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Università medica statale di Volgograd

Dipartimento di Anatomia Patologica

Patologia cellulare

Ho fatto il lavoro:

5° gruppo Studente del 3° anno

Smirnova A.P.

Controllato da: insegnante senior

Belik T.A.

Volvograd 2015

introduzione

2. Funzioni cellulari

6. Adattamento cellulare

Conclusione

introduzione

La cellula è un'unità strutturale e funzionale altamente organizzata e autoregolante di un organismo vivente, capace di scambi attivi con il suo ambiente. Qualunque processo patologico, indipendentemente dal grado di compromissione funzionale che si manifesta, inizia a livello delle ultrastrutture, cioè a livello subcellulare. Non c’è un solo fattore dannoso che non porti a cambiamenti strutturali. Molte malattie possono essere e sono state inizialmente diagnosticate solo a livello ultrastrutturale. È importante notare che le prime fasi iniziali del processo patologico, che si manifestano solo a livello delle ultrastrutture cellulari, sono generalmente reversibili o possono essere compensate.

Pertanto, prima di iniziare a studiare i processi patologici, è necessario considerare i cambiamenti tipici nella cellula.

1. Struttura di una cellula eucariotica

patologia delle cellule eucariotiche

Nella cellula umana e animale si distinguono le seguenti strutture principali:

nucleo (involucro con pori nucleari, carioplasma, nucleoli e spazio perinucleare), citoplasma (ialoplasma con vari organelli e inclusioni) e membrana cellulare.

Tutti gli organelli cellulari possono essere suddivisi in organelli di origine di membrana e di origine non di membrana.

Organelli membrana origine:

membrana citoplasmatica (compresi i desmosomi);

mitocondri: (guscio esterno, creste, matrice);

Apparato del Golgi;

reticolo endoplasmatico liscio e granulare (ruvido);

lisosomi: primari e secondari: citolisosomi e fagolisosomi, corpi residui (telolisosomi).

Organelli non membrana origine:

ribosomi e polisomi liberi;

centrosoma (centriolo);

microtubuli o macrofilamenti;

strutture specializzate o microfilamenti (neurofibrille, miofibrille - lisce e trasversali, tonofibrille, fibrille di tipo intermedio, microvilli, ciglia, flagelli).

Inclusioni: vacuoli trofici, secretori, vescicole pinocitotiche.

Immagine 1

2. Funzioni cellulari

Il metabolismo (dal greco metabole - cambiamento, trasformazione) viene costantemente effettuato nelle cellule, combinando due processi combinati di assimilazione (biosintesi di molecole biologiche complesse da quelle semplici) e dissimilazione (scissione).

Da qui provengono le sostanze necessarie al funzionamento delle cellule ambiente esterno per endocitosi (dal greco endo - interno, kytos - cellula). L'eliminazione delle sostanze dalla cellula si chiama esocitosi (dal greco echo - fuori, kytos - cellula).

Questi processi, così come il trasporto intracellulare di sostanze, avvengono con la partecipazione di membrane biologiche.

Per svolgere le loro funzioni, le cellule mantengono la propria omeostasi, svolgono il metabolismo e l'energia, implementano l'informazione genetica, la trasmettono alla prole e direttamente o indirettamente (attraverso la matrice intercellulare e i fluidi) forniscono le funzioni dell'organismo. Qualsiasi cellula funziona entro i limiti normali (omeostasi), oppure si adatta alla vita in condizioni mutate (adattamento), oppure muore quando viene superato capacità adattive(necrosi) o l'azione di un segnale corrispondente (apoptosi). (Fig.2.)

figura 2

Nella figura: a sinistra nell'ovale - i confini della norma; Una proprietà essenziale dei processi patologici tipici è la loro reversibilità; se l'entità del danno supera i limiti delle capacità adattative, il processo diventa irreversibile.

* Omeostasi (omeocinesi) - equilibrio dinamico in una determinata cellula, con altre cellule, matrice intercellulare e fattori umorali, fornendo un supporto metabolico e informativo ottimale. La vita di una cellula in condizioni di omeostasi è una costante interazione con vari segnali e fattori.

* L'adattamento è un adattamento in risposta ai cambiamenti nelle condizioni di vita delle cellule (inclusa l'influenza di un fattore dannoso).

*La morte cellulare è la cessazione irreversibile dell'attività vitale. Si verifica a causa di un processo geneticamente programmato (apoptosi) o come risultato di una lesione mortale (necrosi).

3. Principali sezioni della patologia cellulare

La patologia cellulare è rappresentata da tre sezioni principali:

1) Patologia della cellula nel suo complesso (disturbo metabolico, distrofia, necrosi, ipertrofia, atrofia).

2) Patologia delle strutture e dei componenti subcellulari (malattie lisosomiali, cromosomiche, malattie “recettoriali”, malattie perossisomiali).

3) Violazione delle interazioni intercellulari e della cooperazione cellulare.

4. Danno (alterazione) della cellula

Al centro di tutte le patologie e di molte processi fisiologici Nel corpo si verificano danni alle sue strutture, che sono il punto di partenza di una lunga catena di cambiamenti che portano alla malattia.

Tipi danno

Primario: a causa dell'impatto diretto di un fattore dannoso sul corpo.

Secondario: è una conseguenza dell'influenza degli effetti dannosi primari sui tessuti e sul corpo.

La natura del danno dipende: dalla natura del fattore patogeno, singole specie proprietà di un organismo vivente.

Un agente patogeno può provocare danni a vari livelli: molecolare, cellulare, d'organo, tissutale, organismico. Contemporaneamente al danno si attivano processi protettivi e compensativi agli stessi livelli.

Il danno cellulare è un cambiamento morfofunzionale, metabolico e fisico-chimico che porta all'interruzione dell'attività cellulare. L'alterazione cellulare è espressa da distrofia, atrofia e necrosi.

Forme tipiche di patologia cellulare: distrofia, displasia, metaplasia, ipotrofia (atrofia), ipertrofia, nonché necrosi e forme patologiche di apoptosi.

Classificazione danno:

1. Per natura:

Fisico (meccanico, temperatura, radiazione)

Prodotti chimici (sostanze tossiche, acidi, alcali, farmaci)

Biologico (virus, batteri)

Psicogeno (danno ai neuroni cerebrali e ai loro complessi negli esseri umani)

2. Per origine:

Endogeno

Esogeno

Endogeno agenti(formato e agire all'interno della cellula):

Natura fisica (ad esempio, eccesso di radicali liberi; fluttuazioni pressione osmotica);

Fattori chimici (ad esempio accumulo o carenza di ioni H+, K+, Ca2+, ossigeno, anidride carbonica, composti perossidici, metaboliti, ecc.);

Agenti biologici (ad esempio proteine, enzimi lisosomiali, metaboliti, Ig, fattori citotossici; carenza o eccesso di ormoni, enzimi, prostaglandine - Pg).

Esogeno fattori(agire sulla cellula dall'esterno):

Influenze fisiche (meccaniche, termiche, radiazioni, corrente elettrica);

Agenti chimici (acidi, alcali, etanolo, agenti ossidanti forti);

Fattori infettivi (virus, rickettsia, batteri, endo- ed esotossine di microrganismi, elminti, ecc.).

5. Meccanismi di danno cellulare

I meccanismi più importanti di alterazione cellulare includono:

1. disturbi dell'approvvigionamento energetico della cellula;

2.danni alle membrane e agli enzimi;

3.attivazione dei processi dei radicali liberi e dei perossidi;

4.squilibrio tra ioni e acqua;

5. disturbi nel genoma o nell'espressione genica;

6. disturbi della regolazione delle funzioni cellulari.

Disturbi energia disposizione cellule

L'approvvigionamento energetico della cellula può essere interrotto nelle fasi di risintesi, trasporto e utilizzo dell'energia ATP. motivo principale disturbi - ipossia (apporto insufficiente di cellule con ossigeno e ridotta ossidazione biologica).

* La risintesi dell'ATP viene interrotta a causa di una carenza di ossigeno e di substrati metabolici, di una diminuzione dell'attività degli enzimi respiratori tissutali e della glicolisi, nonché del danno e della distruzione dei mitocondri (in cui si verificano le reazioni del ciclo di Krebs e il trasferimento di vengono effettuati gli elettroni in ossigeno molecolare associato alla fosforilazione dell'ADP).

* Trasporto energetico. L'energia ATP contenuta nei legami ad alta energia viene fornita alle strutture effettrici (miofibrille, pompe ioniche, ecc.) con l'aiuto della traslocasi ADP-ATP e del CPK. Quando questi enzimi o membrane cellulari sono danneggiati, la funzione delle strutture effettrici viene interrotta.

* L'utilizzo dell'energia può essere compromesso principalmente a causa di una diminuzione dell'attività delle ATPasi (miosina ATPasi, Na+K+-ATPasi del plasmalemma, protone e potassio ATPasi, Ca2+-ATPasi, ecc.), CPK, adenina nucleotide transferasi.

Danno membrane

Il danno alle membrane cellulari si verifica a causa dei seguenti processi:

* Attivazione delle idrolasi. Sotto l'influenza di fattori patogeni, l'attività delle lipasi, fosfolipasi e proteasi legate alla membrana, libere (solubilizzate) e lisosomiali può aumentare in modo significativo (ad esempio durante l'ipossia e l'acidosi). Di conseguenza, i fosfolipidi e le proteine ​​di membrana subiscono idrolisi, che è accompagnata da un aumento significativo della permeabilità della membrana.

* Disturbi della riparazione della membrana. Quando esposti a fattori dannosi, la sintesi riparativa delle macromolecole di membrana alterate o perse (così come la loro sintesi de novo) viene soppressa, il che porta ad un ripristino insufficiente delle membrane.

* Le violazioni della conformazione delle macromolecole (la loro struttura spaziale) portano a cambiamenti nello stato fisico-chimico delle membrane cellulari e dei loro recettori, che portano a distorsioni o perdita delle loro funzioni.

* Rottura della membrana. Lo stiramento eccessivo e la rottura delle membrane delle cellule e degli organelli gonfi a causa della loro iperidratazione (una conseguenza di un aumento significativo della pressione osmotica e oncotica) è un importante meccanismo di danno alla membrana e morte cellulare.

Radicale libero E perossido reazioni

Normalmente, questo è un collegamento necessario nel trasporto degli elettroni, nella sintesi delle prostaglandine e dei leucotrieni, nella fagocitosi, nel metabolismo delle catecolamine, ecc. Le reazioni dei radicali liberi coinvolgono proteine, acidi nucleici e, soprattutto, lipidi, data la loro presenza in gran numero nella cellula. membrane (perossidazione lipidica dei radicali liberi - SFOL) . Sotto l'influenza di fattori patogeni, la generazione di radicali liberi e SPOL aumenta in modo significativo, il che aumenta il danno cellulare.

Fasi della SPOL: formazione di specie reattive dell'ossigeno - generazione di radicali liberi di sostanze organiche e inorganiche - produzione di perossidi lipidici e idroperossidi.

Specie reattive dell'ossigeno - ? canottiera (ј2) ? radicale superossido (O2-)? perossido di idrogeno (H2O2) ? radicale ossidrile (OH-).

¦ Proossidanti e antiossidanti. L'intensità di SPOL è regolata dal rapporto tra i suoi fattori di attivazione (pro-ossidanti) e di soppressione (antiossidanti).

I proossidanti sono composti facilmente ossidabili che neutralizzano i radicali liberi (naftochinoni, vitamine A e D, agenti riducenti - NADPH2, NADH2, acido lipoico, prodotti metabolici delle prostaglandine e catecolamine).

Gli antiossidanti sono sostanze che limitano o addirittura arrestano le reazioni dei radicali liberi e dei perossidi (retinolo, carotenoidi, riboflavina, tocoferoli, mannitolo, superossido dismutasi, catalasi).

¦ Effetti detergenti degli anfifili. Come risultato dell'attivazione delle reazioni del perossido lipidico e delle idrolasi, si accumulano idroperossidi lipidici, acidi grassi liberi e fosfolipidi - anfifili (sostanze che possono essere fissate sia nelle zone idrofobiche che idrofile delle membrane). Ciò porta alla formazione di estesi ammassi anfifilici (i canali transmembrana più semplici), microrotture e distruzione delle membrane.

Squilibrio ioni E acqua

Il fluido intracellulare contiene circa il 65% dell'acqua corporea totale ed è caratterizzato da basse concentrazioni di Na+ (10 mmol/l), Cl- (5 mmol/l), HCO3- (10 mmol/l), ma alte concentrazioni di K+ (150 mmol/l) e PO43- (150 mmol/l). La bassa concentrazione di Na+ e l'alta concentrazione di K+ sono dovute al lavoro della Na+,K+-ATPasi, che pompa Na+ fuori dalle cellule in cambio di K+. Lo squilibrio cellulare di ioni e acqua si sviluppa in seguito a disturbi dell'approvvigionamento energetico e danni alla membrana.

Le manifestazioni di squilibrio ionico e idrico includono:

Cambiamento nel rapporto dei singoli ioni nel citosol;

Violazione del rapporto ionico transmembrana;

Iperidratazione cellulare;

Ipoidratazione delle cellule;

Disturbi dell'elettrogenesi.

I cambiamenti nella composizione ionica sono causati dal danno alle ATPasi di membrana e dai difetti della membrana. Pertanto, a causa della distruzione della Na+,K+-ATPasi, l'eccesso di Na+ si accumula nel citosol e la cellula perde K+.

