גורמים המובילים להפרעה באספקת האנרגיה של התא. נזק לתאים איסכמיים. מנגנוני הפרה של אספקת האנרגיה של התא והשלכותיו הושלם על ידי: חכם. מנגנוני הסתגלות התא לנזק

תאים - המרכיבים המבניים והתפקודיים העיקריים של רקמות, איברים והגוף בכללותו - שומרים על הומאוסטזיס משלהם על מנת לבצע את תפקידיהם, לבצע את חילוף החומרים והאנרגיה, ליישם מידע גנטי, להעביר אותו לצאצאים ובאופן ישיר או עקיף. (דרך המטריצה ​​הבין-תאית והנוזלים) מספקים את הפונקציות של הגוף. כל תא (איור 4-1) מתפקד בגבולות הנורמליים (הומאוסטזיס),או להסתגל לחיים בתנאים משתנים (הִסתַגְלוּת),או מת כאשר חורגים מיכולות ההסתגלות שלו (נֶמֶק)או פעולת האות המתאים (אפופטוזיס).

הומאוסטזיס(הומאוקינזיס) - איזון דינמי בתא נתון, עם תאים אחרים, מטריצה ​​חוץ-תאית והומורלית

אורז. 4-1. הומאוסטזיס, הסתגלות וצורות טיפוסיות של פתולוגיה של תאים.משמאל באליפסה - גבולות הנורמה. תכונה חיונית של תהליכים פתולוגיים טיפוסיים היא הפיכותם. אם מידת הנזק חורגת מגבולות יכולות ההסתגלות, התהליך הופך לבלתי הפיך (דוגמאות הן נמק, אפופטוזיס, דיספלזיה, גידול גידול).

גורמים המספקים תמיכה מטבולית ומידע אופטימלית. חיי התא בתנאים של הומאוסטזיס - אינטראקציה מתמדת עם אותות וגורמים שונים.

הִסתַגְלוּת- הסתגלות בתגובה לשינויים בתנאים לקיומם של תאים (כולל השפעת גורם מזיק).

מוות של תאים- הפסקת חיים בלתי הפיכה. מתרחשת בשל תהליך מתוכנת גנטית (אפופטוזיס),או כתוצאה מפציעה קטלנית (נֶמֶק).

צורות טיפוסיות של פתולוגיה של תאים:ניוון, דיספלזיה, מטפלזיה, תת תזונה (אטרופיה), היפרטרופיה, כמו גם נמק וצורות פתולוגיות של אפופטוזיס.

נֵזֶקגורמים מזיקים

השפעת הגורם המזיקעשוי להיות הפיך או בלתי הפיך (איור 4-2).

אופי הגורם המזיקשלישיה: פיזיקלית, כימית או ביולוגית (כולל חברתית).

בראשית.לפי מוצא, גורמים מזיקים מחולקים לאקסוגניים ואנדוגניים.

אורז. 4-2. סימנים של נזק הפיך ובלתי הפיך.[ב-4].

♦ גורמים אקסוגניים(פעל על התא מבחוץ):

❖ השפעות פיזיות(מכני, תרמי, קרינה, זרם חשמלי);

❖ חומרים כימיים(חומצות, אלקליות, אתנול, מחמצנים חזקים);

❖ גורמים מדבקים(וירוסים, ריקטסיה, חיידקים, אנדו ואקסוטוקסינים של מיקרואורגניזמים, הלמינתים וכו').

♦ חומרים אנדוגניים(נוצר ופועל בתוך התא):

❖ טבע פיזי(למשל, עודף רדיקלים חופשיים; תנודות בלחץ האוסמוטי);

❖ גורמים כימיים(לדוגמה, הצטברות או מחסור של יוני H+, K+, Ca 2+, חמצן, פחמן דו חמצני, תרכובות מי חמצן, מטבוליטים וכו');

❖ סוכנים ביולוגיים(לדוגמה, חלבונים, אנזימים ליזוזומים, מטבוליטים, Ig, גורמים ציטוטוקסיים; מחסור או עודף של הורמונים, אנזימים, פרוסטגלנדינים - Pg).

השפעות של גורמים מזיקיםהושג בצורה ישירה(גורמי נזק ראשוני) או בַּעֲקִיפִין(בעת יצירת שרשרת של תגובות פתולוגיות משניות - גורמי נזק משניים).

מנגנונים של נזק לתא

המנגנונים החשובים ביותר של שינוי תאי כוללים:

♦ הפרעות באספקת האנרגיה של התא;

♦ פגיעה בממברנות ובאנזימים;

♦ הפעלה של תהליכי רדיקלים חופשיים ופרוקסיד;

♦ חוסר איזון של יונים ומים;

♦ הפרעות בגנום או בביטוי הגנים;

♦ הפרעות ויסות בתפקודי התא.

הפרעות באספקת האנרגיה של התא

אספקת האנרגיה של התא יכולה להיות מוטרדת בשלבי סינתזה מחדש, הובלה וניצול של אנרגיית ATP. הגורם העיקרי להפרעות הוא היפוקסיה(אספקה ​​מספקת של תאים עם חמצן והפרה של חמצון ביולוגי).

סינתזה מחדש של ATPמופרע כתוצאה ממחסור בחמצן ובמצעים מטבוליים, ירידה בפעילות של אנזימי נשימה רקמות ואנזימי גליקוליזה, כמו גם נזק והרס של המיטוכונדריה (בהן התגובות של מחזור קרבס והעברת אלקטרונים למולקולרית חמצן הקשור לזרחון ADP) מתרחש.

הובלת אנרגיה.האנרגיה של ATP הכלוא בקשרים מאקרו-אירגיים עוברת למבנים אפקטורים (מיופיברילים, יונים-

משאבות וכו') בעזרת ADP-ATP translocase ו-CPK. אם האנזימים או קרומי התא הללו נפגעים, תפקודם של מבני האפקטור מופרע.

שחזור אנרגיהיכול להיפגע בעיקר עקב ירידה בפעילות של ATPases (myosin ATPase, Na + K + -ATPase של ממברנת הפלזמה, פרוטון ואשלגן ATPase, Ca 2 + -ATPase וכו'), CPK, adenine nucleotide transferase.

נזק לממברנה

נזק לממברנות התא מתרחש עקב התהליכים הבאים:

הפעלת הידרולאז.בהשפעת גורמים פתוגניים, הפעילות של ליפאזות, פוספוליפאז ופרוטאזות הקשורות לממברנה, חופשיות (מומסות) וליזוזומליות יכולה לעלות באופן משמעותי (לדוגמה, במהלך היפוקסיה וחמצת). כתוצאה מכך, פוספוליפידים וחלבוני ממברנה עוברים הידרוליזה, המלווה בעלייה משמעותית בחדירות הממברנה.

הפרעות בתיקון ממברנה.כאשר נחשפים לגורמים מזיקים, סינתזה מתקנת של מקרומולקולות קרום שהשתנו או אבדו (כמו גם סינתזה שלהן דה נובו)מדוכא, מה שמוביל לתיקון ממברנה לא מספק.

הפרות של הקונפורמציה של מקרומולקולות(המבנה המרחבי שלהם) מוביל לשינויים במצב הפיזיקלי-כימי של ממברנות התא והקולטנים שלהם, מה שמוביל לעיוותים או לאובדן תפקודם.

קרע של ממברנות.מתיחת יתר וקרע של הממברנות של תאים ואברונים נפוחים כתוצאה מהידרציה שלהם (תוצאה של עלייה משמעותית בלחץ האוסמוטי והאונקוטי) היא מנגנון חשוב לנזק לממברנה ולמוות של תאים.

תגובות רדיקלים חופשיים ופרוקסיד- בדרך כלל, זהו חוליה הכרחית בהובלת אלקטרונים, סינתזה של Pg ולויקוטריאנים, פגוציטוזיס, חילוף החומרים של קטכולאמינים וכו'. חלבונים, חומצות גרעין ובעיקר שומנים מעורבים בתגובות של רדיקלים חופשיים, בהתחשב בנוכחות של חלק גדול מהם בממברנות התא (חמצן שומנים רדיקלי חופשי - SPOL ). בהשפעת גורמים פתוגניים, יצירת הרדיקלים החופשיים ו-LPOL עולה באופן משמעותי, מה שמגביר את הנזק לתאים.

♦ שלבי SPOL:היווצרות מיני חמצן תגובתיים - יצירת רדיקלים חופשיים של חומרים אורגניים ואי-אורגניים - ייצור של שומנים פרוקסידים והידרופרוקסידים.

מיני חמצן תגובתיים- ❖ סינגל (Ό 2) ❖ רדיקל סופראוקסיד (O 2 -)

❖ מי חמצן (H 2 O 2) ❖ רדיקל הידרוקסיל (OH -).

♦ פרואוקסידנטים ונוגדי חמצון.עוצמת ה-LPO מווסתת על ידי היחס בין הגורמים המפעילים (פרו-אוקסידנטים) ומדכאים (נוגדי חמצון) שלו.

❖ פרואוקסידנטים- תרכובות מחומצנות בקלות המנטרלות רדיקלים חופשיים (נפתוקינונים, ויטמינים A ו-D, חומרים מפחיתים - NADPH 2, NADH 2, חומצה ליפואית, מוצרים מטבוליים של Pg וקטכולאמינים).

❖ נוגדי חמצון- חומרים המגבילים או אפילו עוצרים תגובות רדיקלים חופשיים ופרוקסיד (רטינול, קרוטנואידים, ריבופלבין, טוקופרולים, מניטול, סופראוקסיד דיסמוטאז, קטלאז).

♦ השפעות חומרי ניקוי של אמפיפילים.כתוצאה מהפעלת תגובות ליפיד פרוקסיד והידרולאזות, הידרופרוקסיד שומני, חומצות שומן חופשיות ופוספוליפידים - מצטברים אמפיפילים (חומרים הניתנים לקיבוע הן באזור ההידרופובי והן באזור ההידרופילי של הממברנות). זה מוביל להיווצרות של צבירים אמפיפיליים נרחבים (התעלות הטרנסממברניות הפשוטות ביותר), שברים מיקרו והרס ממברנה.

חוסר איזון של יונים ומים

הנוזל התוך תאי מכיל כ-65% מכלל מי הגוף ומאופיין בריכוזים נמוכים של Na + (10 mmol/l), Cl - (5 mmol/l), HCO 3 - (10 mmol/l), אבל ריכוז גבוה של K + (150 mmol/l) ו-PO 4 3- (150 mmol/l). הריכוז הנמוך של Na+ והריכוז הגבוה של K+ נובעים מהעבודה של Na+,K+-ATPase השואב Na+ מהתאים בתמורה ל-K+. חוסר איזון תאי של יונים ומים מתפתח בעקבות הפרעות באספקת אנרגיה ופגיעה בממברנה.

הביטויים של חוסר איזון יוני ומים כוללים: ❖ שינויים ביחס של יונים בודדים בציטוזול; ❖ הפרה של היחס הטרנסממברני של יונים; ❖ היפר הידרציה של תאים; ❖ תת הידרציה בתאים; ❖ הפרות של אלקטרוגנזה.

שינויים בהרכב היוניעקב פגיעה ב-ATPase של הממברנה ופגמים בממברנה. לכן, עקב הפרעה לעבודה של Na +, K + -ATPase, עודף Na + מצטבר בציטוזול ו-K + אובד על ידי התא.

נפיחות אוסמטית והתכווצות אוסמטית של תאים.מצב התאים עם שינוי באוסמוטיות נחשב באיור. 4-3.

היפר הידרציה.הסיבה העיקרית להידרציה של תאים פגועים היא עלייה בתכולת Na + וכן חומרים אורגניים, המלווה בעלייה בלחץ האוסמוטי בהם ובנפיחות התאים. זה בשילוב עם מתיחה ו

קרעי ממברנה. תמונה כזו נצפית, למשל, במהלך המוליזה אוסמוטי של אריתרוציטים (איור 4-3). היפוהידרציהתאים נצפים, למשל, עם חום, היפרתרמיה, פוליאוריה, מחלות זיהומיות (כולרה, טיפוס הבטן, דיזנטריה). מצבים אלו מובילים לאובדן מים על ידי הגוף, המלווה בשחרור נוזלים מהתאים, וכן תרכובות אורגניות ואי-אורגניות מסיסות במים.

