Структурна организация на междуклетъчния матрикс. Промени в съединителната тъкан при стареене, колагенози. Ролята на колагеназата при заздравяването на рани. хидроксипролинурия

Биология и генетика

Ролята на колагеназата при заздравяването на рани. Колаген тип IX се прикрепя антипаралелно към фибрилите на колаген тип II. Неговият глобуларен NK4 домен е основният, той не е свързан с колагенови фибрили тип II и следователно към него може да бъде прикрепен такъв матричен компонент като хиалуронова киселина. Микрофибрилите, които се образуват от тетрамери на колаген тип VI, са прикрепени към фибрили на колаген тип II и към хиалуронова киселина.

Структурна организация на междуклетъчния матрикс. Промени в съединителната тъкан при стареене, колагенози. Ролята на колагеназата при заздравяването на рани. Оксипролинурия.

Както вече беше споменато, извънклетъчната матрица е супрамолекулен комплекс, образуван от сложна мрежа от взаимосвързани макромолекули. В човешкото тяло извънклетъчният матрикс образува такива високоспециализирани структури като хрущяли, сухожилия, базални мембрани и (с вторичното отлагане на калциев фосфат) кости и зъби. Тези структури се различават една от друга както по молекулярния състав, така и по начините на организиране на основните компоненти (протеини и полизахариди) в различни форми на извънклетъчния матрикс.

Междуклетъчен матрикс на костната и зъбната тъкан.Костната и зъбната тъкан е специализиран вид съединителна тъкан. Тези тъкани изпълняватв човешкото тяло следните важни функции:

1. костите образуват скелета на тялото;
2. костите защитават и поддържат вътрешните органи;
3. костите служат като място за отлагане на калций и неорганичен фосфат;
4. костният мозък е част от хемопоетичната и имунната система;
5. зъбите като част от дъвкателния апарат са част от храносмилателната система;
6. зъбите са част от човешкия говорен апарат.

Забележително свойство на костите е тяхната комбинация от качества като висока якост на опън с много леко тегло. Костната и зъбната тъкан се характеризират с висока минерализация (или калцификация) на екстрацелуларния матрикс и съдържат тегловно -50% неорганични съединения, 25% органични компоненти и 25% вода.

неорганична част.Костите съдържат 99% от калция в тялото, 87% фосфор, ~60% магнезий и -25% натрий. Калцият в костите е под формата на минерала хидроксиапатит, чийто приблизителен състав е Ca10(PO4)6(OH)2. Хидроксиапатитът образува кристали, обикновено с размери 20 × 5 × 1,5 nm. Костната тъкан съдържа много микроелементи като мед, стронций, барий, цинк, флуор и др., които играят важна роля в метаболизма на организма. Минералната част на костите също включва карбонати, хидроксиди и цитрати. Минералният състав на зъба е различен в различните му части. Твърдите части на зъба (емайл, дентин и цимент) съдържат от 70% (цимент и дентин) до 96 - 97% (емайл) неорганични вещества. Основната част от тези вещества е калциев фосфат, който е част от кристалите на хидроксиапатит (75%), както и калциев карбонат и калциев флуорид. Меките части на зъба (пулпа и пародонт) не се класифицират като тъкани с висока степен на минерализация. Пулпата се състои от хлабава влакнеста съединителна тъкан (такава тъкан се намира в почти всички органи и образува тяхната строма или рамка), а пародонтът се образува от плътна влакнеста съединителна тъкан, която също е част от сухожилията и връзките.

органична част.Органичните вещества на костната матрица са представени от протеини, липиди и малко количество протеогликани. Основният протеин на костната тъкан е колаген тип I (90 - 95%). В допълнение към него костната матрица съдържа протеини като колаген тип V, остеонектин, остеокалцин, т. нар. костни морфогенетични протеини (BMP) и ензими - алкална фосфатаза (в остеобластите) и кисела фосфатаза (в остеокластите). И двата ензима служат като маркери за съответните костни клетки. Въглехидратната част на протеогликаните на костната матрица е представена от дерматан и кератан сулфати. Основният компонент на органичната материя на зъбната тъкан е колаген тип I. Въглехидратите и липидите присъстват в малки количества. Съдържанието на органични вещества в твърдите части на зъба варира от 2% (емайл) до 30% (дентин и цимент). Съдържанието на органични вещества в меките части на зъба е същото като в съответните видове съединителна тъкан.

Междуклетъчен матрикс на ставния хрущял.Основните компоненти на междуклетъчната хрущялна матрица са колаген тип II, агрекан, хиалуронова киселина и вода. В допълнение към тях матрицата съдържа малки протеогликани, тип VI, IX, XI колагени, свързващ протеин, други неколагенови протеини (фибронектин, анкорин, хрущялен олигомерен протеин, хондроадхерин), различни растежни фактори. "Ендоскелетът" на хрущялната матрица се формира от фибриларна мрежа, която се състои от колаген типове II, IX и XI и придава здравина на хрущяла. Колаген XI се намира във фибрилите, образувани от колаген тип II и играе роля в сглобяването на тези фибрили. Колаген тип IX се прикрепя антипаралелно към фибрилите на колаген тип II. Неговият глобуларен NK4 домен е основният, той не е свързан с колагенови фибрили тип II и следователно такъв матричен компонент като хиалуронова киселина може да бъде прикрепен към него. Микрофибрилите, които се образуват от тетрамери на колаген тип VI, се прикрепят към фибрилите на колаген тип II и към хиалуроновата киселина. В допълнение, те могат да се прикрепят към клетките, поради което колаген тип VI се нарича молекула "мост" между клетъчната повърхност и колагеновите фибрили в извънклетъчния матрикс. Високомолекулните агрегати, състоящи се от агрекан и хиалуронова киселина, са полианиони, тъй като съдържат голям брой киселинни групи. Това допринася за високата хидратация на хрущялната матрица и гарантира, че тя изпълнява пружиниращи функции. Съдържанието на вода в ставния хрущял е променливо: при натоварване течността се измества, докато налягането на набъбване балансира външното натоварване. Когато натоварването спре, водата се връща обратно в хрущяла. Това се проявява много ясно в междупрешленните дискове. Сутрин, след нощен сън, водата представлява около 75% от масата на диска. При външно натоварване на дисковете през деня водното съдържание се намалява с около 20%. В резултат на това ръстът на човек вечер е с 1-2 см по-малък от сутринта. Астронавтите в условия на безтегловност показват увеличение на височината дори с 5 см. Малки протеогликани, например декорин, се прикрепят към колагенови фибрили тип II; те влияят на фибрилогенезата чрез ограничаване на диаметъра на тези фибрили. Фибронектинът също играе важна роля в организацията на хрущялния извънклетъчен матрикс. Биологичното значение на тези и други второстепенни компоненти на хрущялния матрикс се състои в това, че те участват в сглобяването и организацията на високомолекулните компоненти на междуклетъчното вещество и в регулирането на функцията на хондроцитите.