Rigonfiamento osmotico e restringimento osmotico delle cellule. Avviene secondo la legge dell'osmosi, il liquido tende a diluire la zona con una concentrazione maggiore, che può essere all'interno della cellula - cosa che porterà al rigonfiamento, oppure all'esterno della cellula - quindi l'acqua tenderà dalla cellula nello spazio intermembrana, che porterà al restringimento.

*Iperidratazione. Il motivo principale dell'iperidratazione delle cellule danneggiate è un aumento del contenuto di Na+, nonché di sostanze organiche, che è accompagnato da un aumento della pressione osmotica in esse e dal rigonfiamento cellulare. A questo si aggiungono stiramenti e microrotture delle membrane. Questa immagine si osserva, ad esempio, durante l'emolisi osmotica dei globuli rossi. *Si osserva ipoidratazione cellulare, ad esempio, con febbre, ipertermia, poliuria, malattie infettive(colera, tifo, dissenteria). Queste condizioni portano alla perdita di acqua da parte del corpo, che è accompagnata dal rilascio di liquidi dalle cellule, nonché di composti idrosolubili organici e inorganici.

I disturbi dell'elettrogenesi (cambiamenti nelle caratteristiche del potenziale di membrana - MP e potenziali d'azione - AP) sono di notevole importanza, poiché sono spesso uno dei segni importanti della presenza e della natura del danno cellulare. Gli esempi includono cambiamenti dell'ECG dovuti a danni alle cellule del miocardio, elettroencefalogrammi dovuti a patologie dei neuroni cerebrali, elettromiogrammi dovuti a cambiamenti nelle cellule muscolari.

Genetico violazioni

I cambiamenti nel genoma e nell’espressione genica sono un fattore significativo nel danno cellulare. Tali disturbi includono mutazioni, derepressione e repressione di geni, trasfezioni e disturbi mitotici.

* Mutazioni (ad esempio, una mutazione nel gene dell'insulina porta allo sviluppo diabete mellito).

* Depressione di un gene patogeno (la depressione di un oncogene è accompagnata dalla trasformazione di una cellula normale in una cellula tumorale).

* Repressione di un gene vitale (la soppressione dell'espressione del gene della fenilalanina 4-monoossigenasi provoca iperfenilalaninemia e sviluppo di oligofrenia).

* Trasfezione (introduzione di DNA estraneo nel genoma). Ad esempio, la trasfezione del DNA del virus dell’immunodeficienza porta allo sviluppo dell’AIDS.

* Disturbi della mitosi (ad esempio, nell'anemia megaloblastica si osserva la divisione dei nuclei degli eritrocariociti senza divisione del citoplasma) e della meiosi (il disturbo della divergenza dei cromosomi sessuali porta alla formazione di malattie cromosomiche).

Violazione regolamento funzioni cellule.

I meccanismi di disfunzione cellulare comprendono: distorsione del segnale regolatore, cambiamenti nei processi metabolici nella cellula, disturbi a livello dei “messaggeri”.

6. Adattamento cellulare

Meccanismi di adattamento cellulare al danno.

Il complesso delle reazioni cellulari adattative è diviso in intracellulare e intercellulare.

Intracellulare adattivo meccanismi

I meccanismi di adattamento intracellulare si realizzano nelle stesse cellule danneggiate. Questi meccanismi includono:

1.compensazione dei disturbi nell'approvvigionamento energetico della cella;

2.protezione delle membrane cellulari e degli enzimi;

3.ridurre o eliminare lo squilibrio di ioni e acqua nella cellula;

4eliminazione dei difetti nell'attuazione del programma genetico della cellula;

5.compensazione dei disturbi della regolazione dei processi intracellulari;

6.diminuzione dell'attività funzionale delle cellule;

7.azione delle proteine ​​da shock termico;

8.rigenerazione;

9.ipertrofia;

10.iperplasia.

* La compensazione dei disturbi energetici è assicurata dall'attivazione dei processi di risintesi e trasporto dell'ATP, da una diminuzione dell'intensità del funzionamento cellulare e dei processi plastici in essi contenuti.

* L'eliminazione dello squilibrio di ioni e acqua nella cellula viene effettuata attivando il tampone e il trasporto sistemi cellulari.

* L'eliminazione dei difetti genetici si ottiene attraverso la riparazione del DNA, l'eliminazione dei frammenti di DNA alterati, la normalizzazione della trascrizione e della traduzione.

* La compensazione per la disregolazione dei processi intracellulari comporta la modifica del numero di recettori, la loro sensibilità ai ligandi e la normalizzazione dei sistemi mediatori.

* Ridurre l'attività funzionale delle cellule consente di risparmiare e ridistribuire le risorse e, quindi, di aumentare la capacità di compensare i cambiamenti causati da un fattore dannoso. Di conseguenza, il grado e l'entità del danno cellulare dovuto all'azione del fattore patogeno si riducono e, dopo la cessazione della sua azione, diventano più intensi e pieno recupero strutture cellulari e loro funzioni.

*Le proteine ​​da shock termico (HSP, da Heat Shock Proteins; proteine ​​dello stress) vengono sintetizzate intensamente quando le cellule sono esposte a fattori dannosi. Queste proteine ​​sono in grado di proteggere la cellula dai danni e prevenirne la morte. Gli HSP più comuni sono quelli con pesi molecolari di 70.000 (hsp70) e 90.000 (hsp90). Il meccanismo d'azione di queste proteine ​​è vario e consiste nel regolare i processi di assemblaggio e conformazione di altre proteine.

Intercellulare adattivo meccanismi

I meccanismi di adattamento intercellulare (sistemico) sono implementati dalle cellule intatte nel processo di interazione con quelle danneggiate:

1.scambio di metaboliti, citochine locali e ioni;

2. implementazione delle reazioni del sistema IBN (sorveglianza immunobiologica);

3. cambiamenti nella circolazione linfatica e sanguigna;

4.influenze endocrine;

5.effetti nervosi.

7. Maggiore resistenza delle cellule ai danni

Misure e mezzi che aumentano la resistenza delle cellule intatte all'azione di fattori patogeni e stimolano i meccanismi di adattamento in caso di danno cellulare sono suddivisi in:

Di bersaglio scopo per scopi terapeutici e preventivi;

Di natura in medicinali, non medicinali e combinati;

Di messa a fuoco in etiotropico, patogenetico e sanogenetico.

Conclusione

La patologia cellulare è molto processo difficile trasformazione delle ultrastrutture cellulari. È rappresentato non solo da cambiamenti abbastanza stereotipati in una particolare ultrastruttura in risposta a varie influenze, ma anche da cambiamenti così specifici che possiamo parlare di malattie cromosomiche e “malattie” dei recettori, lisosomiali, mitocondriali, perossisomiali e altre “malattie” dei la cellula. Inoltre la patologia di una cellula consiste in cambiamenti nei suoi componenti e nelle ultrastrutture nei rapporti di causa-effetto; un cambiamento implica un altro cambiamento; non esistono danni assolutamente isolati che possano essere corretti anche isolatamente.

È lo studio dei cambiamenti tipici e specifici a livello cellulare che costituisce la base per la successiva conoscenza dettagliata e ampia del tema dell'anatomia patologica.

Bibliografia

1. Fisiopatologia. Manuale. Litvitskij P.F. 4a edizione, 2009

2. Anatomia patologica. Manuale. Strukov A.I., Serov V.V.

5a edizione, 2010

3. Anatomia patologica generale. Esercitazione. Zayratiants OV, 2007

4. Anatomia patologica. Manuale. Paltsev M.A., Anichkov M.N., 2001

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La cellula come sistema vivente elementare con la capacità di scambiare con l'ambiente le leggi della sua attività vitale, struttura interna ed elementi. Patologie esistenti nel processo di sviluppo cellulare nelle sue varie fasi.

La patologia cellulare è un tipico processo patologico caratterizzato da una violazione dell'omeostasi intracellulare, che limita funzionalità cellule e può portare alla morte cellulare o alla riduzione dell’aspettativa di vita .

Omeostasi cellulare – la capacità di una cellula di esistere al variare delle condizioni ambientali mantenendo un equilibrio dinamico stabile con l’ambiente.

Il concetto " omeostasi cellulare» include una serie di indicatori (costanti): costanza intracellulare di ioni idrogeno, elettroni, ossigeno, substrati per il supporto energetico e plastico della vita cellulare, enzimi, nucleotidi e una serie di altre sostanze.

Le costanti (lat. Constantus - valore costante) dell'omeostasi cellulare dipendono da:

stato strutturale e funzionale le sue varie membrane (plasmolemi, mitocondri, lisosomi, ecc.) e organelli, l'intensità dei processi biochimici intracellulari. Questa è una specie di " componente metabolica dell’omeostasi "ed è determinato dal lavoro dell'apparato esecutivo della cellula;

processi informativi. Il normale funzionamento di una cellula è impossibile senza che le informazioni provengano dall'ambiente esterno. Molto spesso cambia i parametri di costanza intracellulare, che è una conseguenza dell'inclusione di programmi adattivi che consentono alla cellula di adattarsi in modo ottimale ad una situazione specifica in base alle informazioni ricevute. " Giusto» cambiamenti nelle costanti dell'omeostasi intracellulare e loro mantenimento entro limiti normali in questo caso determinato prima quantità E qualità supporto informativo della cellula (presenza di molecole segnale, recettori, connessioni post-recettoriali, ecc.). L’apparato esecutivo della cellula svolge soltanto “ istruzioni ricevute».

Di conseguenza, la patologia cellulare può verificarsi senza una “ rotto" del suo apparato esecutivo, e per violazioni dei meccanismi di segnalazione, nel cosiddetto " componente informativa »omeostasi intracellulare.

A seconda della natura del fattore eziologico che interrompe l'omeostasi (la sua componente metabolica e/o informativa), le cellule sono divise in fisico, chimico E biologico agenti dannosi.

Fattori eziologici fisici– si tratta di effetti meccanici e termici (ipo e ipertermia), energia della corrente elettrica, radiazioni ionizzanti e onde elettromagnetiche, influenza dei fattori di volo spaziale (accelerazione, ipokenesia), ecc.

Fattori eziologici chimici– esposizione a numerose sostanze inorganiche e organiche (acidi, alcali, sali di metalli pesanti, alcol etilico e metilico). La patologia può essere causata da una carenza o da un eccesso di proteine, grassi, carboidrati, vitamine, microelementi e altre sostanze. Di non piccola importanza in questo gruppo sono i fattori medicinale droghe.

Tutti i fattori patogeni di cui sopra causano vari danni cellulari.

Il tipo (tipo) di danno cellulare dipende da:

il tasso di sviluppo delle principali manifestazioni di disfunzione cellulare. Ci sono danni cellulari acuti e cronici. Lesione acuta si sviluppa rapidamente e, di regola, come risultato di un unico ma intenso effetto dannoso. Danno cronico procede lentamente ed è una conseguenza di un'influenza ripetuta, ma meno intensa in termini di forza del danno all'agente;

ciclo vitale cellule durante le quali avviene l’esposizione fattore dannoso. Distinguere mitotico E interfase danno;

sul grado (profondità) di interruzione dell’omeostasi cellulare – reversibile E irreversibile danno;

sulla natura dell'interazione del fattore dannoso con la cellula. Se un agente patogeno agisce direttamente su una cellula, allora si parla di diretto (primario) il suo danno. In condizioni di un intero organismo, l'influenza cause può avvenire anche attraverso la formazione di una catena di reazioni secondarie. Ad esempio, quando lesioni meccaniche direttamente nel sito di esposizione a questo agente si formano sostanze biologicamente attive (BAS): si tratta di prodotti di decadimento di cellule morte, istamina, ossidasi, prostaglandine e altri composti sintetizzati da cellule danneggiate. I BAS, a loro volta, causano la disfunzione di cellule che precedentemente non erano influenzate da questo fattore. Questo tipo di danno si chiama indiretto O secondario . L'impatto di un fattore eziologico può manifestarsi indirettamente e attraverso cambiamenti nella regolazione nervosa ed endocrina (shock, stress), con deviazioni dello stato fisico-chimico dell'organismo (acidosi, alcolosi), con disturbi della circolazione sistemica (insufficienza cardiaca), ipossia, ipo e ipertermia, ipo e ipoglicemia, ecc.

sulla natura del danno causato un certo fattore patogeno. Vengono considerate le lesioni specifiche e non specifiche.

Litvitskij P.F. (2002) evidenzia e danno specifico a determinati cellule, derivanti dall'interazione con una varietà di fattori patogeni. Un esempio è lo sviluppo di contratture delle cellule muscolari sotto l'influenza di fattori fisici, chimici e biologici, o il verificarsi di emolisi dei globuli rossi sotto influenze simili.

Danno non specifico – si tratta di cambiamenti standard e stereotipati nelle cellule che si verificano durante la loro interazione con un’ampia gamma di fattori eziologici. A titolo esemplificativo si possono citare le seguenti violazioni:

aumentare la permeabilità delle membrane cellulari;

attivazione delle reazioni dei radicali liberi e del perossido;

acidosi intracellulare;

denaturazione delle molecole proteiche;

squilibrio di ioni e acqua;

variazione dell’intensità della fosforilazione ossidativa.

