Изменения в клетке при воспалении
Изменения клеток при альтеративной стадии воспаления.Наибольшее увеличение цитозольной фракции кальция наблюдается в условиях деградации клеточных мембран, нарушений структурной целостности мембран митохондрий, повышения проницаемости лизосомальных мембран с лабилизацией лизосомальных ферментов. Все перечисленные изменения влекут за собой увеличение зоны деструкции в очаге воспаления. Принято считать, что появление в плазмолемме дефектов на протяжении более 3-4 нм, а также снижение цитоплазматического рН на 2 единицы и более свидетельствует о необратимом повреждении клетки (Пермяков Н.К., 1986). В развитии летальных клеточных изменений существенную роль играет активирование свободнорадикального окисления мембранных фосфолипидов. Воздействие патогенных факторов, вызывающих альтерацию, приводит к нарушению оптимального для неповрежденной клетки соотношения функциональной активности прооксидантных и антиоксидантных систем, что сопровождается активированием свободнорадикальных процессов. В ходе альтерации наблюдается ухудшение сопряжения окисления и фосфорилирования, приводящее к нарушениям утилизации кислорода. Это создает дополнительные условия для увеличения интенсивности свободнорадикального окисления мембранных фосфолипидов.
Активирование свободнорадикальных процессов влечет за собой повреждение клеточных мембран, в результате чего нарушаются основные их функции (транспортная, каталитическая и рецепторная). Изменения структуры полиненасыщенных жирных кислот, входящих в состав мембранных фосфолипидов, сопровождаются снижением гидрофобности фосфолипидного бислоя, уменьшением молекулярной подвижности фосфолипидов и нарушениями процессов липид-белковых взаимодействий. Это приводит к увеличению пассивной проницаемости клеточных мембран для ионов, изменениям ионных градиентов, нарушениям процессов биоэлектрогенеза, дисбалансу обмена жидкости между клеткой и внеклеточной средой. Свободнорадикальное окисление фосфолипидов мембран митохондрий сопровождается снижением уровня активности мембраносвязанных ферментов, участвующих в процессах окислительного фосфолирирования, в результате чего снижается его интенсивность. Повреждение в ходе альтеративных процессов клеточных мембран сопровождается нарушением их рецепторных свойств. При этом понижается, вплоть до полного угнетения, способность клетки реагировать на физиологические концентрации биологически активных веществ. Результатом альетеративных изменений в клеточных мембранах является ингибирование процессов, протекающих с участием таких внутриклеточных посредников, как цАМФ и цГМФ, а также триггерных белков. Таким образом, альтеративная стадия воспаления, независимо от вида ткани, в которой оно развивается, имеет преимущественно патологический характер, выраженность которого коррелирует с глубиной и тяжестью деструктивных процессов. В ответ на повреждение в клетке происходят защитно-приспособительные изменения: — Также рекомендуем «Эксудация и эксудативные процессы в ходе воспаления.» Оглавление темы «Ключевые механизмы воспаления легких.»: |
Клеточные механизмы защитных реакций организма при воспалении.Основные закономерности развития необратимых патологических изменений в клетках при первичной и вторичной альтерации Рассматривая воспаление как типовой патологический процесс, протекающий в виде последовательно сменяющих друг друга, а в ряде случаев развивающихся параллельно стадий альтерации, экссудации и пролиферации, необходимо отметить, что при определенных условиях течение воспалительных реакций может иметь как преимущественно защитно-приспособительный, так и разрушительный характер. Воздействие на ткани различных по своей природе факторов (химических, физических, бактериальных), как правило, приводит к развитию первичной альтерации. Степень выраженности и распространенность альтеративных изменений определяется интенсивностью действующего фактора, устойчивостью клеток к этому воздействию и способностью клеточных механизмов компенсировать патологические изменения. Повреждение ткани сопровождается выделением биологически активных веществ, способных еще в большей степени увеличивать альтеративные процессы — вызывать вторичную альтерацию. Независимо от особенностей воздействующего фактора, индуцирующего воспалительный процесс, все изменения в клетках можно свести к следующим типам:
Деструктивные процессы в тканях, возникающие в альтернативной стадии (фазе) воспаления, имеют преимущественно патологический характер. Их выраженностью в значительной степени определяется возможная степень неблагоприятного течения воспалительного процесса в целом. При обратимых сублетальных изменениях клетка способна адаптироваться и восстанавливать свою структуру и функцию. В этом случае, как правило, происходит снижение интенсивности метаболических процессов, ограничение потребления кислорода, угнетение процессов окислительного фосфорилирования, активирование гликолиза, уменьшение запасов макроэргических фосфорных соединений, падение уровня активности K-Na-АТФ-азы, ингибирование внутриклеточных ферментов, активирующих анаболические процессы. В процессе необратимого повреждения клетки наблюдается постепенное увеличение объема внутриклеточных структур (расширение эндоплазматической сети, набухание митохондрий, увеличение объема лизосом). Летальные изменения в клетках сопровождаются повреждением наружной и внутриклеточных мембран, в результате чего повышается их пассивная проницаемость для ионов. Одним из кардинальных признаков повреждения клетки является увеличение содержания натрия в цитозоле и выход во внеклеточную среду калия. Тяжелые метаболические расстройства клеточных функций сопровождаются увеличением содержания кальция в цитозоле. В нормальных условиях в цитоплазме регистрируется низкая концентрация кальция, не превышающая 10″‘ моль/л, которая обеспечивается непрерывной работой Са-АТФаз. Основные запасы кальция содержатся в эндоплазматическом ретикулуме, большая часть мембраны которого плотно покрыта белком с молекулярной массой 110 кДа, являющегося Са-насосом. Концентрация кальция в эндоплазматическом ретикулуме в 10 000-100 000 раз выше чем в цитозоле. Деполяризация клеточной мембраны и гидролиз мембранных липидов сопровождаются раскрытием кальциевых каналов, по которым кальций из внутриклеточных депо (цистерн эндоплазматического ретикулума, митохондрий) или интерстициального пространства устремляется в цитозоль. Возникающие в ходе воспаления метаболические нарушения энергообеспечения работы транспортных систем клеток изменяют нормальное протекание процессов реабсорбции кальция, который устремляется из кальцийсодержащих структур и внеклеточной среды в цитозоль по механизмам пассивного транспорта. — Также рекомендуем «Изменения клеток при альтеративной стадии воспаления.» Оглавление темы «Ключевые механизмы воспаления легких.»: |
Главная
Случайная страница
Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать неотразимый комплимент
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Макрофаги.Образуются из моноцитов в тканях. Участвуют в фагоцитозе. Синтезируют целый ряд БАВ: эстеразы, протеазы и антипротеазы; лизосомальные гидролазы — коллагеназа, эластаза, лизоцим, α-макроглобулин; монокины — ИЛ-1, колониестимулирующий фактор, фактор, стимулирующий рост фибробластов; антиинфекционные агенты — интерферон, трансферрин, транскобаламин; компоненты комплемента: С1, С2, СЗ, С4, С5, С6; дериваты арахидоновой кислоты: простагландин Е2, тромбоксан А2, лейкотриены. Активированные макрофаги синтезируют и свыделяют интерлейкин-1 (ИЛ-1). Он находит свои мишени (миоциты, синовиоциты, гепатоциты, костные клетки, лимфоциты, нейроциты). На мембранах этих клеток имеются специфические рецепторы, благодаря которым ИЛ-1 действует именно на них, а не на другие клетки. Действие ИЛ-1 универсально, т.е. срабатывает при любом инфекционном (воспалительном) заболевании, причем в самом начале, и таким образом дает сигнал указанным органам включиться в воспалительный (инфекционный) процесс. Характерные для ранних этапов заболевания симптомы (головная боль, боль в мышцах и суставах, сонливость, лихорадка, лейкоцитоз и увеличение содержания белков, в том числе иммуноглобулинов) объясняется именно действием ИЛ-1.
Стимулируют функцию макрофагов (моноцитов): Mg, Zn, P5P, малат, Бета каротин, В5, фолиновая кислота, вит.С, НАДН, масло печени акулы, карнитин, глютамин, сныть, астрагал, кошачий коготь. эхинацея, женьшень, желтокорень канадский, солодка, кукурма, мирра.
Угнетают: табак, Cu, Р5Р, SAM, глютатион, ацетил коэнзим А, глюкуроновая кислота, сера.
