Патологія мікротрубочок

Мікротрубочки (лат. microtubulus) є у всіх клітинах, а в деяких - утворюють джгутики та війки. Мікротрубочки виконують різноманітні функції: опорну, транспортну, секреторну, а також беруть участь у мітотичному поділі клітин.

Мікротрубочки утворюються внаслідок полімеризації молекул тубуліну. Часткова або повна деполімеризація мікротрубочок чи пошкодження процесів з’єднання тубуліну може відбуватись під впливом різних факторів (низької температури, високого тиску, дії алколоїдів та ін.). Так, наприклад, при дії на клітину алколоїду колхіцину порушується процес збирання мікро трубочок. Алкалоїд барвінку вінбластин викликає перехід тубуліну в кристалоподібні структури, тим самим перешкоджаючи утворенню мікротрубочок, що дає підстави для використання його з метою лікування деяких злоякісних пухлин, як фактора, здатного гальмувати мітоз. До тяжкого пошкодження мікротрубочок призводить іонізуюче випромінювання. При цьому різко зменшується їхня кількість, виникають патологічні форми мітозів. При дії алкоголю також зменшується кількість мікротрубочок (особливо в гепатоцитах), вони змінюють форму і поступово витісняються проміжними філаментами.

Патологія мікротрубочок може бути основою деяких клініко-морфологічних синдромів. Так, наприклад, синдром нерухомих війок (вроджений синдром Картагенера), при якому війки епітелїю дихальних шляхів і слизової оболонки середнього вуха стають малорухливими. У нормі війки рухаються в результаті переміщення дублетів мікротрубочок, завдяки наявності в ручках білка динеїну. Недостатність або відсутність цього білка різко послаблює мукоцелюлярний транспорт або ж він повністю припиняється, що призво­дить до хронічного запалення дихальних шляхів і середнього вуха. У таких хворих виникає безпліддя, бо стають нерухомими сперма­тозоїди, хвости яких також побудовані з мікротрубочок.

Відсутність зв’язку між периферійними і центральними дуплетами у війках супроводжується їхньою нерухливістю. Це може спостерігатися при найрізноманітнішій па­тології:

- при інфекційних бронхітах, коли стають малорухливі війки спостерігають відсутні­сть руху в слизовій оболонці бронха;

- у курців дуже часто відзначають патологічно змінені війки, в яких міститься безліч дуплетів та іх малорухливість;

- розмноження центріолей з утворенням «кіст війок» часто спостерігається у генітальному тракті жінок при хронічному за­паленні (гонорея, хламідіоз, уреаплазмоз тощо).

Патологія цитоплазматичних включень

Однією з патологій секреторних гранул є поява аномаль­них секреторних гра­нул (великих за об’ємом) при синдромі Шедіака-Хігачі, що накопичуються у клітині.

Патологія меланосом і меланіну. Меланін секретується меланоцита

ми шкіри, специфічною функцією яких є синтез меланінового пігмен­ту і утворення меланосом. Обидва процеси незалежні, оскільки меланоцити можуть містити меланосоми без меланіну. Такі ме­ланоцити зустрічаються в альбіносів і при локальній депігментації шкіри. Альбінізм (лат. albus - білий) – відсутність пігментації шкіри, сітківки та радужки ока меланіном набутого або спадкового характеру в зв’язку з недостатністю в організмі фермента тирозинази. У здорових людей при ультра­фіолетовому опроміненні в базальних кератиноцитах відбувається накопичення ме­ланосом над апікальною частиною ядра, які формують своєрідний захисний екран для генетичного апарату клітини від пошкоджую­чого опромінення. При альбінізмі порушується нормальний синтез меланіну.

Патологія білкових гранул. При дефіциті ₁-антитрипсину в клітинах печінки, нирок, в ней­ронах, в доброякісних або злоякісних пухли­нах з’являються білкові гранули (глікопротеїни), які ацидофільні в світловому мікроскопі та ШИК-позитивні. ₁-антитрипсин утворюється в печінці та пригнічує колагеназу, а в більшості тканин — еластазу. При дефіциті ₁-антитрипсину еластаза пошкоджує легеневу тканину, що при­зводить до розвитку емфіземи легенів.

Відомі також аци­дофільні білкові гранули, або тільця Леві, які виявлені у симпатичних нейронах. Вони мають видовжену форму, еозинофільні і ШИК-негативні. Ці гранули є типовими для ідіопатичної хвороби Парк-інсона.

За допомогою електронної мікроскопії також були описані тубулоретикулярні включення в порожнині ендоплазматичної сітки. Вони утворюють комірки з анастомозуючих між собою неправильних трубочок. Вони вперше були виявлені в гломерулярних капілярах нирок при аутоімунному захворюванні — дисемінованому червоному вівчаку. Ці вклю­чення подібні до деяких вірусних включень, наприклад, до міксовірусів. Є гіпотеза, що тубулоретикулярні включення мають вірус­не походження. Вони виявляються у шкірі, нирках, лімфоцитах при різноманітних пошкодженнях.