Междуклетъчен матрикс на кожната тъкан.Основният организиращ компонент на матрицата на кожната тъкан е колаген тип VII. Снопчетата фибрили, образувани от димерите на този колаген, могат да прикрепят своите С-краища към lamina densa.базална мембрана (сякаш за да се "закотви" в нея) и образуват бримки в субепидермиса. Такива "закотвени" фибрили могат да свързват lamina densaбазална мембрана с "котвени дискове", които са разположени в по-дълбоките субепителни слоеве и са сходни по състав с базалните мембрани (съдържат колаген тип IV). Закотвените фибрили също улавят фибрили от колаген тип I и III. По този начин "закотвените" колагенови фибрили тип VII осигуряват прикрепването на епидермиса към дермата.

базални мембрани.Базалните мембрани са специализирана форма на извънклетъчния матрикс. Те се синтезират от различни клетки: ендотелни, епителни, мускулни, нервни, мастни. Базалните мембрани са тънки слоеве, които обикновено отделят клетките и клетъчните слоеве от околната съединителна тъкан. Например, те обграждат отделни мускулни влакна, мастни и Шванови клетки. В структури като бъбречните гломерули и белодробните алвеоли базалните мембрани са разположени между два различни клетъчни слоя и действат като силно селективна филтрационна бариера. Електронната микроскопия разкрива двуслойна структура на базалните мембрани: lamina mm,който се намира отстрани на клетъчната мембрана и lamina densa,който е свързан с подлежащата съединителна тъкан. Основните компоненти на базалните мембрани са колаген тип IV, ламинин и протеогликани, съдържащи хепаран сулфат (SHPG). Неразтворимостта и механичната стабилност на базалните мембрани се осигуряват от молекули на колаген тип IV, които са организирани в специална поддържаща мрежа. Тази еластична триизмерна мрежа образува структурната рамка, към която се прикрепят другите компоненти на базалната мембрана. Ламининът взаимодейства с почти всички структурни компоненти на базалните мембрани: колаген тип IV, нидоген, SHBG Нидогенът образува нековалентно свързан комплекс с ламинин. В допълнение, нидогенът има място за свързване на колаген тип IV и по този начин може да играе ролята на "мост" молекула между различни компоненти на базалната мембрана. Базалната мембрана SHBG може да образува олигомери чрез свързване на крайните домени на протеиновото ядро ​​и може също да се свърже с ламинин и колаген тип IV. Базалните мембрани изпълняват разнообразни и сложни функции. В бъбречните гломерули базалната мембрана служи като полупропусклив филтър, който предотвратява преминаването на макромолекули от плазмата в първичната урина. От голямо значение в този процес е високият отрицателен заряд на протеогликаните, който предотвратява преминаването през базалната мембрана на други отрицателно заредени молекули (например протеини), както и отрицателно заредени еритроцити. В допълнение, базалните мембрани играят важна роля в прикрепването и ориентацията на клетките в пространството, в процесите на ембрионално развитие и регенерация на тъканите.

Има 2 вида колагенази:

тъканна колагеназаприсъства при хората в различни органи и тъкани. Обикновено се синтезира от клетки на съединителната тъкан, предимно фибробласти и макрофаги. Тъканната колагеназа е металозависим ензим, който съдържа Zn2+ в активния си център. Понастоящем са известни 4 изоформи на този ензим. Колагеназната активност зависи от съотношението на нейните активатори и инхибитори в междуклетъчния матрикс. Плазминът, каликреинът и катепсин В играят специална роля сред активаторите (виж Раздел 14). Тъканната колагеназа е силно специфична; тя разрязва тройната спирала на колагена на определено място, приблизително на 1/4 от разстоянието от С-края, между остатъците от глицин и левцин (или изолевцин). Получените фрагменти от колаген са разтворими във вода, при телесна температура спонтанно денатурират и стават достъпни за действието на други протеолитични ензими. Нарушаването на катаболизма на колагена води до фиброза на органи и тъкани (главно черния дроб и белите дробове). А повишеното разграждане на колаген се получава при автоимунни заболявания (ревматоиден артрит и системен лупус еритематозус) в резултат на прекомерен синтез на колагеназа по време на имунния отговор.

Бактериална колагеназасинтезирани от някои микроорганизми. Например Clostridium histolyticum(причинителят на газовата гангрена) отделя колагеназа, която разцепва пептидната верига на колагена на повече от 200 места. Този ензим хидролизира следващата връзка -X-Gly-Pro-U- между X и Gly единиците. Така се разрушават съединителнотъканните бариери в човешкото тяло, което осигурява проникването (или инвазията) на този микроорганизъм и допринася за възникването и развитието на газова гангрена. Самият патоген не съдържа колаген и следователно не се влияе от колагеназата.

