Реакция клеток на внешние воздействия

Организм и его клетки постоянно подвергаются воздействию самых разнообразных химических, физических или биогенных факторов. Эти фак­торы могут вызывать первичное нарушение одной или нескольких клеточ­ных структур, что в свою очередь приводит к функциональным нарушени­ям. В зависимости от интенсивности поражения, его длительности и харак­тера судьба клетки может быть различна. Измененные в результате повреж­дения клетки могут адаптироваться, приспособиться к воздействующему фактору, восстанавливаться, реактивироваться после снятия повреждающе­го воздействия или измениться необратимо и погибнуть.
Исходя из этого функциональные и морфологические картины клеток в этих состояниях очень разнообразны. На различные факторы при обратимом повреждении клетки отвечают рядом изменений. Одним из проявлений общеклеточной реакции на повреждение является изменение способности клетки связывать различные красители. Так, нормальные клетки, поглощая из внеклеточной среды растворенные в ней красители, откладывают их в виде гранул. Такое гранулообразование происходит в цитоплазме, ядро при этом остается бес­цветным. При повреждении клеток многими физическими (нагревание, дав­ление) или химическими факторами (изменение рН среды, добавление спирта или какого-либо иного денатурирующего агента) гранулообразова­ние прекращается, цитоплазма и ядро диффузно окрашиваются проникшим в клетку красителем. Если действие фактора обратимо и при устранении его клетка возвращается к норме, то снова восстанавливается ее способность к гранулообразованию. При различных повреждениях клеток значительно па­дает окислительное фосфорилирование: прекращается синтез АТФ и растет потребление кислорода. Для поврежденных клеток характерны усиление гли-колитических процессов, падение количества АТФ, активация протеолиза. Совокупность неспецифических обратимых изменений цитоплазмы, возни­кающих под воздействием различных агентов, была обозначена термином «паранекроз» [Насонов Д. Н., Александров В. Я.,  1940].

При различных воздействиях на клетку наиболее частым изменением структуры ядра является конденсация хроматина, что может отражать паде­ние ядерных синтетических процессов. При гибели клетки происходят агре­гация хроматина, собирание его в грубые сгустки внутри ядра (пикноз), что часто завершается распадом на части (кариорексис) или растворением ядра (кариолизис). Ядрышки при подавлении синтеза рРНК уменьшаются в раз­мерах, теряют гранулы, фрагментируются.

К наиболее часто встречающимся изменениям ядерной оболочки отно­сятся расширение (отечность) перинуклеарного пространства, извитость контура ядерной оболочки, что нередко сочетается с пикнозом ядра. На ранних этапах повреждения клетки часто приобретают шаровидную форму и теряют многочисленные клеточные выросты и микроворсинки. В дальней­шем, наоборот, изменения плазмолеммы сводятся к появлению на поверх­ности клеток различных выростов или мелких пузырей. На начальных ста­диях нарушения окислительного фосфорилирования происходят сжатие митохондриального матрикса и некоторое расширение межмембранного пространства. В дальнейшем этот тип реакции митохондрий может сменить­ся их набуханием, что особенно часто встречается при самых различных патологических изменениях клеток. Митохондрии при этом принимают сфе­рическую форму и увеличиваются в размерах, происходит обводнение мат­рикса, он становится светлым. Набухание митохондрий, как правило, со­провождается редукцией числа и размера крист. При необратимом повреж­дении митохондрий происходит разрыв их мембран, матрикс смешивается с гиалоплазмой.

Система эндоплазматического ретикулума чаще всего подвергается ва­куолизации и распаду на мелкие пузырьки. При этом на мембранах грану­лярного ретикулума уменьшается число рибосом, что однозначно указыва­ет на падение белкового синтеза. Цистерны аппарата Гольджи также могут увеличиваться в объеме или распадаться на мелкие вакуоли. В поврежден­ных клетках происходит активация их лизосом, увеличивается число ауто-фагосом. При тяжелых клеточных повреждениях мембраны лизосом разры­ваются и лизосомные гидролазы начинают разрушать сами клетки - про­исходит лизис клеток.

Поврежденные клетки резко снижают митотическую активность, часто задерживаются на разных стадиях митоза, главным образом из-за наруше­ния митотического аппарата, очень чувствительного к изменениям внутри­клеточной среды.

Если изменения в клетке не зашли слишком далеко, происходят репа­рация клеточных повреждений, возврат клетки к нормальному функцио­нальному уровню. Процессы восстановления внутриклеточных структур на­зывают  внутриклеточной  регенерацией

Репарация клеток бывает полной, когда восстанавливаются все свой­ства данных клеток, или неполной. В последнем случае после снятия дей­ствия повреждающего фактора нормализуется ряд функций клеток, но че­рез некоторое время они уже без всякого воздействия погибают. Особенно часто это наблюдается при поражениях клеточного ядра.

Повреждение клеток внешними и внутриорганизмеиными факторами может привести к нарушениям регуляции их метаболизма. При этом проис­ходит интенсивное отложение или же, наоборот, резорбция ряда клеточ­ных включений. Кроме того, наблюдается нарушение регуляции проницае­мости клеточных мембран, что приводит к вакуолизации мембранных орга-нелл. В патологической анатомии такие изменения в структуре клеток назы вают дистрофиями. Так, например, при жировой дистрофии в клетках на­капливаются жировые включения. Часто в цитоплазме измененных клеток обнаруживаются скопления липопротеидных комплексов, имеющих вид многослойных мембранных пластов. Нарушение регуляторных процессов метаболизма Сахаров приводит к патологическому отложению и накопле­нию гликогена (углеводная дистрофия), что, вероятно, связано с недоста­точностью фермента, расщепляющего гликоген (глюкозо-6-фосфатазы). Ча­сто в измененных клетках животных происходит отложение различных пиг­ментов, белковых гранул (белковая дистрофия) и др.

Особой формой патологического нарушения регуляторных процес­сов могу г быть нарушения специализации, одним из которых является злокачественный опухолевый рост. Опухолевые клетки характеризуются безудержностью, неограниченностью размножения, нарушением уров­ня дифференцпровкп, изменениями строения клеток, относительной автономностью от регуляторных влияний со стороны организма, способ­ностью к метастазированию. Все эти свойства опухолевые клетки сохра­няют от поколения к поколению, те. свойства злокачественности явля­ются наследственной особенностью таких клеток. Поэтому считают ра­ковые клетки мутантами, обладающими измененной генетической струк­турой; именно изменением генотипа клетки можно объяснить непрерыв­ную передачу дочерним клеткам дефектной (в отношении регуляции) информации

При необратимом повреждении клетки жбнут. Дать определение мо­мента клеточной смерти очень трудно (так же, как и при смерти целого организма), так как умирание - это не одномоментное явление, а про­цесс.