אורז. 4-3. מצב אריתרוציטים תלויים בתמיסת NaCl. אבסקיסה: ריכוז (C) NaCl (ממול/ליטר); לאורך ציר ה-y: נפח התא (V). בריכוז NaCl של 154 mmol/l, נפח התאים זהה לפלסמה בדם (תמיסת NaCl איזוטונית) עם עלייה בריכוז NaCl (תמיסת NaCl היפרטונית) יוצאים מים מהאריתרוציטים והם מתכווצים. עם ירידה בריכוז NaCl (תמיסת NaCl היפוטונית), מים נכנסים לאריתרוציטים, והם מתנפחים. כאשר התמיסה היא היפוטונית, בערך פי 1.4 מהערך של תמיסה איזוטונית, הממברנה נהרסת. .

הפרעות אלקטרוגנזה(שינויים במאפיינים של פוטנציאל הממברנה - MP ופוטנציאל פעולה - AP) חיוניים, שכן הם לרוב אחד מהסימנים החשובים לנוכחות ואופי של נזק לתאים. דוגמה לכך היא שינויי אק"ג עם פגיעה בתאי שריר הלב, אלקטרואנצפלוגרמות עם פתולוגיה של נוירונים במוח, אלקטרומיוגרמות עם שינויים בתאי שריר.

הפרעה גנטית

שינויים בגנום ובביטוי הגנים הם גורם משמעותי בפגיעה בתאים. הפרעות כאלה כוללות מוטציות, דיכאונות והדחקות של גנים, טרנספקציות והפרעות מיטוטיות.

מוטציות(לפיכך, מוטציה בגן האינסולין מובילה להתפתחות סוכרת).

דכאוןגן פתוגני (דרכאון אונקוגני מלווה בהפיכת תא נורמלי לתא גידול).

הַדחָקָהגן חיוני (דיכוי הביטוי של הגן phenylalanine 4-monooxygenase גורם להיפרפנילאלנינמיה ולהתפתחות אוליגופרניה).

טרנספקציה(החדרת DNA זר לגנום). לדוגמה, טרנספקציה של ה-DNA של נגיף הכשל החיסוני מובילה להופעת איידס.

הפרעות מיטוטיות(לדוגמה, חלוקת הגרעינים של אריתרוקריוציטים ללא חלוקה של הציטופלזמה נצפית באנמיה מגלובלסטית) ו מיוזה(הפרה של ההתבדלות של כרומוזומי המין מובילה להיווצרות מחלות כרומוזומליות).

גילויים של נזק לתא

כל פגיעה בתא גורמת לשינויים ספציפיים ולא ספציפיים בו בדרגות חומרה שונות. שינויים ספציפייםלהתפתח עם פעולה גורם פתוגני מסויםעל תאים שונים או סוגים מסוימים של תאיםתחת פעולתם של גורמים מזיקים שונים.

גורמים פתוגניים,גורם לשינויים ספציפיים בתאים שונים: לחץ אוסמוטי, מפרקים, היפראלדוסטרונמיה וכו'.

♦ לחץ אוסמוטי.עלייה בלחץ האוסמוטי בתא מלווה תמיד בהיפר הידרציה שלו, מתיחת הממברנה והפרת שלמותם (תופעת "הרס תאים אוסמוטי").

♦ מפרקים.בהשפעת מפרקי חימצון וזרחון (למשל חומצות שומן גבוהות יותר - VFA או Ca 2 +), הצימוד של תהליכים אלו ויעילות החמצון הביולוגי מופחתים או נחסמים.

♦ היפראלדוסטרונמיה.תכולה מוגברת של אלדוסטרון בדם ובאינטרסטיום מובילה להצטברות של Na + בתאים.

קבוצות תאים,תגובה עם שינויים ספציפיים בפעולה של גורמים מזיקים שונים:

♦ אלמנטים שרירייםהם מגיבים להשפעה של גורמים פתוגניים שונים בעלי חוזק ניכר על ידי התפתחות ההתכווצות שלהם.

♦ תאי דם אדומיםעם פציעות שונות, הם עוברים המוליזה עם שחרור Hb.

שינויים לא ספציפיים(סטריאוטיפי, סטנדרטי) להתפתח כאשר סוגים שונים של תאים נפגעים ונחשפים למגוון רחב של גורמים פתוגניים.דוגמאות:חמצת, הפעלה מוגזמת של תגובות רדיקלים חופשיים ופרוקסיד, דנטורציה של מולקולות חלבון, חדירות מוגברת של ממברנות התא, חוסר איזון של יונים ומים, יעילות מופחתת של חמצון ביולוגי.

צורות אופייניות של פתולוגיה

הצורות האופייניות העיקריות של פתולוגיה של התא הן היפוטרופיה וניוון, היפרטרופיה ודיסטרופיה, דיספלזיה, מטפלזיה, כמו גם נמק ואפופטוזיס.

היפוטרופיה ואטרופיה.היפוטרופיה מאופיינת בירידה בגודל ובמסה של התא, שדרגתה הקיצונית היא ניוון. היפוטרופיה וניוון משולבים בדרך כלל עם ירידה במספר התאים - היפופלזיה. זה מוביל לירידה בנפח האיבר, דילול העור והריריות. דוגמא:ירידה במסה ובמספר התאים ברקמה או באיבר איסכמי. היפרטרופיה.היפרטרופיה מאופיינת בעלייה בגודל ובמסה של התא. לרוב זה מלווה בעלייה במספר התאים (היפרפלזיה). הקצאת היפרטרופיה פיזיולוגית ופתולוגית.

היפרטרופיה פיזיולוגיתהוא אדפטיבי (לדוגמה, היפרטרופיה של שרירי השלד אצל ספורטאים).

היפרטרופיה פתולוגיתיש (יחד עם הסתגלות) משמעות פתולוגית. יש היפרטרופיה פתולוגית עובדת, שילוחית ונוירוהומורלית, בשילוב עם שיפוץ של איבר או רקמה.

♦ היפרטרופיה עובדתמתפתח עם עומס מוגבר כל הזמן (לדוגמה, היפרטרופיה פתולוגית של שריר הלב ביתר לחץ דם).

♦ היפרטרופיה שילוחית (החלפה).מתפתח באחד מהאיברים המזווגים כאשר השני מוסר.

♦ היפרטרופיה נוירוהומורליתמתפתח תוך הפרה של ויסות נוירוהומורלי (לדוגמה, אקרומגליה, גינקומסטיה).

הַפרָעַת הַתְזוּנָה

ניוון תאי הם הפרעות מטבוליות המלוות בתפקוד לקוי של תאים.

מנגנוני ניוון מגוונים:

❖ סינתזה של חומרים חריגים (שלא נמצאים בדרך כלל בתא) (לדוגמה, קומפלקס חלבון עמילואיד-פוליסכריד);

❖ המרה מוגזמת של תרכובות מסוימות לאחרות (לדוגמה, פחמימות לשומנים בסוכרת);

❖ פירוק (פאנרוזיס): פירוק של מבנים וחומרים תת-תאיים (לדוגמה, קומפלקסים של חלבונים-שומנים של ממברנות בהיפוקסיה כרונית);

❖ חדירת תאים וחומר בין-תאי לתרכובות אורגניות ואי-אורגניות (לדוגמה, ליפופרוטאינים בצפיפות נמוכה - LDL ו- Ca 2 + אינטימה עורקית בטרשת עורקים).

מִיוּן.הקריטריון העיקרי לסיווג של ניוון תאי הוא ההפרה השלטת של חילוף החומרים של קבוצות מסוימות של חומרים. בהקשר לקריטריון זה, יש דיספרוטאינוזות(ניוון חלבון), ליפידוזיס(ניוונים שומניים), דיספיגמנטוזות(דיסטרופיה פיגמנטית), ניוון פחמימות ומינרלים.בקבוצה נפרדת נמצאים תזאוריסמוזות(מחלת אחסון).

❖ דיספרוטאינוזות.ניוון חלבונים מאופיין בשינוי בתכונות הפיזיקוכימיות של חלבונים תאיים. הקצאת ניוון גרגירי, טיפה היאלינית והידרופית.

❖ ליפידוזים.ניוונות שומניים מאופיינים בעלייה בתכולת השומנים התוך-תאיים ופיזורם מחדש ברקמות ובאיברים. ישנם ליפידוזים ראשוניים ומשניים.

❖ ליפידוזים ראשונייםנצפים, ככלל, עם fermentopathies שנקבעו גנטית (לדוגמה, gangliosidoses, cerebrosidoses, sphingolipidoses).

❖ ליפידוזים משנייםלהתפתח כתוצאה מחשיפה לגורמים פתוגניים שונים, כגון היפוקסיה, זיהומים קשים, מחלות מערכתיות, הרעלה (כולל תרופות מסוימות - ציטוסטטטיקה, אנטיביוטיקה, ברביטורטים).

❖ ניוון פחמימות.הם מאופיינים בהפרעות בחילוף החומרים של פוליסכרידים (גליקוגן, מוקופוליסכרידים) וגליקופרוטאין (מוצין, רירי).

❖ פוליסכרידים.במקרה של הפרעות בחילוף החומרים של פוליסכרידים בתאים, ירידה בתכולת הפחמימות (למשל גליקוגן ב-DM), היעדר פחמימות (אגליקוגנוזות; למשל בשחמת כבד או הפטיטיס כרונית) והצטברות עודף ניתן לראות פחמימות (לדוגמה, von Gierke glycogenosis - תסמונת נפרומגלית - חדירת גליקוגן של תאים) בכליות).

❖ גליקופרוטאין.ניוון פחמימות הקשור לפגיעה בחילוף החומרים של גליקופרוטאין מאופיינים, ככלל, בהצטברות של mucins ו-mucoids בעלי עקביות רירית (בהקשר זה, הם נקראים גם ניוון רירי).

♦ דיספיגמנטוזות.ניוון פיגמנטרי מסווג בהתאם למקורם (ראשוני ומשני), מנגנון התפתחות, מבנה פיגמנט, ביטויים ושכיחות (מקומי ומערכתי). דוגמאות:

❖ חלקיקי פיח, פחםוכו ' מצטברים במקרופאגים של הריאות כתוצאה מהימצאות באטמוספרה מזוהמת. בהקשר זה, רקמת הריאות רוכשת צבע אפור כהה.

❖ המוסידרין.במהלך המוליזה של אריתרוציטים, Hb משתחרר, הוא נקלט על ידי מקרופאגים של הכבד, הטחול ומח העצם האדום ומומר לפיגמנט חום - המוסידרין.

♦ ניוון מינרלים.מבין ניווני המינרלים, הפרעות מטבוליות של סידן, אשלגן, ברזל, אבץ, נחושת בצורה של משקעי מלח של יסודות כימיים אלה (לדוגמה, קלצינוזה, סידרוזיס, שקיעת נחושת בניוון הכבד) הן בעלות החשיבות הקלינית הגדולה ביותר.

♦ תזאוריסמוזות(מיוונית. תזארוס- האוצר) - מחלות אחסוןתוצרי ביניים של מטבוליזם של פחמימות, גליקוזאמינוגליקנים, שומנים וחלבונים. רוב התזאוריסמוזות הן תוצאה של פרמנטופתיות תורשתיות. בהתאם לסוג החומרים המצטברים, התזאוריזמוזות מחולקות לליפידים (ליפידוזות), גליקוגן (גליקוגנוזות), חומצת אמינו, נוקלאופרוטאין, מוקופוליסכריד (מוקופוליסכרידוז), מוקוליפיד (מוקוליפידוז). בקבוצות נפרדות, מחלות אגירה ליזוזומליות ופרוקסיזומליות נבדלות. דוגמאות:

❖ מחלת טיי-זקס- מחסור מולד של נוירונים של הקסוסאמינדאז A lysosomal - מאופיין בהצטברות של גנגליוסידים בציטופלזמה של תאי עצב.

❖ תסמונת מוחית(תסמונת זלווגר) - טיפוסי מחלת אחסון ליזוזומלית,מתפתחים כתוצאה מפגמים בגנים המקודדים לחלבוני הפרוקסיזום (בפלזמת הדם וברקמות הדם מוגברת תכולת חומצות השומן ארוכות השרשרת).

❖ מחלת גושה- הצטברות של עודף גלוקוצרברוזידים בתאים פגוציטים של הטחול ומח העצם האדום.