Заболявания, свързани с нарушен синтез и узряване на колаген

тип колаген	Локализация на колаген в тъканите	Заболявания	причина	Клинични проявления
	Кости, кожа, връзки, сухожилия, склера, роговица, строма на вътрешни органи	Несъвършена остеогенеза	Мутации в гени (повече от 160), най-често делеции и замествания. Най-неблагоприятното е заместването на глицин с друга аминокиселина, в резултат на което се появява фрактура или огъване в молекулата на проколагена и нормалната тройна спирала не се образува.	Повишена чупливост на костите, зъбни аномалии, триъгълна форма на лицето, хипермобилност на ставите, синя склера
	Хрущял, междупрешленни дискове, стъкловидно тяло	Болест на Книст	Делеция в ген, която води до синтеза на скъсени колагенови вериги	Скъсяване и деформации на крайниците, скованост на ставите, кифосколиоза, високо късогледство
		Синдром на Стиклер и Вагнер	Образуването на терминиращ кодон, в резултат на което половината от колагеновата молекула се синтезира в стъкловидното тяло	Прогресивна миопия, често отлепване на ретината; ставна патология от типа на хроничен остеоартрит
	Кожа, съдове, строма на паренхимни органи, матка	Синдром на Ehlers-Danlo-Rusakov, тип IV	Мутации в гена (повече от 20) по вид делеции, инсерции, замествания. В резултат на това се синтезира колагенова молекула с нарушение на първичната структура, която се характеризира с намалена стабилност. Фибрилите, които образуват тези колагенови молекули, са по-тънки от нормалното и по-малко организирани.	Спонтанни разкъсвания на големи съдове, чревни перфорации, разкъсвания на бременна матка, спонтанен пневмоторакс
	Базални мембрани (бъбреци и бели дробове)	Синдром на Alport	Мутации в гени, които са придружени от нарушение на образуването на базалните мембрани	Първично увреждане на бъбреците, проявяващо се с хематурия и протеинурия; при някои форми едновременно се развива дифузна езофагеална лейомиоматоза (доброкачествен тумор на гладката мускулатура на хранопровода).
		Синдром на Гудпасчър	Образуване на антитела към молекулите на колаген тип IV	Гломерулонефрит, белодробна хемосидероз
	Кожа	булозна епидермолиза	Мутации в гена, водещи до намаляване на общия брой на "закотвените" фибрили в кожата, както и синтеза на дефектни фибрили	Епидермисът е слабо свързан с дермата, лесно се ексфолира и образува мехури (бикове), които лесно се нараняват, а на тяхно място се образуват ерозии.

Както и други произведения, които може да ви заинтересуват
73192.		Функция на потребление и множител (по Кейнс)	199,67 КБ
	Мултипликаторът е числов коефициент, показващ зависимостта на изменението на БНП от изменението на всеки компонент на съвкупното търсене. Инвестиционният мултипликатор ще изглежда така: където MR1 е инвестиционният мултипликатор...
73193.		Обекти на мониторинг: общество, околна среда, икономика	160,5 КБ
	Мониторингът на околната среда се отнася до информационната структура на системата за управление и регулиране. Цялостният мониторинг на околната среда включва както биологични, така и геофизични аспекти, резултатът от които трябва да бъде оценка и прогноза за състоянието ...
73194.		Математически понятия	112,5 КБ
	Понятията, които се изучават в началния курс по математика, обикновено се представят под формата на четири групи. Първата включва понятия, свързани с числата и операциите с тях: число, събиране, член, повече и т.н. Втората включва алгебрични понятия: израз, равенство, уравнение и др.
73195.		Защита и защита на правото на власт	85,33 КБ
	Защитата на vlastnostі - tse vzhittya vysnik raznomanіtnyh zahodіv, насочвайки към сигурността на целостта на неговата лента, yogo storonnostі vídnіrіznomanіnі nebazhanyh obstavov: негодници, елементарно тире, атака на злодея, дивият звяр toshchoo.
73196.		Екология на микроорганизмите	34,63 КБ
	Тези биоценози се характеризират с относително постоянство, но качественият и количественият състав на микрофлората на човешкото тяло се променя през целия живот и зависи от пола, възрастта, храненето, климата и др.
73197.		Реални газове и фазови преходи	834 КБ
	Отчитането на крайните размери на молекулите и силите на взаимодействие между тях ни позволява да въведем корекции в уравнението на Менделеев-Клапейрон и да получим уравнението на състоянието за идеални газове. Пресечната точка на изобара с изотерма дава точки със съответните параметри на състоянието.
73198.		Физика на атомното ядро. Радиоактивност	290KB
	Както вече е известно, съвременната физика е установила, че атомът се състои от положително заредено ядро ​​и заобикалящи го електрони. Каква е структурата на атомното ядро. Ключът към изучаването на атомното ядро ​​беше откритието на френския учен А.
73199.		Ядрени реакции. изкуствена радиоактивност. Елементарни частици	272,5 КБ
	Ядрата на атомите не могат да бъдат унищожени нито чрез нагряване до много хиляди градуси, нито чрез охлаждане до най-ниските температури. Разрушаването на ядрата изисква значителен разход на енергия. Как може да стане това? За да се отговори на този въпрос, е необходимо да се разбере значението на ядрените реакции.
73200.		Основи на молекулярно-кинетичната теория. Термодинамични параметри. Маса и размер на молекулите	348KB
	Всички тела - твърди течни и газообразни - са комбинация от голям брой атоми и молекули. При изучаване на свойствата на телата и физическите явления, протичащи с телата, са възможни две области на изследване: и молекулярната кинетика установява законите на потока от различни ...

Министерство на здравеопазването на Република Беларус

Учебно заведение "Витебски държавен орден за приятелство на народите"

медицински университет"

Катедра по обща и клинична биохимия

Резюме по темата:

Промени в съединителната тъкан при стареене, колагенози и заздравяване на рани

Изпълнено:

Студент от група 37, 2 курс

Факултет по медицина

Минина Е.Г.

Проверено:

Гребенников И.Н.

Витебск, 2011

Въведение.

Метаболитни и енергийни нарушения при:

Молекулно ниво;

Клетъчно ниво;

Органни и тъканни нива;

Нивото на целия организъм.

Неравномерни, многопосочни промени в метаболизма и енергията - характеризиращи се със стареене.

Установяване на метаболитни и енергийни нарушения.

Лечение на метаболитни и енергийни заболявания.

Заключение.

Литература.

Въведение.

метаболитно разстройство иенергиялежат в основата на увреждане на органи и тъкани, което води до появата на заболяване. Промените, които настъпват в хода на химичните реакции, са придружени от по-големи или по-малки промени в енергообразуващите и енергопоглъщащите процеси. Има 4 нива, на които могат да възникнат метаболитни и енергийни нарушения: молекулярно; клетъчен; орган и тъкан; цял организъм. Метаболитните и енергийните нарушения на всяко от тези нива могат да бъдат първични или вторични. Във всички случаи те се осъществяват на молекулярно ниво, при което промените в метаболизма и енергията водят до патологични нарушения на функциите на организма.

