2. Понятие об этиологии. Причины и условия возникновения болезни. Исходы болезней. Выздоровление полное и неполное. Ремиссии, рецидивы, осложнения. Механизмы саногенеза.

Этиология – учение о причинах и условиях возникновения заболевания.

Причина (этиологический фактор)– фактор, который вызывает заболевание, придает ему качественное своеобразие и специфические черты (ионизирующая радиация вызывает лучевую болезнь, а микроорганизмы – инфекционное заболевание).

Причина – объект или явление, которое принадлежит организму или внешней среде и при взаимодействии с организмом вызывает заболевание. Это более точное определение, т. к. в нем причина представлена как результат взаимодействия организма с этиологическим фактором. Это позволяет все этиологические факторы разделить на потенциальные и действительные. Потенциальные становятся действительными, когда преодолевают резистентность организма. Например, в высокогорье всегда снижается концентрация кислорода, но горная болезнь развивается только при длительном нахождении в горах.

Экзогенные этиологические факторы

1. Физические (звук, шум, изменение давления, температуры, солнечные лучи, лазер, электрический ток, факторы космического полёта). Механические – укус крупных животных.

2. Химические (алкоголь, курение, лекарственные препараты, тяжёлые металлы и их соли, дефицит или избыток витаминов, микроэлементов, белков, жиров, углеводов, пестициды, производственные, сельскохозяйственные вещества, краски, кислоты, щёлочи).

3. Биологические (микроорганизмы, гельминты, паразиты, членистоногие и насекомые, биологические препараты – антитоксические сыворотки, вакцины, кровь и ее компоненты).

4. Психогенные (негативная информация, воспринимаемая с помощью органов чувств, способная вызвать заболевание).

5. Социальные – особенности общественного строя.

Эндогенные этиологические факторы

1. Дефект генов (моно- и полигенные)

2. Хромосомные абберации

Этиотропная терапия

Каждая болезнь имеет свою причину и её выявление очень важно.

Этиотропная терапия – комплекс лечебных мер, направленных на ликвидацию этиологического фактора и блокаду его воздействия на организм. Но Этиотропная терапия не всегда применима, т. к. не всегда удаётся выявить причину заболевания. Условия возникновения заболевания Это факторы, которые сами по себе не вызывают заболевание, но могут способствовать или препятствовать его возникновению. Они изменяют реактивность организма в пределах фенотипических рамок, снижают или повышают резистентность организма.

Все условия делятся на:

1. Внешние способствующие – переохлаждение, плохие условия жизни, работы, переедание, переутомление.

2. Внутренние способствующие – наследственность, конституции, пол, возраст.

3. Внешние препятствующие – хорошие условия быта, работы, хорошее питание, закаливание, физические упражнения, хороший уход.

4. Внутренние препятствующие - наследственность, конституции, пол, возраст. Отличия причин от условий Причина незаменима, а условия взаимозаменяемы (причина пневмонии – микроорганизмы, условием может быть переохлаждение, ослабление иммунитета, стресс).

Исходы болезни.

Различают следующие исходы болезни:

1) выздоровление полное и неполное;

2) переход в хроническую форму (хронизация);

3) смерть.

Выздоровление может быть полное и неполное. У организма 3 цели: 1) восстановить нарушенные функции 2) восстановить трудоспособность 3) восстановить социальную пригодность

Выздоровление - восстановление нарушенных функций больного организма, его приспособление к существованию в окружающей среде и (для человека) возвращение к трудовой деятельности. В этом смысле выздоровление называют реабилитацией (от лат. re - снова и abilitas - годность). При этом имеется в виду как возвращение выздоровевшего человека к прежней трудовой деятельности, так и переквалификация его в связи с изменением состояния (новым качеством) здоровья. При полном выздоровлении в организме не остается следов тех расстройств, которые были при болезни. При неполном выздоровлении сохраняются в разной степени выраженности нарушения функций отдельных органов и их регуляции. Одним из выражений неполного выздоровления является рецидив (возврат) болезни, также переход ее в хроническое состояние.

Механизмы выздоровления.