❖ גליקוגנוזים- הצטברות בציטופלזמה של תאים של איברים פנימיים של צורות שונות של גליקוגן חריג.

מטאפלזיה

מטאפלזיה- החלפת תאים האופייניים לאיבר נתון בתאים נורמליים מסוג אחר. דוגמאות:

♦ מחלות דלקתיות כרוניות של הריאות, מחסור בוויטמין A, עישון מובילים להופעת איים של אפיתל קשקשי מרובד בין תאי האפיתל הריסי של הסימפונות.

♦ בדלקת צוואר הרחם כרונית, ניתן להחליף אפיתל גלילי חד-שכבתי בקשקשי מרובד.

♦ כתוצאה מרפלוקס של התוכן החומצי של הקיבה, האפיתל הקשקשי השכבתי של רירית הוושט מוחלף באפיתל חד-שכבתי האופייני למעי הדק (בארט esophagus).

מטאפלזיה נחשבת כ מדינת גבול(על גבול הנורמלי). במקרים מסוימים, אזורים של מטפלזיה הופכים לדיספלסטיים, דבר הכרוך בשינוי הגידול שלהם. דיספלזיה- הפרות של התמיינות תאים, מלווה בשינויים מתמשכים במבנה, בחילוף החומרים ובתפקוד שלהם (אטיפיזם תאי). בניגוד למטאפלזיה, דיספלזיה מתאפיינת בהופעת סימנים של אטיפיה תאית עם מבנה וארכיטקטורה של רקמות שלמות. דיספלזיה קודמת לצמיחת הגידול (מצבים טרום סרטניים).

מוות של תאים

תאים מתים הן בתנאים נורמליים והן בתנאים פתולוגיים. לְהַבחִין שתי גרסאות שונות מהותית של מוות תאי- נֶמֶק(מוות תאים עקב המשמעותי שלו - קטלני - נזק) ו אפופטוזיס(מוות תאים כתוצאה מהפעלת תוכנית מוות מיוחדת).

נֶמֶק

נֶמֶק(מיוונית. נמקים- מת) - מוות פתולוגי של תאים כתוצאה מפעולת גורמים מזיקים עליהם.

נמק הוא השלב האחרון של ניוון תאי או תוצאה של פעולה ישירה של גורמים מזיקים בעלי כוח משמעותי (הרסני) על התא. הקישורים העיקריים בפתוגנזה של נמק זהים לנזק לתאים, אך עם התפתחות הנמק הם מתעצמים בצורה מקסימלית ומתפתחים על רקע היעדר מנגנונים הסתגלותיים (הגנה והתחדשות של מבנים פגומים, פיצוי על תהליכים מופרעים) . הבלתי הפיך של הנזק לתאים מעיד בדרך כלל על ידי קרעים של קרום הפלזמה ושינויים בולטים במבנה הגרעין. (קריורקסיס- הפסקות

קרום גרעיני, פיצול גרעיני; קריוליזה- קישוט של כרומטין; קריופיקנוזה- קמטים של תוכן הגרעין).

♦ פרנקרוזיס ונקרוביוזיס.לפני הנמק קודמים פרנקרוזיס (בדומה לשינויים נמקיים, אך עדיין הפיכים בחילוף החומרים ובמבנה התא) ונקרוביוזיס (קבוצה של שינויים דיסטרופיים בלתי הפיכים המובילים לנמק).

♦ ליזה ואוטוליזה.תאים שנקרוטים עוברים הרס (ליזה). אם הפירוק מתבצע בעזרת אנזימים ליזוזומליים ורדיקלים חופשיים של תאים מתים, התהליך נקרא אוטוליזה.

♦ הטרוליזה.הרס של תאים פגומים ומתים בהשתתפות תאים אחרים (שלמים) (מהגרים לאזור השינוי של פגוציטים, כמו גם חיידקים שנכנסו אליו) מכונה הטרוליזה.

אטיולוגיה ופתוגנזה של נמק.ישנם מספר גורמים אטיולוגיים עיקריים של נמק - טראומטי, רעיל, טרופונורוטי, מחזורי ואימונוגני. איסכמיה, היפרמיה ורידית ולימפוסטזיס המתפתחות עקב פעולתם של גורמים אלו מלוות בהיפוקסיה והפעלה של מנגנוני נזק לתאים, מה שמוביל בסופו של דבר לנמק.

♦ נמק טראומטי.היא תוצאה של פעולה ישירה על הרקמה של גורמים פיזיים (מכניים, טמפרטורה, רטט, קרינה) ואחרים.

♦ נמק רעיל.זה מתפתח תחת פעולה של רעלים, לעתים קרובות יותר מיקרוביאליים, על רקמות.

♦ נמק טרופונורוטימתפתח תוך הפרה של אספקת הדם או עצבוב של רקמות עם נזק למערכת העצבים ההיקפית. דוגמה לנמק טרופונורוטי היא פצעי שינה.

♦ נמק אימונוגני- תוצאה של ציטוליזה במהלך תגובות חיסוניות ואלרגיות אוטו-אגרסיביות. דוגמה תהיה נמק פיברינואידעם תופעת ארתוס. ציטוליזה המערבת לימפוציטים T קוטלים, תאי NK ופגוציטים מובילה לנמק של אתרי כבד בהפטיטיס כרונית.

♦ נמק במחזור הדם.נגרם על ידי אי ספיקה של זרימת הדם בדם ובכלי הלימפה כתוצאה מהפקקת שלהם, תסחיף, עווית ממושכת, דחיסה מבחוץ. זרימת דם לא מספקת ברקמה גורמת לאיסכמיה, היפוקסיה ונמק שלה.

אפופטוזיס

אפופטוזיס(מיוונית. אפופטוזיס- עלים נושרים) - מוות תאים מתוכנת.

זהו ההבדל המהותי בין אפופטוזיס לנמק. אפופטוזיס הוא מרכיב של תהליכים פיזיולוגיים רבים והוא נצפה גם במהלך הסתגלות התא לגורמים סביבתיים. תפקידה הביולוגי של האפופטוזיס הוא לשמור על איזון בין תהליכי התפשטות תאים ומוות. אפופטוזיס הוא תהליך תלוי אנרגיה. הפרות או חסימה של אפופטוזיס עלולות לגרום לפתולוגיה (גידול של גידולים, תגובות של אוטואגרסיביות חיסונית, ליקויים חיסוניים וכו ').

דוגמאות לאפופטוזיס

♦ מוות תאים מתוכנתבמהלך התפתחות עוברית, היסטוגנזה ומורפוגנזה של איברים. דוגמה: מוות של נוירובלסטים (מ-25 עד 75%) בשלבים מסוימים של התפתחות המוח.

♦ מוות של תאים שמילאו את תפקידם(לדוגמה, תאים בעלי יכולת חיסונית לאחר סיום התגובה החיסונית או אאוזינופילים לאחר דגרנולציה).

♦ חיסול של לימפוציטים T אוטואגרסיבייםבשלבים מסוימים של התפתחות התימוס או לאחר סיום התגובה החיסונית.

♦ הְזדַקְנוּתמלווה באבולוציה תלוית הורמונים ואפופטוזיס של תאי רירית הרחם, אטרזיה של זקיקי השחלות בנשים בגיל המעבר, כמו גם רקמת הערמונית והאשכים אצל גברים קשישים.

♦ טרנספקציה- החדרת שבר של חומצת הגרעין של הנגיף לתא (לדוגמה, בדלקת כבד נגיפית, שריר הלב, דלקת המוח, איידס) גורמת לעתים קרובות לאפופטוזיס שלו.

♦ גידול גידולמלווה באופן טבעי באפופטוזיס של מספר רב של תאים שעברו טרנספורמציה.

מנגנון של אפופטוזיס

במהלך האפופטוזיס מבחינים בארבעה שלבים - ייזום, תכנות, יישום תוכנית והסרה של תא מת. שלב החניכה.בשלב זה, אותות מידע נתפסים על ידי קולטנים סלולריים ואותות מועברים בתוך התא.

♦ אותות טרנסממברנייםמחולק ל"שלילי", "חיובי" ומעורב. ❖ אות "שלילי" פירושו שההשפעה על התא פסקה, או שאין ברקמה גורמי גדילה או ציטוקינים המווסתים את חלוקת התא והתבגרות, וכן הורמונים השולטים בהתפתחות התא. ❖ אות "חיובי" מרמז שהתא נחשף לגורם שמפעיל את תוכנית האפופטוזיס. לדוגמה, קישור של TNF לקולטן הממברנה שלו CD95 מפעיל את תוכנית המוות של התא. ❖ אות מעורב - שילוב של אותות מהקבוצה הראשונה והשנייה. לפיכך, לימפוציטים מגורים על ידי מיטוגן, אך אינם במגע עם Ag זר, עוברים אפופטוזיס; לימפוציטים גם מתים, שעליהם

Ag פעל, אך הם לא קיבלו אותות אחרים (למשל, מיטוגניים).

♦ בין גירויים תוך תאיים לאפופטוזיסהחשובים ביותר הם: ❖ עודף H + ורדיקלים חופשיים; ❖ טמפרטורה מוגברת; ❖ וירוסים תוך תאיים ו❖ הורמונים המספקים את השפעתם באמצעות קולטנים גרעיניים (למשל גלוקוקורטיקואידים).

שלב התכנות(שליטה ואינטגרציה של תהליכי אפופטוזיס). ישנן שתי אפשרויות ליישום שלב התכנות: הפעלה ישירה של קספסות ואנדונוקלאזות אפקטור (עקיפת גנום התא) והפעלה עקיפה שלהם באמצעות ביטוי של גנים מסוימים.

♦ שידור אות ישיר.זה מתבצע באמצעות חלבוני מתאם, גרנזימים וציטוכרום C. העברת אותות ישירה נצפית בתאים שאינם גרעיניים (למשל, אריתרוציטים).

♦ העברת אותות בתיווך גנום.בשלב זה, חלבונים מיוחדים חוסמים אות שעלול להיות קטלני או מאותתים לאפופטוזיס על ידי הפעלת תוכנית המנהלים.

❖ חלבונים מעכביםאפופטוזיס (תוצרי ביטוי של גנים אנטי-אפופטוטיים Bcl-2, Bcl-XL)לחסום אפופטוזיס (לדוגמה, על ידי הפחתת החדירות של ממברנות המיטוכונדריה, שבקשר אליה פוחתת ההסתברות לשחרור של אחד הגורמים המפעילים של אפופטוזיס, ציטוכרום C, לתוך הציטוזול).

❖ חלבוני פרומטוראפופטוזיס (לדוגמה, חלבונים שהסינתזה שלהם נשלטת על ידי גנים רע, באקס,אנטי-אונקוגנים Rbאו p 53) להפעיל אפקטור ציסטאין פרוטאזות (caspases ו-endonucleases).

שלב יישום התוכנית(מנהל, אפקטור) מורכב במוות תאים, המתבצע באמצעות הפעלה של פרוטאזות ואנדונוקלאזות. המבצעים הישירים של ה"הרג" של התא הם אנדונוקלאזים תלויים Ca 2 +, Mg 2 + (מזרזים את פירוק חומצות הגרעין) וקספאזות אפקטורים (מחלקים חלבונים). במקביל, נוצרים בתא שברים המכילים שאריות של אברונים, ציטופלזמה, כרומטין וציטולמה ויוצאים ממנו - גופים אפופטוטיים.

שלב ההסרה של שברי תאים מתים.על פני השטח של גופים אפופטוטיים יש ליגנדים איתם הרצפטורים של תאים פגוציטים מקיימים אינטראקציה. פגוציטים מזהים, בולעים ומשמידים גופים אפופטוטיים (הטרוליזה). כתוצאה מכך, התוכן של התא ההרוס אינו נכנס לחלל הבין תאי ו במהלך אפופטוזיס, אין תגובה דלקתית.

נקרופטוזיס

בשנים האחרונות תוארה וריאנט נוסף של מוות תאי, השונה מאפופטוזיס ונמק. זה מסומן כנקרופטוזיס. ניתן לעורר את תוכנית הנקרופטוזיס, כמו אפופטוזיס, על ידי ליגנדים של קולטני תאים ממשפחת הגידול הנמק (TNFα). עם זאת, מוות תאים מתרחש ללא הפעלה של פרוטאזות הקשורות לקספסות (נקרופטוזיס מתפתח עם דיכוי מוחלט של פעילות הקספס).