Нормалният ход на метаболитните реакции на молекулярно ниво се дължи на хармоничното съчетание на процесите на катаболизъм и анаболизъм. При нарушаване на катаболните процеси на първо място възникват енергийни затруднения, нарушава се регенерацията на АТФ, както и доставката на първоначалните субстрати на анаболизма, необходими за биосинтетичните процеси. От своя страна увреждането на анаболните процеси, което е първично или свързано с промени в процесите на катаболизъм, води до нарушено възпроизвеждане на функционално важни съединения - ензими, хормони и др. Нарушаването на различни връзки в метаболитните вериги е неравномерно по последствия. Най-значимите, дълбоки патологични промени в катаболизма възникват, когато системата за биологично окисление е увредена поради блокада на ензимите на тъканното дишане, хипоксия и т.н., или увреждане на механизмите на конюгиране на тъканното дишане и окислителното фосфорилиране (например, разединяване на тъканите дишане и окислително фосфорилиране при тиреотоксикоза). В тези случаи клетките са лишени от основния източник на енергия, почти всички окислителни реакции на катаболизма са блокирани или губят способността си да натрупват освободената енергия в молекулите на АТФ. Чрез инхибиране на реакциите на цикъла на трикарбоксилната киселина, производството на енергия от катаболизма се намалява с около две трети. Ако нормалният ход на гликолитичните процеси (гликолиза, гликогенолиза) е нарушен, тялото губи способността си да се адаптира към хипоксия, което засяга особено функционирането на мускулната тъкан. Нарушаването на използването на въглехидрати, уникални метаболитни източници на енергия в условия на липса на кислород, е една от причините за значително намаляване на мускулната сила при пациенти със захарен диабет. Отслабването на гликолитичните процеси възпрепятства метаболитното използване на въглехидратите, води до хипергликемия, превключване на биоенергетиката към липидни и протеинови субстрати и инхибиране на цикъла на трикарбоксилната киселина в резултат на липса на оксалооцетна киселина. Създават се условия за натрупване на недостатъчно окислени метаболити - кетонови тела, засилва се разграждането на белтъчините, засилва се глюконеогенезата. Развиват се ацетонемия, азотемия, ацидоза.

Според най-общата оценка морфологичните симптоми на старостта, както и клинико-физиологичните, по време, място и степен на тяхното развитие "не позволяват строга регламентация и не могат да бъдат предвидени". Горното отразява една от основните характеристики на стареенето - неговата "асиметрия" по отношение на различни системи, съответствие с принципите на хетерохронност (разнообразие), хетеротопия (разнообразие) и хетерометрия (разнообразие). В същото време, ако приемем организма като такъв, остава валидна представата за синхронността на появата на различни признаци на стареене (формирането на фенотипа на възрастен и стар човек), което отразява закономерността и целостта на съответен процес, връзката му с определен възрастов период от онтогенезата. Всичко това беше отбелязано дори от класическата геронтология, в основата на формирането на идеи, в която водещата роля принадлежеше на морфологията.

При анализ на морфологичните промени в стареещия организъм се откриват признаци на почти всички общи патологични процеси и на различни структурни нива - в макромолекули и техните комплекси, мембрани, органели, клетки, тъкани, органи и системи.

Най-забележимите от тях са атрофични, инволютивни промени („физиологична атрофия“ е специфичен геронтологичен термин), алтернативни промени - различни видове увреждания (дегенеративни и дистрофични промени, клетъчна смърт, разрушаване и намаляване на броя на структурните и функционални единици и междуклетъчни структури), както и адаптивни промени (регенеративни, хипертрофични, компенсаторни).

Наличието на атрофични промени във външния вид на възрастните пациенти, които се квалифицират като водещи по отношение на "сенилния комплекс от признаци", привлича вниманието на определена възраст още по време на живота. Те доминират и в общата картина на макроскопичните изменения в секцията на починалите старци и столетници. Атрофичните процеси, разпространяващи се до известна степен до всички органи и структури, обхващат кожата и нейните придатъци, подкожната мастна тъкан, млечните жлези, лигавиците (стомаха, червата, пикочните пътища), костно-ставния апарат, гениталните органи, лимфните възли, костния мозък, екзокринни и ендокринни жлези, нервни образувания и др.

Един от компонентите на процеса на сенилна (старческа) атрофия е общото намаляване на броя на органните паренхимни клетки.

За разлика от ненасилствената атрофия, която възниква например поради гладуване, с възрастовата атрофия на фона на пълно изчерпване на клетъчните елементи, често се отбелязва неравномерно увеличаване на клетъчните обеми. При типичната сенилна атрофия няма увеличение на масата на съединителната тъкан.

Морфологичният анализ на органите и тъканите на стареещите хора разкрива комбинации от инволютивни, деструктивни и адаптивни промени. В същото време, като правило, поради последното, нивото на адаптация, необходимо за поддържане на хомеостазата и осъществяване на целия комплекс от жизненоважни процеси, които запазват живота, се осигурява за доста дълго време. Разбира се, с възрастта пълнотата на компенсиране на загубените функции намалява. Въпреки това, дълго време морфологичното осигуряване на такава компенсация като цяло съответства на обхвата на функциите, изпълнявани от органите на стареене на жив човек, особено във физиологичния ход на възрастовия процес.

Функционално (и клинично), това се проявява в прогресивно нарастваща "старческа недъг" (отпадналост на тялото или "крехкост"). Степента на стареене зависи от индивидуалната променливост, която се отразява в разликата в морфологичните модели, открити в органите и тъканите при сравнителни изследвания. Един от „парадоксите“ на процеса на стареене е, че от една страна има разнообразие, по-специално, от индивид до индивид, от индивид до индивид, на свързаните с възрастта морфологични промени, а от друга страна, доста Стереотипната единна картина на окончателното възрастово преструктуриране се разгръща под формата на генерализирана атрофия, която е придружена от загуба на структури и отпадналост.

Съвременните методи на изследване разкриват сложен, многостранен, често противоречив в специфичния си израз морфологичен субстрат на възрастовата динамика на броя (интензивността) на функциите на субклетъчно, клетъчно, тъканно и органно ниво.