Следует выделить 3 основные группы механизмов выздоровления:

Срочные (неустойчивые, «аварийные») защитно-компенсаторные реакции, возникающие в первые секунды и минуты после воздействия и представляющие собой главным образом защитные рефлексы, с помощью которых организм освобождается от вредных веществ и удаляет их (рвота, кашель, чихание и т.д.). К этому типу реакций следует отнести также выделение адреналина и глюкокортикоидных гормонов коры надпочечников при стресс-реакции, а также реакции, направленные на поддержание артериального кровяного давления, содержания сахара в крови и других так называемых «жестких» констант.

Относительно устойчивые защитно-компенсаторные механизмы (фаза адаптации, по Селье) действуют в течение всей болезни. К ним относятся:

1. Включение резервных возможностей или запасных сил поврежденных и здоровых органов. Известно, что в здоровом организме используются лишь 20-25% дыхательной поверхности легких, 20% мощности сердечной мышцы, 20-25% клубочкового аппарата почек, 12-15% паренхиматозных элементов печени и т.д.

2. Включение многочисленных аппаратов регуляторных систем, например переключение на высокий уровень теплорегуляции, увеличение числа эритроцитов и др.

3. Процессы нейтрализации ядов (связывание ядов белками крови, нейтрализация их путем окисления, восстановления, алкилирования, метилирования и пр.).

4. Реакции со стороны системы активной соединительной ткани (А.А. Богомолец), играющей очень важную роль в механизмах заживления ран, в воспалении, в иммунных и аллергических реакциях.

Устойчивые (долговременные) защитно-компенсаторные реакции (гипертрофия, иммунитет) сохраняются многие месяцы и годы после перенесенной болезни. Заместительная (компенсаторная), или викарная гипертрофия – увеличение объема оставшегося органа после удаления одного из парных органов (почки, легкие, надпочечники).

Регенерационная гипертрофия – увеличение оставшейся части органа после удаления некоторой его части (например, печени, поджелудочной железы, селезенки).

Корреляционная гипертрофия – увеличение органа после удаления одного из функционально связанных между собой органов (например, увеличение гипофиза после удаления щитовидной железы).

Рецидив – новое проявление болезни после кажущегося или неполного ее прекращения.

Ремиссия — временное или полное исчезновение проявлений (симптомов) хронической болезни.

Осложнение – это болезнь, являющаяся последствием основного заболевания.

Саногенез – процесс выздоровления.

Механизмы саногенеза

1. Аварийные, срочные – возникают в первые секунды, минуты

§ Защитные рефлексы (рвота, кашель, чихание, слёзотечение)

§ Реакции, направленные на поддержание жёстких констант – тех показателей, у которых очень низкий диапазон колебаний. Это pH, уровень глюкозы в крови, АД, ЧСС и др.

§ Срочный выброс гормонов коры надпочечников

2. Относительно устойчивые

§ Включение резервных возможностей повреждённых и здоровых тканей. У здорового человека возможности органов и тканей используются не более чем на 20-25%, например, мы используем в покое 20-25% дыхательной поверхности лёгких, 20% мощности миокарда, 20-25% клубочкового аппарата почек, 12-15% паренхимы печени.

§ Перестройка множества регуляторных систем, например, при лихорадке – системы терморегуляции, при воспалении – системы крови.

§ Реакция со стороны активной соединительной ткани – фагоцитоз, заживление ран, иммунные, аллергические реакции.

3. Долговременные (устойчивые) механизмы

§ Компенсаторная и викарная (увеличение размера парного органа при удалении его пары) гипертрофия

§ Репаративная регенерация – восстановление ткани органа после удаления его части (печень)

§ Стойкий иммунитет

3. Понятие «патогенез». Повреждение как начальное звено патогенеза. Уровни повреждения. Локализация и генерализация повреждения. Главное звено и порочные круги патогенеза. Роль этиологического фактора в патогенезе болезни. Патологическая реакция, патологический процесс, патологическое состояние. Типовые патологические процессы.

Патогенез – это механизм возникновения, развития, течения и исхода болезни.

Патогенез – это цепочка событий или изменений, разворачивающихся в организме при заболевании; между этими изменениями складываются причинно-следственные отношения, когда предыдущее событие становится причиной последующего и цепочка получает продолжение.