Le relazioni tra danno cellulare specifico e non specifico sono varie. Possono verificarsi contemporaneamente oppure uno di essi precede l'altro. La scoperta di tipi specifici di disturbi, il momento in cui si sono verificati e la relazione reciproca fornisce al medico le informazioni necessarie sulla natura e l'intensità dell'azione del fattore causale, sulla profondità e sulla prevalenza del processo patologico. Ciò a sua volta garantisce una prevenzione e una terapia più etiotropica e patogenetica. Ad esempio, se nell'epatite di varia origine si registra solo un aumento della concentrazione plasmatica Ioni K E alanina aminotransferasi(ALT) allora questo indica flusso lieve O inizio malattie. Il potassio e l'ALT si trovano nel citoplasma; un aumento del loro contenuto all'esterno della membrana cellulare è tipico quando la sua permeabilità è compromessa (danno aspecifico). La comparsa nel sangue di un enzima abbastanza specifico per il fegato - sorbitolo deidrogenasi E specifico dell'organello– glutammato deidrogenasi (localizzazione - mitocondri), fosfatasi acida(localizzazione del lisosoma) indica aggravamento del processo patologico. Non si limita più solo alla membrana cellulare, ma colpisce anche le strutture intracellulari.

Come notato sopra, la patologia cellulare si verifica a causa di una violazione della sua emostasi. Può cambiare non solo a causa dell'impatto diretto di un agente patogeno sulla cellula (interrompendo così principalmente il funzionamento del suo apparato esecutivo), ma anche quando non sono sufficienti i meccanismi informativi che avviano l'attivazione di determinati programmi adattogeni. A questo proposito, la natura delle malattie umane può essere vista da due prospettive: materia ed energia E informazione (A.Sh. Zaichik, L.P. Churilov, 1999). La malattia si sviluppa e quando l'apparato esecutivo della cellula è danneggiato ( posizione materiale-energetica), e in caso di violazione dei suoi meccanismi di informazione ( posizione delle informazioni). Sulla base di quest'ultima disposizione esiste persino una terminologia speciale: " malattie di regolazione», « patologia da disregolazione».

Queste posizioni sono più facilmente identificabili nelle fasi iniziali della patologia cellulare. Man mano che si sviluppa, le differenze tra loro diventano più difficili e, tuttavia, la terapia etiotropica e patogenetica sarà più adeguata e efficace nello stabilire il vero meccanismo (causa) dello sviluppo dell'una o dell'altra manifestazione della patologia.

Ora procediamo direttamente alla considerazione della risposta della cellula ad un agente patogeno. Secondo il nostro piano (Fig. 1), ciò include problemi di adattamento e paranecrosi. Sono strettamente correlati tra loro, poiché qualsiasi processo patologico (malattia) è costituito da due componenti: danno ( alterazioni) e protettivo-adattativo ( adattivo) meccanismi. L'alterazione provoca immediatamente l'attivazione di meccanismi adattativi volti a mantenere l'attività vitale della cellula nelle mutate condizioni. Lo studio parallelo delle questioni di alterazione e dei meccanismi protettivi-adattivi crea alcune difficoltà nella padronanza del materiale educativo. Pertanto, analizzeremo prima i meccanismi di danno all'omeostasi cellulare, e poi le reazioni protettive e adattative. Allo stesso tempo, ricordiamo che è la fase iniziale dell'alterazione cellulare – paranecrosi – Non si tratta solo di danni, ma anche della presenza di meccanismi protettivi e adattativi, anche se non soddisfano pienamente il loro scopo.

Iniziamo la nostra considerazione della patologia cellulare con i disturbi che insorgono quando impatto diretto un agente patogeno su di esso. L'interazione del fattore eziologico con varie formazioni strutturali della cellula porta all'interruzione della sua omeostasi ( la sua componente metabolica) e, di conseguenza, lo sviluppo della malattia. La patologia può verificarsi quando varie biomembrane cellulari sono danneggiate (il plasmolemma è particolarmente spesso danneggiato) e formazioni intracellulari: nucleo, mitocondri, lisosomi, ecc. (Fig. 2).

Le cellule - i principali elementi strutturali e funzionali dei tessuti, degli organi e del corpo nel suo insieme - per svolgere le loro funzioni, mantenere la propria omeostasi, svolgere metabolismo ed energia, implementare l'informazione genetica, trasmetterla alla prole e direttamente o indirettamente (attraverso il matrice intercellulare e fluidi) forniscono le funzioni del corpo. Qualsiasi cella (Fig. 4-1) funziona entro limiti normali (omeostasi), o si adatta alla vita in condizioni mutate (adattamento), o muore quando le sue capacità adattative vengono superate (necrosi) o l'azione del segnale corrispondente (apoptosi).

Omeostasi(omeocinesi) - equilibrio dinamico in una data cellula, con altre cellule, matrice intercellulare e umorale

Riso. 4-1. Omeostasi, adattamento e forme tipiche della patologia cellulare. A sinistra nell'ovale ci sono i limiti della norma. Una proprietà essenziale dei tipici processi patologici è la loro reversibilità. Se l'entità del danno supera i limiti delle capacità adattive, il processo diventa irreversibile (esempi: necrosi, apoptosi, displasia, crescita tumorale).

fattori che forniscono un supporto metabolico e informativo ottimale. Vita cellulare in omeostasi - interazione costante con vari segnali e fattori.

Adattamento- adattamento in risposta ai cambiamenti nelle condizioni di vita delle cellule (inclusa l'esposizione a un fattore dannoso).

Morte cellulare- cessazione irreversibile della vita. Si verifica come risultato di un processo geneticamente programmato (apoptosi), o a seguito di una lesione mortale (necrosi).

Forme tipiche di patologia cellulare: distrofia, displasia, metaplasia, ipotrofia (atrofia), ipertrofia, nonché necrosi e forme patologiche di apoptosi.

DannoFattori dannosi

L'effetto del fattore dannoso può essere reversibile o irreversibile (Figura 4-2).

Natura del fattore dannoso triplice: fisico, chimico o biologico (compreso il sociale).

Genesi In base alla loro origine i fattori dannosi si dividono in esogeni ed endogeni.

Riso. 4-2. Segni di danni reversibili e irreversibili.[per 4].

♦ Fattori esogeni(agire sulla cellula dall'esterno):

❖ influenze fisiche(meccanica, termica, radiazione, corrente elettrica);

❖ agenti chimici(acidi, alcali, etanolo, agenti ossidanti forti);

❖ fattori infettivi(virus, rickettsie, batteri, endo- ed esotossine di microrganismi, elminti, ecc.).

♦ Agenti endogeni(formato e agire all'interno della cellula):

❖ natura fisica(ad esempio, eccesso di radicali liberi; fluttuazioni della pressione osmotica);

❖ fattori chimici(ad esempio, accumulo o carenza di ioni H+, K+, Ca 2+, ossigeno, anidride carbonica, composti perossidici, metaboliti, ecc.);

❖ agenti biologici(ad esempio proteine, enzimi lisosomiali, metaboliti, Ig, fattori citotossici; carenza o eccesso di ormoni, enzimi, prostaglandine - Pg).

Effetti dei fattori dannosi sono raggiunti direttamente(fattori primari di danno) o indirettamente(nella formazione di una catena di reazioni patologiche secondarie - fattori secondari di danno).

MECCANISMI DI DANNO CELLULARE

I meccanismi più importanti di alterazione cellulare includono:

♦ disturbi dell'approvvigionamento energetico cellulare;

♦ danni alle membrane e agli enzimi;

♦ attivazione dei processi dei radicali liberi e dei perossidi;

♦ squilibrio di ioni e acqua;

♦ disturbi nel genoma o nell'espressione genica;

♦ disturbi della regolazione delle funzioni cellulari.

Disturbi dell'approvvigionamento energetico cellulare

L'approvvigionamento energetico della cellula può essere interrotto nelle fasi di risintesi, trasporto e utilizzo dell'energia ATP. La causa principale dei disturbi è l'ipossia(insufficiente apporto di ossigeno alle cellule e compromissione dell'ossidazione biologica).

Risintesi dell'ATP viene interrotto a causa di una carenza di ossigeno e di substrati metabolici, una diminuzione dell'attività degli enzimi della respirazione tissutale e della glicolisi, nonché il danneggiamento e la distruzione dei mitocondri (in cui le reazioni del ciclo di Krebs e il trasferimento di elettroni a ossigeno molecolare associato alla fosforilazione dell'ADP).

Trasporto energetico. L'energia dell'ATP contenuta nei legami ad alta energia viene fornita alle strutture effettrici (miofibrille, ioni

pompe nali, ecc.) utilizzando la traslocasi ADP-ATP e CPK. Quando questi enzimi o membrane cellulari sono danneggiati, la funzione delle strutture effettrici viene interrotta.

Recupero di energia può essere interrotto principalmente a causa di una diminuzione dell'attività delle ATPasi (miosina ATPasi, Na+K+-ATPasi del plasmalemma, protone e potassio ATPasi, Ca 2 +-ATPasi, ecc.), CPK, adenina nucleotide transferasi.

Danno alla membrana

Il danno alle membrane cellulari si verifica a causa dei seguenti processi:

Attivazione delle idrolasi. Sotto l'influenza di fattori patogeni, l'attività delle lipasi, fosfolipasi e proteasi legate alla membrana, libere (solubilizzate) e lisosomiali può aumentare in modo significativo (ad esempio durante l'ipossia e l'acidosi). Di conseguenza, i fosfolipidi e le proteine ​​di membrana subiscono idrolisi, che è accompagnata da un aumento significativo della permeabilità della membrana.

Disturbi della riparazione della membrana. Quando esposti a fattori dannosi, la sintesi riparativa delle macromolecole di membrana alterate o perse (così come la loro sintesi de novo) viene soppresso, portando ad un ripristino insufficiente della membrana.

Violazioni della conformazione delle macromolecole(la loro struttura spaziale) porta a cambiamenti nello stato fisico-chimico delle membrane cellulari e dei loro recettori, che porta alla distorsione o alla perdita delle loro funzioni.

Rottura della membrana. Lo stiramento eccessivo e la rottura delle membrane delle cellule e degli organelli gonfi a causa della loro iperidratazione (una conseguenza di un aumento significativo della pressione osmotica e oncotica) è un importante meccanismo di danno alla membrana e morte cellulare.

Reazioni dei radicali liberi e dei perossidi- normalmente questo è un collegamento necessario nel trasporto degli elettroni, nella sintesi di Pg e leucotrieni, nella fagocitosi, nel metabolismo delle catecolamine, ecc. Le reazioni dei radicali liberi coinvolgono proteine, acidi nucleici e, soprattutto, lipidi, data la loro presenza in gran numero nella cellula membrane (perossidazione lipidica dei radicali liberi - SFOL). Sotto l'influenza di fattori patogeni, la generazione di radicali liberi e SPOL aumenta in modo significativo, il che aumenta il danno cellulare.

♦ Fasi della SPOL: formazione di specie reattive dell'ossigeno - generazione di radicali liberi di sostanze organiche e inorganiche - produzione di perossidi e idroperossidi lipidici.

Specie reattive dell'ossigeno- ❖ singoletto (Ό 2) ❖ radicale superossido (O 2 -)

❖ acqua ossigenata (H 2 O 2) ❖ radicale ossidrile (OH -).

♦ Proossidanti e antiossidanti. L'intensità di SPOL è regolata dal rapporto tra i suoi fattori di attivazione (pro-ossidanti) e di soppressione (antiossidanti).

❖ Pro-ossidanti- composti facilmente ossidabili che neutralizzano i radicali liberi (naftochinoni, vitamine A e D, agenti riducenti - NADPH 2, NADH 2, acido lipoico, prodotti metabolici di Pg e catecolamine).

❖ Antiossidanti- sostanze che limitano o addirittura arrestano le reazioni dei radicali liberi e dei perossidi (retinolo, carotenoidi, riboflavina, tocoferoli, mannitolo, superossido dismutasi, catalasi).

♦ Effetti detergenti degli anfifili. Come risultato dell'attivazione delle reazioni del perossido lipidico e delle idrolasi, si accumulano idroperossidi lipidici, acidi grassi liberi e fosfolipidi - anfifili (sostanze che possono essere fissate sia nelle zone idrofobiche che idrofile delle membrane). Ciò porta alla formazione di estesi ammassi anfifilici (i canali transmembrana più semplici), microrotture e distruzione delle membrane.

Squilibrio tra ioni e acqua

Il fluido intracellulare contiene circa il 65% di tutta l'acqua corporea ed è caratterizzato da basse concentrazioni di Na+ (10 mmol/l), Cl - (5 mmol/l), HCO 3 - (10 mmol/l), ma alte concentrazioni di K+ (150 mmol/l) e PO43- (150 mmol/l). La bassa concentrazione di Na+ e l'alta concentrazione di K+ sono dovute al lavoro della Na+,K+-ATPasi, che pompa Na+ fuori dalle cellule in cambio di K+. Lo squilibrio cellulare di ioni e acqua si sviluppa in seguito a disturbi dell'approvvigionamento energetico e danni alla membrana.

Le manifestazioni di squilibrio ionico e idrico includono: ❖ cambiamenti nel rapporto dei singoli ioni nel citosol; ❖ violazione del rapporto ionico transmembrana; ❖ iperidratazione cellulare; ❖ ipoidratazione cellulare; ❖ disturbi dell'elettrogenesi.