מנגנון הרס התאים בנקרופטוזיס דומה יותר לאוטוליזה. הוא האמין כי necroptosis הוא אחד המנגנונים המיוחדים של מוות של תאי עצב בשבץ מוחי.

הסתגלות לתאים

מנגנונים של התאמת תאים לנזק

קומפלקס התגובות הסתגלותיות של תאים מחולק לתאים תוך תאיים.

מנגנוני הסתגלות תוך תאיים

מנגנוני הסתגלות תוך תאיים מתממשים בתאים הפגועים עצמם. מנגנונים אלו כוללים: ❖ פיצוי בגין הפרעות באספקת האנרגיה של התא; ❖ הגנה על ממברנות התא ואנזימים; ❖ הפחתה או חיסול של חוסר איזון של יונים ומים בתא; ❖ ביטול פגמים ביישום התוכנית הגנטית של התא;

פיצוי על הפרעות בוויסות תהליכים תוך תאיים;

ירידה בפעילות התפקודית של תאים; ❖ פעולת חלבוני הלם חום; ❖ התחדשות; ❖ היפרטרופיה; ❖ היפרפלזיה.

פיצוי על הפרעות אנרגיהמסופק על ידי הפעלה של תהליכי סינתזה מחדש והובלה של ATP, ירידה בעוצמת התפקוד של תאים ותהליכים פלסטיים בהם.

ביטול חוסר איזון של יונים ומיםבתא מתבצעת על ידי הפעלת המערכות התאיות המאגר וההובלה.

ביטול פגמים גנטייםמושגת על ידי תיקון DNA, חיסול של שברי DNA שהשתנו, נורמליזציה של שעתוק ותרגום.

פיצוי על הפרעות בוויסות תהליכים תוך תאייםמורכב משינוי מספר הקולטנים, רגישותם לליגנדים, נורמליזציה של מערכות מתווך.

ירידה בפעילות התפקודית של תאיםמאפשר לך לחסוך ולחלק מחדש משאבים ובכך להגדיל את היכולת לפצות על שינויים שנגרמו מגורם מזיק. כתוצאה מכך, מידת והיקף הנזק לתאים תחת פעולת

של הגורם הפתוגני מופחתים, ולאחר סיום פעולתו, מצוין שיקום אינטנסיבי ומלא יותר של מבנים תאיים ותפקודיהם.

חלבוני הלם חום(HSP, מ חלבוני הלם חום;חלבוני סטרס) מסונתזים באופן אינטנסיבי כאשר תאים נחשפים לגורמים מזיקים. חלבונים אלו מסוגלים להגן על התא מפני נזק ולמנוע את מותו. ל-HSPs הנפוצים ביותר יש משקלים מולקולריים של 70,000 (hsp70) ו-90,000 (hsp90). מנגנון הפעולה של חלבונים אלו מגוון ומורכב בוויסות תהליכי ההרכבה והקונפורמציה של חלבונים אחרים.

מנגנוני הסתגלות בין-תאיים

מנגנוני הסתגלות בין-תאיים (מערכתיים) מיושמים על ידי תאים שלמים בתהליך האינטראקציה שלהם עם תאים פגומים.

מנגנוני אינטראקציה של תאים:

♦ החלפת מטבוליטים, ציטוקינים מקומיים ויונים; ❖ יישום תגובות של מערכת IBN;

♦ שינויים במחזור הלימפה והדם;

♦ השפעות אנדוקריניות;

♦ השפעות עצבניות.

דוגמאות

♦ היפוקסיה.ירידה בתכולת החמצן בדם ובתאים מעוררת את פעילות הנוירונים של מרכז הנשימה, את פעילות מערכת הלב וכלי הדם ושחרור תאי דם אדומים ממח העצם. כתוצאה מכך, נפח אוורור המכתשית, זלוף רקמות עם דם, מספר אריתרוציטים בדם ההיקפי גדל, מה שמפחית או מבטל את המחסור בחמצן ומפעיל את חילוף החומרים בתאים.

♦ היפוגליקמיה.הנזק לתאים בתנאים של היפוגליקמיה יכול להיות מופחת כתוצאה מהחדרת גלוקגון, אדרנלין, גלוקוקורטיקואידים, הורמון סומטוטרופי (GH), אשר מעלים את רמת הגלוקוז בפלסמת הדם ומעבירים גלוקוז לתאים.

♦ חוֹסֶר דָם מְקוֹמִי.ירידה באספקת הדם העורקית לכל אזור ברקמה, ככלל, מלווה בעלייה בזרימת הדם דרך כלי העזר (המעקפים), המשחזרת את אספקת החמצן והמצעים המטבוליים לתאים.

הגברת התנגדות התאים לנזק

אמצעים ואמצעים המגבירים את העמידות של תאים שלמים לפעולת גורמים פתוגניים ומעוררים מנגנוני הסתגלות במקרה של נזק לתאים נחלקים ל:

♦ לפי מטרה מיועדת למטרות רפואיות ומניעתיות;

♦ מטבעו לסמים, לא סמים ומשולבים;

♦ על ידי התמקדות באטיוטרופית, פתוגנטית וסנוגנטית.

אמצעי מניעה ומרפא

סוכנים שאינם סמים.משתמשים בחומרים שאינם תרופתיים כדי למנוע נזק לתאים. חומרים אלו מגבירים את עמידות התאים למספר גורמים פתוגניים.

דוגמא.אימון הגוף (לפי תכנית מסוימת) עם היפוקסיה מתונה, גורמי סטרס, פעילות גופנית וקירור מגביר את ההתנגדות להיפוקסיה משמעותית, איסכמיה, קור, גורמים זיהומיים ואחרים. העלייה בהתנגדות התאים במהלך האימון מבוססת על העלייה באמינות ובכוחן של מערכות ויסות, מנגנוני אספקת האנרגיה והפלסטיק של התאים, תגובותיהם המפצות, ההתאוששות וההגנה, מנגנוני סינתזת החלבון ותיקון ה-DNA, התהליכים. של היווצרות מבנים תת-תאיים ושינויים אחרים.

תרופות.תרופות (PM) משמשות בעיקר להפעלת מנגנוני הסתגלות לאחר חשיפה לגורם פתוגני. רוב התרופות משמשות למטרת טיפול אטיוטרופי או פתוגנטי.

ההשפעות העיקריות שמטרתן להפחית את עוצמת ההשפעה הפתוגנית על תאים או חסימת מנגנון התפתחות התהליך הפתולוגי כוללות: הפחתת המידה או ביטול הפרות של אספקת האנרגיה של תאים; תיקון והגנה על מנגנוני ההובלה הטרנסממברנית, הפצה תוך תאית של יונים ושליטה בנפח התא; מניעת נזק למנגנון הגנטי של התא; ? תיקון מנגנוני ויסות ואינטגרציה של תהליכים תוך תאיים.

השפעות משולבותלתת את האפקט הגדול ביותר (הן טיפולי והן מניעתי).

עקרונות כלליים של טיפול ומניעה

העקרונות הכלליים של טיפול ומניעה כוללים עקרונות אתיוטרופיים, פתוגנטיים וסנוגנטיים.

השפעות אטיוטרופיותשמטרתה למנוע את הפעולה (מניעה) או להעלים, להפסיק, להפחית את עוצמת או משך ההשפעה של גורמים פתוגניים על התאים, וכן לבטל את התנאים המתאימים ליישום פעולה זו (טיפול).

אמצעים סנוגנטייםשואפים להפעיל מנגנוני הסתגלות (פיצוי, הגנה, שיקום והתאמה של תאים) לתנאים משתנים, המונעים את התפתחות המחלה (מְנִיעָה)או להאיץ את ההתאוששות של הגוף (יַחַס).

השפעות פתוגנטיותשמטרתה לשבור את הקשרים של הפתוגנזה על ידי הגנה על מנגנוני אספקת האנרגיה לתאים, תיקון העברה טרנסממברנית, הפצה תוך תאית של יונים ושליטה בנפח התא; מניעת פעולתם של גורמים הגורמים לשינויים במנגנון הגנטי של התאים.

תא הוא מערכת חיה יסודית המורכבת משני חלקים עיקריים - הציטופלזמה והגרעין. התא הוא היחידה המבנית של כל רקמת איבר. נזק לתאים נקבע גנטית או נרכש שינויים בחילוף החומרים, פרמטרים פיזיקוכימיים, מבנה של מקרומולקולות, מבנה התא, מה שמוביל להפרעה בתפקודיו ובפעילות החיונית שלו. נזק לתאים עומד בבסיס כל תהליך או מחלה פתולוגיים. נזק לתאים הוא החוק הכללי של המחלה

* השפעות מכניות * השפעות תרמיות * שינויים בלחץ האוסמוטי בתאים * עודף של רדיקלים חופשיים * חומצות אורגניות ובסיסיות אורגניות * מלחים של מתכות כבדות * חומרים ציטוטוקסיים * תרופות * מיקרואורגניזמים * אימונוגלובולינים ציטוטוקסיים * תאים ציטוטוקסיים * מחסור או עודף של פעילים ביולוגית חומרים סוגי גורמים לנזק לתאים לפי טבעם סוגי גורמים לנזק לתאים לפי טבעם פיזיקלי כימי ביולוגי

הפרת אספקת אנרגיה הפרעה במנגנוני ויסות הפרעות בתוכנית הגנטית ו/או מנגנונים ליישומה שינויים בפרמטרים אלקטרופיזיולוגיים חוסר איזון של יונים ונוזל נזק לממברנות ואנזימים מנגנונים כלליים של נזק לתאים

נזק לתאים איסכמיים נזק איסכמי הוא צורה אופיינית אוניברסלית של נזק לתאים. מתרחש עם הפרעות מערכתיות ומקומיות במחזור הדם. הוא מבוסס על תופעת היפוקסיה חריפה (הרעבה בחמצן) של רקמות ותאים. חומרת הנזק האיסכמי לתאים תלויה במידת ההפרעות במחזור הדם, שימור הפרשת מטבוליטים מהאיבר, סוג האיבר, משך האיסכמיה וטמפרטורת הסביבה. עם נזק איסכמי לתאים, אספקת האנרגיה שלהם מופרעת: סינתזת ATP, הובלת אנרגיה של ATP מאתר הייצור למבנים של תאים אפקטורים, ניצול אנרגיית ATP.

ברמת התא, גורמים מזיקים "נדלקים" שאינם
כמה קישורים פתוגניים:
I. הפרה של אספקת האנרגיה של תהליכים,
זורם בתא:
1. הפחתת האינטנסיביות ו(או) היעילות של התהליך
ינשופים של סינתזה מחדש של ATP.
2. הפרה של הובלת אנרגיה ATP.
3. הפרת השימוש באנרגיית ATP.
II. פגיעה במנגנון הממברנה ובמערכות האנזים
נושאי תאים;

1. העצמה מוגזמת של תגובות רדיקלים חופשיים וחמצן שומנים (LPO).

2. הפעלה משמעותית של הידרולאזות (ליזוזומליות, קשורות לממברנה, חופשיות).

3. הכנסת תרכובות אמפיפיליות לשלב הליפיד של ממברנות ופעולתן הדטרגנטית.

4. עיכוב תהליכי סינתזה מחדש של רכיבי ממברנה פגומים והסינתזה שלהם שוב.

5. הפרה של הקונפורמציה של מולקולות חלבון, ליפופרוטאינים, פוספוליפידים.

6. מתיחת יתר וקרע של תאים נפוחים ואברונים שלהם.
III. חוסר איזון של יונים ונוזל בתא:

1. שינוי ביחס של יונים בודדים בהיאלופלזמה.

2. שינוי ביחס הטרנסממברני של יונים.

3. היפרפיגמנטציה של תאים.

4. התייבשות של תאים.

IV. הפרה של התוכנית הגנטית של התא ו(או)
חאניזם של יישומו:
א. הפרה של התוכנית הגנטית:
1. שינוי במבנה הביוכימי של גנים.
2. דיכאון של גנים פתוגניים.
3. הדחקה של גנים "חיוניים".
4. החדרה לגנום של שבר של DNA זר עם פתו-
תכונות גנטיות.
ב. הפרת יישום התוכנית הגנטית:
1. הפרעה במיטוזה:

נזק לכרומוזומים

נזק למבנים המספקים את המחזור המיטוטי

הפרה של תהליך הציטוטומיה

2. הפרת מיוזה.
V. הפרעה במנגנוני ויסות תוך תאיים
פונקציות התא:
1. הפרת קליטת השפעות רגולטוריות.
2. הפרת היווצרות של מתווכים משניים.
3. הפרה של זרחון של חלבון קינאזות.