Отношението на геронтолозите към приноса на събитията на клетъчно ниво на морфофункционална организация към възрастовия процес все още е двусмислено. Едната група изследователи отдава водеща роля на промените в популациите на пролифериращите клетки, а другата - на промените в т. нар. постмитотични непролифериращи клетки, чиято продължителност на живота е сравнима с продължителността на живота на организма - т.е. човек, десетки и дори повече от сто години. Именно в дълголетните клетки се откриват признатите цитоморфологични корелати на стареенето. По отношение на промените в клетките, пролифериращи в зрял организъм, стареенето на организма е свързано със забавяне и/или спиране на клетъчното възпроизвеждане, както и с изход от злокачествено заболяване.

В непролифериращите стареещи клетки се натрупват промени, които патолозите често класифицират като сублетални, което в крайна сметка води или до клетъчна смърт, или до намаляване на способността на клетките да реагират адекватно на функционални заявки и/или действието на увреждащи агенти. Горните промени включват механизми, които осигуряват пластични и енергийни процеси, както и специфични, относително увреждащи вътреклетъчните структури агенти (антиоксидантни системи) или по-общи (протеини на топлинен шок или, което по-точно отразява техния функционален профил, протеини на клетъчен стрес) цитопротективни ефекти. С възрастта вероятността от онкотрансформация на клетките се увеличава, което може да се основава на различни причини - нестабилността на клетъчните геноми, дължаща се например на дисфункция на хромозомни теломери, мутации в супресорни гени или онкогени и др.

Повечето от вътреклетъчните структури на дълголетните клетки в една или друга степен са обект на промени, свързани с възрастта. Известно е, че продължителността на съществуване на някои от тези структури е по-малка от живота на клетката. Предполага се, че средната продължителност на живота на митохондриите в чернодробните клетки е 10 дни. Така, от една страна, можем да говорим за стареенето на съответните вътреклетъчни структури като такива, а от друга страна, за състоянието на определен клас органели във връзка със стареенето на клетките, особено дълголетните, за например, нервни, в стареещ организъм Стареенето на клетката, което убедително показва методът на електронната микроскопия, често е придружено от промяна на нейните контури поради образуването на израстъци.

От общите клетъчни органели митохондриите принадлежат към категорията на стареещите. Морфологично старите митохондрии показват подуване, изчистване на матрицата, различни видове вакуолизация и разрушаване на кристи. Напоследък се обръща внимание на мутациите в митохондриалната ДНК, чийто типичен резултат е по-голяма или по-малка биоенергийна недостатъчност на клетките и, следователно, дефицит във функцията на органите. По този начин е описано зависещо от възрастта делеция на фрагмента между 8470 и 13549 bp. (двойки нуклеотиди), където се намират гените на субединиците на комплексите аденозин трифосфатаза, оксидаза и коензим-0-редуктаза. Като цяло структурата на митохондриите става лабилна, тяхната устойчивост на хипоксични ефекти намалява и ефективността на окислителното фосфорилиране намалява функционално. Промените в клетъчните ядра морфологично често се проявяват под формата на тяхната лобулация. Често те стават хиперхромни.

Функционалното значение на това все още е въпрос на дебат. Цитогенетичният анализ показва увеличаване на броя на хромозомните аберации. Поне някои видове клетки (хепатоцити) се характеризират с полиплоидизация, свързана с възрастта. Една от проявите на стареене на дълголетни клетки е изчерпването на цитоплазмата от мембранни структури. По този начин нашето електронно микроскопско изследване на симпатикови неврони при стари мишки и плъхове разкрива намаляване на обема на гранулирания ендоплазмен ретикулум. Съответно, субпопулацията от свободни полизоми става преобладаваща в тези клетки. Последното може да показва изместване на приоритетите към синтеза на така наречените „домакински“ протеини, т.е. тези, предназначени за вътреклетъчно използване и поддържане жизнеспособността на самата клетка.

Намалява и огромният обем на структурите на ламеларния комплекс на Голджи, който изглежда като колекция от отделни диктиозоми, разпръснати из цитоплазмата. Натрупванията на фибриларен материал са честа находка при електронна микроскопия, особено в някои видове дългоживеещи клетки, като неврони. В същото време има натрупване на продукти от разграждане на вътреклетъчни структури - остатъчни тела. Специфичен признак на стареене в дългоживеещите клетки са интрацитоплазмените отлагания на липофусцин (пигмент за износване или стареене по отношение на класическата морфология). Гранулите на липофусцин в цитоплазмата на хепатоцити, кардиомиоцити, неврони на възрастни и стари индивиди образуват клъстери, което води до функционално значимо намаляване на работния обем на клетките. При масивни натрупвания на пигмент клетката умира. Поради факта, че гранулите на липофусцина са жълто-кафяви на цвят и техните конгломерати са обемни, цветът на органите на възрастните хора се променя: кафява атрофия на сърцето, кафява атрофия на черния дроб.

Местоположението на липофусцина в клетката съответства главно на огнищата на вътреклетъчен лизис или локализация на автофагозоми. Поради това е основателно мнението, че липофусциновите отлагания са признак за настъпили вътреклетъчни алтернативни процеси, протичащи с участието на лизозоми или директно в цитозола. Съществува гледна точка, според която образуването на вътреклетъчни отлагания на липофусцин с възрастта трябва да се разглежда като един от факторите на морфогенезата (патоморфозата) на клетъчното стареене. Във всеки случай тези отлагания, както вече беше отбелязано, значително намаляват работния обем на клетките. Липофусцинът обикновено се появява в тези части на клетката, където има неразграден мембранен материал или липиден детрит, който се оказа устойчив на ензимно разграждане, когато е изложен на лизозомни хидролази. Натрупването на липофусцин естествено се наблюдава при увреждане на клетъчните структури от свободни радикали. Самият пигмент обаче не е токсичен за клетките.

