düzensiz olabilir. Kama şeklinde - ana tip damar dallanması ve az gelişmiş kollateralleri (dalak, böbrek, akciğer) olan organlar için.

Dağınık veya karışık tipte arter dallanması olan organlarda (miyokard, beyin) düzensiz bir enfarktüs şekli görülür.

Kalp krizinin rengi beyaz (dalak, beyin), hemorajik kenarlı beyaz (kalp, böbrekler), kırmızı (hemorajik) - beyin, akciğerler, karaciğer olabilir. Hemorajik korolla, ölü ve canlı dokuların sınırında doğal olarak oluşan sınır iltihabı bölgesi nedeniyle oluşur. Enfarktüsün kırmızı rengi, kronik venöz tıkanıklığın arka planında pulmoner enfarktüslerde olduğu gibi, nekrotik dokuların kanla doygunluğundan kaynaklanmaktadır.

Nekrozun sonuçları. Çoğu zaman, bir doku veya organın nekrozu olumsuz sonuçlara yol açar ve hastanın ölümüne yol açar. Bunlar, örneğin, miyokard ve serebral enfarktüsler, böbrek korteksinin nekrozu, adrenal nekroz, ilerleyici karaciğer nekrozu, pankreas nekrozudur. Nekrozun olumsuz sonuçları, pürülan inflamasyonun genelleşmesine kadar ilerlemesine neden olabilecek pürülan erimeyi de içerir. bulaşıcı süreç ve sepsis gelişimi.

Nekrozun olumlu sonuçları, sınır iltihabı bölgesinden başlayan ve yayılan sınır belirleme ve onarım süreçleriyle ilişkilidir. Bunlar arasında organizasyon (yara izi - nekrotik kitlelerin bağ dokusu ile değiştirilmesi), kapsülleme (nekrotik alanın bağ dokusu kapsülü ile sınırlandırılması); bu durumda nekrotik kitleler taşlaşır (kalsiyum tuzları ile birleşir) ve kemikleşir (kemik oluşur). Beynin sıvılaşma nekrozu bölgesinde, glial bir skar (küçük boyutlarda nekrozlu) veya bir kist oluşur.

NEKROZ VE Apoptozun Karşılaştırmalı Özellikleri

Apoptoz, canlı bir organizmadaki hücrelerin genetik olarak programlanmış ölümüdür. Nekroz ve apoptoz, canlı bir organizmadaki hücre ölümü türleridir. Bu süreçlerin ortak noktaları nelerdir ve bu süreçler arasındaki farklar nelerdir?

Yaygın olanlar şunlardır:

Her iki süreç de canlı bir organizmada hücre aktivitesinin durmasıyla ilişkilidir.

Hem normal hem de patolojik olarak ortaya çıkarlar, ancak farklı durumlarda.

Apoptoz ve nekroz arasındaki farklar bunların prevalansı, genetik, biyokimyasal, morfolojik ve klinik belirtilerindeki farklılıklarla ilişkilidir.

Nekroz, hücrenin bir kısmından organın tamamına kadar değişen bir alanı kapsayabilir. Apoptoz her zaman yalnızca tek tek hücreleri veya onların gruplarını etkiler.

Apoptoz, belirli genetik yeniden düzenlemeler nedeniyle hücrelerde meydana gelir.

Apoptoz sırasında hücresel onkogenler (c-fos, c-myc, c-bcl-2) ve antionkogenler (p53) grubundan hücrelerin çoğalmasını ve farklılaşmasını kontrol eden genlerin ekspresyonu artar. Hücresel onkogenlerin aktivasyonu, hücre çoğalmasının artmasına yol açmalıdır, ancak p53 antinkogeninin eş zamanlı aktivasyonuyla apoptoz meydana gelir. Tanımlanan gen ilişkileri, hücrelerin genetik aparatında bulunan çoğalma ve hücre ölümü süreçlerini koordine etme olasılığını göstermektedir.

Apoptozun biyokimyasal farklılıkları. Nekrozun aksine, apoptoz sırasında çekirdeğin tahrip edilmesi, DNA moleküllerini parçalayan özel Ca2+, Mg2+'ya bağımlı endonükleazların katılımıyla gerçekleşir ve bu da aynı boyutta DNA fragmanlarının oluşmasına yol açar. Bu parçaların kütlesi bir nükleozomun kütlesinin katıdır ve her parça bir ila birkaç nükleozom içerir. Apoptoz sırasında DNA'nın kendine özgü bölünmesinin morfolojik ifadesi de özel bir kromatin yapısı şeklindedir.