מנגנונים תאיים וחוץ-תאיים של נזק לתאים

הגורם המיידי לנזק יכול להיות הפרה של מנגנונים טרופיים - קבוצה של מנגנונים תאיים או תאיים הקובעים את חילוף החומרים והארגון המבני של התא, הנחוצים לתפקוד מיוחד.

מנגנונים תאיים מסופקים על ידי הארגון המבני של התא והויסות האוטומטי שלו. משמעות הדבר היא שטרופיזם התא הוא במידה רבה תכונה של התא עצמו כמערכת מורכבת של ויסות עצמי.

הפעילות החיונית של התא מסופקת גם על ידי "הסביבה" ומווסתת על ידי מספר מערכות גוף. לכן, למנגנונים טרופיים חוץ-תאיים יש תחבורה (דם, לימפה, מיקרו-וסקולטורה) ואינטגרטיבית (נוירואנדוקרינית, נוירוהומורלית) לוויסות שלה.

הפרעות בויסות אוטומטי של התאיכול להיגרם מגורמים שונים (תפקוד יתר, חומרים רעילים, קרינה, מחסור תורשתי או מחסור באנזים וכו'). תפקיד גדול ניתן למין הגנים - קולטנים המבצעים "עיכוב מתואם" של תפקודיהם של מבני אולטרה שונים. הפרה של הוויסות האוטומטי של התא מובילה לחוסר האנרגיה שלו ולשיבוש תהליכים אנזימטיים בתא. אנזימופתיה, או אנזימופתיה (נרכשת או תורשתית), הופכת לקשר הפתוגני העיקרי ולביטוי של ניוון (אחד מסוגי השינוי) תוך הפרה של המנגנונים התאיים של הטרופיזם.

תקלות במערכת התחבורה, מתן מטבוליזם ובטיחות מבנית של רקמות (תאים), לגרום להיפוקסיה, אשר מובילה בפתוגנזה של שיבושים במחזור הדם.

עם הפרעות ברגולציה האנדוקרינית של טרופיזם(תירוטוקסיקוזיס, סוכרת, היפרפאראתירואידיזם וכו') אפשר לדבר על אנדוקרינית, ועם הפרה של הרגולציה העצבית של הטרופיזם (אינוורציה לקויה, גידול מוחי וכו') על ניוון עצבים או מוח.

עם ניוון, מוצרים מטבוליים שונים (חלבונים, שומנים, פחמימות, מינרלים, מים) מצטברים בתא ו(או) חומר בין תאי, המאופיינים בשינויים כמותיים או איכותיים כתוצאה מהפרות של תהליכים אנזימטיים. עם ניוון, מוצרים מטבוליים שונים (חלבונים, שומנים, פחמימות, מינרלים, מים) מצטברים בתא ו(או) חומר בין תאי, המאופיינים בשינויים כמותיים או איכותיים כתוצאה מהפרות של תהליכים אנזימטיים. תכונות הפתוגנזה של נזק תוך רחמי נקבעות על ידי הקשר הישיר שלהן עם מחלות אימהיות.

נֵזֶק- שינויים כאלה במבנה, בחילוף החומרים ובתכונות הפיזיקליות-כימיות של תאים שמובילים להפרעה בפעילות החיונית.

ניתן לחלק את כל הגורמים השונים הגורמים לנזק לתאים לקבוצות העיקריות הבאות: פיזיקלי, כימי וביולוגי.

1. פיזית.

• השפעות מכניות גורמות להפרה של המבנה של קרום הפלזמה והממברנות של תצורות תת-תאיות;
• תנודות טמפרטורה. עלייה בטמפרטורה יכולה להוביל לדנטורציה של חלבון, חומצות גרעין, פירוק קומפלקסים של ליפופרוטאין, ועלייה בחדירות של ממברנות התא. ירידה בטמפרטורה עלולה לגרום להאטה משמעותית או להפסקה בלתי הפיכה של תגובות מטבוליות בנוזל התוך תאי ולקרע בקרום.
• שינויים בלחץ האוסמוטי. עלייתו מלווה בנפיחות של התא, מתיחה של הממברנה שלו עד לקרע. ירידה בלחץ האוסמוטי מובילה לאובדן נוזלים, קמטים ולעיתים קרובות למוות של תאים.
• חשיפה לקרינה מייננת גורמת להיווצרות של רדיקלים חופשיים ולהפעלת תהליכי רדיקלים חופשיים של פרוקסיד, שתוצריהם פוגעים בממברנות ומבטלים אנזימי תאים.

2. כימיקל.

חומצות אורגניות ואי-אורגניות, אלקליות, מלחים של מתכות כבדות, מוצרים מטבוליים, תרופות. לפיכך, ציאנידים מעכבים את הפעילות של ציטוכרום אוקסידאז. מלחי ארסן מעכבים פירובאט אוקסידאז. מנת יתר של strophanthin מובילה לדיכוי הפעילות של K + -Na + -ATP-ase של הסרקולמה של שריר הלב וכו'.

3. ביולוגי.

מנגנונים כלליים של נזק לתא

1. הפרעה בתהליכי אספקת האנרגיה של תאים.

• ירידה בעוצמה של תהליכי סינתזה מחדש של ATP;
• הפרה של תחבורה ATP;
• הפרת השימוש באנרגיית ATP;

2. פגיעה בממברנות ובאנזימים בתאים.

• התעצמות של תגובות רדיקלים חופשיים וחמצן שומני רדיקלים חופשיים (SPOL);
• הפעלת הידרולאזות (ליזוזומליות, קשורות לממברנה, חופשיות);
• הכנסת תרכובות אמפיפיליות לשלב השומני של הממברנות ופעולת הניקוי שלהן;
• מתיחת יתר וקרע של הממברנות של תאים נפוחים ואברונים שלהם;
• עיכוב של תהליכי סינתזה מחדש של רכיבי ממברנה פגומים ו(או) שוב הסינתזה שלהם;

3. חוסר איזון של יונים ונוזל.

• שינוי ביחס של יונים בודדים בהיאלופלזמה;
• שינויים ביחס הטרנסממברני של יונים;
• היפר והיפוהידרציה;

4. הפרה של התוכנית הגנטית של תאים או מנגנונים ליישומה.

• הפרה של התוכנית הגנטית.
• שינוי במבנה הביוכימי של גנים;
• דיכאון של גנים פתוגניים;
• הדחקה של גנים "חיוניים";
• מבוא לגנום של DNA זר בעל תכונות פתוגניות;
• הפרת מנגנוני יישום התוכנית הגנטית.
• הפרעות מיטוזיס:
• נזק לכרומוזומים;
• נזק למבנים המבטיחים את מהלך המיטוזה;
• הפרה של ציטוטומיה.
• הפרעת מיוזה.

5. הפרעה במנגנוני ויסות תפקודי התא.

• הפרה של קליטת השפעות רגולטוריות.
• הפרה של היווצרות שליחים משניים (cAMP, cGMP)
• הפרה ברמה של תגובות מטבוליות.

1. הפרה של אספקת האנרגיה של תהליכים המתרחשים בתאים יכולה להתרחש בשלבי סינתזת ATP, הובלה וניצול האנרגיה שלו.

סינתזת ATP יכולה להיפגע כתוצאה ממחסור בחמצן, מצעים מטבוליים, פעילות מופחתת של אנזימי נשימת רקמות וזרחון חמצוני, גליקוליזה, נזק והרס של המיטוכונדריה. ידוע שהעברת אנרגיית ATP למבנים efferent מתבצעת בעזרת מערכות אנזימים: ADP-ATP translocase (אדנין נוקלאוטיד טרנספראז) וקריאטין פוספוקינאז (CPK). אדנין נוקלאוטיד טרנספראז מבטיח את הובלת האנרגיה של קשר הפוספט המאקרואירגי של ATP מהמטריצה ​​המיטוכונדריאלית דרך הממברנה הפנימית שלהם, ו-CPK מועבר הלאה לקריאטין עם היווצרות קריאטין פוספט, שנכנס לציטוזול. CPK של מבנים תאיים אפקטורים מעביר את קבוצת הפוספטים של קריאטין פוספט ל-ADP עם היווצרות ATP, המשמש בתהליכי חיים. מערכות הובלת אנרגיה אנזימטיות אלו עלולות להיפגע גם על ידי גורמים פתוגניים שונים, ולכן, על רקע תכולה גבוהה של ATP בתא, עלול להתפתח מחסור שלו במבנים צורכי אנרגיה.

הפרה של אספקת האנרגיה של תאים והפרעה בפעילותם החיונית יכולה להתפתח בתנאים של ייצור מספיק והובלה תקינה של אנרגיית ATP. זה עשוי להיות תוצאה של פגיעה במנגנונים האנזימטיים של ניצול אנרגיה, בעיקר עקב ירידה בפעילות של ATPases (ATPase actomyosin, K + -Na + -תלוי ATPase של הפלסמולמה, Mg 2+ -תלוי ATPase של " משאבת סידן" של הרשת הסרקופלזמית וכו')

2. לפגיעה בממברנות ובאנזימים תפקיד משמעותי בשיבוש חיי התא. אחת הסיבות החשובות ביותר לשינויים כאלה הן תגובות רדיקלים חופשיים (SRR) וחמצן שומנים (LPO). תגובות אלו מתרחשות בתאים ובדרך כלל, בהיותן חוליה הכרחית בתהליכים חיוניים כגון הובלת אלקטרונים בשרשרת האנזימים הנשימתיים, סינתזה של פרוסטגלנדינים וליקוטריאנים, שגשוג והתבגרות תאים, פגוציטוזיס ומטבוליזם של קטכולמין.

עוצמת החמצן של השומנים מווסתת על ידי יחס הגורמים המפעילים (פרואוקסידנטים) ומעכבים (נוגדי חמצון) תהליך זה. בין הפרו-אוקסידנטים הפעילים ביותר ניתן למצוא תרכובות מחומצנות בקלות המעוררות רדיקלים חופשיים, בפרט, נפתוקינונים, ויטמינים A ו-D, חומרים מפחיתים - NADPH2, NADH2, חומצה ליפואית, מוצרים מטבוליים של פרוסטגלנדינים וקטכולאמינים.

ניתן לחלק את תהליך LPO באופן מותנה לשלבים הבאים:

1) התחלת חמצן (שלב "חמצן"), 2) יצירת רדיקלים חופשיים (שלב "רדיקלים חופשיים"), 3) ייצור של שומנים פרוקסידים (שלב "פרוקסיד") חמצן: רדיקל חמצן סופראוקסיד (O 2 -), רדיקל הידרוקסיל (OH-), מי חמצן (H 2 O 2), המקיים אינטראקציה עם מרכיבים שונים של מבני תאים, בעיקר עם שומנים, חלבונים וחומצות גרעין. כתוצאה מכך נוצרים רדיקלים פעילים, בפרט שומנים, כמו גם פרוקסידים שלהם. התגובה יכולה לקבל אופי "מפולת" שרשרת. עם זאת, גורמים המגבילים תגובות רדיקלים חופשיים ופרוקסיד פועלים בתאים, כלומר. יש השפעה נוגדת חמצון. הטבלה שלהלן מציגה את המנגנונים האנזימטיים והלא אנזימטיים של הגנה נוגדת חמצון.

קישורים של מערכת נוגדת החמצון וחלק מהגורמים שלה

קישורים של מערכת נוגדי החמצון		מנגנוני פעולה
1. "אנטי חמצן"	רטינול, קרוטנואידים, ריבופלבין	ירידה בתכולת O 2 בתא על ידי הפעלת ניצולו, הגברת הצימוד של תהליכי חמצון וזרחן
2. "אנטי רדיקלי"	סופראוקסיד דיסמוטאז, טוקופרולים, מניטול	המרת רדיקלים פעילים לתרכובות "לא רדיקליות", "כיבוי" של רדיקלים חופשיים על ידי תרכובות אורגניות
3. "אנטי חמצן"	גלוטתיון פרוקסידאז, קטלאז, סרוטונין	אי הפעלה של הידרופרוקסיד ליפידים.