Cambiamenti nella composizione ionica causato da danni alle ATPasi di membrana e difetti di membrana. Pertanto, a causa della distruzione della Na+,K+-ATPasi, l'eccesso di Na+ si accumula nel citosol e la cellula perde K+.

Rigonfiamento osmotico e restringimento osmotico delle cellule. Lo stato delle cellule con cambiamenti di osmoticità è mostrato in Fig. 4-3.

Iperidratazione. Il motivo principale dell'iperidratazione delle cellule danneggiate è un aumento del contenuto di Na +, nonché di sostanze organiche, che è accompagnato da un aumento della pressione osmotica in esse e dal gonfiore cellulare. Questo è combinato con lo stretching e

Microrotture delle membrane. Questa immagine si osserva, ad esempio, durante l'emolisi osmotica dei globuli rossi (Fig. 4-3). Ipoidratazione le cellule si osservano, ad esempio, con febbre, ipertermia, poliuria, malattie infettive (colera, febbre tifoide, dissenteria). Queste condizioni portano alla perdita di acqua da parte del corpo, che è accompagnata dal rilascio di liquidi dalle cellule, nonché di composti idrosolubili organici e inorganici.

Riso. 4-3. Stato sospeso in soluzione NaCl dei globuli rossi. Sull'asse delle ascisse: concentrazione (C) di NaCl (mmol/l); lungo l'ordinata: volume della cella (V). Con una concentrazione di NaCl di 154 mmol/l il volume delle cellule è uguale a quello del plasma sanguigno (soluzione isotonica di NaCl), mentre con l'aumento della concentrazione di NaCl (soluzione ipertonica di NaCl) l'acqua abbandona i globuli rossi e questi si restringono. Quando la concentrazione di NaCl diminuisce (soluzione ipotonica di NaCl), l'acqua entra nei globuli rossi e questi si gonfiano. Quando la soluzione è ipotonica, circa 1,4 volte superiore al valore di una soluzione isotonica, la membrana viene distrutta. .

Disturbi dell'elettrogenesi(cambiamenti nelle caratteristiche del potenziale di membrana - MP e potenziali d'azione - AP) sono significativi, poiché sono spesso uno dei segni importanti della presenza e della natura del danno cellulare. Gli esempi includono cambiamenti dell'ECG dovuti a danni alle cellule del miocardio, elettroencefalogrammi dovuti a patologie dei neuroni cerebrali, elettromiogrammi dovuti a cambiamenti nelle cellule muscolari.

Disturbi genetici

I cambiamenti nel genoma e nell’espressione genica sono un fattore significativo nel danno cellulare. Tali disturbi includono mutazioni, derepressione e repressione di geni, trasfezioni e disturbi mitotici.

Mutazioni(ad esempio, una mutazione nel gene dell'insulina porta allo sviluppo del diabete mellito).

Derepressione gene patogeno (la depressione dell'oncogene è accompagnata dalla trasformazione di una cellula normale in una cellula tumorale).

Repressione un gene vitale (la soppressione dell'espressione del gene della fenilalanina 4-monoossigenasi provoca iperfenilalaninemia e lo sviluppo di oligofrenia).

Trasfezione(introduzione di DNA estraneo nel genoma). Ad esempio, la trasfezione del DNA del virus dell’immunodeficienza porta allo sviluppo dell’AIDS.

Disturbi della mitosi(ad esempio, nell'anemia megaloblastica si osserva la divisione dei nuclei degli eritrocariociti senza divisione del citoplasma) e meiosi(la divergenza compromessa dei cromosomi sessuali porta alla formazione di malattie cromosomiche).

MANIFESTAZIONI DI DANNO CELLULARE

Qualsiasi danno a una cellula provoca cambiamenti specifici e non specifici di vari gradi di gravità. Cambiamenti specifici svilupparsi con l'azione un certo fattore patogeno su celle diverse o in alcuni tipi di cellule sotto l'influenza di vari agenti dannosi.

Fattori patogeni causando cambiamenti specifici in varie cellule: pressione osmotica, disaccoppianti, iperaldosteronemia, ecc.

♦ Pressione osmotica. Un aumento della pressione osmotica in una cellula è sempre accompagnato dalla sua iperidratazione, stiramento delle membrane e violazione della loro integrità (il fenomeno della “distruzione cellulare osmotica”).

♦ Sezionatori. Sotto l'influenza di disaccoppiatori di ossidazione e fosforilazione (ad esempio acidi grassi superiori - VFA o Ca 2 +), l'accoppiamento di questi processi e l'efficienza dell'ossidazione biologica vengono ridotti o bloccati.

♦ Iperaldosteronemia. L’aumento dei livelli di aldosterone nel sangue e nell’interstizio portano all’accumulo di Na+ nelle cellule.

Gruppi di cellule rispondendo con modifiche specifiche all'azione di vari agenti dannosi:

♦ Elementi muscolari reagiscono all'influenza di vari fattori patogeni di notevole forza sviluppando la loro contrattura.

♦ globuli rossi con lesioni varie subiscono emolisi con liberazione di Hb.

Cambiamenti non specifici(stereotipato, standard) svilupparsi se danneggiato vari tipi cellule e l'azione su di esse vasta gamma agenti patogeni.Esempi: acidosi, eccessiva attivazione delle reazioni dei radicali liberi e del perossido, denaturazione delle molecole proteiche, aumento della permeabilità delle membrane cellulari, squilibrio degli ioni e dell'acqua, diminuzione dell'efficienza dell'ossidazione biologica.

Forme tipiche di patologia

Le principali forme tipiche di patologia cellulare sono la loro ipotrofia e atrofia, ipertrofia e distrofia, displasia, metaplasia, nonché necrosi e apoptosi.

Ipotrofia e atrofia. L'ipotrofia è caratterizzata da una diminuzione delle dimensioni e della massa cellulare, il cui grado estremo è l'atrofia. L'ipotrofia e l'atrofia sono solitamente combinate con una diminuzione del numero di cellule: ipoplasia. Ciò porta ad una diminuzione del volume dell'organo, all'assottigliamento della pelle e delle mucose. Esempio: riduzione della massa e del numero di cellule nel tessuto o nell’organo ischemico. Ipertrofia. L’ipertrofia è caratterizzata da un aumento delle dimensioni e della massa cellulare. Ciò è spesso accompagnato da un aumento del numero di cellule (iperplasia). Esistono ipertrofia fisiologica e patologica.

Ipertrofia fisiologicaè di natura adattiva (ad esempio, ipertrofia dei muscoli scheletrici negli atleti).

Ipertrofia patologica ha (insieme a quello adattativo) un significato patologico. Esistono ipertrofia patologica lavorativa, indiretta e neuroumorale, combinata con il rimodellamento di un organo o tessuto.

♦ Ipertrofia lavorativa si sviluppa con costante carico aumentato(ad esempio, ipertrofia miocardica patologica nell'ipertensione).

♦ Ipertrofia vicaria (sostitutiva). si sviluppa in uno degli organi accoppiati quando viene rimosso il secondo.

♦ Ipertrofia neuroumorale si sviluppa quando la regolazione neuroumorale è disturbata (ad esempio acromegalia, ginecomastia).

Distrofie

Le distrofie cellulari sono disturbi metabolici accompagnati da un disturbo delle funzioni cellulari.

I meccanismi della distrofia sono vari:

❖ sintesi di sostanze anomale (normalmente non presenti nella cellula) (ad esempio il complesso proteina amiloide-polisaccaride);

❖ conversione eccessiva di alcuni composti in altri (ad esempio, i carboidrati in grassi nel diabete mellito);

❖ decomposizione (fanerosi): disintegrazione di strutture e sostanze subcellulari (ad esempio complessi proteici-lipidici delle membrane durante l'ipossia cronica);

❖ infiltrazione di cellule e sostanza intercellulare con composti organici e inorganici (ad esempio, lipoproteine ​​​​a bassa densità - LDL e Ca 2 + intima arteriosa nell'aterosclerosi).

Classificazione. Il criterio principale per la classificazione delle distrofie cellulari è il disturbo predominante del metabolismo di alcune classi di sostanze. In relazione a questo criterio ci sono disproteinosi(distrofie proteiche), lipidosi(degenerazione grassa), dispigmentosi(distrofie pigmentarie), Distrofie di carboidrati e minerali. In un gruppo separato ci sono thesaurismi(malattie da accumulo).

❖ Disproteinosi. Le distrofie proteiche sono caratterizzate da cambiamenti nelle proprietà fisico-chimiche delle proteine ​​cellulari. Esistono distrofie granulari, a goccia ialina e idropiche.

❖ Lipidosi. La degenerazione grassa è caratterizzata da un aumento del contenuto di lipidi intracellulari e dalla loro ridistribuzione nei tessuti e negli organi. Esistono lipidosi primarie e secondarie.

❖ Lipidosi primarie si osservano, di regola, con enzimopatie geneticamente determinate (ad esempio gangliosidosi, cerebrosidosi, sfingolipidosi).

❖ Lipidosi secondarie svilupparsi a seguito dell'esposizione a vari fattori patogeni, come ipossia, infezioni gravi, malattie sistemiche, avvelenamento (compresi alcuni farmaci - citostatici, antibiotici, barbiturici).

❖ Distrofie dei carboidrati. Caratterizzato da disturbi nel metabolismo dei polisaccaridi (glicogeno, mucopolisaccaridi) e delle glicoproteine ​​(mucine, mucoidi).

❖ Polisaccaridi. In caso di disturbi nel metabolismo dei polisaccaridi nelle cellule, si può osservare una diminuzione del contenuto di carboidrati (ad esempio glicogeno nel diabete), una mancanza di carboidrati (aglicogenosi; ad esempio nella cirrosi epatica o nell'epatite cronica) e un accumulo di carboidrati in eccesso (ad esempio, glicogenosi di von Gierke - sindrome nefromegalica - infiltrazione di glicogeno nelle cellule renali).

❖ Glicoproteine. Le distrofie dei carboidrati associate ad alterato metabolismo delle glicoproteine ​​sono solitamente caratterizzate dall'accumulo di mucine e mucoidi, che hanno consistenza mucosa (per questo motivo vengono chiamate anche distrofie mucose).

♦ Dispigmentosi. Le distrofie pigmentarie sono classificate in base alla loro origine (primaria e secondaria), al meccanismo di sviluppo, alla struttura del pigmento, alle manifestazioni e alla prevalenza (locale e sistemica). Esempi:

❖ Particelle di fuliggine e carbone e così via. si accumulano nei macrofagi polmonari a seguito dell'esposizione ad un'atmosfera inquinata. A questo proposito, il tessuto polmonare acquisisce un colore grigio scuro.

❖ Emosiderina. Durante l'emolisi degli eritrociti, l'Hb viene rilasciata e catturata dai macrofagi del fegato, della milza e del sangue rosso. midollo osseo e trasformazione in un pigmento marrone: l'emosiderina.

♦ Distrofie minerali. Tra le distrofie minerali, la più grande significato clinico hanno disordini metabolici di calcio, potassio, ferro, zinco, rame sotto forma di deposizione di sali di questi elementi chimici (ad esempio calcinosi, siderosi, deposizione di rame nella distrofia epatocerebrale).

♦ Thesaurismi(dal greco thesauros- tesoreria) - malattie da conservazione prodotti intermedi del metabolismo dei carboidrati, glicosaminoglicani, lipidi e proteine. La maggior parte della thesaurismosi è il risultato di enzimopatie ereditarie. A seconda del tipo di sostanze accumulate, i thesaurismosi si dividono in lipidi (lipidosi), glicogeno (glicogenosi), amminoacidi, nucleoproteine, mucopolisaccaridi (mucopolisaccaridosi), mucolipidi (mucolipidosi). IN gruppi separati Esistono malattie da accumulo lisosomiale e perossisomiale. Esempi:

❖ malattia di Tay-Sachs- deficit congenito dell'esosaminidasi lisosomiale A nei neuroni - caratterizzato dall'accumulo di gangliosidi nel citoplasma cellule nervose.

❖ Sindrome cerebroepatorenale(Sindrome di Zellweger) - tipico malattia da accumulo lisosomiale, sviluppandosi a causa di difetti nei geni che codificano per le proteine ​​del perossisoma (nel plasma sanguigno e nei tessuti il ​​contenuto di acidi grassi a catena lunga aumenta).

❖ Malattia di Gaucher- accumulo di glucocerebrosidi in eccesso nelle cellule fagocitiche della milza e del midollo osseo rosso.

❖ Glicogenosi- accumulo nel citoplasma delle cellule organi interni forme diverse glicogeno anomalo.

Metaplasia

Metaplasia- sostituzione delle cellule caratteristiche di un dato organo con cellule normali di tipo diverso. Esempi:

♦ Le malattie infiammatorie croniche polmonari, la carenza di vitamina A e il fumo portano alla comparsa di isole di epitelio squamoso multistrato tra le cellule dell'epitelio ciliato dei bronchi.

♦ Nella cervicite cronica è possibile sostituire l'epitelio colonnare monostrato con epitelio squamoso multistrato.

♦ A causa del reflusso del contenuto acido dello stomaco, l'epitelio squamoso stratificato della mucosa esofagea viene sostituito da un epitelio monostrato, caratteristico di intestino tenue(Esofago di Barrett).