Apoptoza uğramış bir hücrenin sitoplazmasında nekrozda olduğu gibi hidrolitik enzimlerin aktivasyonu hiçbir zaman gözlenmez. Aksine, tüm organeller uzun süre sağlam kalır ve protein moleküllerinin transglutaminazlarla çapraz bağlanması işlemlerinin yanı sıra değişimi düzenleyen özel seçici enzimatik taşıma sistemlerinin etkisi nedeniyle hücre dehidrasyonuyla ilişkili yoğunlaşmaya uğrar. potasyum, sodyum, klor ve su iyonlarından oluşur.

Apoptoz ve nekroz arasındaki morfolojik farklılıklar. Bu farklılıklar esas olarak üstyapısal yeniden düzenlemelerle ilgilidir. Ancak ışık mikroskobu ile apoptoz durumundaki hücreler ve bunların parçaları (apoptotik cisimler), yüksek nükleer sitoplazmik oran, yuvarlak konturlar ve yoğunlaştırılmış kromatin ve sitoplazma ile lenfositlerin boyutuyla karşılaştırılabilecek küçük boyutlarıyla ayırt edilir. Önemli bir fark, apoptoza karşı inflamatuar bir yanıtın olmamasıdır.

Apoptoz ve nekroz arasındaki yapısal farklılıklar

Mikrovilli ve hücreler arası temasların kaybı. Hücre yuvarlak bir şekil alır ve komşu hücrelerle bağlantısını kaybeder. Nekrozdan farklı olarak her zaman tek tek hücrelerdeki değişikliklerden bahsediyoruz.

Sitoplazmik organellerin yoğunlaşmasına bağlı olarak hücre boyutları azalır; hücrenin şekli değişir. Hücre, her biri kendi çekirdek parçasına sahip olan, iki konturlu bir nükleer membranla sınırlanan ve ayrı bir organel kümesine sahip apoptotik cisimlere bölünmüştür.

Nekrozun aksine apoptoz organellerin bütünlüğünü korur. Mitokondri şişmez, iç zarda yırtılma olmaz. Apoptoz, ribozomların yarı kristalloid yapılar halinde toplanması ve sitolemma altında mikrofilament demetlerinin ortaya çıkmasıyla karakterize edilir. Agranüler endoplazmik retikulumun, hücreden uzaklaştırılan sıvıyla dolu kabarcıkların oluşmasıyla kısa süreli bir dilatasyonu vardır. Hücrenin yüzeyi krater benzeri çıkıntılar kazanır.

Apoptoz sırasında, nekrozun aksine, nükleer kromatin, karyolemma altında hemisferler ve kümeler şeklinde yoğunlaşır. Çekirdekte osmiofilik cisimler vardır. Çekirdek şeklini değiştirir, sağlamlaşır, parçalar, nükleer gözenekler yalnızca kromatin marjinin olmadığı alanlarda yoğunlaşır.

Apoptoz durumundaki bir hücre, makrofajlar tarafından fagosite edilir. Fagositoz o kadar hızlı gerçekleşir ki, in vivo olarak apoptotik hücreler yalnızca birkaç dakika kalır ve bu da onların gözlemlenmesini zorlaştırır.

Hücre, doku ve organlardan oluşan yapısal ve işlevsel bir birimdir. Doku yapılarının ve fonksiyonlarının enerjik ve plastik desteğinin altında yatan süreçler burada gerçekleşir.

Hücreye etki eden çeşitli patojenik faktörler, zarar. Hücre hasarı, yapısında, metabolizmasında, fizikokimyasal özelliklerinde ve fonksiyonlarında hayati fonksiyonların bozulmasına yol açan değişiklikler olarak anlaşılmaktadır.

Genellikle hasar süreci, değişiklik terimiyle tanımlanır; bu tam olarak doğru değildir, çünkü alteratio değişim, sapma olarak tercüme edilir ve dolayısıyla daha geniş bir kavramdır. Ancak tıp literatüründe bu terimler genellikle eşanlamlı olarak kullanılmaktadır.

1. 
   HÜCRE HASARININ NEDENLERİ

Bir hücrenin hasar görmesi, birçok patojenik faktörün onun üzerindeki etkisinin sonucu olabilir. Geleneksel olarak üç ana gruba ayrılırlar: fiziksel, kimyasal ve biyolojik.