Нейтрофилы. Главная функция этих клеток — фагоцитоз. Из костного мозга они выделяются в кровь, эмигрируют из сосудов и в больших количествах скапливаются в воспаленной ткани. Их активное их размножение, и миграция, и фагоцитоз подвержены регулирующему влиянию БАВ. Действие их проявляется, только тогда, когда на клетках имеются рецепторы, специфически реагирующие с медиатором воспаления: гистамином, адреналином, глюкокортикоидами, гамма-глобулинами и т.д.В цитоплазме нейтрофилов имеется два типа гранул: первичные азурофильные (более крупные) — обычные лизосомы, вторичные, или специфические гранулы мельче содержащие: щелочную фосфатазу, лизоцим, лактоферрин, а также глюкозамингликаны и белки катионовой природы; в них не содержится кислых гидролаз. В первичных гранулах содержатся кислые гидролазы, лизоцим, миелопероксидаза и катионные белки. Нейтрофилы, после выполнения своей функции погибают. Они образуются из стволовых клеток — миелобластов в результате процесса прогрессирующей пролиферации (продолжительность 6 сут) и последующего процесса созревания (продолжительность тоже 6 сут), в ходе которого клетка лишается практически всех органелл. В костном мозге образуется депо нейтрофилов. Из костного мозга они выходят в кровоток. Из крови они поступают в ткани или фиксируются на поверхности кровеносных сосудов (соотношение 1:1). Полупериод их нахождения в крови—6—7 ч. Свои функции они осуществляют в тканях, где переживают еще около двух дней, а потом погибают.
Рис. 5. Эмиграция лейкоцитов в очаге воспаления (В. Войнов 2007)
Рис. 6 .Роль нейтрофилов при воспалении
Предполагают, что после двухдневного пребывания в тканях нейтрофилы выходят на поверхность слизистых оболочек (прежде всего в пищеварительном тракте), откуда и выводятся из организма. Более чем 90% необходимой энергии (в виде АТФ) нейтрофилы получают за счет анаэробного гликолиза; роль аэробных путей в образовании АТФ незначительна (приблизительно 10% глюкозы превращается в пентозофосфатном цикле как источнике НАДФ-Н). В ходе фагоцитоза скорость гликолиза (и увеличение образования лактата) повышается на 25—30%, а скорость реакций пентозофосфатного пути повышается в 10 раз.
Бактерицидные факторы нейтрофилов:
1. Увеличение интенсивности дыхания (в 10—20 раз). Это, однако, не направлено на активацию аэробных путей обмена субстратов. Кислород необходим для ряда реакций, приводящих к образованию соединений пероксидной природы (С1_, I-; Br-, атомарного О2, ОН- и Н202) с участием супероксиддисмутазы, каталазы, миелопероксидазы, с помощью которых нейтрофилы уничтожают фагоцитированные микроорганизмы.
Радикалы ОН- являются нестабильными, но крайне реактивными образованиями, которые реагируют практически со всеми органическими соединениями. Они возникают и в ходе процесса липопероксидации: под влиянием липооксигеназ из ненасыщенных жирных кислот образуются их пероксидеривы.
В цитоплазме нейтрофилов возникает избыток Н202, который необходимо устранить. Одну из возможностей для этого предоставляет глютатионпероксидаза.
н2о2 + 2GSH ↔GSSG + Н20
Восстановленная форма глютатиона (GSH) образуется в результате обратной реакции, катализируемой глютатионредуктазой.
2GSSG +2НАДФ+ 2Н+ ↔2НАДФ+ 4GSH
Избыток Н202 может быть устранен и в результате действия каталазы, но эта реакция идет при очень высоких концентрациях Н202.
2Н202→ 2Н20 + 02
Рис.7.Роль нейтрофилов в процессе повреждения эндотелия
Рис. 8.Эффекты нейтрофилов
Рис. 9. Образование и функция реактивного кислорода по К. Смиту (2007).
НАДФН-оксидаза локализуется на поверхности цитоплазматической мембраны нейтрофилов, поэтому в результате ее действия большие количества 02-, Н202 и 1О2 оказываются и в промежуточном веществе. В ходе фагоцитоза этот фермент становится частью внутренней поверхности фагосомы и продукты его активности выделяются в ее полость, где и оказывают свое бактерицидное действие. Избыток Н202 возникает в цитоплазме благодаря дисмутации 02- который проникает сюда из фагосом и межклеточного пространства.