הפעלה מוגזמת של תגובות רדיקלים חופשיים ופרוקסיד, כמו גם כשל של מערכת ההגנה נוגדת החמצון, היא אחד הגורמים העיקריים לפגיעה בממברנות התא ובאנזימים. לתהליכים הבאים יש חשיבות מרכזית:

1) שינוי בתכונות הפיזיקליות-כימיות של שומני הממברנה, הגורם להפרה של הקונפורמציה של מתחמי הליפופרוטאינים שלהם, ובהתאם לירידה בפעילות של מערכות אנזימים המספקות קליטה של ​​השפעות הומוריות, הובלה טרנסממברנית של יונים ומולקולות, ושלמות המבנית של ממברנות;

2) שינויים בתכונות הפיזיקוכימיות של מיצלות חלבון המבצעות פונקציות מבניות ואנזימטיות בתא; 3) היווצרות פגמים מבניים בממברנה - התעלות הפשוטות ביותר (אשכולות) עקב הכנסת מוצרי LPO לתוכם. לפיכך, הצטברות של הידרופרוקסיד ליפידים בממברנה מביאה להתאגדותם למיצלות, היוצרות תעלות חדירות טרנס-ממברניות, דרכן מתאפשרת זרימה בלתי מבוקרת של קטיונים ומולקולות אל תוך התא ומחוצה לו, המלווה בהפרה של התהליכים. של ריגוש, יצירת השפעות רגולטוריות, אינטראקציה בין-תאית וכו', עד פיצול קרום ומוות תאים.

בדרך כלל, ההרכב והמצב של הממברנות והאנזימים משתנה לא רק על ידי תהליכי רדיקלים חופשיים וליפופרוקסיד, אלא גם על ידי אנזימים ליזוזומליים, חופשיים (מומסים) וגם קשורים לממברנה: ליפאזות, פוספוליפאזות, פרוטאזות. בהשפעת גורמים פתוגניים שונים, פעילותם או תכולתם בהיאלופלזמה יכולה לעלות באופן דרמטי (לדוגמה: עקב חמצת, המגבירה את החדירות של ממברנות ליזוזומליות). כתוצאה מכך, גליסטרופוספוליפידים וחלבוני הממברנה, כמו גם אנזימי תאים, עוברים הידרוליזה אינטנסיבית. זה מלווה בעלייה משמעותית בחדירות הממברנה וירידה בתכונות הקינטיות של אנזימים.

כתוצאה מפעולת ההידרולאזות (בעיקר ליפאזות ופוספוליפאזות), מצטברות בתא חומצות שומן חופשיות וליזופוספוליפידים, בפרט גליצרופוספוליפידים: פוספטידילכולינים, פוספטידיל-אתנולמינים, פוספטידילסרינים. תרכובות אמפיפיליות אלו מסוגלות לחדור ולהתקבע הן במדיה הידרופוביה והן במדיה הידרופיליה של ממברנות. חודרים לביו-ממברנות, הם משנים את המבנה התקין של מתחמי ליפופרוטאין, מגבירים את החדירות, וגם משנים את תצורת הממברנות בגלל הצורה "בצורת טריז" של מולקולות שומנים. הצטברות של תרכובות אמפיפיליות בכמויות גדולות מובילה להיווצרות מקבצים בממברנות ולהופעת מיקרושברים.

3. חוסר איזון של יונים ונוזל בתא.

הפרה של ההפצה הטרנסממברנית והתכולה התוך תאית והיחס בין יונים שונים מתפתחת עקב או במקביל להפרעות בחילוף החומרים האנרגטי ומשולבת עם סימני נזק לממברנות ולאנזימי התא. ככלל, חוסר איזון של יונים מתבטא בהצטברות נתרן בתא ואיבוד אשלגן עקב הפרעה של ה-ATP-ase התלוי K,Na של קרום הפלזמה, עליה בתכולת הסידן, ב. במיוחד, כתוצאה מהתמוטטות בתפקוד של מנגנון חילופי יוני נתרן-סידן של קרום התא, המבטיח חילוף של שני יונים נתרן הנכנסים לתא ליון סידן אחד היוצא ממנו. עלייה בתכולה התוך תאית של Na+, המתחרה עם Ca2+ על נשא משותף, מונעת שחרור סידן מהתא. הפרה של התפלגות הטרנסממברנית של קטיונים מלווה גם בשינוי בתכולת Cl -, HCO 3 - ואניונים אחרים בתא.

התוצאה של חוסר איזון של יונים היא שינוי בפוטנציאל הממברנה המנוחה של הפעולה, כמו גם הפרה של הולכה של דחף העירור. הפרה של התוכן התוך תאי של יונים גורמת לשינוי בנפח התא עקב חוסר איזון של נוזלים. זה מתבטא בהיפר הידרציה (בצקת) או בהיפוהידרציה (ירידה בתכולת הנוזלים) של התא. כך, עלייה בתכולת יוני הנתרן והסידן בתאים הפגועים מלווה בעלייה בלחץ האוסמוטי שלהם, מה שמביא להצטברות מים בהם. תאים מתנפחים, נפחם גדל, המלווה במתיחה ולעיתים קרובות קרעים מיקרוניים של ממברנות הציטולמה והאברון. התייבשות של תאים (למשל במחלות זיהומיות מסוימות הגורמות לאיבוד מים) מתאפיינת בשחרור של נוזל מהם וחלבונים המומסים בהם ותרכובות אורגניות ואי-אורגניות מסיסות במים. התייבשות תוך תאית משולבת לעתים קרובות עם הצטמקות של הגרעין, התפוררות של מיטוכונדריה ואברונים אחרים.

4. פגיעה בתוכנית הגנטית או במנגנונים ליישומה.

מוטציות, דה-דיפרסיה של גנים פתוגניים (לדוגמה, אונקוגנים), דיכוי פעילותם של גנים חיוניים, או הכנסת קטע DNA זר בעל תכונות פתוגניות לגנום הם בין התהליכים העיקריים המובילים לשינוי במידע הגנטי של תָא.

בנוסף לשינויים בתוכנית הגנטית, מנגנון חשוב של תפקוד לקוי של התא הוא הפרה של יישום תוכנית זו, בעיקר בתהליך של חלוקת תאים במהלך מיוזה או מיטוזה. ישנן שלוש קבוצות של הפרעות מיטוזה:

1. שינויים במנגנון הכרומוזומלי
2. פגיעה במבנים המבטיחים את תהליך המיטוזה
3. הפרה של חלוקת הציטופלזמה והציטולמה (ציטוטומיה).

5. הפרעות בוויסות תהליכים תוך תאיים.

זה עשוי להיות תוצאה של הפרות המתפתחות באחת מהרמות הבאות של מנגנוני רגולציה:

1. ברמת האינטראקציה של חומרים פעילים ביולוגית (הורמונים, נוירוטרנסמיטורים וכו') עם קולטני התא. שינויים ברגישות, במספר ובקונפורמציה של מולקולות הקולטנים, ההרכב הביוכימי שלה, סביבת השומנים בממברנה יכולים לשנות באופן משמעותי את אופי התגובה התאית לגירוי רגולטורי;

2. ברמת "שליחים שניים" (שליחים) תאיים של השפעות עצביות, שהם נוקלאוטידים מחזוריים - אדנוזין מונופוספט (cAMP) וגואנוזין מונופוספט (cGMP), הנוצרים בתגובה לפעולת "מתווכים ראשונים" - הורמונים. ונוירוטרנסמיטורים.

3. ברמת התגובות המטבוליות המווסתות על ידי נוקלאוטידים מחזוריים או גורמים תוך תאיים אחרים.

גילויים עיקריים של נזק לתא

הביטויים העיקריים של נזק לתאים כוללים את הדברים הבאים:

1. הַפרָעַת הַתְזוּנָה
2. דיספלזיה
3. שינויים במבנה ובפונקציות של האברונים
4. נקרוביוזיס. נֶמֶק.

1. ניוון.

ניוון מובנת כהפרעה מטבולית בתאים, המלווה בהפרעה בתפקוד, תהליכים פלסטיים, כמו גם שינויים מבניים המובילים להפרעה בפעילותם החיונית.

המנגנונים העיקריים של ניוון כוללים את הדברים הבאים:

• סינתזה של חומרים לא תקינים בתא, למשל, קומפלקס חלבון-פוליסכריד של עמילואיד;
• טרנספורמציה מוגזמת של תרכובות מסוימות לאחרות, למשל, שומנים לפחמימות לחלבונים, פחמימות לשומנים;
• פירוק, למשל, של מתחמי חלבון-שומנים של ממברנות;

חדירת תאים וחומר בין-תאי לתרכובות אורגניות ואי-אורגניות, כגון כולסטרול ואסטרים של דפנות עורקים שלו בטרשת עורקים.

הניוונים התאיים העיקריים כוללים חלבון (גרגירי, היאלין-דרופ, ניוון הידרופי), פחמימות שומניות ומינרלים (קלצינוזה, סידרוזיס, משקעי נחושת בניוון הכבד).

2. דיספלזיה

דיספלזיה היא הפרה של תהליכי התפתחות התא, המתבטאת בשינוי מתמשך במבנה ובתפקוד, מה שמוביל להפרעה בפעילות החיונית שלהם.

הסיבה לדיספלזיה היא פגיעה בגנום התא. סימנים מבניים של דיספלסמיה הם שינויים בגודל ובצורה של תאים, בגרעיניהם ובאברונים אחרים, במספר ובמבנה של כרומוזומים. ככלל, התאים מוגדלים בגודלם, יש להם צורה לא סדירה, היחס בין האברונים השונים אינו פרופורציונלי. לעתים קרובות בתאים כאלה תכלילים שונים, סימנים של שינויים דיסטרופיים נמצאים. דוגמאות לדיספלזיה של תאים כוללות היווצרות מגלובסטים במח העצם באנמיה מזיקה, אריתרוציטים חרמשיים ואריתרוציטים במטרה בפתולוגיה של המוגלובין, תאים ענקיים מרובי גרעינים עם סידור מוזר של כרומטין בנוירופיברומטוזיס של רקלינגהאוזן. דיספלזיה תאית היא אחד הביטויים של אטיפיה של תאי גידול.

3. שינויים במבנה ובפונקציות של אברוני התא במקרה של נזק לתאים.

1. מיטוכונדריה.

תחת פעולתם של גורמים פתוגניים, המספר הכולל של המיטוכונדריה משתנה, כמו גם המבנה של אברונים בודדים. השפעות פתוגניות רבות על התא (היפוקסיה, חומרים רעילים, כולל תרופות במינון יתר שלהן, קרינה מייננת) מלוות בנפיחות ו-vacuolization של המיטוכונדריה, מה שעלול להוביל לקרע של הממברנה שלהם, לפרגמנטציה והומוגניות של הקריסטות. לעתים קרובות יש אובדן מבנה גרגירי והומוגניות של מטריצת האברונים, אובדן מעקף של הממברנה החיצונית, משקעים של תרכובות אורגניות (מיאלין, שומנים, גליקוגן) ואי-אורגני (מלחי סידן וקטיונים אחרים) במטריצה. הפרה של המבנה והתפקוד של המיטוכונדריה מובילה לעיכוב משמעותי של היווצרות ATP, כמו גם לחוסר איזון של יוני Ca2+, K+, H+.

2. ליבה.

פגיעה בגרעין מתבטאת בשינוי בצורתו, עיבוי כרומטין לאורך הפריפריה (שולי כרומטין), הפרה של מעקף או קרע של המעטפת הגרעינית, היתוך שלו עם רצועת שולי הכרומטין.

3. ליזוזומים.

ביטוי של פגיעה לליזוזומים הוא קרע של הממברנה שלהם או עלייה משמעותית בחדירותם המובילה לשחרור והפעלה של אנזימים הידרוליטים. כל זה יכול להוביל ל"עיכול עצמי" (אוטוליזה) של התא. הסיבה לשינויים כאלה היא הצטברות של יוני מימן בתאים (חמצת תוך תאית), תוצרי חמצון שומנים, רעלים וחומרים אחרים.

4. ריבוזומים.