La metaplasia è considerata come stato limite(al limite della normalità). In alcuni casi, le aree di metaplasia diventano displastiche, il che è irto di trasformazione del tumore. Displasia- violazioni della differenziazione cellulare, accompagnate da cambiamenti persistenti nella loro struttura, metabolismo e funzione (atipia cellulare). A differenza della metaplasia, la displasia è caratterizzata dalla comparsa di segni di atipia cellulare con struttura e architettura tissutale preservate. La displasia precede la crescita del tumore (condizioni pretumorali).

MORTE CELLULARE

Le cellule muoiono sia normalmente che in condizioni patologiche. Distinguere due in linea di principio diverse opzioni morte cellulare- necrosi(morte cellulare dovuta alla sua significativa - letale - danno) e apoptosi(morte cellulare a seguito dell'attivazione di uno speciale programma di morte).

Necrosi

Necrosi(dal greco necro- morto) - morte patologica delle cellule a seguito dell'azione di fattori dannosi su di esse.

La necrosi è lo stadio finale della distrofia cellulare o una conseguenza dell'azione diretta di fattori dannosi di forza significativa (distruttiva) sulla cellula. I principali collegamenti nella patogenesi della necrosi sono gli stessi del danno cellulare, ma con lo sviluppo della necrosi si intensificano al massimo e si sviluppano sullo sfondo dell'insufficienza dei meccanismi adattivi (protezione e rigenerazione delle strutture danneggiate, compensazione dei processi interrotti). L'irreversibilità del danno cellulare è solitamente indicata dalle rotture del plasmalemma e cambiamenti pronunciati strutture centrali (carioresi- pause

membrana nucleare, frammentazione nucleare; cariolisi- sputtering della cromatina; cariopicnosi- restringimento del contenuto del nocciolo).

♦ Paranecrosi e necrobiosi. La necrosi è preceduta dalla paranecrosi (cambiamenti simili alla necrosi, ma comunque reversibili nel metabolismo e nella struttura cellulare) e dalla necrobiosi (un insieme di cambiamenti distrofici irreversibili che portano alla necrosi).

♦ Lisi e autolisi. Le cellule necrotiche subiscono la distruzione (lisi). Se la decomposizione viene effettuata con l'aiuto di enzimi lisosomiali e radicali liberi delle cellule morte, il processo si chiama autolisi.

♦ Eterolisi. La distruzione delle cellule danneggiate e morte con la partecipazione di altre cellule (non danneggiate) (i fagociti che migrano nella zona di alterazione, così come i microbi che vi sono entrati) viene definita eterolisi.

Eziologia e patogenesi della necrosi. Esistono diversi principali fattori eziologici della necrosi: traumatici, tossici, trofonevrotici, circolatori e immunogenici. L'ischemia, l'iperemia venosa e la linfostasi che si sviluppano a causa dell'azione di questi fattori sono accompagnate da ipossia e attivazione di meccanismi di danno cellulare, che alla fine portano alla necrosi.

♦ Necrosi traumatica.È il risultato dell'effetto diretto sul tessuto di fattori fisici (meccanici, temperatura, vibrazioni, radiazioni) e di altro tipo.

♦ Necrosi tossica. Si sviluppa quando il tessuto è esposto a tossine, spesso microbiche.

♦ Necrosi trofonevrotica si sviluppa quando l'afflusso di sangue o l'innervazione dei tessuti è compromesso a causa di danni al sistema nervoso periferico. Un esempio di necrosi trofoneurotica è piaghe da decubito.

♦ Necrosi immunogenica- il risultato della citolisi durante reazioni immunitarie e allergiche autoaggressive. Un esempio potrebbe essere necrosi fibrinoide con il fenomeno di Arthus. La citolisi con la partecipazione di linfociti T killer, cellule NK e fagociti porta alla necrosi delle aree epatiche nell'epatite cronica.

♦ Necrosi circolatoria. Causato da un'insufficiente circolazione sanguigna nei vasi sanguigni e linfatici a causa di trombosi, embolia, spasmo prolungato e compressione esterna. Una circolazione insufficiente nel tessuto provoca ischemia, ipossia e necrosi.

Apoptosi

Apoptosi(dal greco apoptosi- caduta delle foglie) - morte cellulare programmata.

Questa è la differenza fondamentale tra apoptosi e necrosi. L'apoptosi è una componente di molti processi fisiologici e viene osservata anche durante l'adattamento cellulare a fattori ambientali. Ruolo biologico l'apoptosi consiste nel mantenere un equilibrio tra i processi di proliferazione e morte cellulare. L’apoptosi è un processo dipendente dall’energia. Disturbi o blocco dell'apoptosi possono causare patologie (crescita del tumore, reazioni di autoaggressione immunitaria, immunodeficienze, ecc.).

Esempi di apoptosi

♦ Morte cellulare programmata durante sviluppo embrionale, istogenesi e morfogenesi degli organi. Esempio: morte dei neuroblasti (dal 25 al 75%) in determinate fasi dello sviluppo cerebrale.

♦ Morte delle cellule che hanno completato la loro funzione(ad esempio, cellule immunocompetenti alla fine della risposta immunitaria o eosinofili dopo la degranulazione).

♦ Eliminazione dei linfociti T autoaggressivi in determinate fasi dello sviluppo del timo o dopo il completamento della risposta immunitaria.

♦ Invecchiamentoè accompagnato da involuzione ormone-dipendente e apoptosi delle cellule endometriali, atresia dei follicoli ovarici nelle donne in menopausa, nonché della prostata e del tessuto testicolare negli uomini anziani.

♦ Trasfezione- L'introduzione di un frammento dell'acido nucleico del virus in una cellula (ad esempio nell'epatite virale, nella miocardite, nell'encefalite, nell'AIDS) spesso provoca la sua apoptosi.

♦ Crescita del tumore naturalmente accompagnato da apoptosi elevato numero cellule trasformate.

Meccanismo dell'apoptosi

Durante l'apoptosi ci sono quattro fasi: inizio, programmazione, implementazione del programma e rimozione della cellula morta. Fase di iniziazione. In questa fase, i segnali informativi vengono percepiti dai recettori cellulari e i segnali vengono trasmessi nella cellula.

♦ Segnali transmembrana divisi in “negativi”, “positivi” e misti. ❖ Un segnale “negativo” significa la cessazione dell'azione sulla cellula o l'assenza nel tessuto di fattori di crescita o citochine che regolano la divisione e la maturazione cellulare, nonché di ormoni che controllano lo sviluppo cellulare. ❖ Un segnale “positivo” implica un effetto sulla cellula di un agente che innesca il programma di apoptosi. Ad esempio, il legame del TNF al suo recettore di membrana CD95 attiva il programma di morte cellulare. ❖ Segnale misto: una combinazione di segnali del primo e del secondo gruppo. Pertanto, i linfociti stimolati dal mitogeno, ma non in contatto con Ag estraneo, vanno incontro ad apoptosi; linfociti, che sono colpiti da

Ag ha agito, ma non ha ricevuto altri segnali (ad esempio mitogenici).

♦ Tra stimoli intracellulari di apoptosi I più importanti sono: ❖ eccesso di H+ e radicali liberi; ❖ temperatura elevata; ❖ virus intracellulari e ❖ ormoni che esercitano il loro effetto attraverso i recettori nucleari (ad esempio, glucocorticoidi).

Fase di programmazione(controllo e integrazione dei processi di apoptosi). Esistono due opzioni per implementare la fase di programmazione: l'attivazione diretta delle caspasi e delle endonucleasi effettrici (bypassando il genoma cellulare) e la loro attivazione indiretta attraverso l'espressione di determinati geni.

♦ Trasmissione diretta del segnale. Viene effettuato attraverso proteine ​​adattatrici, granzimi e citocromo C. La trasmissione diretta del segnale si osserva nelle cellule anucleate (ad esempio negli eritrociti).

♦ Trasduzione del segnale mediata dal genoma. In questa fase, proteine ​​specializzate bloccano un segnale potenzialmente letale oppure implementano un segnale per l’apoptosi attivando un programma esecutivo.

❖ Proteine ​​inibitorie apoptosi (prodotti dell'espressione di geni anti-apoptotici Bcl-2, Bcl-XL) bloccare l'apoptosi (ad esempio, riducendo la permeabilità delle membrane mitocondriali, che riduce la probabilità che uno dei fattori scatenanti dell'apoptosi, il citocromo C, venga rilasciato nel citosol).

❖ Proteine ​​promotrici apoptosi (ad esempio, proteine ​​la cui sintesi è controllata dai geni Cattivo, Bax, antioncogeni Rb o p 53) attivano le proteasi effettrici della cisteina (caspasi ed endonucleasi).

Fase di attuazione del programma(esecutivo, effettore) consiste nella morte cellulare, effettuata attraverso l'attivazione di proteasi ed endonucleasi. Gli esecutori diretti dell'"uccisione" della cellula sono le endonucleasi dipendenti da Ca 2 +, Mg 2 + (catalizzano la rottura degli acidi nucleici) e le caspasi effettrici (scindono le proteine). Allo stesso tempo, nella cellula si formano frammenti contenenti resti di organelli, citoplasma, cromatina e citolemma e germogliano da essa - corpi apoptotici.

La fase di rimozione dei frammenti di cellule morte. Sulla superficie dei corpi apoptotici sono presenti ligandi con cui interagiscono i recettori delle cellule fagocitiche. I fagociti rilevano, fagocitano e distruggono i corpi apoptotici (eterolisi). Di conseguenza, il contenuto della cellula distrutta non entra nello spazio intercellulare e Durante l’apoptosi non c’è risposta infiammatoria.

NECROPTOSI

IN l'anno scorsoè stata descritta un'altra variante della morte cellulare, che differisce sia dall'apoptosi che dalla necrosi. È designato come necroptosi. Il programma di necroptosi può essere stimolato, come l'apoptosi, da ligandi di recettori cellulari della famiglia dei fattori di necrosi tumorale (TNFα). Tuttavia, la morte cellulare avviene senza l'attivazione delle proteasi legate alle caspasi (la necroptosi si sviluppa quando l'attività delle caspasi viene completamente soppressa).

Il meccanismo di distruzione cellulare durante la necroptosi è più simile all'autolisi. Si ritiene che la necroptosi sia uno dei meccanismi unici di morte delle cellule nervose durante gli ictus.

Adattamento cellulare

MECCANISMI DI ADATTAMENTO CELLULARE AL DANNO

Il complesso delle reazioni cellulari adattative è diviso in intracellulare e intercellulare.

Meccanismi adattativi intracellulari

I meccanismi di adattamento intracellulare si realizzano nelle stesse cellule danneggiate. Tali meccanismi comprendono: ❖ compensazione dei disturbi nell'approvvigionamento energetico della cellula; ❖ protezione delle membrane cellulari e degli enzimi; ❖ ridurre o eliminare lo squilibrio di ioni e acqua nella cellula; ❖ eliminazione dei difetti nell'attuazione del programma genetico della cellula;

Compensazione della disregolazione dei processi intracellulari;

Diminuzione dell'attività funzionale delle cellule; ❖ azione delle proteine ​​da shock termico; ❖ rigenerazione; ❖ ipertrofia; ❖ iperplasia.

Risarcimento per violazioni energeticheè assicurato dall'attivazione dei processi di risintesi e trasporto di ATP, una diminuzione dell'intensità del funzionamento cellulare e dei processi plastici in essi.

Correzione degli squilibri di ioni e acqua nella cellula viene effettuata attivando i sistemi cellulari tampone e di trasporto.

Eliminazione dei difetti genetici si ottiene attraverso la riparazione del DNA, l'eliminazione dei frammenti di DNA alterati, la normalizzazione della trascrizione e della traduzione.

Compensazione della disregolazione dei processi intracellulari consiste nel modificare il numero di recettori, la loro sensibilità ai ligandi e normalizzare i sistemi mediatori.

Diminuzione dell'attività funzionale delle cellule consente di risparmiare e ridistribuire le risorse e, quindi, di aumentare la capacità di compensare i cambiamenti causati da un fattore dannoso. Di conseguenza, il grado e l'entità del danno cellulare causato da

il fattore patogeno si riduce e, una volta cessata la sua azione, si osserva un ripristino più intenso e completo delle strutture cellulari e delle loro funzioni.

Proteine ​​da shock termico(HSP, da Proteine ​​da shock termico; proteine ​​dello stress) vengono sintetizzate intensamente quando le cellule sono esposte a fattori dannosi. Queste proteine ​​sono in grado di proteggere la cellula dai danni e prevenirne la morte. Gli HSP più comuni sono quelli con pesi molecolari di 70.000 (hsp70) e 90.000 (hsp90). Il meccanismo d'azione di queste proteine ​​è vario e consiste nel regolare i processi di assemblaggio e conformazione di altre proteine.

Meccanismi adattativi intercellulari

I meccanismi di adattamento intercellulare (sistemico) sono implementati da cellule non danneggiate nel processo di interazione con quelle danneggiate.

Meccanismi di interazione cellulare:

♦ scambio di metaboliti, citochine locali e ioni; ❖ implementazione delle reazioni del sistema IBN;

♦ cambiamenti nella circolazione linfatica e sanguigna;

♦ influenze endocrine;

♦ effetti nervosi.