События этой цепочки – патогенетические факторы – совокупность переплетающихся рядов причин и следствий, действие которых определяет сущность болезни.

Например, механизм развития сердечной недостаточности при стенозе левого атриовентрикулярного отверстия:

1) стеноз левого атриовентрикулярного отверстия;

2) нарушение перекачивания крови из полых вен в аорту через малый круг кровообращения;

3) снижение сердечного выброса и минутного объёма кровотока;

4) гипоксия (дефицит кровоснабжения) тканей;

5) гипоксия миокарда;

6) снижение сократимости миокарда;

7) ещё большее нарушение деятельности сердца с усугублением всех последующих нарушений. Повреждение как начальное звено патогенеза

Повреждение (альтерация) – возникает при действии на организм болезнетворных факторов. Если повреждение нарушает жизнедеятельность, то оно становится компонентом патогенеза. Повреждение может быть грубое (травмы, увечья) и малозаметное (для его обнаружения необходимо специальное исследование). Повреждение не статично, оно развивается и усугубляется. Изначальное повреждение одного уровня может распространиться выше. Например, воспаление кожи (дерматит) сначала распространяется по поверхности, затем в процесс вовлекаются лимфоузлы, изменяется функция внутренних органов, может развиться сепсис, бактериальный шок.

Уровни повреждения

1. Молекулярный

2. Клеточный

3. Тканевой

4. Органный

5. Системный

6. организменный

Повреждение может быть первичным, вторичным, третичным и т. д.

Первичное – результат самого первого воздействия. Все последующие повреждения формируются в виде цепочки, в основе которой причинно-следственные связи.

Причина – первичное повреждение, его следствие – вторичное повреждение и т. д. Начальным звеном патогенеза всегда является повреждение, но не обязательно первичное повреждение. Может быть вторичное, третичное и т. д. Главное звено патогенеза – это звено, устранение которого разрушает патогенетическую цепочку, что приводит к выздоровлению. Это не обязательно начальное звено. Патогенетическая терапия – комплекс мер, направленных анна прерывание цепи причинноследственных отношений между различными структурными, функциональными, метаболическими нарушениями, возникшими в организме из-за действия главного этиологического фактора путём устранения основного звена патогенеза. Патогенетический порочный круг – при действии этиологического фактора возникают последовательные нарушения, которые утяжеляют вызвавшее их повреждение. В патогенетической цепочке возможна смена причинно-следственных отношений, цепочка замыкается в порочный круг.

Варианты взаимодействия патогенеза и этиологического фактора

1. Этиологический фактор действует очень короткое время, но сила его воздействия очень высока. Причина устраняется, но патогенез активируется (ранение).

2. Этиологический фактор действует на всём протяжении болезни и не исчезает после выздоровления (морская болезнь).

3. Этиологический фактор действует длительное время, при его устранении болезнь длится ещё некоторое время (инфекционное заболевание).

4. Заболевание начинается одновременно с началом действия этиологического фактора и заканчивается с его устранением (чесотка).

К типовым патологическим процессам относятся артериальная и венозная гиперемия, ишемия, воспаление, лихорадка, гипоксия, отек, опухолевый рост и др. Патологический процесс лежит в основе болезни, но не является ею. Отличия патологического процесса от болезни заключаются в следующем:

1. Болезнь всегда имеет одну главную этиологическую причину (специфический производящий фактор), патологический процесс всегда полиэтиологичен. Например, воспаление (патологический процесс) может быть вызвано действием различных механических, химических, физических и биологических факторов, а малярия не может возникнуть без действия малярийного плазмодия.

2. Один и тот же патологический процесс может обусловливать различные картины болезни в зависимости от локализации, иными словами, место локализации патологического процесса определяет клинику заболевания (воспаление легких - пневмония, воспаление оболочек мозга - менингит, воспаление сердечной мышцы - миокардит и т.д.).

3. Болезнь, как правило, комбинация нескольких патологических процессов. Так, например, при крупозной пневмонии имеет место сочетание (во взаимосвязи) таких патологических процессов, как воспаление, лихорадка, гипоксия, ацидоз и др.