Faktörler arasında fiziksel doğa Hücre hasarının en yaygın nedenleri şunlardır:

• 
  mekanik etkiler. Plazmalemma yapısının ve hücre altı oluşumların zarlarının bozulmasına neden olurlar;
• 
  sıcaklık dalgalanmaları. Hücrenin bulunduğu ortamın sıcaklığının 45-50°C'ye veya daha fazlasına kadar artması, proteinlerin, nükleik asitlerin denatürasyonuna, lipoprotein komplekslerinin ayrışmasına, hücre zarlarının geçirgenliğinin artmasına ve diğer değişikliklere yol açabilir. Sıcaklıkta önemli bir azalma, hücredeki metabolik süreçlerin önemli ölçüde yavaşlamasına veya geri döndürülemez şekilde durmasına, hücre içi sıvının kristalleşmesine ve zarların yırtılmasına neden olabilir;
• 
  özellikle organik substratların eksik oksidasyon ürünlerinin ve ayrıca fazla iyonların birikmesi nedeniyle hücredeki ozmotik basınçtaki değişiklikler. İkincisine, kural olarak, ozmotik basınç gradyanı boyunca hücreye sıvı akışı, plazmalemma ve organel zarlarının şişmesi ve gerilmesi (yırtılmaya kadar) eşlik eder. Hücre içi ozmotik basıncın azalması veya hücre dışı ortamda artması, hücrenin sıvı kaybına, kırışmasına (piknoz) ve sıklıkla ölüme yol açar;
• 
  serbest radikallerin oluşumuna ve ürünleri membranlara zarar veren ve hücre enzimlerini denatüre eden peroksit serbest radikal işlemlerinin aktivasyonuna neden olan iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalma. Yerçekimi, elektromanyetik ve diğer fiziksel faktörler de hücre üzerinde patojenik bir etkiye sahip olabilir.

Hücre hasarının aynı faktörün hem fazlalığı hem de eksikliğinden kaynaklanabileceği önemlidir. Örneğin, dokulardaki aşırı oksijen, ürünleri enzimlere ve hücre zarlarına zarar veren lipit peroksit serbest radikal oksidasyonu (LPRO) sürecini aktive eder. Öte yandan oksijen içeriğindeki azalma oksidatif süreçlerin bozulmasına, ATP oluşumunda azalmaya ve bunun sonucunda hücre fonksiyonlarında bozulmaya neden olur.

Hücre hasarına sıklıkla bağışıklık ve alerjik süreç faktörleri neden olur. Özellikle antijenlerin, örneğin mikroplar ve vücut hücreleri arasındaki benzerliğinden kaynaklanabilirler.

Hasar ayrıca bağışıklık sisteminin B veya T lenfositlerinin haemonunda meydana gelen mutasyonlar nedeniyle değişmemiş vücut hücrelerine karşı etki eden antikorların veya T lenfositlerinin oluşmasından da kaynaklanabilir.

Hücredeki metabolik süreçlerin sürdürülmesinde önemli bir rol, nöronların uçlarından, özellikle nörotransmitterlerden, trofojenlerden ve nöropeptitlerden giren maddeler tarafından oynanır. Taşınmalarının azalması veya durması hücrelerde metabolik bozukluklara, hayati fonksiyonların bozulmasına ve nörodistrofi adı verilen patolojik durumların gelişmesine neden olur.

Bu faktörlere ek olarak, hücre hasarına sıklıkla organ ve dokuların önemli ölçüde artan fonksiyonu neden olur. Örneğin, uzun süreli aşırı fiziksel aktivite ile kardiyomiyositlerin işleyişinin bozulması sonucu kalp yetmezliği gelişebilir.

Hücre hasarı sadece patojenik faktörlerin değil aynı zamanda genetik olarak programlanmış süreçlerin de sonucu olabilir. Bir örnek, yaşlanma sürecinin bir sonucu olarak epidermisin, bağırsak epitelinin, kırmızı kan hücrelerinin ve diğer hücrelerin ölümüdür. Hücre yaşlanması ve ölüm mekanizmaları, membranların, enzimlerin, nükleik asitlerin yapısındaki kademeli geri dönüşü olmayan değişiklikleri, metabolik reaksiyonlar için substratların tükenmesini ve patojenik etkilere karşı hücre direncinin azalmasını içerir.

Kökenlerine göre hücre hasarının tüm nedensel faktörleri şu şekilde ayrılır: 1) eksojen ve endojen; 2) bulaşıcı ve bulaşıcı olmayan köken.