Досега няма пълна яснота не само за произхода на липофусциновите гранули, но и за това дали някакви положителни функционални или цитокомпенсаторни задачи се решават с участието на липофусцин при специфични условия, които характеризират стареещите постмитотични клетки (неврони, кардиомиоцити). Беше отбелязано, че липофусциногенезата се засилва при стрес и особено по време на дистрес, когато се нарушават корелациите между вътреклетъчните, предимно редокс, процеси и образуването на автофагозоми. Фокалната аутофагия е често срещан и типичен клетъчен отговор на сублетално увреждане. Предполага се, че той служи като един от механизмите за поддържане на клетъчната хомеостаза в условия, неблагоприятни за живота на клетките.
Малко по-отдалечени са данните за безспорно положителната стойност на натрупване с възрастта (за хора - 50 години и повече) на липофусцин в лещата на окото. Известно е, че светлината, проникваща в окото, от една страна, предизвиква формирането на зрителни образи и по този начин осигурява най-важната функция - зрението. От друга страна, той, особено в синята и виолетовата област на спектъра, има разрушителен ефект върху структурите на зрителния анализатор. „Пожълтяването на възрастта“, дължащо се на отлагания в лещата на липофусцин, който действа като светлинен филтър, намалява неблагоприятните ефекти на светлината. Отбелязаното обстоятелство е взето предвид при производството на оптика за очила за възрастни хора.

По-горе беше казано, че възрастовият процес се характеризира с явления на диспротеиноза, свързани по-специално с автоимунни механизми. Даден е пример за амилоидоза с образуване на амилоидни отлагания вътре в клетките. По-честите находки в цитоплазмата на стареещите дългоживеещи клетки са липидни отлагания.

Най-високата степен на увреждане на клетките, включително стареенето, е клетъчната смърт, в съответствие със съвременните концепции, може да бъде представена от два морфологични варианта - некроза и апоптоза. При некроза се наблюдава комбинация от процеси на разпадане в ядрото и цитоплазмата на клетките. В същото време се обръща внимание на подуване (онкоза) и дегенерация на плазмената мембрана и вътреклетъчните ултраструктури. Ако некрозата възниква при увреждащи влияния, включително под въздействието на свободни радикали, тогава апоптозата е типична за инволютивните процеси. По-специално, със стареенето на тялото настъпват атрофични процеси в органи, чието функциониране се регулира от хормони (простата, млечна жлеза).

В условията на свързано с възрастта отслабване на ендокринната стимулация се развива атрофия на органите с характерни признаци на апоптоза. Апоптозата очевидно започва с промени в ядрото: настъпва кондензация на хроматин, фрагментация на интрануклеарна ДНК, активиране или инактивиране на специфични функции на генетичния апарат на клетката. Самите клетки намаляват по обем, свиват се, образуват се издатини, съдържащи фрагменти от цитоплазмата. Освен това ядрото и цитоплазмата се фрагментират, образуват се апоптотични тела. Важен признак за апоптоза е интактността (запазването) на лизозомите и други вътреклетъчни органели. Апоптозните тела се поемат от макрофагите, където се усвояват. Очевидно ролята на апоптозата в загубата на клетки по време на стареенето не се ограничава до нейното участие само в процесите на физиологична атрофия. С имунохистохимични методи е установено, че апоптозата играе важна роля в развитието на лезии при умерена исхемия, както и под въздействието на неблагоприятни физични и химични фактори. Отличителните черти на некрозата и апоптозата са разгледани подробно от T.P. Денисова и Л.И. Малинина.

Очевидно стареенето все още не трябва да се идентифицира с програмирана клетъчна смърт (апоптоза), тъй като значителен брой стареещи клетки остават жизнеспособни за дълго време, губейки само способността да възпроизвеждат ДНК. Важно е и друго: с напредването на възрастта наред с пролиферативната активност намалява и синтетичната функция на клетките, което значително ограничава процесите на самообновяване на клетките и тъканите, репаративните процеси при увреждане и адекватната реакция на стрес. Регулирането на съдържанието на макромолекулни съединения в клетката е нарушено, особено по отношение на бързото разрушаване на дефектните макромолекули и тяхното отстраняване от клетката.

Стволовите клетки играят важна роля в процеса на стареене. Мезенхимните стволови клетки от костен мозък, например, се характеризират с плурипотентност. В подходящи случаи те напускат костния мозък и се концентрират в патологично променени области на тялото (зони на възпаление, инсулт), където изпълняват заместващи, организационно-индуциращи, трофични (в широк смисъл) функции. Предполага се, че стволовите клетки с различен продуктивен потенциал и различна локализация в тялото са в основата на физиологичната и в редица ситуации репаративна регенерация на тъкани и органи. Има мнение, че броят на стволовите клетки намалява с възрастта, което може да бъде важна връзка в морфогенезата на инволютивните промени. Намаляването на популацията на стволовите клетки трябва да се разглежда като морфологична основа за отслабването на регенеративните процеси при възрастни и сенилни хора.В процеса на стареене структурната организация и свойствата на извънклетъчния матрикс се променят значително, включително поради посттранслационни модификация на протеини и натрупване на разградени молекули.

Тези промени обхващат съединителната тъкан. Така че в колагена с възрастта се образуват междумакромолекулни ковалентни напречни връзки. В тази връзка става по-малко разтворим, по-малко достъпен за действието на колагеназата, придобива по-голяма термична стабилност и съединителната тъкан губи присъщата си плътност и еластичност. Продуктите на неензимно гликозилиране могат да стимулират макрофагите и други клетки да произвеждат протеази и някои цитокини, които играят важна роля в разрушаването на тъканите. Експериментът показа, че потискането на реакциите на гликозилиране намалява свързаните с възрастта дегенеративни промени в съединителната тъкан, по-специално в стените на кръвоносните съдове. При пациенти със захарен диабет такива промени са особено изразени и водят до микроангиопатии с нарушено кръвоснабдяване на тъканите в микроциркулаторната връзка.

Натрупването на протеогликани в извънклетъчния матрикс е свързано с нарушения в протеолитичните процеси и с отслабване на кръвоснабдяването в микроциркулаторното русло на органите и тъканите на стареещите хора. Има прогресивна дегенерация на колагеновите влакна. Разградените макромолекули влошават метаболитната ситуация, пластичните процеси и качествените характеристики на матрицата. Натрупването на продукти от неензимно гликозилиране на протеините на лещата и разграждането на нейните матрични протеинови молекули са в основата на развитието на сенилна катаракта.

