Патофизиологические аспекты

Повреждение клеток выражается еще и _нарушением структу-

_ры и функции мембран .. Вообще способность формировать мембра-

ны является решающей в  образовании клетки и ее субклеточных

органелл. Любое нарушение  сопровождается изменением проница-

емости клеточных мембран  и состояния цитоплазмы поврежденной

клетки. Повреждение клеточных  мембран, согласно модели Син-

гера, может быть обусловлено  деструкцией их липидных или 

белковых (ферментных) компонентов.

Повреждение липидных компонентов  клеточных и субклеточ-

ных мембран возникает  несколькими путями. Важнейшими из них 

являются перекисное окисление  липидов (ПОЛ), активация мемб-

ранных фосфолипаз, осмотическое растяжение пептидной основы

мембран, повреждающееся воздействие  иммунных комплексов.

Суммарным выражением патологии  клеточной мембраны может 

служить нарушение ее основных функций:

1) мембранного транспорта;

2) изменение проницаемости  мембраны;

3) изменение коммуникации  клеток и их "узнавания";

4) изменение подвижности  мембран и формы клеток;

5) изменение синтеза и  обмена мембран. 

_Мембранный транспорт . предполагает перенос ионов и дру-

гих субстратов против градиента  концентрации. При этом нару-

шается функция клеточных  насосов и ингибируются процессы ре-

гуляции обмена веществ между  клеткой и окружающей ее средой.

Повреждение Na-K-насоса вызывает освобождение ионов К

из клетки и накопление в ней ионов Na, что характерно для

гипоксических состояний, токсических  повреждений клетки (яд

кобры, каракурта), инфекционных поражений, аллергии, сниже-

ния температуры внешней  среды. С транспортом ионов Na и К

тесно связан транспорт ионов  Са. Интегральное выражение этих

нарушений хорошо иллюстрируется на примере гипоксии миокар-

да, которая прежде всего проявляется патологией митохондрий.

Следует отметить, что повреждение  мембран митохондрий 

являлется ключом клеточного повреждения. В его прогрессиро-

вании большая роль принадлежит  нарушению контроля уровня

кальция в цитоплазме. Ишемическое  повреждение митохондрий 

приводит к нарушению  функции Na-К-АТФазного насоса, посте-

пенному накоплению в клетке Na и потере ею калия, что в со-

вокупности ведет к  вытеснению Са из митохондрий. В результа-

те повышается уровень  ионизированного кальция в цитоплазме и 

увеличивается его связь  с кальмодулином, что, в свою оче-

редь, приводит к расхождению  клеточных стыков, активации 

фосфолипаз. Эндоплазматическая сеть накапливает воду и ионы,

следствием чего является развитие гидропической дистрофии.

Усиление гликолиза сопровождается истощением гликогена, на-

коплением лактата и снижением  рН. Таким образом, накопление

Са в клетке можно считать  универсальным механизмом клеточной 

деструкции.

_Проницаемость мембран . - качество мембраны, позволяющее

поддерживать обмен клетки со средой и осуществлять контроль

"перекрытых каналов", связанный с метаболизмом энергии и

конформацией белка. Проницаемость  мембраны позволяет поддер-

живать не только постоянство  электролитного состава клетки -

ионный гомеостаз, но и  ионный гетерогенитет, т.е. вполне оп-

ределенные, резко выраженные различия ионного состава внут-

риклеточной м внешней  среды.

В качестве примера изменения  проницаемости для ионов 

мембраны эритроцитов  при иммунной травме следует указать  на

специфический гемолиз. Процесс  гемолиза начинается с увели-

чения проницаемости мембраны эритроцитов для ионов К, Na,

Ca. Нарушается функция  Na-К-насоса, из эритроцитов выходит 

К, а входит Na. Увеличивается  проницаемость мембран для мо-

лекул глюкозы, аминокислот  и ряда других метаболитов. Тормо-

зится обмен Cl- и HCO3- (феномен  Гамбургера) и Cl- и SO4--

за счет фиксации на эритроците гемолизина и комплемента. Подвижность  мембран и форма клеток .. Различают два типа изменений; выпячивание мембраны наружу - экзотропия, и выпя чивание мембраны внутрь цитоплазмы - эзотропия. Изменения

формы клеток связаны не только с этими двумя типами измене-

ний, нередко речь идет об упрощении клеточной поверхности,

т.е. потере специфических  образований, без которых невозмож-

но нормальное функционирование клетки (например, потеря мик-

роворсинок энтероцитами). Синтез мембран . может усиливаться либо снижаться, также

ак и обмен мембран  при некоторых заболеваниях.

