Гипертрофия

Гипертрофией называется увеличение массы функциональных единиц органа, сопровождающееся интенсификацией его функции. Принцип единства структуры и функции лежит в основе явления. Буквально "гипертрофия" обозначает "избыточное питание". Но питание само по себе не дает гипертрофии - для этого требуется повышение функции, чем бы оно ни было обусловлено. В конечном итоге, следовательно, всякая гипертрофия является рабочей гипертрофией, что подразумевает и повышенное питание, т.е. нарастание синтетических процессов. Частными признаками гипертрофии являются следующие.

1. Увеличение объема и веса органа.

2. Увеличение объема (длина, толщина) клеточных элементов, строящих данный орган или ткань.

3. Увеличение количества клеток в гипертрофированном органе, что обозначается как гиперплазия ("численная гипертрофия" Вирхова). Этот признак необязательный.

Увеличение объема и веса органа при гипертрофии может быть очень значительным. Гипертрофированное сердце может, например, превышать свой средний вес в 3-4 раза, достигая 1 кг и более. Morpurgo (1897) заставлял собаку в течение 80 дней бегать по кругу. После того как собака сделала 3218 км, автор установил утолщение пучков портняжной мышцы в 8 раз по сравнению с таковой у контрольной собаки. В полостных органах (сердце, мочевой пузырь, желудок, кишечник и т. п.) при их гипертрофии обычно отмечается и увеличение полости. Такое увеличение полости с некоторой гипертрофией стенки наблюдается и по ходу выводных протоков, например желчных путей. Так, при оперативном удалении желчного пузыря отмечается "опузыривание" общего желчного протока как приспособительная "физиологическая мера", поскольку желчь должна поступать в кишечник не непрерывно, а порциями, что в какой-то мере обеспечивается развитием резервуара по ходу протока. Так же следует рассматривать превращение многих венозных сплетений, например геморроидальных, в органы депо крови, что иногда получает большое патологическое значение (геморрой, геморроидальные кровотечения). Увеличение объема органа только за счет увеличения его полости нельзя считать гипертрофией; обычно это характеризует состояния противоположного порядка, обозначаемые как атония, паралич, декомпенсация. Под термином "истинная гипертрофия" подразумевают увеличение массы специфических клеточных элементов, определяющих функцию органа. Вот почему гипертрофию называют ложной, если увеличение органа происходит за счет увеличения массы межуточной, например жировой, ткани, что наблюдается при атрофических состояниях, особенно в скелетной мускулатуре при нарушениях ее иннервации. Приспособительный фактор при ложной гипертрофии не отпадает. Разрастающаяся жировая клетчатка в атрофирующейся мускулатуре, вокруг атрофирующейся почки фактически заполняет "реальное пространство природы" (В. И. Вернадский). Так же следует толковать утолщение ребер, разрастание межреберной клетчатки при запустении плевральной полости, например после резекции легкого. Отрицательное давление и вакуум, возникающие в полости, служат стимулом к развитию такой гипертрофии ex vacuo. Аналогичный механизм имеется при перекалибровке артерий, когда стенка их резко утолщается за счет разрастающейся интимы и они становятся проводниками очень ограниченных масс крови. К ложным гипертрофиям можно отнести и те увеличения органа, которые обусловлены их хроническим отеком, например при так называемой слоновости (elephanthiasis), при этом на фоне отека (чаще всего нижних конечностей) отмечается разрастание соединительной ткани и атрофические изменения мускулатуры. К гипертрофиям не относятся и те увеличения органа, которые связаны с чисто физиологическим процессом роста и развития организма. Мышечное волокно сердца взрослого человека толще такого же волокна новорожденного в 10 раз, но это не относится к проявлениям гипертрофии. На том же основании к гипертрофиям не относятся пороки развития, когда отдельные ткани или органы оказываются необычных размеров, как это наблюдается, например, при частичном гигантизме конечностей, при спланхномегалиях (пищевода кишечника, мочеточников и т. д.). Принципиальным отличием поименованных процессов от истинной гипертрофии будет и то, что гипертрофия - обратимое явление: если стимул, послуживший причиной развития гипертрофии, перестает действовать, то и гипертрофия исчезает. Физиологические механизмы истинной гипертрофии. Размеры органов тела, несмотря на их значительную функциональную лабильность, нормально остаются все же в рамках определенных величин, характерных для данного вида, пола, возраста, роста, профессии и т.