Esempi

♦ Ipossia. Una diminuzione del contenuto di ossigeno nel sangue e nelle cellule stimola l'attività dei neuroni nel centro respiratorio, l'attività del sistema cardiovascolare, rilascio di globuli rossi dal midollo osseo. Di conseguenza, aumentano il volume della ventilazione alveolare, la perfusione tissutale con il sangue e il numero di globuli rossi nel sangue periferico, il che riduce o elimina la mancanza di ossigeno e attiva il metabolismo nelle cellule.

♦ Ipoglicemia. Il danno cellulare in condizioni di ipoglicemia può essere ridotto grazie all’increzione di glucagone, adrenalina, glucocorticoidi e ormone somatotropo (GH), che aumentano il livello di glucosio nel plasma sanguigno e trasportano il glucosio nelle cellule.

♦ Ischemia. Una diminuzione dell'apporto di sangue arterioso a qualsiasi area del tessuto è solitamente accompagnata da un aumento del flusso sanguigno attraverso i vasi collaterali (bypass), che ripristina la fornitura di ossigeno e substrati metabolici alle cellule.

Aumento della resistenza cellulare ai danni

Misure e mezzi che aumentano la resistenza delle cellule intatte all'azione di fattori patogeni e stimolano i meccanismi di adattamento in caso di danno cellulare sono suddivisi in:

♦ secondo lo scopo previsto per il trattamento e la profilassi;

♦ per natura in medicinali, non medicinali e combinati;

♦ concentrandosi sugli aspetti etiotropici, patogenetici e sanogenetici.

Misure preventive e terapeutiche

Agenti non farmaceutici. Gli agenti non farmacologici vengono utilizzati per prevenire il danno cellulare. Questi agenti aumentano la resistenza cellulare a numerosi agenti patogeni.

Esempio. Allenare il corpo (secondo un determinato schema) con ipossia moderata, fattori di stress, attività fisica e raffreddamento aumenta la resistenza a ipossia significativa, ischemia, freddo, agenti infettivi e altri. L'aumento della resistenza cellulare durante l'allenamento si basa sull'aumento dell'affidabilità e della potenza dei sistemi regolatori, dei meccanismi di approvvigionamento energetico e plastico delle cellule, delle loro reazioni compensatorie, riparatrici e protettive, dei meccanismi di sintesi proteica e di riparazione del DNA, dei processi di formazione di strutture subcellulari e altri cambiamenti.

Farmaci. I farmaci vengono utilizzati principalmente per attivare meccanismi adattativi dopo l'esposizione ad un agente patogeno. La maggior parte dei farmaci viene utilizzata per la terapia etiotropica o patogenetica.

I principali effetti volti a ridurre la forza dell'effetto patogeno sulle cellule o a bloccare il meccanismo di sviluppo del processo patologico comprendono: ridurre il grado o eliminare i disturbi nell'approvvigionamento energetico delle cellule; correzione e protezione dei meccanismi di trasporto transmembrana, distribuzione degli ioni intracellulari e controllo del volume cellulare; prevenire danni all'apparato genetico della cellula; ? correzione dei meccanismi di regolazione e integrazione dei processi intracellulari.

Effetti combinati dare il massimo effetto (sia terapeutico che preventivo).

Principi generali di terapia e prevenzione

I principi generali di terapia e prevenzione comprendono principi etiotropici, patogenetici e sanogenetici.

Effetti etiotropici hanno lo scopo di prevenire un'azione (prevenzione) o eliminare, fermare, ridurre la forza o la durata dell'influenza dei fattori patogeni sulle cellule, nonché eliminare le condizioni che contribuiscono all'attuazione di questa azione (trattamento).

Misure sanogenetiche hanno l'obiettivo di attivare meccanismi di adattamento (compensazione, protezione, ripristino e adattamento delle cellule) alle mutate condizioni, che impediscono lo sviluppo della malattia (prevenzione) o accelera il recupero del corpo (trattamento).

Effetti patogenetici mirato a rompere i legami della patogenesi proteggendo i meccanismi di fornitura di energia alle cellule, correggendo il trasporto transmembrana, la distribuzione intracellulare degli ioni e controllando il volume cellulare; impedendo l’azione dei fattori provocando il cambiamento nell'apparato genetico delle cellule.

5. Una donna di 20 anni ha chiesto una consulenza medica genetica. Sua sorella è malata di una forma grave di anemia falciforme, la paziente non aveva malattie del sangue, suo marito è sano. La donna è interessata a quale sia il rischio di sviluppare questa malattia nel suo bambino pianificato. Esaminando il sangue dei coniugi per i tipi di emoglobina, sono stati ottenuti i seguenti risultati: nell'uomo HbA 98%, HbS 1%; la donna ha HbA1c 70%, HbS 29%.
Qual è la risposta alla domanda della donna? C’era motivo di preoccuparsi? È possibile prevenire quando si pianifica un bambino specifico? La malattia è legata al sesso del bambino?
6. Quali gruppi sanguigni sono impossibili nei bambini da genitori con i seguenti gruppi sangue secondo il sistema AB0: I(0) e III(B)? III(B) e IV(AB)? IV(AB) e IV(AB)? II(A) e III(B)? Qual è il significato del gruppo sanguigno stabilito del primo figlio alla nascita del secondo figlio?
7. Una donna incinta ha chiesto una consulenza medica genetica e ha riferito che sua sorella aveva la fenilchetonuria, ma lei stessa ha negato che si trattasse di malattie ereditarie. Mio marito è sano. Nella sua famiglia vi furono matrimoni tra parenti stretti, ma non vi furono casi di fenilchetonuria.
Qual è la probabilità di fenilchetonuria in un bambino? Il probabile sesso del bambino è importante? È possibile curare questa malattia dopo la sua comparsa?

capitolo 4
PATOLOGIA CELLULARE

La cellula è l’unità strutturale e funzionale di tutti gli organismi viventi. Concentrato nella cellula proprietà unica vivere: la capacità di riprodursi, mutare e rispondere ai cambiamenti ambiente. Una cellula eucariotica è costituita da tre componenti principali: membrana plasmatica, nucleo, citoplasma. La funzione principale della cellula è quella di scambiare materia, energia e informazioni con l'ambiente, alla quale è infine subordinato il compito di preservare la cellula nel suo insieme quando cambiano le condizioni di esistenza (Fig. 4.1 a p. 52).
Gli organelli cellulari, avendo determinate caratteristiche morfologiche, forniscono le principali manifestazioni della vita cellulare. Ad essi sono associati la respirazione e le riserve energetiche (mitocondri), la sintesi proteica (ribosomi, reticolo endoplasmatico rugoso), l'accumulo e il trasporto di lipidi e glicogeno, la neutralizzazione delle tossine (reticolo endoplasmatico liscio), la sintesi dei prodotti e il loro rilascio dalla cellula (Golgi complesso), digestione intracellulare e funzione protettiva (lisosomi). È importante sottolineare che le funzioni degli organelli subcellulari non sono strettamente delineate, quindi possono partecipare a diversi processi intracellulari.
Tutto quanto sopra rende la conoscenza delle basi della patologia cellulare assolutamente necessaria per comprendere i modelli di sviluppo della patologia a livello di tessuti, organi e sistemi e la malattia nel suo insieme - a livello del corpo umano.

Riso. 4.1. Struttura generale di una cellula eucariotica e dei suoi principali organelli:
1 – granuli secretori (accumulo di prodotti di secrezione); 2 – centrioli (centro di polimerizzazione dei microtubuli); 3 – reticolo endoplasmatico liscio (disintossicazione e sintesi di steroidi); 4 – lisosomi (digestione intracellulare); 5 – mitocondri (sintesi di ATP e steroidi); 6 – unità sferiche (conversione di energia); 7 – goccioline lipidiche (accumulo); 8 – nucleolo (sintesi dell'rRNA); 9 – involucro nucleare (separazione della cromatina e del citoplasma); 10 – reticolo endoplasmatico rugoso (sintesi e segregazione proteica, alterazioni post-traduzionali); 11 – Complesso di Golgi (modifiche finali post-traduzionali, confezionamento e trasporto)

4.1. DANNO CELLULARE: CAUSE E MECCANISMI GENERALI

Il danno è un processo manifestato da una violazione dell'organizzazione strutturale e funzionale di un sistema vivente, causata da vari motivi. Nel senso più generale, il danno a qualsiasi livello è un cambiamento nella struttura e nella funzione che non contribuisce, ma interferisce con la vita e l'esistenza di un organismo nell'ambiente. Il danno è il momento iniziale nello sviluppo della patologia, dentro interazione del fattore causale con il corpo. In questo senso i termini “fattore eziologico”, “fattore patogeno” e “fattore dannoso” sono sinonimi.
Qualsiasi danno si manifesta a vari livelli:
molecolare (danno ai recettori cellulari, alle molecole enzimatiche, agli acidi nucleici fino alla loro disintegrazione);
subcellulare – ultrastrutturale (danni ai mitocondri, al reticolo endoplasmatico, alle membrane ed altre ultrastrutture fino alla loro distruzione);
cellulare (varie distrofie dovute all'interruzione di vari tipi di metabolismo con possibile sviluppo di necrosi del tipo rhexis o lisi cellulare);
tessuti e organi (cambiamenti distrofici nella maggior parte delle cellule e nello stroma con possibile sviluppo di necrosi (come infarto, sequestro, ecc.);
organica (una malattia con un possibile esito fatale).
A volte viene isolato un ulteriore livello di complessi tissutali, o iszioni, che comprende i vasi microvascolari (arteriole, capillari, venule) e le cellule del parenchima che alimentano, il tessuto connettivo e le terminazioni nervose terminali. Morfologicamente il danno può essere rappresentato da due processi patologici: distrofia e necrosi, che spesso sono fasi successive (Fig. 4.2).
Cause di danno cellulare. Il coinvolgimento delle cellule in tutti i processi patologici che si verificano nel corpo spiega anche l'universalità delle cause del danno cellulare, che corrispondono nella struttura della classificazione dei fattori eziologici della malattia in generale (Tabella 4.1).

Riso. 4.2. Danno cellulare reversibile e irreversibile:
A – cella normale: 1 - nucleo; 2 – lisosoma; 3 – rete endoplasmolitica; 4 - mitocondri.
B – danno reversibile: 1 – associazione di particelle intramembrana;
2 – rigonfiamento del reticolo edoplasmatico;
3 – dispersione dei ribosomi; 4 – rigonfiamento dei mitocondri; 5 – diminuzione della densità mitocondriale; 6 – autodigestione dei lisosomi; 7 – aggregazione della cromatina nucleare; 8 – sporgenza
B – danno irreversibile: 1 – corpi mielinici; 2 – lisi del reticolo endoplasmatico; 3 – difetto della membrana cellulare; 4 – elevata scarica dei mitocondri; 5 – picnosi del nucleo; 6 – rottura del lisosoma e autolisi

La causa del danno cellulare può essere un fattore sia di natura esogena che endogena. In relazione alla cellula, i più importanti agenti meccanici e fisici (traumi meccanici, fluttuazioni della temperatura ambiente e pressione atmosferica, radiazione, corrente elettrica, onde elettromagnetiche); agenti chimici (cambiamento di pH, diminuzione del contenuto di ossigeno, sali di metalli pesanti, solventi organici, ecc.); tutti i tipi di agenti infettivi; reazioni immunitarie, malattie genetiche, squilibrio nutrizionale.

Tabella 4.1
Fattori eziologici del danno cellulare

I fattori psicogeni di danno al corpo a livello cellulare sono percepiti attraverso effetti secondari di natura fisica o chimica. Ad esempio, quando stress emotivo il danno miocardico è spiegato dagli effetti dell'adrenalina e dai cambiamenti nell'attività elettrica delle fibre simpatiche del sistema nervoso autonomo.

Patogenesi generale del danno cellulare. Dal punto di vista dello sviluppo dei processi, nella forma più generale, il danno cellulare può manifestarsi con disturbi del metabolismo cellulare, sviluppo di distrofia, parabiosi e, infine, necrosi, quando la cellula muore.
Il danno cellulare può essere reversibile E irreversibile. Ad esempio, il danno ai lisosomi nelle cellule epiteliali intestinali sotto l'influenza dell'endotossina dei microrganismi intestinali è reversibile. Una volta cessata l'intossicazione, i lisosomi nella cellula danneggiata vengono ripristinati. Nel caso del danno cellulare da parte di enterovirus, il danno si esprime mediante la degranulazione dei lisosomi, che può essere causata, ad esempio, da qualsiasi infezione virale.
Secondo il suo corso, il danno può essere affilato E cronico. Le manifestazioni funzionali del danno cellulare acuto si dividono in iperattività predepressiva, necrosi parziale e danno totale (necrosi cellulare).
La prima e più generale espressione non specifica del danno cellulare sotto l'azione di qualsiasi agente è una violazione dello stato di equilibrio instabile tra la cellula e l'ambiente, che è una caratteristica comune di tutti gli esseri viventi, indipendentemente dal livello della sua organizzazione.
L'iperattività predepressiva (secondo F.Z. Meyerson) si verifica a seguito di un danno cellulare reversibile dovuto a una moderata esposizione a fattori patogeni. Di conseguenza, nella membrana cellulare si verificano un'eccitazione non specifica e un aumento dell'attività degli organelli, principalmente dei mitocondri. Ciò porta ad una maggiore ossidazione dei substrati e alla sintesi di ATP, accompagnata da un aumento della resistenza cellulare al fattore patologico. Se l'impatto di questo fattore è limitato, il danno può essere eliminato, seguito dal ripristino della struttura e della funzione originarie. Si ritiene che dopo un tale impatto, le informazioni sull'impatto avvenuto vengano immagazzinate nell'apparato genetico della cellula, in modo che in futuro, con un'esposizione ripetuta allo stesso fattore, l'adattamento della cellula sia significativamente facilitato.
In caso di necrosi parziale, la parte danneggiata della cellula viene separata dalla parte funzionante da una membrana neoformata e distrutta dai fagociti. Successivamente, la struttura e la funzione della cellula vengono ripristinate a causa dell'iperplasia delle unità subcellulari.
Se il fattore dannoso ha un'intensità e una durata d'azione pronunciate, si verifica un danno totale alla cellula, che porta alla cessazione della funzione mitocondriale, all'interruzione del trasporto cellulare e a tutti i processi dipendenti dall'energia. Successivamente si verifica la massiccia distruzione dei lisosomi, il rilascio di enzimi idrolitici nel citoplasma e la fusione di altri organelli, nucleo e membrane. La fase di danno cellulare acuto, quando è ancora presente un piccolo gradiente di concentrazione di ioni tra il citoplasma e l'ambiente extracellulare, è chiamata agonia cellulare. È irreversibile e termina con la necrosi cellulare, mentre un forte aumento della permeabilità e la parziale distruzione delle membrane cellulari facilitano l'accesso degli enzimi nella cellula dall'ambiente, che continuano la distruzione di tutti i suoi elementi strutturali.