4. Патологический процесс может не сопровождаться снижением приспособляемости организма и ограничением трудоспособности (бородавки, липома, атерома и др.).

Патологическое состояние – стационарный, мало изменяющийся во времени патологический процесс. Возникновение патологических состояний может быть обусловлено, во-первых, ранее перенесенными заболеваниями. Так, например, патологическим состоянием является рубцовое сужение пищевода после ожоговой травмы, формирование ложных суставов, состояние после резекции почки или ампутации конечности. Во-вторых, патологическое состояние может быть следствием нарушения внутриутробного развития (косолапость, плоскостопие, дефект верхней губы и твердого неба и пр.). Это как бы итог закончившегося процесса, в результате которого стойко изменилась структура органа, возникли атипические замещения в определенной ткани или части организма. В ряде случаев патологическое состояние может снова перейти в патологический процесс (болезнь). Например, пигментированный участок кожи (родимое пятно) при воздействии ряда механических, химических и физических (радиация) факторов может трансформироваться в злокачественную опухоль меланосаркому.

4. Определение и причины повреждения клетки. Первичное и вторичное повреждение. Неспецифичность ответа клетки. Структурные изменения поврежденной клетки. Паранекроз, некробиоз и некроз тканей. Проявления повреждения клеток: нарушения проницаемости мембран, мембранного потенциала, импеданса, ионного состава, формы и объема клетки. нарушения структуры и функций митохондрий и лизосом. Нарушения в клетках при гипоксии. Порочный круг клеточной патологии.

Повреждение клетки это изменение функционирования клетки, которое сохраняется после удаления повреждающего агента.

Повреждение клетки может быть частичным или полным, обратимым или необратимым.

Необратимое повреждение может привести к деструкции и гибели клетки. Повреждение клетки может быть первичным и вторичным.

Первичное повреждение клетки — это результат непосредственного действия повреждающего фактора. Различают первичные повреждения:

а) механические,

б) термические,

в) химические,

г) радиационные.

Вторичные повреждения клетки — это такие, когда результат первичного воздействия сам становится повреждающим фактором и вторично повреждает здоровые до этого момента структуры.

Первичные повреждающие клетку факторы вызывают специфические, присущие только им эффекты. Эти эффекты связаны с характером первичного повреждающего фактора:

а) механические — вызывают нарушение целостности структуры ткани, клеток, межклеточных и субклеточных структур.

Ь) термические — связаны с денатурацией белков. белково-липидных комплексов и изменением вторичной структуры нуклеиновых кислот

с) химические - угнетают активность ферментов, блокируют клеточные рецепторы, вызывают перестройку молекул за счет гидролиза, переаминирования и т.п.

с) радиационные — приводят к разрушению молекул с образованием свободных радикалов.

Независимо от природы первичного повреждающего фактора, ответная реакция поврежденной клетки стандартна и называется неспецифической реакцией клетки на повреждение.

Причина такого стандартного ответа заключается в том, что при любом повреждении обязательно:

1) нарушаются барьерные функции мембран клеточной и внутриклеточной;

2) выключаются ионные насосы. Реакция клеток на повреждение проявляется в структурных и функциональных изменениях клетки.

Основные структурные изменения следующие:

а) повышение проницаемости мембраны пострадавшей клетки;

Ь) уменьшение дисперсности коллоидов цитоплазмы и ядра

с) увеличение вязкости цитоплазмы, которому иногда предшествует уменьшение вязкости

1) увеличение сродства цитоплазмы и ядра к ряду красителей. Степень выраженности зависит от силы и продолжительности повреждающего агента. По степени выраженности различают:

а) паранекроз — обратимые нарушения структуры и функции клетки

Ь) некробиоз — необратимые повреждения (гибель) части клеток в ткани.

с) некроз — массовая гибель клеток с активацией лизосомальных ферментов и разрушением других клеточных структур.

Этот процесс называется аутолизом.

Значение аутолиза — удаление мертвых клеток и замена их новыми клетками или элементами соединительной ткани.

ПРОЯВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТОК

1. Увеличение проницаемости цитоплазматической мембраны:

1) белкам и коллоидным краскам (макромолекулы);

2) к аминокислотам и глюкозе (вещества с низкой молекулярной массой);

3) к ионам.

2. Уменьшение электрического сопротивления ткани. Электрическое сопротивление ткани называется импеданс. Он состоит из омической и емкостной составляющей. Емкостная составляющая обусловлена тем, что клеточные мембраны, по сути, представляют собой конденсаторы. Омическая составляющая зависит от омического сопротивления цитоплазмы и мембран.

3. Увеличение сродства к красителям цитоплазмы и ядра клетки. Это явление связано с тем, на фоне повышенной проницаемости мембраны при окраске клетки красителя в нее поступает значительно больше.

4. Изменение мембранного потенциала. Это явление чрезвычайно характерно для неспецифического ответа клетки на повреждение. Причины:

1) прямое повреждение мембраны;

2) нарушение работы мембранных ионных насосов за счет снижения содержания в клетке АТФ. Снижение мембранного потенциала наблюдается при холодовом, радиационном, аллергическом повреждениях клеток и их органелл.

5. Выход ионов К+ из клеток. В норме внутри клетки содержится больше ионов К+, чем вне ее. Такое соотношение обеспечивается:

1) работой Nа+ -К+ -АТФ-азы, которая постоянно накачивает К+ внутрь клетки;

2) спонтанным выходом К+ из клетки за счет диффузии в область с более низкой концентрацией. Причина потери ионов К+ - нарушение работы Nа+ -К+ -АТФ-азы в результате угнетения окислительного фосфорилирования в митохондриях.

6. Накопление ионов Са2+ в гиалоплазме. В норме поступающий в клетку Са2+ аккумулируется в митохондриях, поэтому в гиалоплазме концентрация ионов Са2+ примерно в 10 000 раз ниже, чем вне клетки. При повреждении накопление в митохондриях угнетается и содержание ионов Са2+ в гиалоплазме нарастает. Причина: нарушение окислительного фосфорилирования в митохондриях и уменьшение мембранного потенциала митохондрий.

7. Набухание клеток.Форма и объем клеток зависят от:

1) состояния цитоскелета клетки;

2) разницы между онкотическим и осмотическим давлением внутри и вне клетки (онкотическое п осмотическое давление определяется количеством белков и ионов в единице объема. Другое название этой величины «коллоидно-осмотическое давление».

Увеличение объема клеток происходит при

1) накоплении белков и ионов внутри клетки;

2) снижении их концентрации вне клетки. В результате коллоидно-осмотическое давление в клетке становится больше, чем вне ее и молекулы воды переходят в клетку с целью выравнивания концентраций. Последствия: сдавление микрососудов и нарушение микроциркуляции.

8. Нарушение структуры и функции митохондрий.

Всего 4 нарушения:

1) снижение потребления кислорода — связано с уменьшением скорости переноса электронов по дыхательной цепи.

2) увеличение проницаемости внутренней митохондриальной мембраны может привести к разобщению окислительного фосфорилирования в митохондриях и изменению показателей работы митохондрий. Существует 2 (два) показателя работы митохондрий: коэффициент Р/О и коэффициент дыхательного контроля ДК. Коэффициент Р/О - это отношение количества синтезированной АТФ к количеству поглощенного кислорода. Коэффициент дыхательного контроля — это отношение скорости дыхания митохондрий в присутствии субстратов окисления, АДФ и ортофосфата к скорости дыхания митохондрий в отсутствии АДФ. Снижение ДК до единицы и Р/О до 0 говорит о разобщении окислительного фосфорилирования в митохондриях.;

3) снижение способности накапливать кальций — приводит к увеличению его концентрации в гиалоплазме. Развивается в результате снижения мембранного потенциала и разобщения окислительного фосфорилирования в митохондриях;

4) набухание митохондрий — связано с поступление воды внутрь митохондрий и приводит к их разрыву. Различают активное и пассивное набухание митохондрий. Пассивное набухание митохондрий - происходит за счет движения молекул воды в митохондрию при увеличении коллоидно осмотического давления внутри нее и не требует затрат энергии. Активное набухание митохондрий — это движение молекул воды в митохондрию исключительно вслед за фосфатом К+. Фосфат К+ поступает в митохондрии при уменьшении мембранного потенциала ниже 170180 мВ со знаком «минус».