д. В нормальном организме метаболические процессы, касаются ли они освобождения энергии или укрепления структурной целостности, текут как гармоническое целое. При нарастании функциональной деятельности, выходящей за пределы нормальных отклонений, энергетические затраты увеличиваются. Это бывает связано с расщеплением сложных белково-липидных и других комплексов клеточной протоплазмы на большое количество более мелких легко окисляемых молекул. Такое расщепление, ведущее к повышению осмотического давления и ацидозу, сопровождается набуханием клеточной протоплазмы, что можно наблюдать на мышечном волокне при длительном его возбуждении (Hill и Kupalov, 1930). Ацидотические сдвиги вызывают гиперемию ткани, что способствует гипертрофии. Набухание клетки с поглощением воды уменьшает концентрацию структурных элементов цитоплазмы, ее органоидов, и по закону действия масс все химические реакции в цитоплазме будут направлены на синтез, поскольку это будет обеспечено притоком соответствующих ресурсов. Метаболизм и энергетические процессы вновь приобретают соответствие с теми формами клеточной активности, которые обеспечивают прочность цитоплазматических структур. Но сами клетки при этом увеличиваются и их обмен веществ, будучи прежним на каждый кубический микрон протоплазмы, в целом поднимается на более высокий уровень. Таким образом, клеточную гипертрофию (как и атрофию) следует рассматривать с позиций адаптации клеточной протоплазмы, способной к восстановлению и саморегуляции своего метаболизма в соответствии с функциональными запросами. Если функции "стало тесно" в данной структуре, то автоматически происходит активация синтеза белка с последующим увеличением массы функционирующих, энергообразующих и опорных структур. По Ф. 3. Меерсону (1964), этот синтез обеспечивается генетическим аппаратом клетки по схеме: ДНК - РНК - белок. Количество митохондрий и аппарат Гольджи в гипертрофированной клетке увеличиваются, ферментативные процессы активизируются (Е. М. Крохина и Ф. 3. Меерсон, 1963), их направленность не изменяется. В принципе следует принять, что биохимические процессы предшествуют морфологическим проявлениям гипертрофии. В эксперименте, например, при почечной гипертонии может быть показано резкое усиление активности ДПН - диафоразы в стенке аорты, связанное, по-видимому, с интенсификацией транспорта катионов, обусловленной гиперфункцией коры надпочечников. С изменением электролитного баланса сосудистой стенки, в частности с повышением в ней кальция, в том же опыте связано, по-видимому, резкое усиление активности кислой фосфатазы. Снижение активности неспецифической эстеразы вероятнее всего обусловлено понижением липолитических процессов. Если "лимиты" гипертрофированной клетки, ее объема и поверхности уже не позволяют удовлетворять всем нарастающим потребностям в газообмене и метаболизме, то вслед за ресинтезом ДНК клетка делится; это восстанавливает нормальные отношения между поверхностью клетки и ее объемом *: диффузия кислорода и других метаболитов в клетку и из клетки связана, как известно, с состоянием клеточной мембраны и с процессами, протекающими на поверхности клетки. Если клетка не способна к делению, она может наращивать свой внутриклеточный аппарат, увеличивая, например, число крупных миофибрилл, как это имеет место в волокнах миокарда при его гипертрофии (Carney и Brown, Molbert - см. Д.С. Саркисов с соавт. 1966). Увеличивается также количество актомиозина, число митохондрий. К приспособительным феноменам типа гипертрофии следует отнести формирование гигантских клеток. Последние представляют собой временные конструкции, возникающие в специфических условиях, например при наличии в тканях трудно рассасываемых органических веществ. Гигантские клетки обладают не только высоким ферментативным действием, но и высокой концентрирующей способностью, благодаря чему в ткани легко выпадают кристаллические структуры ("астероиды"). В общем гипертрофические процессы тесно связаны с гиперпластическими, т.е. с новообразованием клеток. В одних органах такая гиперплазия осуществляется, как правило (печень, почки), в других же гиперпластические процессы или не имеют места, или очень ограничены (мускулатура, нервная система), или же имеют особую направленность (гигантские клетки). И те и другие процессы текут более оживленно в молодом возрасте. Как указывалось, гипертрофия (и гиперплазия) не сводится к увеличению притока питательных веществ. Опыт Gl. Bernar, получившего при перерезке симпатического нерва гиперемию уха и увеличение его, следует толковать как гипертрофию тканей в условиях повышенной темппературы. Это и было доказано путем погружения одного уха кролика в теплую воду: уже через несколько недель это ухо становилось на 1 см длинее контрольного (Bizzozero, 1894). Опыты с симпатэктомией на котятах дали вообще отрицательный результат (Harris и Wright, 1930). Главным стимулом для гипертрофии будет не изменение температуры и не усиленный приток питательных веществ, а нервно-гормональные, химические и механические импульсы, сигнализация от соответствующих центров, получающих информацию о состоянии физиологических констант. Все это повышает физиологические уровни деятельности данной функциональной системы. Другими словами, не просто повышенная работа, а работа, контролируемая организмом, имеющая определенную биологическую направленность и целесообразность, создает гипертрофию. Простейшим случаем гипертрофии и гиперплазии механического происхождения являются мозоли, т.е. гипертрофия эпидермиса, а нередко и сосочков кожи. Гипертрофические и попутно с ними осуществляющиеся гиперпластические процессы по своей биологической сущности весьма приближаются к процессам регенерации. Однако здесь нет полного совпадения, а тем более тождества. Многие органы хорошо гипертрофируются (миокард, почки), однако слабо регенерируют. Гипертрофические процессы в нервной системе представлены очень слабо, регенеративные - довольно значительно. Отличие гипертрофических процессов от регенеративных заключается и в том, что они не связаны с физической потерей вещества, но тесно связаны с увеличением функциональной деятельности органа в целом.