Одной из немногих реакций синтеза, протекающих в нейтрофилах, является синтез фосфатидов, особенно во время фагоцитоза. Очевидно, это связано с восстановлением липидных компонентов мембран, утрачиваемых при фагоцитозе.
2. Высокой концентрацией Н+, возникающей при диссоциации конечного продукта анаэробного гликолиза— лактата. В течение нескольких минут фагоцитоза рН в фагосомах снижается до 4—5, что уже само по себе действует бактерицидно па некоторые микроорганизмы. С другой стороны, это создает оптимальные условия для действия гидролаз, находящихся в гранулах, которые устраняют погибшие микробные тела.
3. Лизоцим, т. е. аминополисахаридаза, который расщепляет полисахаридные цепи пептидогликанового слоя клеточной стенки.
4. Комплекс основных белков, называемый фагоцитином. Этот комплекс представляет собой смесь белков, действующих главным образом при низких значениях рН. Он реагируют с отрицательно заряженными группами, находящимися на поверхности микробных тел и способствующими натяжению мембраны в результате взаимного отталкивания. При блокировке этих групп мембрана теряет стабильность своей структуры.
5. Лактоферрин. Это белковая молекула, имеющая высокое сродство к железу при низких значениях рН (в этом его отличие от трансферрина). Тонкий механизм действия неизвестен.
Все вышеперечисленные бактерицидные соединения неферментной природы локализуются в малых гранулах. Присутствующие там гликозамингликаны, очевидно, структуру, предназначенную для связывания основных белков тем же способом, что и гистамин.
Функция нейтрофилов обеспечивается рядом процессов: наличие собственного движения, накопление на поверхности эндотелия в зоне воспаления, активное движение по направлению к микробам (хемотаксис), фагоцитоз, дегрануляция, бактерицидное действие и растворение погибших микробов. Движение нейтрофилов в крови и особенно их миграция в очаг воспаления происходит на основе хемотаксиса(общее биологическое явление, заключающееся в изменении положения их тела в пространстве, обусловленное изменениями собственной подвижности под воздействием определенного химического сигнала (агента)). Хемотаксическим действием обладают фрагменты составляющих комплемента, главным образом СЗа и C5B. C5в. Цитоплазматическая мембрана нейтрофилов содержит для него специальный рецептор, который после взаимодействия с ним индуцирует повышение проницаемости мембраны для К+, Na+ и Са2+ с увеличением содержания последнего иона в цитоплазме. Как и у бактерий, после этого происходит метилирование определенного белка мембраны с последующей конденсацией актиновых волокон и их накопление в том полюсе клетки, который обращен в сторону движения. Кроме петидов — производных комплемента, хемотаксические сигналы подает 12-гидрокси-5, 8, 10,14-эйкозотетраеновая кислота (ЭТЭК), являющаяся продуктом окисления арахидоновой кислоты липооксигеназой. Она при агрегации тромбоцитов, но может возникать при любом процессе, при котором освобождается арахидоновая кислота, например, при лизисе мембран под влиянием компонентов комплемента. С этих же позиций можно объяснить и хемотаксическое действие расщепления коллагена(адгезия тромбоцитов — ЭТЭК) или каликреина (продуцирование кининов и необратимое повреждение клеток — ЭТЭК). Все это указывает на то, что на поверхности мембраны нейтрофилов находятся рецепторы, способные трансформировать изменения импульсов в изменение направления движения. Нейтрофил всегда направляется к поврежденным, но никогда к погибшим клеткам. Действие нейтрофилов не всегда бывает таким успешным, как это было описано. В некоторых случаях нейтрофилам не удается элиминировать вредные агенты, более того, их действие приводит к гибели нейтрофилов Погибающие нейтрофилы становятся источником эндогенного пирогенна.
Стимулируют функцию нейтрофилов:I, Br, Cl, Se, Zn, Вит А.Е, С, В3,П5Ф,Mg, Cu, карнитин, глутамин. таурин. аденозилкабаламин, фолиевая кислота NAC, аденозилкабаламин, кведцертин, кукурма, имбирь, горчица, эхинацея.
