Патологія елементів цитоскелету

Підмембранний компонент є третім структурним компонентом поверхневого апарату клітини, який знаходиться під плазмолемою. Фактично це периферійна спеціалізована частина цитоплазми, в якій сконцентровані ферментативні системи, які забезпечують процеси трансмембранного транспорту і рецепції, а також здійснюють загальні процеси внутрішньоклітинного метаболізму. В структурному плані субмембранного шар представлений елементами опорно-скоротливої системи, який отримав назву цитоскелет.

Цитоскелет клітини виконує опорну, транспортну, контрактильну та рухову функції. Він представлений трьома видами філаментів (фібрил) — мікрофіламентами, проміжними філаментами і мікротрубочками. Кожний із філаментів, виконуючи ряд загальних функцій клітини, спеціалізований у відношенні переважно однієї з них — контракції (мікрофіламенти), статики (проміжні філаменти) або рухливості органел і транспорту (мікротрубочки).

Цитоскелет зазнає різних змін при багатьох хворобах і патологічних станах, що, звичайно, впливає на спеціалізовані функції клітини.

Патологія мікрофіламентів

Існують два типи мікрофіламентів (лат. microfilamentum):

• актинові мікрофіламенти складаються з білка актину, мають діаметр 5-6 нм. Беруть участь у механізмах клітинного скорочення і виявляються в різних клітинах організму.

• міозинові мікрофіламенти складаються з білка міозину, мають діаметр 10 нм і забезпечують процеси скорочення.

Актинові філаменти, як і міозинові, знайдені майже в усіх клітинах. Кількість міозину в м’язових клітинах в 50 разів більша в порівнянні з нем’язовими. До того ж, міозинові філаменти м’язових клітин довші й товші, ніж філаменти нем’язових клітин.

Патологія мікрофіламентів досить різнорідна. З їх дис­функцією пов’язують, наприклад, деякі види холестазу. Вважають, що мікроциркуляція жовчі в печінці регулюється мікрофіламентозною системою, оскільки мікрофіламенти в значній кількості оточують жовчні канальці і, прикріплюючись до плазматичної мембрани гепатоцитів, можуть впливати на розмір просвіту жовчних канальців. Показано, що пригнічення скорочення мікрофіламентів, призводить до застою жовчі.

Збільшення кількості мікрофіламентів описано в клітинах злоякісних пухлин, особливо в зонах інвазії пухлини. Аналогічні процеси характерні для деяких репаративних процесів, наприклад, для загоювання ран.

Патологія проміжних філаментів

Проміжні мікрофіламенти у різних клітинах складаються зі специфічних білків; вони мають діаметр 10-15 нм. Так, у епітеліоцитах - це цитокератин, у клітинах сполучної тканини - віментин, у гладеньких міоцитах травної, дихальної, сечостатевої систем – десмін; нейрофіламенти - є в нейронах, гліальні філаменти - в клітинах нейроглії. Однак в клітинах одного й того ж походження зустрічаються проміжні філаменти різного типу. Так, у міоцитах травної, дихальної та сечостатевої систем проміжні філа­менти представлені в основному десміном, а у міоцитах судин, як і в багатьох мезенхімних клітинах - віментином.

Патологія проміжних філаментів пов’язана з їхнім накопиченням у клітині і спостерігається при утворенні алкогольного гіаліну (тілець Меллорі), хворобі Альцгеймера і деяких формах кардіоміопатій.

Акумуляція проміжних філаментів є морфологічним маркером хронічного алкоголізму у клітинах епітеліального і мезенхімного походження.

Гіалін Меллорі (алкогольний гіалін). Відомий американський патолог Меллорі на початку XX сторіччя описав в клітинах печінки при алкоголізмі гіалінові включення непра­вильної форми, які носять його ім’я. Тривалий час дискутувалося питання про їх спе­цифічність. Гіалін Меллорі може з’являтися у багатьох випадках, але найчастіше при алкогольному цирозі. Експериментальне він був викликаний у тварин за допомогою грізеофульвіну (використовують у клініці як антигрибковий засіб). Сьогодні накопичування проміжних філаментів є морфологічним маркером хронічного алкоголізму.

Алкогольний гіалін, що формує тільця Мелорі, знаходять частіше у гепатоцитах, рідше - в ацинусах підшлункової за­лози та нейронах головного мозку при хронічному алко­голізмі, індійському дитячому цирозі, гепатоцеребральній дистрофії (хворобі Вільсона—Коновалова), первинному біліарному цирозі. Він має характерну ультраструктуру. Однак ут­ворення алкогольного гіаліну із проміжних філаментів визнаєть­ся не всіма дослідниками. На думку багатьох учених, алкогольний гіалін є продуктом спотвореного синтезу при пошкодженні гепатоцитів етанолом за участю проміжних філаментів цитоскелету.

Хвороба Альцгеймера або «пресенильна» деменція супроводжується утворенням фібрилярних мас в нейронах кори головно­го мозку літніх людей. Ці фібрилярні маси є патологічно зміненими нейрофіламентами, що утворюють сплетення, вони зафарблюються як амілоїдні субстанції конго-червоним і дають подвійне променезаломлення у поляризованому світлі. Але вони завж­ди виявляються внутрішньоклітинно, на відміну від амілоїду, який завжди розміще­ний позаклітинно. Клінічними проявами є недоумство.

Спадкова нейропатія гігантських аксонів пов’язана з утворенням нейрофібрилярних сплетень вздовж аксонів периферійних нервів і в нервових сплетеннях.

Кардіоміопатії також зумовлені порушен­ням метаболізму десміну проміжних філаментів. У клініці проявля­ються прогресуючою недостатніс

тю міокарда і характеризуються масивними відкладення­ми в кардіоміоцитах ШИК-негативного ма­теріалу, який складається з проміжних філаментів.