Свободнорадикальная смерть клеток

Свободные радикалы — нестабильные, высокореактивные ионы или молекулы, имеющие неспаренный электрон во внешнем электронном слое. Образовавшись, они создают новые свободные радикалы, сами выступая в роли катализаторов этих реакций. Наиболее известные свободные радикалы представляют собой производные кислорода. К ним относятся супероксиданион-радикал (O₂^-●), пероксид водорода (H₂O₂) и гидроксильный радикал (OH^●).

Кислородные радикалы образуются в малых количествах в норме как побочный продукт клеточного дыхания. Однако, едва образовавшись, свободные радикалы в здоровой клетке связываются естественными антиоксидантами и нейтрализуются под действием защитных ферментов. Если эти физиологические защитные механизмы не срабатывают, то свободные радикалы накапливаются в клетке, достигая токсической концентрации. Кислородные радикалы также образуются лейкоцитами, которые используют эти реактивные молекулы для уничтожения бактерий.

Супероксиданион-радикал инактивируется под действием супероксиддисмутазы, а пероксид водорода — под действием каталазы и глутатионпероксидазы.

Свободные радикалы повреждают клетку перекисным окислением липидов (повреждение мембран), «сшиванием» белков (инактивация ферментов), разрывом молекул ДНК (нарушение транскрипции и появление мутаций).

Смерть клеток при действии ионизирующей радиации

Радиационное поражение может быть прямым и косвенным.

● Прямое. Непосредственно повреждается ДНК, мембраны, другие структуры клетки.

● Косвенное. Вызывает продукцию активных радикалов кислорода в поражённой клетке, которые являются токсичными, и повреждают радиоактивно поражённые и соседние клетки.

Радиационное поражение высокой силы обычно смертельно и приводит к гибели клеток путём некроза и апоптоза. В то время как низкоэнергетическое радиационное поражение может вызывать гибель клеток или мутации, которые могут приводить к злокачественному преобразованию.

Существует внешнее и внутреннее воздействие радиации на организм. Наибольшие трудности вызывает внутреннее облучение, когда радиоактивные вещества способны поступать в организм через лёгкие при дыхании, вместе с пищей, через повреждения и разрывы на теле и непосредственно проникая через здоровую кожу.

Попавшие в лёгкие радиоактивные частицы практически не выводятся из организма естественным путём, а оседают на внутренних поверхностях лёгочной ткани. В зависимости от размеров вдыхаемых ядерных частиц они могут поступать, а затем оседать и задерживаться в различных участках дыхательной системы. Осаждение частиц зависит от их диаметра. В полости носа задерживаются частицы диаметром более 50 мкм, трахее — 30–50 мкм, в бронхах — 10–30 мкм, в бронхиолах — 3–10 мкм, в альвеолах — 1–3 мкм, где могут захватываться и накапливаться альвеолярными макрофагами. Частицы, диаметр которых меньше 0,5 мкм, в лёгких практически не задерживаются.

Изотоп ¹³⁷Сs входит в состав частиц 5–25 мкм, ²³⁹Рu — 12 мкм. Это свидетельствует о том, что данные частицы оседают в основном в мелких бронхах и бронхиолах. Излучение приводит к разрыву ДНК. В респираторном эпителии, который характеризуется высокой активной пролиферацией, отчётливая реакция развивается в течение 2–3 нед от момента облучения. Признаки повреждения возникают лишь спустя месяцы или годы после облучения. В дополнении к молекулярным изменениям, существует отдельный воспалительный синдром. Он может быть инициирован высвобождением свободных радикалов, аналогично тому, который наблюдается при респираторном дистресс-синдроме взрослых (РДВС). Другой источник повреждения ткани при радиации представляют нейтрофилы, макрофаги и лимфоциты, которые поступают в интерстиций и альвеолярные пространства. Поражения кровеносных сосудов приводят к экссудации протеинов плазмы в экстраваскулярные зоны, и этот экссудат может инициировать фиброз. В этот процесс могут быть вовлечены цитокины. При помощи фибронектина и альвеолярного макрофагального фактора роста альвеолярные макрофаги и нейтрофилы являются важными клетками в индукции радиационного фиброза. Данные особенности локализации инициального повреждения лёгочных тканей при радионуклидных поражениях и лежат в основе развивающихся в лёгких патологических процессов. В случае мелких размеров частиц и повреждения слизистой мелких бронхов, бронхиол и альвеол возникают бронхиты, бронхиолиты и фиброзирующий альвеолит. Накопление радионуклидов в интерстиции, а также хроническое воспаление приводят к возникновению очагового и диффузного интерстициального пневмосклероза. В естественных условиях радионуклидные частицы имеют сложный состав и содержат не только радиоактивные элементы, но и пылевые частицы различной природы, что может приводить к сочетанному воздействию на лёгочную ткань — радиоактивному и пылевому. Развивающийся при этом фиброз также благоприятствует накоплению в лёгочной ткани радиоактивного материала, поскольку ведёт к нарушениям лимфо- и кровообращения в ней.