ЛЕКЦІЯ N6

Тема: ” Патологія ядра, ядерець, хромосом та мітозу ”

ПЛАН

1. Патологія ядра та ядерець:

- зміни структура і розмірів ядер;

- “гетерохроматизація” та “еухроматизація” ядер;

- типи пошкоджень ядер (пікноз, каріорексис, каріолізіс);

- зміна форми та кількості ядер та ядерець;

- поява ядерних включень;

- зміна ядерної мембрани.

2. Хромосомні аберації та хромосомні хвороби

Патологія ядра та ядерець

Функціональний стан ядра впливає на специфічні функції всієї клітини і корелює з розміром ядра. Підвищеній синтетичній активності клітини відпо

відає велике округле ядро, тоді як при зниженні біосинтетичних процесів зменшується площа ядра та його діаметр.

Зміни структура і розмірів ядер

Структура і розміри ядра в першу чергу залежать від плоїдності, зокрема від вмісту в ядрі ДНК та від функціонального стану ядра. Плоїдія - кратне збільшення кількості наборів хромосом. Тетраплоїдні ядра мають більший діаметр, ніж диплоїдні; октоплоїдні - більший, ніж тетраплоїдні.

У більшості клітин знаходяться диплоїдні ядра. В клітинах, які проліферують, в синтетичний період (S-фаза) відбувається синтез ДНК, вміст її в ядрі подвоюється; в постмітотичний період, навпаки, - знижується. Якщо після синтезу ДНК у диплоїдній клітині не відбувається нормальний мітоз, то з’являються тетраплоїдні ядра. Тоді виникає поліплоїдія - кратне збільшення кількості наборів хромосом в ядрax клітин, або стан плоїдності від тетраплоїдії та вище. Поліплоїдні клітини виявляють за розміра­ми ядер, за збільшеною кількістю ДНК в інтерфазному ядрі або за збільшенням кількості хромосом в мітотичній клітині. Вони зу­стрічаються в тканинах людини, які нормально функціонують.

Прикладом клітин, що мають поліплоїдні ядра, є мегакаріоцити кісткового мозку, що утворились в результаті ендорепродукції. Вважають, що поліплоїдні клітини можуть виникати при злитті клітин – це остеокласти (більше 50 ядер).

Функціональне значення поліплоїдії полягає в забезпеченні збільшення активності клітин у життєвому циклі організму після народження.

Збільшення кількості поліплоїдних клітин дуже часто зустрічаєть­ся в усіх органах, наприклад, при старості, при репаративній регенерації в печінці, при гіпертрофії міокарда, при пухлинному рості.

Інший вид змін структури і розмірів ядра клітини зустрічається при анеуплоїдії, під якою розуміють зміни у вигляді неповного набору хромосом; анеуплоїдія пов’язана з хромосомними мутаціями. Її прояви (гіпертетраплоїдні, псевдоплоїдні, “приблизно” ди­плоїдні або триплоїдні ядра) досить часто зустрічаються в злоякісних пухлинах.

“Гетерохроматизація” та “еухроматизація” ядер

Розподіл хроматину є відображенням функціонального стану ядра. У периферійних ділянках диплоїдних ядер нормальних клітин розташований конденсований (компакт­ний) хроматин - гетерохроматин, в інших зонах - неконденсований (пухкий) хроматин - еухроматин. Базофільне забарвлення хроматину зумовлене головним чином вмістом у ньому ДНК. Хроматин, який ми бачимо у світловий мікроскоп – це конденсований, гетерохроматин. За допомогою електронної мікроскопії ми бачимо деконденсований хроматин – еухроматин.

Гетеро- та еухроматин відбивають різні стани активності ядра; перший з них вважається “малоактивним” або “неактивним”; другий - “досить активним”. Оскільки ядро може переходити із стану функціонального спокою у стан високої функціональної активності та навпаки, морфологічна картина розподілу хроматину у вигляді гетеро- та еухроматину не може вважатися статичною. При цьому можлива “гетерохроматизація” або “еухроматизація” ядер, механізми якої вивчені недостатньо. Неоднозначне тлумачення характеру і розподілу хроматину в ядрі.

Наприклад, маргінація хроматину, тобто розташування його під ядерною оболонкою, трактується і як ознака активності ядра, і як прояв його пошкодження. Однак конденсація еухроматинових структур (гіперхроматоз стінки ядра), яка відображає інактивацію активних дільниць транскрипції, розглядається як патологічне явище, як передвісник загибелі клітини До патологічних змін ядра можна віднести також і його дисфункціональний (токсичний) набряк, який зустрічається при різноманітних пошкодженнях клітин. При цьому відбувається зміна колоїдно-осмотичного стану ядра і цитоплазми внаслідок гальмування транспорту речовин через оболонку клітини.