Горната информация се отнася до общи патологични процеси, които се разкриват по време на стареенето на тялото. Те трябва да бъдат допълнени с данни за тъканни и органни изменения. Освен това е полезно да се спрем на някои общи въпроси, които са важни за пълна интравитална и постмортална клинична и анатомична оценка на стареенето, състоянието на старостта, заболяванията и заболяванията на съответния възрастов период при конкретни хора.

Несъмнено всички органи и системи се променят по определен начин с възрастта при всички хора, включително тези, които са живели без болести до старост. Също толкова очевидно (и това беше отбелязано по-горе), че свързаните с възрастта атрофични промени се различават по времето на възникване, скоростта на развитие, тежестта в различните органи на едно и също лице и индивидуалните характеристики (ефект на възраст, пол, наследственост върху регенеративни и инволютивни процеси). Неспазването на тази разпоредба може да причини заблуди или дори грешки в съзнанието и действията на практикуващите лекари. По-специално, говорим за доста типична свръхдиагностика на заболявания при възрастни и стари хора, тромави клинични диагнози с впечатляващ списък от нозологични единици.

От друга страна, има тенденция да се обясняват оплакванията на възрастните пациенти с тяхната възраст и с нотка на неизбежност и следователно неконтролируемост на тези оплаквания. С напредване на възрастта изглежда се „очаква“ все по-голям брой хронични разстройства и заболявания. В такава ситуация, с догматична нагласа, специалистът може априори да третира всеки стар човек като стар, а всеки стар човек като очевидно болен. Както показват клиничните и патологоанатомични анализи, отбелязаното наистина често дезориентира лекаря, в резултат на което пациентът не се изследва достатъчно, а основното заболяване или неговите сериозни усложнения остават неразпознати.Старостта наистина е съпроводена с повишена честота на заболяванията , но не е тяхна причина.

В същото време е необходимо да се вземе предвид влиянието на редица хронични заболявания върху прогресията на свързаните с възрастта промени при млади и средни хора, което очевидно има дългосрочни хипоксични състояния като една от водещите причини .

Клиничният и патологоанатомичният анализ убеждават необходимостта от диференцирано отношение към заболяванията, които често се срещат при възрастните и сенилните хора. Списъкът на "болестите на старостта", даден по-специално в известната монография на I.V. Давидовски и отразявайки класическите идеи, включва разстройства на паметта и поведението, деменция, атонични, паретични, невротични състояния, сенилен катар на бронхите и други разстройства. Авторът разглежда дряхлостта (старческото лудост по класическата терминология) като специфично заболяване с общо значение за старостта - естествен завършек на стареенето.

Такива стари хора, които не могат да съществуват без външна помощ, се характеризират с пет "гериатрични гиганта": объркване, наранявания поради падане, бездействие или неподвижност, незадържане на урина, рани от залежаване. В наше време обаче има основание да се оценява по-оптимистично състоянието на старостта. Съвременната медицина е разработила подходи и разполага с фармакологични и други средства за повече или по-малко ефективна корекция на компонентите на комплекса "заболявания на старостта". Фундаменталната наука и практическата медицина днес са натоварени със задачата да намерят средства за намаляване на скоростта (скоростта) на стареенето.В икономически развитите страни най-честите причини за смърт на стари хора поради патология са сърдечни и съдови заболявания, злокачествени новообразувания, мозъчно-съдова патология, включително удари, грип, пневмония.

Понастоящем се признава проблемът с риска от развитие на патологични прояви във връзка с употребата на лекарства от възрастни и възрастни пациенти. Клиничните и патологичните сравнения ни убеждават в необходимостта да се вземе предвид цялото разнообразие и променливост, предимно индивидуална, на морфофункционалните възрастови промени (възрастов фон) при провеждане на лекарствена терапия. Задачата, която трябва да се реши, е трудна, тъй като изисква цялостна оценка на състоянието на тялото на възрастен и стар човек. В същото време трябва да се вземат предвид възможните "нетипични" клинични прояви (безсимптомно протичане, маски на заболяването). Напредъкът в диагностиката и лечението на заболяванията при възрастните и старите хора и в намаляването на броя на несъответствията между клиничните и патологоанатомичните диагнози е възможен въз основа на цялостен анализ на морфологичните и функционални характеристики на стареещия и остарял организъм и клинични и морфологични варианти на хода на заболяванията при възрастни и възрастни пациенти.

Съединителната тъкан представлява повече от 50% от телесното тегло в тялото, образувайки поддържаща рамка (скелет) и външна обвивка (кожа), е неразделна част от всички органи и тъкани, образувайки заедно с кръвта вътрешна среда, чрез която всички структурни елементи получават хранителни вещества и дават продукти на метаболизма.

Изпълнявайки разнообразни и сложни функции в организма, свеждащи се в крайна сметка до поддържане на хомеостазата, съединителната тъкан също участва активно в развитието на патологичните процеси. Трудно е да се назове общ патологичен процес и нозологична форма, да не говорим за зарастване на рани, възпалителни процеси, склеротични промени, ревматични заболявания, костно-ставни процеси, в резултат на които промяната в съединителната тъкан няма да играе роля или друг.

В процеса на стареене съединителната тъкан също претърпява изразени промени. С възрастта съдържанието на вода в съединителната тъкан намалява и съотношението на основното вещество към влакната също се променя. Намаляването на това съотношение възниква както поради увеличаване на концентрацията на колаген, така и поради намаляване на концентрацията на компонентите на интерстициалното вещество. Особено значимо е намаляването на количеството глюкуронова киселина. В по-малка степен концентрацията на хондроитин сулфатите и количеството на гликопротеините и мукопротеините намаляват, а в някои органи се установява тяхното повишаване.

Колагенът претърпява най-значителни промени не само в количествено, но и в качествено отношение: процесът на синтез на колаген се забавя, физическите му свойства се променят, което се изразява в увеличаване на здравината на колагеновите влакна и намаляване на тяхната еластичност. В процеса на стареене се наблюдава и намаляване на концентрацията на съединителнотъканния компонент – еластин.

Обобщавайки данните за клиничните признаци на общо стареене на женския организъм по време на физиологичния ход на менопаузата, трябва да се подчертае, че признаците на стареене стават най-изразени в периода след менопаузата. Те се проявяват в трофични, вегетативно-съдови, метаболитни и ендокринни нарушения. Според В. Г. Баранов тези промени се дължат на стареенето на хипоталамусната част на мозъка. С физиологичния ход на менопаузата до около 40-50% от жените се адаптират към възрастовите промени и се чувстват практически здрави. Именно в този период от живота е важно своевременно да се идентифицира началото на патологичния ход на менопаузата или заболявания, които най-често се проявяват по време на стареенето на женското тяло.