Specifico e aspecifico nel danno cellulare. Il danno specifico può essere visto analizzando qualsiasi tipo di danno. Ad esempio, con una lesione meccanica, si tratta di una violazione dell'integrità della struttura del tessuto, con un autoimmune anemia emolitica– cambiamenti nelle proprietà della membrana eritrocitaria sotto l’influenza dell’emolisina e del complemento, con danni da radiazioni – formazione di radicali liberi con conseguente interruzione dei processi ossidativi.
Danno non specifico cellule, cioè poco dipendenti dal tipo di fattore dannoso, sono le seguenti:
interruzione dello stato di squilibrio della cellula e dell'ambiente esterno;
interruzione della struttura e della funzione delle membrane: permeabilità e trasporto delle membrane, potenziale elettrico delle membrane, apparato recettoriale, forma cellulare;
disturbo del metabolismo e della composizione elettrolitica della cellula e delle sue singole parti;
interruzione dell'attività dei sistemi enzimatici cellulari (fino alla distruzione enzimatica della cellula);
ridurre il volume e l'intensità dell'ossidazione biologica;
violazione della conservazione e trasmissione delle informazioni genetiche;
diminuzione della funzione specifica (per cellule specializzate).
Il danno a funzioni specifiche necessarie per il corpo nel suo insieme non influisce direttamente sul destino delle cellule, ma determina l'essenza dei cambiamenti negli organi e nei sistemi, e quindi è considerato nel corso di una particolare patologia.
La maggior parte dei danni a livello subcellulare non è specifica e non dipende dal tipo di fattori dannosi. Ad esempio, nel miocardio durante l'ischemia acuta, si osservano effetti di adrenalina, avvelenamento da morfina, peritonite purulenta diffusa, irradiazione, cambiamenti simili nelle cellule danneggiate sotto forma di gonfiore dei mitocondri e distruzione delle loro membrane, vacuolizzazione del reticolo endoplasmatico, focalizzazione distruzione delle miofibrille e comparsa di una quantità eccessiva di inclusioni lipidiche. Tali cambiamenti identici nelle strutture sotto l'influenza di vari fattori sono chiamati stereotipati.
Con lo stesso impatto sull'intero organo di qualsiasi fattore dannoso, di solito si manifesta l'intero spettro di possibili stati cellulari, da praticamente normale e persino intensamente funzionante fino alla morte (necrosi). Questo fenomeno si chiama mosaico. Ad esempio, quando il virus della varicella zoster agisce sulle cellule della pelle, la necrosi si sviluppa sotto forma di piccoli focolai, formando caratteristica eruzione cutanea sotto forma di bolle (vescicole).
Il danno a livello cellulare a volte può essere specifico. Cambiamenti specifici sono causati dalla replicazione intracellulare del virus (con comparsa nel nucleo o nel citoplasma di inclusioni, che sono accumuli di particelle virali o cambiamenti reattivi nella sostanza cellulare in risposta alla loro replicazione), metamorfosi del tumore e tumori congeniti o acquisiti enzimopatie, che portano all'accumulo di metaboliti normali nella cellula in quantità eccessive o anomale sotto forma di inclusioni.

4.2. PATOLOGIA DELLE MEMBRANE CELLULARI

La parte strutturale principale della membrana è un doppio strato lipidico, costituito da fosfolipidi e colesterolo con molecole di varie proteine ​​incluse al suo interno. L'esterno della membrana cellulare è ricoperto da uno strato di glicoproteine. Le funzioni della membrana cellulare comprendono permeabilità selettiva, reazioni di interazioni intercellulari, assorbimento e rilascio di sostanze specifiche (ricezione e secrezione). La membrana plasmatica è il sito di applicazione degli stimoli fisici, chimici, meccanici provenienti dall'ambiente esterno e dei segnali informativi provenienti dall'ambiente interno del corpo. La funzione di informazione è fornita dai recettori di membrana, la funzione protettiva è fornita dalla membrana stessa e la funzione di contatto è fornita dalle giunzioni cellulari (Fig. 4.3).
La capacità di formare membrane è cruciale nella formazione di una cellula e dei suoi organelli subcellulari. Qualsiasi violazione è accompagnata da un cambiamento nella permeabilità delle membrane cellulari e nello stato del citoplasma della cellula danneggiata. Il danno alle membrane cellulari può essere causato dalla distruzione dei loro componenti lipidici o proteici (enzimi e recettori).
La patologia cellulare può essere causata da disturbi nelle seguenti funzioni di membrana: trasporto della membrana, permeabilità della membrana, comunicazione e “riconoscimento” cellulare, mobilità della membrana e forma cellulare, sintesi e scambio della membrana (Schema 4.1).

Riso. 4.3. Struttura della membrana cellulare (diagramma):
1 – doppio strato di fosfolipidi; 2 – proteine ​​di membrana; 3 – catene di polisaccaridi

Schema 4.1. Meccanismi generali di danno alle membrane cellulari [Litvitsky P. F., 1995]

Il danno ai componenti lipidici delle membrane cellulari e subcellulari si verifica in diversi modi. I più importanti sono la perossidazione lipidica, l'attivazione delle fosfolipasi di membrana, lo stiramento osmotico della base proteica delle membrane e gli effetti dannosi degli immunocomplessi.
Il trasporto di membrana comporta il trasferimento di ioni e altri substrati contro un eccesso (gradiente) della loro concentrazione. In questo caso, la funzione delle pompe cellulari e i processi di regolazione del metabolismo tra la cellula e il suo ambiente vengono interrotti.
La base energetica per il funzionamento delle pompe cellulari sono processi dipendenti dall'energia ATP. Questi enzimi sono “integrati” nella parte proteica delle membrane cellulari. A seconda del tipo di ioni che attraversano il canale si distinguono Na – K-ATPasi, Ca – Mg-ATPasi, H – ATPasi, ecc.. Di particolare importanza è il lavoro della prima pompa, che si traduce in un aumento della concentrazione di K+ all'interno della cellula di circa 20–30 volte rispetto a quella extracellulare. Di conseguenza, la concentrazione di Na + all'interno della cellula è circa 10 volte inferiore a quella all'esterno.
Il danno alla pompa Na – K provoca il rilascio di K + dalla cellula e l'accumulo di Na + in essa, che è caratteristico dell'ipossia, lesioni infettive, allergie, diminuzione della temperatura corporea e molte altre condizioni patologiche. Il trasporto di Ca 2+ è strettamente correlato al trasporto di Na+ e K+. L'espressione integrale di questi disturbi è ben illustrata dall'esempio dell'ipossia miocardica, che si manifesta principalmente con la patologia mitocondriale.
È noto il coinvolgimento del Ca 2+ nel rilascio dei mediatori dell'allergia dai labirinti (mastociti). Secondo dati moderni, la loro lesione allergica è accompagnata da liquefazione della membrana, allentamento e aumento della conduttività dei canali del calcio. Gli ioni calcio, penetrando in grandi quantità nella cellula, contribuiscono al rilascio di istamina e altri mediatori dai granuli.
Morfologicamente, una violazione della permeabilità della membrana plasmatica si manifesta con una maggiore formazione di vescicole ultramicroscopiche, che porta ad un deficit di superficie o, al contrario, ad un aumento della superficie dovuto alle membrane delle vescicole micropinocitotiche. IN in alcuni casi si rilevano ispessimento e tortuosità delle sezioni della membrana, separazione di parte del citoplasma circondato dalla membrana dalla cellula. Ciò indica l'attivazione della membrana citoplasmatica. Un altro segno di danno alla membrana osservato al microscopio elettronico è la formazione di grandi micropori - "lacune", che portano al rigonfiamento cellulare, allo stiramento eccessivo e alla rottura delle membrane cellulari.
I cambiamenti nella forma e nella mobilità della cellula nel suo complesso sono direttamente correlati alla forma e alla mobilità della membrana, sebbene la patologia di solito si traduca in una semplificazione della forma della superficie cellulare (ad esempio, perdita di microvilli da parte degli enterociti).
La patologia che si sviluppa quando le interazioni intercellulari sono danneggiate merita un'attenzione speciale. La superficie della membrana cellulare contiene molti recettori che percepiscono vari stimoli. I recettori sono rappresentati da proteine ​​complesse (glicoproteine) che possono muoversi liberamente sia lungo la superficie della membrana cellulare che al suo interno. Il meccanismo di ricezione dipende dall'energia, poiché l'ATP è necessario per trasmettere un segnale dalla superficie alla cellula. Di particolare interesse sono i recettori che sono anche marcatori antigenici di superficie di alcuni tipi cellulari.
Durante vari processi patologici (infiammazione, rigenerazione, crescita tumorale), gli antigeni di superficie possono cambiare e le differenze possono riguardare sia il tipo di antigene che la sua accessibilità dallo spazio extracellulare. Ad esempio, il danno ai glicolipidi della membrana la rende più accessibile agli anticorpi.
La patologia della ricezione cellulare porta all'interruzione della percezione delle informazioni. Ad esempio, l’assenza ereditaria dei recettori apo-E e apo-B nelle cellule del fegato e nel tessuto adiposo porta allo sviluppo di forme familiari di obesità e iperlipoproteinemia. Difetti simili sono stati identificati in alcune forme di diabete.
L'interazione intercellulare e la cooperazione delle cellule sono determinate dallo stato delle giunzioni cellulari, che possono essere danneggiate in varie condizioni patologiche e malattie. Le giunzioni cellulari svolgono tre funzioni principali: adesione intercellulare, “stretta comunicazione” delle cellule e sigillatura degli strati cellule epiteliali. L'adesione intercellulare si indebolisce durante la crescita del tumore già nelle prime fasi dell'oncogenesi ed è uno dei criteri per la crescita del tumore. La “stretta comunicazione” implica lo scambio diretto di molecole di informazione tra le cellule attraverso giunzioni simili a spazi vuoti. I difetti nella “stretta comunicazione” svolgono un ruolo significativo nel comportamento e nella comparsa di tumori maligni. Disturbi nelle connessioni intermembrana delle cellule della barriera tissutale (sangue - cervello, sangue - polmoni, sangue - bile, sangue - reni) portano ad un aumento della permeabilità delle giunzioni cellulari strette e ad una maggiore permeabilità delle barriere.