 

Повреждение как  начальное звено патогенеза. Уровни повреждения и их проявление

Пусковым механизмом (звеном) любого патологического процесса, заболевания  является повреждение, возникающее под влиянием вредоносного фактора.

Повреждения могут быть:

• первичными; они обусловлены непосредственным действием патогенного фактора на организм – это повреждения на молекулярном уровне,
• вторичными; они являются следствием влияния первичных повреждений на ткани и органы, сопровождаются выделением биологически активных веществ (БАВ), протеолизом, ацидозом, гипоксией, нарушением микроциркуляции, микротромбозом и т.д.

Повреждения на молекулярном уровне носят локальный характер и проявляются разрывом молекул, внутримолекулярными перестройками, что приводит к появлению отдельных ионов, радикалов, образованию новых молекул и новых веществ, оказывающих патогенное действие на организм. Межмолекулярные перестройки способствуют появлению веществ с новыми антигенными свойствами. Но одновременно с повреждением включаются и защитно-компенсаторные процессы на молекулярном уровне.

Например, при наследственных заболеваниях первичное повреждение  локализуется в генетическом аппарате на молекулярном уровне. Повреждения на клеточном уровне характеризуются структурными и метаболическими нарушениями, сопровождаются синтезом и секрецией биологически активных веществ: гистамина, серотонина, гепарина, брадикинина и др.

Повреждения на тканевом уровне характеризуются нарушением основных функциональных свойств, развитием патологического парабиоза, перерождением тканей. Нарушение основных функциональных свойств сопровождается снижением функциональной подвижности, уменьшением функциональной лабильности.

Патологический парабиоз в отличие от физиологического не приводит к восстановлению исходного  состояния ткани. Он протекает по тем же стадиям, что и физиологический, но при нем резко снижен уровень  функциональной подвижности, отмечается ограничение функций, перерождение тканей (например, жировая дистрофия  сердечной мышцы, печени, коллагенозы  и др.).

Повреждения на органном уровне характеризуются снижением, извращением или потерей специфических функций органа, уменьшением доли участия поврежденного органа в общих реакциях организма. Например, при инфаркте миокарда, клапанных пороках сердца нарушается функция сердца и доля его участия в адекватном гемодинамическом обеспечении функционирующих органов и систем. При первичном повреждении на системном или организменном уровне возникает генерализованное выпадение или ограничение той или иной функции, что особенно отчетливо наблюдается при заболеваниях ЦНС, эндокринных поражениях. При этом происходит сложная перестройка регуляторных процессов, обмена веществ, что в ряде случаев позволяет организму сохранить жизнь. К числу общих компенсаторных реакций, процессов при повреждении на системном или организменном уровне относятся воспаление, лихорадка и т.д. Компенсаторно-приспособительные реакции направлены на защиту и восстановление нарушенных функций.

 

ЗВЕНЬЯ АНТИОКСИДАНТНОЙ  СИСТЕМЫ И ЕЕ НЕКОТОРЫЕ ФАКТОРЫ

Чрезмерная активация  свободнорадикальных и перекисных реакций, а также несостоятельность  системы антиоксидантной защиты является одним из главных факторов повреждения мембран и ферментов  клеток. Ведущее значение при этом имеют следующие процессы:

1) изменение физико-химических  свойств липидов мембран, что  обуславливает нарушение конформации  их липопротеидных комплексов  и соответственно снижение активности  ферментных систем, обеспечивающих  рецепцию гуморальных воздействий,  трансмембранный перенос ионов  и молекул, структурную целостность  мембран;

2) изменение физико-химических  свойств белковых мицелл, выполняющих  структурную и ферментативную  функции в клетке; 3) образование  структурных дефектов в мембране - простейших каналов (кластеров)  вследствие внедрения в них  продуктов ПОЛ. Так накопление  липидных гидроперекисей в мембране  приводит к их объединению  в мицеллы, создающие трансмембранные  каналы проницаемости, по которым  возможен неконтролируемый ток  катионов и молекул в клетку  и из нее, что сопровождается  нарушением процессов возбудимости, генерации регулирующих воздействий,  межклеточного взаимодействия и  др. вплоть до фрагментации мембраны  и гибели клетки.