Zarar verici faktörlerin hücre üzerindeki etkisi gerçekleştirilir direkt olarak veya dolaylı olarak. İkinci durumda, ikincil reaksiyonlar zincirinin oluşumundan, zararlı etkiyi gerçekleştiren maddelerin - aracıların oluşumundan bahsediyoruz. Zarar veren bir maddenin etkisine aşağıdakiler aracılık edebilir: - hücreler üzerindeki sinirsel veya endokrin etkilerdeki değişiklikler (örneğin, stres, şok sırasında); - sistemik dolaşım bozukluğu (kalp yetmezliği ile birlikte); - fizikokimyasal parametrelerde sapma (asidoz, alkaloz, serbest radikal oluşumu, PSOL ürünleri, iyon ve sıvı dengesizliğinin eşlik ettiği durumlarda); - otoalerjik hastalıklarda immün-alerjik reaksiyonlar; - biyolojik olarak aktif maddelerin (histamin, kininler, prostalandinler) fazlalığı veya eksikliğinin oluşumu. Patolojik süreçlerin gelişiminde yer alan bunların ve diğer bileşiklerin çoğuna aracılar denir (örneğin, iltihaplanma aracıları, alerjiler, karsinogenez vb.).

• 
  hücrelere enerji sağlama süreçlerinin ihlali;
• 
  membranlara ve enzim sistemlerine zarar;
• 
  iyon ve sıvı dengesizliği;
• 
  genetik programın ve/veya uygulamasının ihlali;
• 
  Hücre fonksiyonunu düzenleyen mekanizmaların bozulması.

ATP sentezi, oksijen ve/veya metabolik substrat eksikliği, doku solunumu ve glikoliz enzimlerinin aktivitesinde azalma, Krebs döngüsündeki reaksiyonların ve elektronların mitokondriye aktarılmasının gerçekleştiği mitokondrinin hasar görmesi ve tahrip olması sonucu bozulabilir. ADP'nin fosforilasyonuyla ilişkili moleküler oksijen gerçekleştirilir.

ATP enerjisinin sentez bölgelerinden - mitokondri ve hiyaloplazmadan - efektör yapılara (miyofibriller, membran iyonu "pompaları" vb.) İletilmesinin, enzim sistemleri kullanılarak gerçekleştirildiği bilinmektedir: ADP - ATP - translokaz (adenin) nükleotid transferaz) ve kreatin fosfokinaz (CPK). Adenin nükleotid transferaz, ATP'nin makroerjik fosfat bağından enerjinin mitokondriyal matristen iç zarlarına taşınmasını sağlar ve CPK, sitozole giren kreatin fosfat oluşumu ile bunu kreatine daha da aktarır. Efektör hücresel yapıların kreatin fosfokinazı, hücre yaşamı sürecinde kullanılan ATP oluşumu ile kreatin fosfatın fosfat grubunu ADP'ye taşır. Enzim enerji taşıma sistemleri, çeşitli patojenik ajanlar tarafından zarar görebilir ve bu nedenle, hücredeki toplam ATP içeriğinin yüksek olmasına rağmen, enerji tüketen yapılarda eksiklik gelişebilir.

ATP enerjisinin yeterli üretimi ve normal taşınması koşullarında bile hücrelerin enerji teminindeki bozukluklar ve hayati fonksiyonlarındaki bozukluklar gelişebilir. Bu, esas olarak ATPaz aktivitesindeki bir azalmaya bağlı olarak enerji kullanımının enzimatik mekanizmalarındaki hasarın bir sonucu olabilir (aktomiyosin ATPaz, plazmalemmanın K + - Na + - bağımlı ATPazı, "kalsiyum pompasının Mg2+ - bağımlı ATPazı") ” sarkoplazmik retikulumun vb.).

Enerji tedarik süreçlerinin bozulması, hücrelerin membran aparatlarının, enzim sistemlerinin, iyon ve sıvı dengesinin yanı sıra hücre düzenleme mekanizmalarının işleyişini etkileyen faktörlerden biri haline gelebilir.

2. Membran ve enzimlerde hasar hücre işleyişinin bozulmasında ve ayrıca içindeki geri dönüşümlü değişikliklerin geri dönüşü olmayan değişikliklere geçişinde önemli bir rol oynar. Bunun nedeni, bir hücrenin temel özelliklerinin büyük ölçüde membranlarının ve ilişkili veya serbest enzimlerin durumuna bağlı olmasıdır.