4.3. PATOLOGIA DEL NUCLEO CELLULARE

Il nucleo assicura il coordinamento del lavoro cellulare durante l'interfase, l'immagazzinamento delle informazioni genetiche e il trasferimento del materiale genetico durante la divisione cellulare. La replicazione del DNA e la trascrizione dell'RNA avvengono nel nucleo. Se danneggiato si può osservare rigonfiamento del nucleo, suo increspamento (picnosi), rottura e distruzione (carioresi e cariolisi). L'esame ultramicroscopico consente di distinguere diversi disturbi tipici del nucleo e dell'apparato genetico della cellula.
1. Modifica della struttura e della dimensione del kernel dipende dal contenuto di DNA in esso. Il nucleo interfase normale contiene un insieme diploide (2n) di cromosomi. Se la mitosi non si verifica dopo la fine della sintesi del DNA, appare la poliploidia: un aumento multiplo del set di DNA. La poliploidia può verificarsi nelle cellule normalmente funzionanti del fegato, dei reni e del miocardio; è particolarmente pronunciato nei tessuti durante la rigenerazione e la crescita del tumore, e quanto più maligno è il tumore, tanto più pronunciata è l'eteroploidia. L'aneuploidia, un cambiamento nella forma di un set incompleto di cromosomi, è associata a mutazioni cromosomiche. Le sue manifestazioni si verificano in gran numero in tumore maligno.
La sostanza del DNA nel nucleo è distribuita in modo non uniforme. Nelle parti esterne dei nuclei si trova la cromatina condensata (eterocromatina), che è considerata inattiva, e nelle restanti parti si trova la cromatina non condensata (eucromatina), che è attiva. La condensazione della cromatina nel nucleo è considerata un segno di depressione metabolica e un presagio di morte cellulare. A cambiamenti patologici i nuclei includono anche il suo rigonfiamento tossico. Una diminuzione delle dimensioni del nucleo è caratteristica di una diminuzione del metabolismo nella cellula e accompagna la sua atrofia.
2. Cambiare la forma del nucleo può essere causato da inclusioni citoplasmatiche (cellule ad anello con castone nel cancro che forma muco, epatociti obesi), la formazione di più sporgenze del nucleo nel citoplasma a causa dell'aumentata attività sintetica del nucleo (polimorfismo nucleare durante l'infiammazione, crescita del tumore). Come opzione estrema, nel nucleo possono verificarsi inclusioni (citoplasmatiche o virali).
3. Modifica del numero di core si manifesta come multinucleazione in cellule giganti durante l'infiammazione (cellule Pirogov-Langhans nella tubercolosi), tumori (cellule Sternberg-Berezovsky nella linfogranulomatosi). L'anucleazione può essere osservata nelle cellule normali (eritrociti, piastrine), nei frammenti vitali delle cellule tumorali e come prova della morte cellulare (cariolisi).
4. Cambiamenti nella struttura e nella dimensione dei nucleoli consiste nel loro aumento e aumento di densità (corrisponde ad un aumento dell'attività funzionale) o disorganizzazione (si verifica con carenza di energia nella cellula ed è accompagnato dalla patologia delle mitosi).
5. Cambiamento nell'involucro nucleare (doppia membrana) consiste in interruzioni nella sua connessione con il reticolo endoplasmatico, protrusione e curvatura di entrambe le membrane, cambiamenti nel numero e nella dimensione dei pori e comparsa di inclusioni nello spazio intermembrana. Questi cambiamenti indicano il coinvolgimento del nucleo nel danno cellulare e sono caratteristici dell'intossicazione, infezione virale, danni da radiazioni, degenerazione tumorale delle cellule.
6. Processi di divisione cellulare (mitosi) potrebbe essere interrotto sotto varie influenze e tutti i suoi collegamenti potrebbero risentirne. La classificazione più famosa della patologia mitotica proposta da I.A. Alov (1972):
Tipo I– danno cromosomico (divisione ritardata in profase);
Tipo II– danno all’apparato mitotico (ritardo nella metafase);
III tipo– violazione della citotomia (ritardo nella telofase).
Si può considerare accertato che il ritardo nell'ingresso delle cellule nella mitosi si verifica principalmente a causa di una violazione del loro metabolismo, in particolare della sintesi di acidi nucleici e proteine, e l'interruzione cromosomica durante la riproduzione cellulare, rilevata in condizioni patologiche, è dovuta a Rottura del filamento di DNA e interruzione della riproduzione dei cromosomi del DNA.
Le caratteristiche della risposta di una cellula ad un fattore dannoso dipendono sia dalle sue caratteristiche che dal tipo di cellula in termini di capacità di dividersi, che offre la possibilità di compensazione. Si ritiene che nel corpo esistano tre categorie di cellule specializzate in base alla loro capacità di dividersi.
Celle di categoria I Fin dalla nascita dell'organismo, uno stato di strutture altamente specializzato si ottiene minimizzando le funzioni. Il corpo non dispone di una fonte di rinnovamento di queste cellule in caso di disfunzione. Queste cellule includono i neuroni. Le cellule della categoria I sono capaci di rigenerazione intracellulare, a seguito della quale le parti perse delle cellule vengono ripristinate se l'apparato nucleare e l'apporto trofico vengono preservati.
Celle di categoria II- si tratta di cellule altamente specializzate che svolgono determinati compiti determinate funzioni e poi si “consumano” o si staccano da varie superfici, a volte molto rapidamente. Come le cellule di categoria I, non sono in grado di riprodursi, ma il corpo dispone di un meccanismo per la loro riproduzione continua. Tali popolazioni cellulari sono chiamate rinnovamento e lo stato in cui si trovano è chiamato stazionario. Queste cellule includono, ad esempio, le cellule che rivestono la maggior parte dell'intestino.

Una cellula è un'unità strutturale e funzionale di un organismo. I processi patologici e fisiologici che si verificano nel corpo sono associati a cambiamenti nella struttura e nella funzione delle cellule. Pertanto, prima di procedere all'analisi dei processi patologici, è necessario considerare i cambiamenti tipici nella cellula.

Dal lato kernel è possibile quanto segue: 1) poliploidia del nucleo, si osserva durante la rigenerazione riparativa, l'ipertrofia compensatoria, durante gli effetti tossici (ad esempio, nel fegato a causa della ridotta divisione cellulare durante l'avvelenamento da barbiturici, sotto l'influenza di citostatici), sotto l'influenza di radiazioni ionizzanti, così come durante la crescita del tumore, la dimensione del nucleo è spesso proporzionale alla dimensione dell'intera cellula (indice nucleare-citoplasmatico normale); 2) rigonfiamento funzionale del nucleo con aumento del volume della cromatina dovuto alla trasformazione della cromatina condensata eteropicnotica inattiva (eterocromatina) in eucromatina attiva; 3) rigonfiamento “degenerativo” del nucleo a seguito di rigonfiamento colloido-osmotico dopo interruzione del trasporto attivo; 4) un aumento delle dimensioni del nucleo dovuto alla replicazione del virus al suo interno; 5) una diminuzione del volume del nucleo con una diminuzione del metabolismo.

I cambiamenti della cromatina includono:

1) ipereterocromasia con piccola condensazione focale della cromatina e inattivazione di singole sezioni di cromosomi.
2) discariosi - eterocromasia del nucleo uniformemente diffusa, solitamente finemente focale, che è caratteristica delle cellule scarsamente differenziate 3) marginalizzazione della cromatina delle membrane nucleari - condensazione della cromatina nell'area della membrana nucleare, che è un segno di incipiente morte cellulare
In condizioni patologiche, il nucleolo può: 1) assumere la forma di un anello, di una piastrella o di una spugna, che può essere accompagnata da una diminuzione dell'attività sintetica delle cellule; 2) essere segregato, ridotto di dimensioni, cosa che si osserva quando la trascrizione viene bloccata da antibiotici o citostatici
Sotto l'influenza di vari fattori è possibile un danno alla membrana cellulare, seguito da gonfiore e, spesso, morte cellulare.
Sotto l'influenza di vari fattori, è possibile la disaggregazione dei poliribosomi cellulari con la loro disintegrazione in singoli ribosomi.
Cambiamenti nella forma del reticolo ruvido: 1) frammentazione, 2) formazione di vescicole o vacuoli a causa dell'interruzione della pompa del sodio 3) collasso delle cisterne a causa dell'interruzione della sintesi dovuta a danno della membrana

Sul lato del reticolo endoplasmatico liscio (SER) si notano.

I) aumento del GER con alcolismo, somministrazione a lungo termine di antistaminici e una serie di altri farmaci; 2) riduzione delle membrane del GER in età avanzata e nelle intossicazioni croniche.
Inoltre, è possibile un aumento o una diminuzione del volume dell'ER.
Sul versante mitocondriale sono possibili: 1) rigonfiamento dei mitocondri e distruzione delle creste; 2) un aumento del loro numero a causa della proliferazione, più spesso con danno cronico o con aumento della funzione, ad esempio, del miocardio; 3) deplezione dei mitocondri durante il danno cellulare acuto e anche durante l'atrofia; 4) la formazione di mitocondri giganti durante la malnutrizione, in particolare durante l'ipovitaminosi e l'intossicazione.
Dal lato dei lisosomi si può osservare un aumento della permeabilità della loro membrana, che può portare al rilascio di enzimi lisosomiali nel citoplasma e alla morte cellulare.
Durante la sua vita, la cellula è esposta a stimoli esterni, solitamente definiti fattori dannosi. Il risultato di tale impatto dipende dalla natura del fattore dannoso, dalla sua forza e durata d'azione, nonché dal tipo e dalle condizioni della cellula stessa. Per debole influenze esterne nella cella non possono verificarsi cambiamenti. Con un'esposizione più forte e più lunga, è possibile quanto segue:
1) cambiamenti adattativi nella cellula che sono alla base dei processi compensatori e adattativi, 2) danno cellulare reversibile, 3) danno cellulare irreversibile seguito dalla sua morte. Questi processi possono portare a cambiamenti nella struttura e nella funzione di vari tessuti e organi.

Danno (alterazione)

La base di tutti i processi patologici e di molti processi fisiologici nel corpo è il danno alle sue strutture. Il danno è classificato secondo vari principi: 1) secondo fattori causali - esogeni (biologici, compresi quelli causati da batteri, virus, micoplasmi, protozoi; fisici; chimici) ed endogeni (ipossia, intossicazione, danno immunitario); 2) dalla natura dell'impatto del fattore dannoso - diretto e indiretto; 3) secondo la gravità del processo - reversibile e irreversibile; 4) in base al loro significato per il corpo - patologico e fisiologico; 5) per prevalenza: numero e volume delle strutture danneggiate.
Qualsiasi danno si manifesta a vari livelli: molecolare, subcellulare (ultrastrutturale), cellulare, tissutale e organismico. A volte viene ulteriormente isolato il livello dei complessi tissutali o delle iszioni, che comprendono i vasi microvascolari (arteriole, capillari, venule) e le cellule che alimentano, il parenchima, il tessuto connettivo e le terminazioni nervose terminali.
Danni a livello molecolare sono ancora poco conosciuti e il loro studio è condotto nell'ambito della biochimica molecolare, della genetica e della biofisica. Questo gruppo di danni può includere cambiamenti nei recettori cellulari sotto l'influenza di vari fattori dannosi, rilevati dalla microscopia elettronica immunitaria.
La maggior parte dei danni osservati durante lo studio al microscopio elettronico a livello subcellulare (ultrastrutturale) è di natura non specifica e non dipende dal tipo di fattori dannosi. Ad esempio, nel miocardio durante l'ischemia acuta, si osservano effetti tossici delle catecolamine, avvelenamento da morfina, peritonite purulenta diffusa, irradiazione, cambiamenti simili nelle cellule danneggiate: 1) gonfiore dei mitocondri e distruzione delle loro membrane; 2) vacuolizzazione del reticolo endoplasmatico; 3) distruzione focale delle miofibrille; 4) la comparsa di una quantità eccessiva di inclusioni lipidiche.

La proprietà delle ultrastrutture di subire cambiamenti identici sotto l'influenza di vari fattori è chiamata stereotipia.
È noto che la funzionalità di qualsiasi organo supera i bisogni che gli sono posti in condizioni di vita ottimali. Una conseguenza del fatto che le cellule al momento dell'esposizione a un fattore dannoso si trovano in fasi diverse del ciclo di vita e hanno attività funzionali diverse è la sensibilità disuguale (vulnerabilità) delle cellule e l'irregolarità del loro coinvolgimento nel processo patologico. Sotto la stessa influenza di qualsiasi fattore dannoso sull'intero organo, di solito si osserva l'intero spettro di possibili stati cellulari, da quasi normale e persino intensamente funzionante fino alla morte. Questo fenomeno è chiamato mosaico o discrezionalità delle funzioni. Un esempio che illustra questa situazione è l'irregolarità del danno agli epatociti durante la malattia cronica ristagno venoso o avvelenamento da etanolo.
La stretta relazione funzionale di tutte le ultrastrutture cellulari porta, nel caso di un'esposizione sufficientemente lunga e forte a un fattore dannoso, a danni significativi a tutti i componenti della cellula, indipendentemente dalla posizione dei cambiamenti iniziali. Questo modello è chiamato complessità.
Sulla base dei risultati dello studio istochimico, sono state stabilite le fasi di sviluppo del danno cellulare. Pertanto, durante l'ipossia, nella fase iniziale si verifica una diminuzione della produzione di ATP nei mitocondri. Nella seconda fase si osserva un aumento compensatorio della glicolisi anaerobica, manifestato in un aumento dell'attività della lattato deidrogenasi (LDH), contemporaneamente ad una diminuzione del contenuto di glicogeno. Il risultato di questa fase è un aumento del contenuto di acido lattico nelle cellule, che provoca un aumento dell'acidità dell'ambiente cellulare. Il terzo stadio è caratterizzato da acidosi cellulare, in cui aumenta l'attività degli enzimi lisosomiali idrolitici, principalmente la fosfatasi acida, che potenzia i processi autolitici intracellulari.
Il danno a livello cellulare a volte può essere specifico. Cambiamenti specifici sono causati dalla replicazione intracellulare del virus (con comparsa nel nucleo o nel citoplasma di inclusioni, che sono accumuli di particelle virali o cambiamenti reattivi nella sostanza cellulare in risposta alla loro replicazione), metamorfosi del tumore e tumori congeniti o acquisiti enzimopatie, che portano all'accumulo di metaboliti normali nella cellula in quantità eccessive o anormali - sotto forma di inclusioni. È vero, la specificità dei cambiamenti cellulari in alcuni casi è molto relativa; ad esempio, le cellule tumorali possono essere praticamente indistinguibili da quelle in fase di rigenerazione.
Le cellule e le loro parti costituenti possono subire vari cambiamenti strutturali. Nelle fasi iniziali dell'esposizione sono reversibili e indicano solo la tensione funzionale delle cellule.