תחת פעולתם של גורמים מזיקים, נצפים קיבוץ של תת-יחידות ריבוזום (פליסטום) למונוזומים, ירידה במספר הריבוזומים, ניתוק אברונים ממברנות תוך-תאיות והפיכת רטיקולום אנדופלזמי מחוספס לחלק. שינויים אלו מלווים בירידה בעוצמת סינתזת החלבון בתא.

5. רטיקולום אנדופלזמי.

כתוצאה מנזק מתרחבות צינוריות הרשת, עד להיווצרות ואקוולים ובורות מים גדולים עקב הצטברות נוזלים בהן, הרס מוקדי של ממברנות צינוריות הרשת ופירוקן. הפרה של המבנה של הרשת האנדופלזמית עלולה להיות מלווה בהתפתחות של ניוון תאי, הפרעה בהתפשטות דחפים מעוררים, תפקוד ההתכווצות של תאי השריר ותהליכי נטרול גורמים רעילים (רעלים, מטבוליטים, רדיקלים חופשיים וכו' .).

6. מנגנון גולגי.

פגיעה במנגנון גולגי מלווה בשינויים מבניים הדומים לאלו ברשת האנדופלזמית. במקביל, הפרשת חומרי הפסולת מהתא מופרעת, מה שגורם להפרעה בתפקודו בכללותו.

7. ציטופלזמה.

פעולתם של חומרים מזיקים על התא יכולה לגרום לירידה או עלייה בתכולת הנוזל בציטופלזמה, פרוטאוליזה של חלבון או קרישה, ולהיווצרות תכלילים שאינם מצויים בנורמה. שינויים בציטופלזמה, בתורם, משפיעים באופן משמעותי על התהליכים המטבוליים המתרחשים בה, בשל העובדה כי אנזימים רבים (למשל, גליקוליזה) נמצאים במטריקס התא, תפקוד האברונים ותהליכי תפיסת ההשפעות הרגולטוריות על התא.

מנגנונים סלולריים של פיצוי בנזק

1. פיצוי בגין הפרות של אספקת האנרגיה של תאים:

• העצמת סינתזת ATP בתהליך הגליקוליזה, כמו גם נשימת רקמות במיטוכונדריה שלמה;
• הפעלה של מנגנוני תחבורה ATP;
• הפעלת מנגנוני ניצול אנרגיית ATP;

2. הגנה על ממברנות התא ואנזימים:

• פעילות מוגברת של גורמים של מערכת ההגנה נוגדת החמצון;
• הפעלת מערכות חיץ;
• פעילות מוגברת של אנזימי ניקוי רעלים במיקרוזום;
• הפעלה של מנגנונים לסינתזה של רכיבי ממברנה ואנזימים;

3. הפחתת מידת או ביטול חוסר האיזון של יונים ונוזל בתאים:

• הפחתת מידת ההפרעה באספקת האנרגיה;
• הפחתת מידת הנזק לממברנות ולאנזימים;
• הפעלת מערכות חיץ;

4. ביטול הפרות בתוכנית הגנטית של תאים:

• חיסול של הפסקות בגדילי DNA;
• חיסול של חלקים שהשתנו של DNA;
• סינתזה של שבר DNA תקין במקום אחד פגום או אבוד;

5. פיצוי בגין הפרעות בוויסות תהליכים תוך תאיים:

• שינוי במספר קולטני התא ה"מתפקדים";
• שינוי בזיקה של קולטני התא לגורמים מווסתים;
• שינויים בפעילות של מערכות אדנילט וגואנילט ציקלאז;
• שינויים בפעילות ובתוכן של מווסתים מטבוליים תוך תאיים (אנזימים, קטיונים וכו');

6. ירידה בפעילות התפקודית של תאים.

7. התחדשות

8. היפרטרופיה

9. היפרפלזיה.

1. פיצוי על הפרות של תהליך אספקת האנרגיה של תאים.

אחת הדרכים לפצות על הפרעות במטבוליזם האנרגיה עקב פגיעה במיטוכונדריה היא העצמת תהליך הגליקוליזה. תרומה מסוימת לפיצוי של הפרעות באספקת האנרגיה של תהליכים תוך תאיים במקרה של נזק נעשית על ידי הפעלת אנזימים להובלה וניצול של אנרגיית ATP (אדנין נוקלאוטיד טרנספראז, קריאטין פוספוקינאז, ATPase), כמו גם ירידה בפעילות התפקודית של התא. האחרון עוזר להפחית את צריכת ATP.

2. הגנה על ממברנות התא ואנזימים.

אחד המנגנונים להגנה על ממברנות התא והאנזימים הוא הגבלת תגובות רדיקלים חופשיים ופרוקסיד על ידי אנזימי הגנה נוגדי חמצון (סופראוקסיד מוטאז, קטלאז, גלוטתיון פרוקסידאז). מנגנון נוסף להגנה על ממברנות ואנזימים מפני השפעות מזיקות, בפרט, אנזימים ליזוזומים, עשוי להיות הפעלה של מערכות חיץ תאים. זה מוביל לירידה במידת החמצת התוך תאית וכתוצאה מכך, פעילות הידרוליטית מוגזמת של אנזימים ליזוזומליים. תפקיד חשוב בהגנה על ממברנות התא והאנזימים מפני נזקים ממלאים אנזימים מיקרוזומליים המבטיחים את הטרנספורמציה הפיזיקוכימית של גורמים פתוגניים באמצעות חמצון, הפחתה, דה-מתילציה וכו'. שינוי בתאים יכול להיות מלווה בדיכאון גנטי וכתוצאה מכך הפעלה של תהליכי סינתזה של רכיבי ממברנה (חלבונים, שומנים, פחמימות) כדי להחליף רכיבים פגומים או אבודים.

3. פיצוי על חוסר איזון של יונים ונוזל.

ניתן להשיג פיצוי על חוסר האיזון בתכולת היונים בתא על ידי הפעלת מנגנוני אספקת האנרגיה של "משאבות" יונים, וכן הגנה על ממברנות ואנזימים המעורבים בהובלת יונים. לתפקיד מסוים בהפחתת מידת חוסר האיזון היוני יש פעולה של מערכות חיץ. הפעלה של מערכות חיץ תוך תאיות (קרבונט, פוספט, חלבון) יכולה לסייע בשיקום יחסים אופטימליים של יוני K+, Na+, Ca2+ בדרכים אחרות על ידי הפחתת תכולת יוני המימן בתא. ירידה במידת חוסר איזון היונים, בתורה, עשויה להיות מלווה בנורמליזציה של תכולת הנוזל התוך תאי.

4. ביטול הפרות בתוכנית הגנטית של תאים.

ניתן לזהות ולחסל קטעים פגומים של DNA בהשתתפות אנזימי תיקון DNA. אנזימים אלו מזהים ומסירים את מקטע ה-DNA שהשתנה (אנדונוקליזות ואנזימי הגבלה), מסנתזים קטע חומצת גרעין רגיל במקום זה שהוסר (DNA פולימראז), ומחדירים את המקטע המסונתז החדש הזה במקום זה שהוסר (ליגאז). בנוסף למערכות האנזימטיות המורכבות הללו לתיקון DNA, ישנם אנזימים בתא המבטלים שינויים ביוכימיים "בקנה מידה קטן" בגנום. אלה כוללים דמתילאזות המסירות קבוצות מתיל, ליגזות שמבטלות שברים בשרשראות ה-DNA המתרחשות תחת פעולת קרינה מייננת או רדיקלים חופשיים.

5. פיצוי על הפרעות במנגנוני הוויסות של תהליכים תוך תאיים.

תגובות כאלה כוללות: שינוי במספר הקולטנים להורמונים, נוירוטרנסמיטורים וחומרים פעילים פיזיולוגית אחרים על פני התא, וכן רגישות הקולטנים לחומרים אלו. מספר הקולטנים יכול להשתנות בשל העובדה שהמולקולות שלהם מסוגלות לשקוע לתוך הממברנה או הציטופלזמה של התא ולעלות אל פני השטח שלו. אופי וחומרת התגובה אליהם תלויים במידה רבה במספר וברגישות של קולטנים שתופסים גירויים מווסתים.

עודף או מחסור בהורמונים ובנוירוטרנסמיטורים או השפעותיהם ניתן לפצות גם ברמה של מתווכים שניים - נוקלאוטידים מחזוריים. ידוע כי היחס בין cAMP ו-cGMP משתנה לא רק כתוצאה מפעולה של גירויים רגולטוריים חוץ-תאיים, אלא גם גורמים תוך-תאיים, בפרט, פוספודיאסטראזות ויוני סידן. ניתן לפצות על הפרה של יישום השפעות רגולטוריות על התא גם ברמת תהליכים מטבוליים תוך תאיים, שכן רבים מהם ממשיכים על בסיס ויסות עוצמת חילוף החומרים לפי כמות התוצר של התגובה האנזימטית (ה עקרון משוב חיובי או שלילי).

6. ירידה בפעילות התפקודית של תאים.

כתוצאה מירידה בפעילות התפקודית של התאים, מובטחת ירידה בהוצאת האנרגיה והמצעים הדרושים ליישום התפקוד והתהליכים הפלסטיים. כתוצאה מכך, מידת והיקף הנזק לתאים בפעולת גורם פתוגני מופחתים באופן משמעותי, ולאחר סיום פעולתו מצוין שיקום אינטנסיבי ומלא יותר של מבנים תאיים ותפקודיהם. המנגנונים העיקריים המספקים ירידה זמנית בתפקוד התא כוללים ירידה בדחפים efferent ממרכזי עצבים, ירידה במספר או ברגישות של קולטנים על פני התא, דיכוי רגולטורי תוך תאי של תגובות מטבוליות ודיכוי הפעילות של גנים בודדים. .

7. התחדשות

בתהליך זה הכוונה לפיצוי של תאים או מבנים בודדים שלהם בתמורה למתים, שניזוקו או השלימו את מחזור חייהם. התחדשות של מבנים מלווה בשיקום הפונקציות שלהם. הקצאת צורות התחדשות תאיות ותאיות. הראשון מאופיין על ידי רביית תאים על ידי מיטוזה או אמיטוזיס. השני הוא שחזור אברוני התא במקום פגומים או מתים. התחדשות תוך תאית, בתורה, מתחלקת לאורגנואידית ותוך-אורגנואידית. התחדשות אורגנואידית מובנת כשיקום והגדלת מספר המבנים התת-תאיים, והתחדשות תוך-אורגנואידית מובנת כמספר המרכיבים האינדיבידואליים שלהם (עלייה בקריסטות במיטוכונדריה, אורך הרטיקולום האנדופלזמי וכו').

8. היפרטרופיה.

היפרטרופיה היא עלייה בנפח ובמסה של האלמנטים המבניים של איבר, תא. היפרטרופיה של אברוני תאים שלמים מפצה על הפרה או חוסר תפקוד של האלמנטים הפגועים שלו.

9. היפרפלזיה.

היפרפלזיה מאופיינת בעלייה במספר האלמנטים המבניים, בפרט, האברונים בתא. לעתים קרובות באותו תא ישנם סימנים של היפרפלזיה והיפרטרופיה. שני התהליכים הללו מספקים לא רק פיצוי על הפגם המבני, אלא גם את האפשרות לתפקוד מוגבר של התא.

בהתאם לקצב ההתפתחות ולחומרת הביטויים העיקריים, הנזק לתאים יכול להיות חריף וכרוני. בהתאם למידת ההפרה של הומאוסטזיס תוך תאי, הנזק הוא הפיך ובלתי הפיך.

ישנן שתי גרסאות פתוגנטיות של נזק לתאים.

אפשרות אלימהמתפתח במקרה של פעולה על תא בריא בתחילה של גורמים פיזיקליים, כימיים וביולוגיים, שעוצמתם עולה על ההשפעות המטרידות הרגילות להן התא מותאם. הרגישים ביותר לגרסה זו של נזק הם תאים לא פעילים מבחינה תפקודית, שיש להם כוח נמוך של מנגנונים הומאוסטטיים משלהם.

וריאנט ציטופתימתעוררת כתוצאה מהפרה ראשונית של המנגנונים ההומאוסטטיים המגנים-מפצים של התא. במקרה זה, הגורם שמפעיל את המנגנונים הפתוגנטיים של הנזק הוא הגירויים המטרידים שהם טבעיים לתא נתון, שבתנאים אלה הופכים למזיקים. הוא כולל את כל סוגי הנזק לתאים עקב היעדר כל הרכיבים הדרושים לו (היפוקסי, בזמן רעב, היפווויטמינוזיס, נוירוטרופי, עם מחסור בנוגדי חמצון, עם פגמים גנטיים וכו'). תאים אלה רגישים ביותר לנזק ציטופטי, שעוצמת ההפרעות שלהם (וכתוצאה מכך, הפעילות התפקודית) בתנאים טבעיים גבוהה מאוד (נוירונים, שריר הלב).