Угнетают:сахароза, фруктоза, глюкоза, медь, П-5-Ф, SAM (Mg , ATФ), глютатион, Вит В5, глюкуроновая кислота, сера.
Эозинофилы. На наружных мембранах имеются рецепторы для комплемента, иммунных комплексов, содержащих IgE, IgG. Из ферментов следует упомянуть гистаминазу и арилсульфатазу В. Важную роль играет большой катионный белок, который способен нейтрализовать гепарин, повреждать личинки ряда паразитов. Миграция и активация эозинофилов происходит под влиянием комплемента (С5а и С5—С7), пептидов тучных клеток, ПГД, веществ, продуцируемых гельминтами.
Стимулируют функцию эозинофилов:Mg, Cu, Zn, Fe,ГАМК,П5Ф, таурин, глицин, кукурма, имбирь, горчица, хрен, косточка дикой яблони, арбуз.
Угнетают: Гинко-билоба, фолиновая кислота, П5Ф, Вит В2 (ФАДН2), В3 (НАДН), Zn.
Тромбоциты. Самые постоянные и самые универсальные участники воспаления. В них содержатся вещества, влияющие на проницаемость сосудов, на их сократимость, на рост и размножение клеток, а главное — на свертываемость крови.
Табл. 1. Клетки, участвующие в воспалении
| Название клеток | Вырабатываемые и секретируемые вещества | Участие в воспалении |
| Макрофаги: | Интерлейкин-1, | Фагоцитоз |
| фиксированные | ферменты | Кооперация с другими клетками воспаления. Действие на фибробласты, лимфоциты, гепатоциты, нейроны |
| подвижные | интерферон | |
| печеночные | фрагменты комплемента | |
| легочные | простагландины | |
| селезеночные | ингибиторы протеаз | |
| Тучные клетки | Гистамин, фактор хемотаксиса эозинофилов, гепарин, фактор активации тромбоцитов, медленно реагирующая субстанция | Выработка биологически активных веществ |
| Нейтрофилы | Фактор активации тромбоцитов, лейкотриены, ферменты, антимикробные факторы | Хемотаксис, фагоцитоз, цитотоксическое действие |
| Эозинофилы | Гистаминаза, арилсульфатаза, большой катионный белок | Деградация гистамина, лейкотриенов |
| Тромбоциты | Простагландины, тромбоксан, лейкотриены; тромбоцитарный фактор роста, фактор проницаемости, катионные белки, серотонин, гистамин, гидролазы, адреналин | Агрегация, свертывание крови |
| Лимфоциты Т и В | Интерлейкины, лимфокины, иммуноглобулины | Иммунитет, киллерное действие |
| Фибробласты | Коллаген, гликозамингликаны, фибронектин | Миграция, пролиферация, созревание; восстановление дефекта |
Тучные клетки (лаброциты).Происходят из базофилов в тканях.При повреждении они выбрасывают содержащиеся в их гранулах гистамин и гепарин. А так как эти клетки в большом количестве располагаются по краям сосудов, то и действие указанных веществ проявляется прежде всего на сосудах (гиперемия). Макрофаги и лаброциты находятся в тканях постоянно (клетки-резиденты). Другие клетки воспаления проникают в зону воспаления со стороны (клетки-эмигранты). К ним относятся полиморфно-ядерные нейтрофилы, эозинофилы и лимфоциты. Стимулируют функцию базофилов:аллергены, гистидин, Р5Р, Mg, Zn.
Ингибируют: Mg,Zn, Cu, АТФ, Витамин Е, В5,каротиноиды, SAM, Лютеин (зеаксантин),кверцетин, гесперадин, глютатион, глюкуроновая кислота, сера, черника. Лимфоциты.Эти клетки играют роль при любом воспалении, особенно при иммунном. Фибробласты. Действие фибробластов проявляется в последней стадии процесса, когда в очаге воспаления увеличивается число этих клеток, оживляется синтез в них коллагена и гликозамингликанов.
Рис.10. Тучная клетка, биохимические функции
Рис. 11. Фагоцитоз (общие сведения, недостаточность) (В. Войнов 2007)
Date: 2015-07-22; view: 2661; Нарушение авторских прав