A). Membran ve enzim hasarının en önemli mekanizmalarından biri serbest radikal reaksiyonlarının (FRR) ve PSOL'un yoğunlaşmasıdır. Bu reaksiyonlar normal olarak hücrelerde meydana gelir ve solunum enzimleri zincirinde elektron taşınması, prostaglandinlerin ve lökotrienlerin sentezi, hücre çoğalması ve olgunlaşması, fagositoz, katekolamin metabolizması vb. gibi hayati süreçlerde gerekli bir bağlantıdır. PSOL süreçlerde rol oynar. Biyomembranların lipit bileşiminin ve enzim aktivitesinin düzenlenmesi. İkincisi, hem lipit peroksit reaksiyonlarının ürünlerinin enzimler üzerindeki doğrudan etkisinin, hem de dolaylı olanın - birçok enzimin ilişkili olduğu zarların durumundaki bir değişiklik yoluyla - sonucudur.

PSOL'un yoğunluğu, bu süreci aktive eden (pro-oksidanlar) ve baskılayan (antioksidanlar) faktörlerin oranıyla düzenlenir. En aktif pro-oksidanlar arasında serbest radikalleri indükleyen kolayca oksitlenen bileşikler, özellikle naftokinonlar, A ve D vitaminleri, indirgeyici maddeler - NADPH 2, NADH 2, lipoik asit, prostaglandinlerin ve katekolaminlerin metabolik ürünleri bulunur.

PSOL süreci şartlı olarak üç aşamaya ayrılabilir: 1) oksijenin başlatılması (“oksijen” aşaması), 2) organik ve inorganik ajanların serbest radikallerinin oluşumu (“serbest radikal” aşaması), 3) lipit peroksitlerin (“peroksit) üretimi " sahne). Hücre hasarı durumunda serbest radikal peroksit reaksiyonlarındaki ilk bağlantı, kural olarak, reaktif oksijen türlerinin oksijenaz reaksiyonları sürecinde oluşumudur: oksijen süperoksit radikali (O2 -.), hidroksil radikali (OH. ), esas olarak lipitler, proteinler ve nükleik asitler olmak üzere hücre yapılarının bileşenleri ile etkileşime giren hidrojen peroksit (H202). Sonuç olarak, aktif radikaller, özellikle lipitler ve bunların peroksitleri oluşur. Bu durumda zincirleme “çığ benzeri” bir karakter kazanabilir.

Ancak bu her zaman gerçekleşmez. Hücrelerde işlemler meydana gelir ve serbest radikal ve peroksit reaksiyonlarını sınırlayan ve hatta durduran faktörler etki eder; antioksidan etkiye sahiptir. Bu süreçlerden biri radikallerin ve lipit hidroperoksitlerin birbirleriyle etkileşimi olup “radikal olmayan” bileşiklerin oluşumuna yol açar. Hücrelerin antioksidan koruma sisteminde öncü rol, enzimatik ve enzimatik olmayan mekanizmalar tarafından oynanır.

bazı faktörler:

Son yıllarda yapılan araştırmalar, serbest radikal ve peroksit reaksiyonlarının aşırı aktivasyonunun hücre zarlarına ve enzimlere zarar veren ana faktörlerden biri olduğunu göstermiştir. Aşağıdaki süreçler çok önemlidir: 1) membran lipitlerinin fizikokimyasal özelliklerinde, lipoprotein komplekslerinin konformasyonunun ihlaline neden olan değişiklikler ve bununla bağlantılı olarak proteinlerin ve enzim sistemlerinin aktivitesinde bir azalmaya neden olur. humoral etkilerin alınması, iyonların ve moleküllerin zarlar arası taşınması, zarların yapısal bütünlüğü; 2) hücrede yapısal ve enzimatik işlevleri yerine getiren protein misellerinin fizikokimyasal özelliklerindeki değişiklikler; 3) Membranda yapısal kusurların oluşumu – sözde. PSOL ürünlerinin bunlara dahil edilmesi nedeniyle en basit kanallar (kümeler). Bu süreçler, hücrelerin yaşamı için önemli olan süreçlerin bozulmasına neden olur - uyarılabilirlik, eşit olmayan dürtülerin üretilmesi ve iletilmesi, metabolizma, düzenleyici etkilerin algılanması ve uygulanması, hücreler arası etkileşim vb.

B). Hidrolazların aktivasyonu (lizozomal, membrana bağlı ve serbest).

Normalde, membranların ve enzimlerin bileşimi ve durumu yalnızca serbest radikal ve lipit peroksit işlemleriyle değil aynı zamanda membrana bağlı, serbest (çözünürleştirilmiş) ve lizozomal enzimler (lipazlar, fosfolipazlar, proteazlar) tarafından da değiştirilir. Patojenik faktörlerin etkisi altında, hücrenin hyaloplazmasındaki aktiviteleri veya içerikleri artabilir (özellikle, enzimlerin lizozomlardan salınmasını ve sonraki aktivasyonlarını artıran asidozun gelişmesi nedeniyle). Bu bağlamda, gliserofosfolipitler ve membran proteinlerinin yanı sıra hücre enzimleri de yoğun hidrolize uğrar. Buna membran geçirgenliğinde önemli bir artış ve enzimlerin kinetik özelliklerinde bir azalma eşlik eder.