ברמת התא, גורמים מזיקים "מפעילים" מספר קישורים פתוגנטיים. אלו כוללים:

הפרעה בתהליכי אספקת האנרגיה של תאים;

פגיעה בממברנות ובמערכות האנזים;

חוסר איזון של יונים ונוזל;

הפרת התוכנית הגנטית ו(או) יישומה;

הפרעה במנגנוני ויסות תפקוד התא.

הפרה של אספקת האנרגיה של תהליכים,התרחשות בתאים היא לעתים קרובות המנגנון הראשוני והמוביל של השינוי שלהם. אספקת האנרגיה יכולה להיות מוטרדת בשלבי סינתזת ה-ATP, האספקה ​​והשימוש בה. הפרה של תהליכי אספקת אנרגיה, בתורה, יכולה להפוך לאחד הגורמים לתפקוד לקוי של מנגנון הממברנה של התאים, מערכות האנזים שלהם (ATPase actomyosin, Na + /K + - ממברנת פלזמה תלויה ATPase, Mg 2+ -תלוי ATPase של "משאבת סידן" של הרשת הסרקופלזמית ואחרים), איזון היונים והנוזלים, הפחתת פוטנציאל הממברנה, וכן מנגנוני ויסות התא.

פגיעה בממברנות ובאנזימיםממלא תפקיד משמעותי בתפקוד לקוי של התא. זאת בשל העובדה שהתכונות הבסיסיות של התא תלויות במידה רבה במצב הממברנות שלו ובאנזימים הקשורים אליהם.

אחד המנגנונים החשובים ביותר של פגיעה בממברנות ובאנזימים הוא העצמת החמצן של מרכיביהם. רדיקלי חמצן (סופראוקסיד ורדיקלי הידרוקסיל) ושומנים הנוצרים בכמויות גדולות גורמים:

שינויים במאפיינים הפיזיקליים-כימיים של שומני הממברנה, מה שמוביל להפרה של הקונפורמציה של מתחמי הליפופרוטאינים שלהם, ובעניין זה, ירידה בפעילות של חלבונים ומערכות אנזימים המספקות קליטה של ​​השפעות הומורליות, העברה טרנסממברנית של יונים ו מולקולות, והשלמות המבנית של ממברנות;

שינויים בתכונות הפיזיקוכימיות של מיצלות חלבון המבצעות פונקציות מבניות ואנזימטיות בתא;

היווצרות פגמים מבניים בממברנות - התעלות (אשכולות) הפשוטות ביותר עקב החדרת תוצרי חמצון שומנים לתוכם. תהליכים אלו, בתורם, גורמים להפרעה בתהליכים החשובים לחיי התאים - ריגוש, יצירה והולכה של דחף עצבי, חילוף חומרים, תפיסה ויישום של השפעות רגולטוריות, אינטראקציה בין-תאית וכו'.

בדרך כלל, ההרכב והמצב של הממברנות משתנה לא רק על ידי תהליכי רדיקלים חופשיים וליפופרוקסיד, אלא גם על ידי אנזימים הקשורים לממברנה, חופשיים (מומסים) וליזוזומליים: ליפאזות, פוספוליפאזות, פרוטאזות. בהשפעת גורמים פתוגניים, פעילותם בהיאלופלזמה של התא עלולה לעלות (בפרט, עקב התפתחות חמצת, המגבירה את שחרור האנזימים מהליזוזומים והפעלתם לאחר מכן, חדירת Ca++ לתא ). בהקשר זה, גליסטרופוספוליפידים וחלבוני הממברנה, כמו גם אנזימי תאים, עוברים הידרוליזה אינטנסיבית. זה מלווה בעלייה משמעותית בחדירות הממברנה וירידה בתכונות הקינטיות של אנזימים.

כתוצאה מפעולת ההידרולאזות (בעיקר ליפאזות ופוספוליפאזות), מצטברים בתא FFA וליזופוספוליפידים, בפרט, גליסטרופוספוליפידים (פוספטידילכולין, פוספטידילתנולמין, פוספטידילסרין). הם נקראים תרכובות אמפיפיליות בקשר ליכולת לחדור ולהתקבע בשניהם - הן בסביבות הידרופוביות והן בסביבה הידרופיליות של ממברנות תאים (אמפי פירושו "שניהם", "שניים"). הצטברות של כמויות גדולות של אמפיפילים בממברנות, שבדומה לעודף של הידרופרוקסיד ליפידים, מובילה להיווצרות מקבצים ומיקרושברים בהם. פגיעה בממברנות התא ובאנזימים הוא אחד הגורמים העיקריים לשיבוש משמעותי בפעילות החיונית של התא ולעיתים מוביל למותם.

חוסר איזון של יונים ונוזל בתא. ככלל, הפרה של ההתפלגות הטרנסממברנית, כמו גם התוכן התוך-תאי והיחס בין יונים שונים, מתפתחת בעקבות או במקביל להפרעות באספקת אנרגיה ומשולבת עם סימנים של נזק לממברנות ולאנזימי התא. כתוצאה מכך, החדירות של ממברנות עבור יונים רבות משתנה באופן משמעותי. במידה רבה, זה חל על אשלגן, נתרן, סידן, מגנזיום, כלור, כלומר יונים הלוקחים חלק בתהליכים חיוניים כמו עירור, הולכה שלו, צימוד אלקטרומכני וכו'.

התוצאה של חוסר איזון של יונים היא שינוי בפוטנציאל הממברנה של מנוחה ופעולה, כמו גם הפרה של הולכה של דחף העירור. שינויים אלו משמעותיים מכיוון שהם לרוב אחד מהסימנים החשובים לנזק לתאים. דוגמה לכך היא שינויי אק"ג במקרה של פגיעה בתאי שריר הלב, EEG תוך הפרה של המבנה והתפקודים של נוירונים במוח.

הפרות של התוכן התוך תאי של יונים גורמות לשינוי בנפח התא עקב חוסר איזון נוזלים. זה עשוי להתבטא בהידרת יתר של התא. לדוגמה, עלייה בתכולת יוני נתרן וסידן בתאים פגועים מלווה בעלייה בלחץ האוסמוטי שלהם. כתוצאה מכך מצטברים מים בתאים. במקביל, התאים מתנפחים, נפחם גדל, אשר מלווה במתיחה, לעיתים קרובות קרעים מיקרוניים של ממברנות הציטולמה והאברון. להיפך, התייבשות תאים (למשל בכמה מחלות זיהומיות הגורמות לאיבוד מים) מאופיינת בשחרור של נוזלים וחלבונים המומסים בו (כולל אנזימים), וכן תרכובות מסיסות במים. התייבשות תוך תאית משולבת לעתים קרובות עם הצטמקות של הגרעין, התפוררות של מיטוכונדריה ואברונים אחרים.

אחד המנגנונים החיוניים של תפקוד לקוי של התא הוא פגיעה בתוכנית הגנטית ו(או) מנגנונים ליישום שלה. התהליכים העיקריים המובילים לשינוי במידע הגנטי של תא הם מוטציות, דה-דיפרסיה של גנים פתוגניים (לדוגמה, אונקוגנים), דיכוי פעילות של גנים חיוניים (לדוגמה, ויסות סינתזה של אנזימים), או החדרת קטע DNA זר לתוך הגנום (לדוגמה, DNA של וירוס אונקוגני, DNA אתר לא תקין מתא אחר). בנוסף לשינויים בתוכנית הגנטית, מנגנון חשוב של תפקוד לקוי של התא הוא הפרה של יישום תוכנית זו, בעיקר בתהליך של חלוקת תאים במהלך מיטוזה או מיוזה.

מנגנון חשוב של נזק לתאים הוא הפרעה בוויסות תהליכים תוך תאיים.זו עשויה להיות תוצאה של הפרות המתפתחות ברמה אחת או יותר של מנגנוני רגולציה:

ברמת האינטראקציה של חומרים פעילים ביולוגית (הורמונים, נוירוטרנסמיטורים וכו') עם קולטני תאים;

ברמת ה"מתווכים השניים" (שליחים) התאיים של השפעות עצביות - cAMP ו-cGMP, הנוצרים בתגובה לפעולת "מתווכים ראשונים" - הורמונים ונוירוטרנסמיטורים. דוגמה לכך היא הפרה של היווצרות פוטנציאל הממברנה בקרדיומיוציטים במהלך הצטברות cAMP בהם, שהיא, בפרט, אחד הגורמים האפשריים להתפתחות הפרעות קצב לב;

ברמה של תגובות מטבוליות המווסתות על ידי נוקלאוטידים מחזוריים או גורמים תוך תאיים אחרים. לפיכך, הפרה של תהליך ההפעלה של אנזימים תאיים יכולה לשנות באופן משמעותי את עוצמת התגובות המטבוליות וכתוצאה מכך להוביל להפרעה בפעילות החיונית של התא.

לאחר ששקלנו את ההיבטים הפתוכימיים של פגיעה בתאים, אסור לשכוח שלבעיית הפגיעה בתאים יש צד נוסף, חשוב מאוד - ההיבט האינפורמטיבי של בעיית הפגיעה בתאים. גם תקשורת בין תאים, האותות שהם מחליפים, יכולה להיות מקורות למחלות.

ברוב המקרים, התאים בגוף נשלטים על ידי אותות ויסות כימיים, כלומר: הורמונים, מתווכים, נוגדנים, מצעים, יונים. חוסר או היעדר אות כזה או אחר, כמו גם עודף, יכולים למנוע הכללה של תוכניות הסתגלות מסוימות או לתרום לתפקוד האינטנסיבי מדי, ואולי ארוך באופן חריג, מה שמוביל להשלכות פתולוגיות מסוימות. מקרה מיוחד הוא מצב שכיח למדי כאשר תא לוקח בטעות אות אחד אחרי השני - מה שנקרא חיקוי של ביולוגים, מה שמוביל להפרעות רגולטוריות חמורות. דוגמאות למחלות הנגרמות על ידי פתולוגיית איתות הן: פרקינסוניזם, IDDM (פתולוגיה של חוסר איתות), מחלת פון Basedow, תסמונת Itsenko-Cushing, השמנת יתר (פתולוגיה של עודף איתות).

במקרים מסוימים, גם עם איתות נאות, התא אינו מסוגל להגיב כראוי אם הוא "עיוור וחירש" ביחס לאות זה. מצב זה נוצר בהיעדר או מחסור של קולטנים המתאימים לכל ביורוגולטור. בפרט, היפרכולסטרולמיה תורשתית משפחתית, שהפתוגנזה שלה קשורה לפגם בחלבון הקולטן האחראי להכרה על ידי תאים של דופן כלי הדם וכמה רקמות ואיברים אחרים של מרכיב החלבון של LDL ו-VLDL - אפופרוטאין B. כמו NIDDM, יכול לשמש דוגמה לפתולוגיה כזו.

עם זאת, אפילו עם איתות נאות וזיהוי נכון של אותות על ידי קולטני תאים, תאים אינם מסוגלים להפעיל את תוכניות ההסתגלות המתאימות אם אין העברה של מידע מקולטני הממברנה פני השטח לתוך התא. על פי תפיסות מודרניות, המנגנונים המתווכים העברת אותות תוך תאית לגנום התא הם מגוונים. חשיבות מיוחדת הם המסלולים של איתות פוסט-קולטן בתא דרך מערכת חלבוני ה-G (חלבונים קושרי גואנוזין טריפוספט). חלבוני המשדר הללו תופסים עמדת מפתח בחילופי מידע בין קולטנים הממוקמים על פני ממברנות התא והמנגנון הרגולטורי התוך תאי, מכיוון שהם מסוגלים לשלב אותות הנתפסים על ידי מספר קולטנים שונים, ובתגובה לאות ספציפי המתווך קולטן. , הם יכולים להפעיל תוכניות אפקטורים רבות ושונות, ולהביא לפעולה רשת של מאפננים תוך-תאיים שונים, מתווכים, כגון cAMP ו-cGMP.