1. Старение и гибель клеток. Некроз и апоптоз, их сравнительная характеристика. Общебиологическое и медицинское значение апоптоза.

Различают две основные морфологические формы гибели клеток - некроз и апоптоз (рис. 4.31).

Некроз вызывается главным образом различными внешними факторами, химическими или физическими, которые прямо или опосредованно влияют на проницаемость мембран или на клеточную энергетику. Во всех этих случаях наблюдается достаточно монотонная последовательность нарушения клеточных функций и структур. Общим является то, что в клетке происходит изменение ионного состава, наблюдаются набухание орга-нелл, прекращение синтеза АТФ, белков, нуклеиновых кислот, деградация ДНК, активация лизосомных ферментов, что в конечном итоге приводит к растворению клетки - лизису.

Апоптоз может происходить без первичного нарушения клеточного метаболизма. При этом в результате воздействия различных стимулов происходит активация в ядре некоторых генов, ответственных за самоуничтожение клетки. Программа такого самоуничтожения (запрограммированной гибели клетки) может включаться в результате воздействия на клетку сигнальных молекул (часто это различные белковые факторы или различные гормоны). Так, некоторые лейкоциты погибают при действии на них глюкокортикои-дов. К активации генов самоуничтожения может приводить прекращение выработки регулирующего сигнала. Например, после удаления семенников полностью погибают клетки предстательной железы. Апоптоз наблюдается при нормальном эмбриональном развитии организма. Так, клетки тканей головастиков погибают в результате активации этого процесса гормонами. Гибнут клетки эмбриональных закладок, например клетки протока первичной почки, нейробласты периферических ганглиев и др. Во взрослом организме апоптозу подвергаются клетки молочной железы при ее инволюции, клетки желтого тела яичника.

Причиной гибели клеток при апоптозе является активация каскада латентных протеиназ - каспаз. Существуют инициирующие и эффектор-ные каспазы. Субстратами для действия активированных каспаз служат более 60 различных белков. Это, например, киназа фокальных адгезивных структур, инактивация которой приводит к отделению апоптотиче-ских клеток от соседних в эпителии; это ламины, которые при действии каспаз разбираются, что приводит к почкованию ядер; это цитоскелетные белки, деградация которых вызывает изменение формы клеток и их распад на фрагменты - апоптотические тельца; это активируемая эндонуклеаза, вызывающая фрагментацию ДНК, и др.

Морфологически процесс апоптоза значительно отличается от некроза. На ранних его стадиях происходит возрастание уровня кальция в цитоплазме, но при этом мембранные органеллы не изменяются, синтез РНК и белка не снижается. Позднее в ядре хроматин конденсируется, образуя грубые скопления по периферии ядра. Ядра начинают фрагментиро-ваться, распадаться на «микроядра», каждое из которых покрыто ядерной оболочкой. Затем или одновременно с этим цитоплазма также начинает фрагментироваться. От клетки отшнуровываются крупные фрагменты, часто содержащие «микроядра». Это так называемыеапоптотические тельца. Апоптотические тельца в норме поглощаются соседними клетками или фагоцитами, а также претерпевают вторичные некротические изменения и в конце концов растворяются.