V). Amfifilik bileşiklerin membranların lipit fazına dahil edilmesi.

Hidrolazların (esas olarak lipazlar ve fosfolipazlar) etkisinin bir sonucu olarak, serbest yağ asitleri ve lisofosfolipitler, özellikle gliserofosfolipitler: fosfatidilkolinler, fosfatidiletanolaminler, fosfatidilserinler hücrede birikir. Hücre zarlarının hem hidrofobik hem de hidrofilik ortamlarına nüfuz etme ve sabitlenme yeteneklerinden dolayı amfifilik bileşikler olarak adlandırılırlar (amfi “her ikisi”, “iki” anlamına gelir). Hücredeki nispeten küçük düzeydeki amfifilik bileşikler, biyomembranlara nüfuz ettiklerinde, gliserofosfolipitlerin normal dizisini değiştirirler, lipoprotein komplekslerinin yapısını bozarlar, geçirgenliği arttırırlar ve ayrıca “kama şeklindeki” nedeniyle membranların konfigürasyonunu değiştirirler. Lipid misellerinin şekli. Amfifillerin büyük miktarlarda birikmesine, membranlara büyük miktarda nüfuz etmeleri eşlik eder; bu, aşırı lipit hidroperoksitler gibi, içlerinde kümelerin ve mikro çatlakların oluşmasına yol açar. Hücre zarlarının ve enzimlerin hasar görmesi, hücre işleyişinin önemli ölçüde bozulmasının ana nedenlerinden biridir ve sıklıkla ölümlerine yol açar.

3. Hücredeki iyon ve sıvı dengesizliği. Kural olarak, hücre içi içeriğin yanı sıra çeşitli iyonların hücre içi içeriği ve oranının ihlali, enerji tedarikindeki bozukluklardan sonra veya aynı anda gelişir ve hücre zarlarına ve enzimlere verilen hasar belirtileri ile birleştirilir. Sonuç olarak birçok iyon için membran geçirgenliği önemli ölçüde değişir. Bu, büyük ölçüde potasyum, sodyum, kalsiyum, magnezyum, klor, yani uyarılma, iletimi, elektromekanik bağlanma vb. gibi hayati süreçlerde yer alan iyonlar için geçerlidir.

A). Transmembran iyon oranındaki değişiklik. Kural olarak, iyon dengesizliği hücrede sodyum birikmesi ve potasyum kaybıyla kendini gösterir.

Dengesizliğin sonucu, dinlenme ve aksiyon membran potansiyelindeki bir değişikliğin yanı sıra uyarma dürtüsünün iletimindeki bir bozulmadır. Bu değişiklikler önemlidir çünkü bunlar genellikle hücre hasarının varlığının ve doğasının önemli işaretlerinden biridir. Bir örnek, miyokardiyal hücreler hasar gördüğünde elektrokardiyogramdaki değişiklikler ve beyin nöronlarının yapısı ve fonksiyonları bozulduğunda elektroensefalogramdaki değişikliklerdir.

B). Hücrelerin hiper ve dehidrasyonu.

Hücre içi iyon içeriğindeki bozukluklar, sıvı dengesizliğine bağlı olarak hücre hacminde değişikliklere neden olur. Kendini hücrenin aşırı hidrasyonu (azalmış sıvı içeriği) olarak gösterir. Örneğin, hasarlı hücrelerde sodyum ve kalsiyum iyonlarının içeriğindeki bir artışa, içlerindeki ozmotik basınçta bir artış eşlik eder. Bunun sonucunda hücrelerde su birikir. Aynı zamanda hücreler şişer, hacimleri artar, buna artan gerilme ve sıklıkla sitolemma ve organel zarlarının mikro yırtılmaları eşlik eder. Aksine, hücre dehidrasyonu (örneğin, su kaybına neden olan bazı bulaşıcı hastalıklarda), sıvının ve içinde çözünen proteinlerin (enzimler dahil) yanı sıra diğer organik ve inorganik suda çözünür bileşiklerin salınması ile karakterize edilir. Hücre içi dehidrasyon sıklıkla çekirdeğin büzülmesi, mitokondri ve diğer organellerin parçalanmasıyla birleştirilir.