В норме состав и состояние  мембран и ферментов модифицируется не только свободнорадикальными и липоперекисными  процессами, но также и лизосомальными ферментами, как свободными (солюбилизированными) так и мембраносвязанными: липазами, фосфолипазами, протеазами. Под действием  различных патогенных факторов их активность или содержание в гиалоплазме  может резко возрасти (например: вследствие ацидоза, способствующего  повышению проницаемости лизосомальных  мембран). В результате этого глицерофосфолипиды и белки мембран, а также ферменты клеток подвергаются интенсивному гидролизу. Это сопровождается значительным повышением проницаемости мембран и снижением  кинетических свойств ферментов.

В результате действия гидролаз (главным образом липаз и фосфолипаз) в клетке накапливаются свободные  жирные кислоты и лизофосфолипиды, в частности, глицерофосфолипиды: фосфатидилхолины, фосфатидилэтаноламины, фосфатидилсерины. Эти амфифильные соединения способны проникать и фиксироваться как  в гидрофобной, так и в гидрофильной средах мембран. Внедряясь в биомембраны, они изменяют нормальную структуру липопротеиновых комплексов, увеличивают проницаемость, а также меняют конфигурацию мембран в связи с “клинообразной” формой липидных молекул. Накопление в большом количестве амфифильных соединений ведет к формированию в мембранах кластеров и появлению микроразрывов.

 

 

 

Воспаление – типовой патологический процесс, сформировавшийся в эволюции как защитно-приспособительная реакция организма на воздействие патогенных (флогогенных) факторов, направленная на локализацию, уничтожение и удаление флогогенного агента, а также на устранение последствий его действия и характеризующийся альтерацией, экссудацией и пролиферацией.

Этиология воспаления:

Воспаление возникает  как реакция организма на патогенный раздражитель и на вызываемое им повреждение. Патогенные, называемые в данном случае флогогенными, раздражители, т.е. причины воспаления, могут быть разнообразные: биологические, физические, химические как экзогенного, так и эндогенного происхождения.

Этиогенные факторы: Тромб, эмбол, отложение солей, кровоизлияние, опухоль

Экзогенные факторы: механические, физические, химические, биологические.

Главная роль - рефлекторного  механизма.

Классификация:

Различают три основных формы  воспаления:

интерстициальное диффузное;

гранулематозное;

воспалительные гиперпластические (гиперрегенераторные) разрастания

Местные признаки воспаления.

Покраснение – яркий клинический признак воспаления, связано с расширением артериол, развитием артериальной гиперемии и “артериализацией” венозной крови в очаге воспаления.

Припухлость из-за образованием инфильтрата, вследствие развития экссудации и отека, набухания тканевых элементов.

Жар, повышение температуры, развивается из-за усиленного притока теплой артериальной крови, в результате активации метаболизма, повышения теплопродукции и теплоотдачи в очаге воспаления.

Боль – возникает в результате раздражения окончаний чувствительных нервов различными биологически активными веществами (гистамин, серотонин, брадикинин и др.), сдвига рН внутренней среды в кислую сторону, возникновения дисионии, повышения осмотического давления в очаге повреждения, вызванного усиленным распадом тканей, механическим сдавлением тканей, вышедшей из кровеносного русла в окружающую ткань жидкостью.

Нарушение функции на почве воспаления возникает, как правило всегда; иногда это может ограничиваться расстройством функций пораженной ткани, но чаще страдает весь организм, особенно когда воспаление возникает в жизненно важных органах.

Признаки общего характера: I. Изменение количества лейкоцитов в периферической крови.

Подавляющее большинство  воспалительных процессов сопровождается лейкоцитозом, значительно реже, при  воспалении вирусного происхождения  – лейкопенией. По своей природе лейкоцитоз является, в основным перераспределительным, т.е. обусловлен перераспределением лейкоцитов в организме, выходом их в кровеное русло.

2. Лихорадка развивается под влиянием поступающих из очага воспаления пирогенных факторов: первичных пирогенов экзо- и эндогенного происхождения и вторичных пирогенов и вторичных пирогенов

3. Изменение количества и качественного состава белков плазмы крови. При остром воспалительном процессе в крови накапливаются синтезируемые гепатоцитами, макрофаками и др. Клетками так называемые “белки острой фазы” воспаления. Для хронического течения воспаления характерно увеличение в крови содержания a- и особенно g-глобулинов.

4. Увеличение скорости оседания эритроцитов (СОЭ), что особенно имеет место при хронических воспалительных процессах, обусловлено повышением вязкости крови, снижением отрицательного заряда и агломерацией эритроцитов, изменениями состава белков крови, подъем температуры.