ГЛАВА 03. НАРУШЕНИЯ КРОВО- И ЛИМФООБРАЩЕНИЯ

печать

вернуться к списку статей

поставить закладку

Система кровообращения состоит из артерий, артериол, прекапилляров, капилляров, посткапилляров, венул, артериоловенулярных анастомозов и вен. В систему лимфообращения входят протоки, капилляры, интра- и экстраорганные сосуды, а также лимфатические узлы.

Функции систем крово- и лимфообращения:

 транспортная;

 метаболическая;

 гомеостатическая;

 регуляция кровоснабжения органов и тканей.

Все эти функции осуществляются в микроциркуляторном русле, в которое входят сосуды от артериол до венул.

Кровеносная и лимфатическая системы тесно связаны между собой. Их состояние во многом зависит от показателей гомеостаза:

 осмотического и онкотического давлений;

 водно-электролитного баланса;

 уровня гормонов (ренин-ангиотензин-альдостероновой системы), влияющих на сосудистое русло.

Поэтому любое нарушение одного из этих параметров влечёт изменения метаболизма и различные повреждения клеток и тканей. Например, возрастание гидростатического давления, снижение онкотического давления плазмы, нарушение лимфооттока при ряде патологических состояний, сопровождаемых задержкой натрия и воды, приводят к формированию отёка.

Выделяют следующие расстройства крово- и лимфообращения: нарушения кровенаполнения, патологию системы гемостаза, кровотечение, плазморрагия, нарушения лимфообращения, стаз, эмболию и ДВС-синдром.

НАРУШЕНИЯ КРОВЕНАПОЛНЕНИЯ

К нарушениям кровенаполнения относят полнокровие (гиперемию) и малокровие. Оба состояния могут быть как венозными, так и артериальными, а каждое из них — общим или местным (регионарным).

АРТЕРИАЛЬНАЯ ГИПЕРЕМИЯ

Артериальная гиперемия — увеличение кровенаполнения органов и тканей в результате увеличения притока артериальной крови при её неизменённом оттоке. Также возможно развитие гиперемии при нормальном притоке крови, но затруднённом оттоке. Артериальная гиперемия может быть физиологической и патологической.

● Физиологическая артериальная гиперемия развивается местно, она может быть рабочей и рефлекторной.

◊ Рабочая (функциональная) гиперемия возникает при повышенной функциональной активности органа, ткани или системы.

◊ Рефлекторная гиперемия проявляется покраснением кожи лица при чувстве гнева или стыда, при воздействии физико-химических факторов (жар, холод, облучение).

● Патологическая общая артериальная гиперемия развивается при увеличении объёма циркулирующей крови (гиперволемия, плетора) или количества эритроцитов (эритроцитоз).

● Патологическая местная артериальная гиперемия встречается чаще, по патогенезу может быть воспалительной, постишемической, дискомпрессионной, ангионевротической, коллатеральной, шунтирующей.

◊ Воспалительная гиперемия является одним из признаков воспаления (см. главу 4).

◊ Постишемическая гиперемия формируется после устранения фактора, вызвавшего сдавление артерии (снятие жгута и т.п.), что приводит к малокровию (ишемии) соседних органов.

◊ Дискомпрессионная, или вакатная гиперемия (от лат. vacuus — пустой) обусловлена падением барометрического давления (при постановке медицинских банок, быстром удалении жидкости при асците или гидротораксе). Эта гиперемия может быть общей — при кессонной болезни, быстром подъёме с глубины водолаза, после разгерметизации самолётов, барокамер.

◊ Ангионевротическая гиперемия развивается при наличии миопаралитического, нейропаралитического или нейротонического факторов по магистральному сосуду.

◊ Коллатеральная гиперемия возникает в анастомозах при затруднении оттока крови.

◊ При наличии артерио-венозного шунта, в результате чего артериальная кровь поступает в вены, например, при ранениях, незаращённом артериальном (боталловом) протоке, овальном окне в сердце.