4. Hücre fonksiyon bozukluğunun önemli mekanizmalarından biri genetik programa ve/veya bunun uygulanmasına yönelik mekanizmalara zarar verilmesi. Bir hücrenin genetik bilgisinde değişikliklere yol açan ana süreçler, mutasyonlar, patojenik genlerin (örneğin onkogenler) depresyonu, hayati genlerin aktivitesinin baskılanması (örneğin, enzimlerin sentezinin düzenlenmesi) veya bir parçanın eklenmesidir. yabancı DNA'nın genoma aktarılması (örneğin, onkogenik bir virüsün DNA'sı, başka bir hücrenin DNA'sının anormal bir bölümü).

Genetik programdaki değişikliklere ek olarak hücre fonksiyon bozukluğunun önemli bir mekanizması da bu programın uygulanmasının ihlali esas olarak mitoz veya mayoz sırasında hücre bölünmesi sürecinde.

5. Hücre hasarının önemli bir mekanizması hücre içi süreçlerin düzenlenmesinde bozukluk. Bu, düzenleyici mekanizmaların bir veya daha fazla düzeyinde gelişen bozuklukların sonucu olabilir:

• 
  biyolojik olarak aktif maddelerin (hormonlar, nörotransmiterler vb.) hücre reseptörleriyle etkileşimi düzeyinde;
• 
  sözde hücresel düzeyde Sinirsel etkilerin "ikinci habercileri" (haberciler): siklik nükleotidler - adenosin monofosfat (cAMP) ve guanozin monofosfat (cGMP), bunlar "ilk habercilerin" yani hormonların ve nörotransmiterlerin etkisine yanıt olarak oluşur. Bir örnek, özellikle kardiyak aritmilerin gelişmesinin olası nedenlerinden biri olan cAMP'nin birikmesi nedeniyle kardiyositlerde membran potansiyeli oluşumunun bozulmasıdır;
• 
  siklik nükleotidler veya diğer hücre içi faktörler tarafından düzenlenen metabolik reaksiyonlar düzeyinde. Bu nedenle, hücresel enzimlerin aktivasyon sürecinin bozulması, metabolik reaksiyonların yoğunluğunu önemli ölçüde değiştirebilir ve sonuç olarak hücre işleyişinin bozulmasına yol açabilir.

III. HÜCRE HASARININ ANA BELİRTİLERİ

Distrofilerin ana mekanizmaları şunlardır: - hücredeki anormal maddelerin sentezi, örneğin amiloidin protein-polisakarit kompleksi; bazı bileşiklerin diğerlerine aşırı dönüşümü, örneğin yağlar ve karbonhidratların proteinlere, karbonhidratların yağlara; - örneğin protein-lipid membran komplekslerinin ayrışması (fanerosis); - aterosklerozda hücrelerin ve hücreler arası maddenin organik ve inorganik bileşiklerle, örneğin kolesterol ve arter duvarlarının esterleriyle infiltrasyonu.

Ana hücresel distrofiler arasında protein (disproteinozlar), yağ (lipidozlar), karbonhidrat ve mineral bulunur.

2. Displazi(dys – rahatsızlık, bozukluk, plaseo-form), yapılarında ve fonksiyonlarında kalıcı bir değişiklikle kendini gösteren ve hayati fonksiyonlarında bir bozukluğa yol açan, hücre gelişim sürecinin bozulmasıdır.

Displazinin nedeni hücre genomunun hasar görmesidir. Genellikle geçici, geri dönüşümlü olan ve nedensel faktörün etkisi durdurulduğunda ortadan kaldırılabilen distrofilerin aksine, kalıcı ve kural olarak hücreden hücreye miras alınan değişikliklere neden olan şey budur.

Displazinin ana mekanizması, hücrenin yapısal ve fonksiyonel uzmanlaşmasının oluşmasından oluşan farklılaşma sürecinin bir bozukluğudur. Displazinin yapısal belirtileri hücrelerin boyutu ve şekli, çekirdekleri ve diğer organelleri, kromozomların sayısı ve yapısındaki değişikliklerdir. Kural olarak, hücrelerin boyutu artar, düzensiz, tuhaf bir şekle ("canavar hücreler") sahiptir ve içlerindeki çeşitli organellerin oranı orantısızdır. Çoğu zaman, bu tür hücrelerde çeşitli kapanımlar ve dejeneratif süreç belirtileri bulunur. Hücre displazisinin örnekleri arasında, pernisiyöz anemi ile kemik iliğinde megaloblastların oluşumu, hemoglobin patolojisi olan orak şeklindeki eritrositler, büyük nöronlar - serebral kortekse zarar veren “canavarlar” (tüberoz skleroz), tuhaf bir düzenlemeye sahip çok çekirdekli dev hücreler yer alır. Recklinghausen nörofibromatozisli kromatin. Hücresel displazi, tümör hücrelerinin atipisinin belirtilerinden biridir.