Те включват заболявания като диабет, хипертония, дисфункция на щитовидната жлеза, дисфункция и заболявания на сърдечно-съдовата система, затлъстяване, доброкачествени и злокачествени тумори, сенилни психози, депресивни състояния. Много е важно да припомним още веднъж, че поради широкото използване на различни видове физикално и медикаментозно лечение, протичането на тези заболявания се промени. В момента, както вече беше споменато по-горе, преобладават изтрити, нетипични и следователно трудни за диагностициране форми на различни заболявания, които трябва да бъдат открити своевременно, за да бъде лечението ефективно.

Генетичната програма на развитие и стареене на организма е индивидуална. Въпреки това, продължителността на живота може да се увеличи, ако се подобрят методите за диагностика и лечение на сърдечно-съдови и неопластични заболявания. В тази връзка от голямо значение е изучаването на физиологията и патологията на менопаузата. Ако горните заболявания се открият своевременно и се проведе подходящо лечение на пациентите, това несъмнено ще намали честотата на патологичния ход на менопаузата.

В процеса на стареене на организма се установява намаляване на броя на клетките в черния дроб, бъбреците, ендокринните жлези, миокарда и скелетната мускулатура. Въпреки това, намаляването на броя на клетките все още не определя естеството на органната дисфункция. На фона на общите възрастови инволюционни промени (схема 1) възникват климактерични инволюционни промени в репродуктивната система.

Схема 1. Физиологичният ход на менопаузата

По този начин стареенето се характеризира с много генетично програмирани функционални метаболитни и морфологични промени. Клиничната изява на последното е различна при различните индивиди. Познаването на клиничните особености на физиологичното стареене на тялото ще позволи на лекаря в клиничната практика своевременно да идентифицира първите признаци на патологичния ход на менопаузата, както и да диагностицира ранните признаци на заболявания, които най-често възникват или се проявяват в този период от живота. В същото време е важно да се вземат предвид особеностите на свързаните с възрастта промени в тялото и репродуктивната система и да се сравнят с паспортната възраст на жената.

Обща промяна, свързана с възрастта, която е обща за всички видове съединителна тъкан, е намаляването на водното съдържание и съотношението основно вещество/влакна. Индикаторът на това съотношение намалява както поради увеличаване на съдържанието на колаген, така и в резултат на намаляване на концентрацията на гликозаминогликани. На първо място, съдържанието на хиалуронова киселина е значително намалено. Обаче, не само общото количество на киселинните гликозаминогликани намалява, но и количественото съотношение на отделните гликани също се променя. В същото време има и промяна във физикохимичните свойства на колагена (увеличаване на броя и силата на вътрешно- и междумолекулните напречни връзки, намаляване на еластичността и способността за набъбване, развитие на резистентност към колагеназа и др. ), повишаване на структурната стабилност на колагеновите влакна (прогресия на процеса на "узряване" на фибриларните структури на съединителната тъкан). Трябва да се помни, че стареенето на колагена in vivo не е същото като износването. Това е вид резултат от метаболитни процеси, протичащи в тялото, които засягат молекулярната структура на колагена.

Сред многобройните лезии на съединителната тъкан особено място заемат колагенозите. Те се характеризират с увреждане на всички структурни компоненти на съединителната тъкан: влакна, клетки и междуклетъчно основно вещество. Колагенозата обикновено включва ревматизъм, ревматоиден артрит, системен лупус еритематозус, системна склеродермия, дерматомиозит и нодозен периартериит. Всяко от тези заболявания има своеобразно протичане и чисто индивидуални прояви. Сред многобройните теории за развитието на колагенозите най-голямо признание е получила теорията за инфекциозно-алергичния произход.

И накрая, трябва да се отбележи, че нарушеното хидроксилиране на колаген е един от биохимичните дефекти при скорбута. Колагенът, синтезиран при липса или дефицит на аскорбинова киселина, е недостатъчно хидроксилиран и следователно има по-ниска точка на топене. Такъв колаген не може да образува влакна с нормална структура, което води до увреждане на кожата и крехкост на кръвоносните съдове, които са толкова ясно изразени при скорбут.

Факторите, регулиращи метаболизма на съединителната тъкан, на първо място трябва да включват ензими, хормони и витамини.

Много хормони имат ефект главно върху някои специфични видове съединителна тъкан. Този раздел се занимава с хормонални влияния, които са от общ характер. По този начин редица глюкокортикоидни хормони (кортизон и неговите аналози) инхибират биосинтезата на колаген от фибробластите и инхибират друга важна метаболитна функция на фибробластите - биосинтезата на гликозаминогликани.

Очевидно ефектът на глюкокортикоидните хормони върху съединителната тъкан не се ограничава до инхибиране на биосинтетичната активност на фибробластите. Смята се, че под тяхно влияние се активира ензимният катаболизъм на колагена.

Минералокортикоидните хормони (алдостерон, дезоксикортикостерон) на надбъбречните жлези, напротив, стимулират пролиферацията на фибробластите и в същото време засилват биосинтезата на "основното вещество" на съединителната тъкан.

Известно е също, че тироксинът предизвиква засилена деполимеризация на хиалуроновата киселина, а соматотропният хормон на предната хипофизна жлеза стимулира включването на пролин в полипептидната верига на тропоколагена.

Още по темата Биохимични промени в съединителната тъкан при стареене и някои патологични процеси.:

1. Промени в централната нервна система при стареене, дегенеративни процеси и деменция (деменция)
2. Влияние на процесите на стареене върху проводимите тъкани на вентрикулите
3. Белодробни лезии при дифузни заболявания на съединителната тъкан
4. УВРЕЖДАНЕ НА НЕРВНАТА СИСТЕМА ПРИ РЕВМАТИЗЪМ И ДРУГИ ДИФУЗИВНИ ЗАБОЛЯВАНИЯ НА СЪЕДИНИТЕЛНАТА ТЪКАН
5. Морфологични промени в мускулната тъкан по време на узряването на месото