2. Фаза обратимых изменений.

Клеточные органеллы в этой фазе подвергаются различной степени деградации.

Митохондрии. В органеллах исчезают кристаллические образовании гидроксиапатитового типа, представляющие собой продукт (форму) избыточного накопления Са²⁺ в матриксе.

В отсутствие О₂, развивается избыток АДФ, который связывается со структурами, обеспечивающими фосфорилирование, а так как фосфорилирования не происходит, то это вызывает состояние конденсации митохондрий.

Усиливающаяся проницаемость внутренней митохондриальной мембраны приводит к тому, что в матриксе начинают накапливаться ионы натрия и вода, митохондрия увеличивается в объеме, отмечается деформация крист.

Постепенное снижение рН матрикса митохондрии приводит к частичной денатурации находящихся в нем белков, что проявляется наличием мелких хлопьевидных структур, содержащих Са²⁺.

До этого момента все структурные изменения митохондрий обратимы.

Эндоплазматический ретикулум. Мембранные структуры эндоплазма-тического ретикулума не подвергаются никаким изменениям, но их проницаемость повышается. При этом отмечается дилятация структур ретикулума, что, однако, не оказывает значительного влияния на способность мембран связывать рибосомы их внешней поверхностью. В то же время способность связывать мРНК меняется, что служит одной из причин остановки белкового синтеза в этой все еще обратимой стадии.

Цитоплазматические мембраны также довольно долго сохраняют свою форму. Однако недостаток АТФ приводит к нарушению функций микрофибрилл, которые в этих условиях находятся в сокращенном состоянии, в результате чего некоторые участки мембран как бы «отрываются» под давлением «избыточной» цитоплазмы, а другие образуют эндоцитозные вакуоли (например, гипоксические вакуоли апикальных зон гепатоцитов). Активность типичных мембранных ферментов (маркеров мембран) — 5-нуклеотизидазы, или Na^{+ -} K⁺ - независимой АТФазы при этом не меняется, даже в тех случаях, когда изменения мембраны можно обнаружить обычными гистологическими методами.

Из-за недостаточности АТФ в мембранах снижается активность АТФ-азы, что приводит к повышению проницаемости мембран.

Клетки с самого начала возникновения гипоксии подвергается ряду изменений, прогрессивно усугубляющихся, но еще обратимых. Прежде все это относится к уже указанному перераспределению хроматина в ядре (маргинальный или краевой гиперхроматоз), что находится в тесной взаимосвязи и с постоянно понижающимися значениями рН представляет собой причину для прекращения синтеза РНК.

Лизосомы в обратимой фазе не подвергаются ни каким структурным иззменениям. Не меняется их форма. Не удалось показать выхода дизосомальных ферментов в цитоплазму клетки.

3. Фаза необратимых изменений.

Характеризуется углублением метаболических и структурных изменении. Клетка, которую теперь можно обозначить как погибшую, неспособную к жизни или попросту мертвую, не вырабатывает свободной энергии, а поэтому теряет способность поддерживать механизмы гомеостаза. Интенсивно идут процессы катаболизма, связанные с определенными структурами.

Происходит перераспределение ионов между цитоплазмой клетки и окружающей межклеточной средой, что в конечном счете приводит к выравниванию ионного состава этих двух сред. Вместе с ионами из клетки начинает выходить молекулы белков и цитоплазматических ферментов.

Все митохондрии представляются набухшими, а в результате денатурации белков их матрикс как бы образован из грубых волокон, представляющих собой протеинаты кальция. Митохондрии теряют способность производить АТФ, но активность дыхательных ферментов может быть сохранена.

Рибосомы отделяются от мембран эндоплазматического ретикулума.

Цитоплазматические мембраны становятся проницаемы для макромолекул (белки, ферменты). Можно наблюдать первые признаки фрагментации мембран, сопровождающиеся проникновением витальных красителей вовнутрь клетки.

Лизосомы увеличиваются в размерах.

4. Фаза посмертных изменений (фаза появления некроза) сменяет предыдущую фазу и характеризуется прогрессирующей дезинтеграцией клеточных структур и появлением новых морфологических образований, образующихся, по всей вероятности, на основе химических и физических изменений в клетке в ходе предшествующей фазы. Срок наступления данной фазы и ее продолжительность зависят от типа клеток. Обычно проходит несколько дней до наступления полного равновесия градиентов. Отмечается прогрессирующее расщепление молекул ДНК, РНК и белков, что проявляется увеличением содержания кислого растворимого фосфата и аминокислот. Очевидно, особая роль в этом отводится гидролазам, выходящими в лизосомы и активируемым кислой реакцией среды. Вследствие этих процессов разрушается структура ядра (кариолиз). На протяжении 2—3 дней течения некроза можно обнаружить остатки мембран митохондрий как результат их особого химического строения. Цитоплазматические мембраны и мембраны эндоплазматического ретикулума, от которых уже отделились рибосомы и которые сами уже подвергаются разрушению, образуют фрагменты, из которых спонтанно формируются трубчатые образования, везикулы, т.е. такие структуры, которые в данной ситуации сохраняют свою структурную стабильность, обусловленную взаимодействием гидрофобных (алифатических) цепей их молекул. Гидролитическое расщепление, однако, прогрессирует, и из указанных образований возникают многослойные, ламинарные, упорядоченные, округлые образования (ранее обозначенные Вирховым как миелиноподобные структуры, в составе которых обнаруживаются избытки фосфолипидов, фосфатидных кислот, жирные кислоты и холестерин. рН постепенно возвращается к физиологическим показателям. При этом активность лизосомальных ферментов снижается, а их оптимум лежит в пределах рН 4,0—5,0. Следствием этого является выведение кальциевых солей жирных кислот и избытка белков в форме денатурированных частиц.

Из всего сказанного следует, что существует значительная разница между моментом смерти клетки и ее некрозом. Некроз является отражением совокупности изменений, происходящих при жизни клетки или ткани в зависимости от степени их выраженности.

Кроме того, фазные изменения в клетке при ее повреждении позволяют нам выделять: 1) сублетальное повреждение, когда изменения еще обратимы (1 и 2 фазы), и 2) летальное - когда клеточные нарушения уже носят необратимый характер (3 и 4 фазы).