1. 
   Hücre hasarı sonucu hücresel organellerin yapı ve fonksiyonlarında meydana gelen değişiklikler.

Patojenik faktörlerin etkisi altında, toplam mitokondri sayısında ve bireysel organellerin yapısında bir değişiklik olur. Toplam hücre kütlesine göre mitokondri sayısında azalma. Çoğu zarar verici faktörün etkisi için kalıplaşmış olan bireysel mitokondrilerdeki değişiklikler, bunların boyut ve şekillerinde azalma veya artıştır. Hücre üzerindeki birçok patojenik etkiye (aşırı doz durumunda ilaçlar dahil olmak üzere hipoksi, endo ve eksojen toksik ajanlar, iyonlaştırıcı radyasyon, ozmotik basınçtaki değişiklikler), mitokondrinin şişmesi ve vakuolizasyonu eşlik eder, bu da membranlarının yırtılmasına, parçalanmasına yol açabilir ve cristae'nin homojenizasyonu. Mitokondri yapısının ihlali, içlerindeki solunum sürecinin ve ATP oluşumunun önemli ölçüde baskılanmasına ve ayrıca hücre içindeki iyon dengesizliğine yol açar.

Çekirdek. Çekirdeğe verilen hasar, şeklindeki bir değişiklik, çekirdeğin çevresi boyunca kromatinin yoğunlaşması (kromatin marjinasyonu), çift devrenin bozulması veya nükleer zarfın yırtılması, kromatin marjinasyon şeridi ile füzyonu ile birleştirilir.

Lizozomlar. Patojenik etkiler altında, lizozom enzimlerinin salınması ve aktivasyonu, hücrenin "kendi kendini sindirmesine" (otoliz) yol açabilir. Lizozomal hidrolazların sitoplazmaya salınması, membranlarının mekanik yırtılmasından veya ikincisinin geçirgenliğinde önemli bir artıştan kaynaklanabilir. Bu, hücrelerde hidrojen iyonlarının (hücre içi asidoz), lipid peroksidasyon ürünlerinin, toksinlerin ve diğer ajanların birikmesinin bir sonucudur.

Ribozomlar. Zarar verici faktörlerin etkisi altında, genellikle birkaç ribozomdan - "monomerlerden" oluşan ribozom alt birimleri (polizomlar) gruplarının tahrip edilmesi, ribozom sayısında bir azalma ve organellerin hücre içi zarlardan ayrılması gözlenir. Bu değişikliklere hücredeki protein sentezi sürecinin yoğunluğundaki bir azalma eşlik eder.

Endoplazmik retikulum. Hasar gördüğünde, ağ tübüllerinde, içlerinde sıvı birikmesi nedeniyle büyük vakuoller ve sarnıçlar oluşumuna, ağ tübüllerinin zarlarının odak tahribatına ve bunların parçalanmasına kadar bir genişleme meydana gelir.

Golgi aygıtı. Golgi aygıtındaki hasara, endoplazmik retikulumdakine benzer yapısal değişiklikler eşlik eder. Bu durumda atık ürünlerin hücreden uzaklaştırılması bozulur ve hücrenin bir bütün olarak işlevinin bozulmasına neden olur.

sitoplazma organellerin ve hücre kapanımlarının bulunduğu sıvı, düşük viskoziteli bir ortamdır. Hücreye zarar veren faktörlerin etkisi, sitoplazmadaki sıvı içeriğinin azalmasına veya artmasına, proteinin proteolizine veya pıhtılaşmasına ve normalde bulunmayan “inklüzyonların” oluşmasına neden olabilir. Sitoplazmanın durumundaki bir değişiklik, hücre matrisinde birçok enzimin (örneğin glikoliz) bulunması, organellerin işlevi ve süreçleri nedeniyle içinde meydana gelen metabolik süreçleri önemli ölçüde etkiler. Hücre üzerindeki düzenleyici ve diğer etkilerin algılanması.

1. 
   Nekroz ve otoliz.

Otolizin ana mekanizması, lizozom enzimlerinin etkisi altında hücre bileşenlerinin ve hücreler arası maddenin hidrolizidir. Bu, hasarlı hücrelerde asidozun gelişmesiyle kolaylaştırılır.