9. Активация лизосомальных ферментов и ацидоз. Увеличение проницаемости клеточных и внутриклеточных мембран касается и мембран лизосом. Из них выбрасываются активные липазы, протеазы, нуклеазы и другие ферменты. Немедленно начинается распад белков, жиров, пуриновых и пиримидиновых оснований. Образуются кислоты: амино-, жирные и нуклеиновые. Они диссоциируют на водород и кислотный остаток и среда закисляется. РН падает до 6,0 и ниже.

10. Апоптоз — это запрограммированная гибель клетки, которая необходима для удаления старых клеток или замены одних клеток другими.

Стадии апоптоза: 1) поступление сигнала на поверхность клетки. Сигнал — поступление или непоступление определенных веществ; 2) связывание сигнальной молекулы с рецептором на поверхности клетки; 3) запуск каскада реакций внутриклеточной сигнализации; 4) активация синтеза деструктивных ферментов, в частности эндонуклеаз; 5) аутолиз.

11. Повреждение генетического аппарата клетки — это разрушение нуклеиновых кислот ядра и рибосом.

12. Последовательность нарушений в клетке при гипоксии

Общий вывод:

1) необратимые повреждения наступают только через 1-1,5 часа после прекращения поступления кислорода. В более ранние сроки возможно восстановление функций клетки;

2) при проведении лечебных мероприятий врач должен ориентироваться на указанные сроки.

13. Порочный круг клеточной патологии.

Неспецифическая реакция клеток на повреждение — это типовой патологический процесс. Его основными звеньями являются:

1) повреждение клеточной и внутриклеточных мембран;

2) снижение уровня АТФ;

3) увеличение содержания Са2+ в цитоплазме;

4) активация деструктивных ферментов - мембранных фосфолипаз, эндонуклеаз;

5) разрушение фосфолипидов мембраны и усугубление ее повреждения.

На 4-м и 5-м этапах наблюдаем смену причинно-следственных отношений, когда следствие (активация деструктивных ферментов) становится источником новых повреждений мембраны.

5. Механизмы электрического пробоя мембран. Перекисное окисление липидов. Понятие о прооксидантах и антиоксидантах. Повышение активности мембранных фосфолипаз как один из механизмов электрического пробоя мембран. Значение в патологии клетки механического (осмотического) растяжения мембран и адсорбция на мембране белков и электролитов.

Электрический пробой мембран

• В соответствии с законом Ома I = U/R

  • Сила тока I увеличивается, если:

    • Увеличивается разность потенциалов U

    • Снижается сопротивление мембраны току R

  • Увеличение силы тока I останавливается, если:

    • Останавливается увеличение разности потенциалов U

    • Останавливается уменьшение сопротивление мембраны току R

  • В ряде ситуаций возможно невыполнение закона Ома. Последовательность событий:

    • ↑ U и/или ↓R →

    • → ↑I →

    • → U и/или R больше не изменяются →

    • → Сила тока I продолжает нарастать самопроизвольно

    • Разрушение мембраны под действием сапопроизвольно нарастающего тока Единственный в природе способ разрушения клеточных мембран

Потенциал пробоя

• Критическая разность потенциалов, выше которой начинается резкое самопроизвольное возрастание тока

• Если разность потенциалов превысит уровень потенциала пробоя, то начнется самопроизвольное резкое возрастание тока.

• Если разность потенциалов превышает критическое значение, то ток через мембрану будет самопроизвольно нарастать во времени до полного разрушения мембраны.

• Такое разрушение мембраны называется электрическим пробоем мембраны.

Механизмы электрического пробоя мембран

• Перекисное окисление липидов

• Действие мембранных фосфолипаз

• Механическое (осмотическое) растяжение мембран

• Адсорбция на бислое полиэлектролитов, включая некоторые белки и пептиды

• Перекисное окисление липидов

Реакции ПОЛ инициируются «свободными радикалами»

Свободные радикалы

• Атомарные группы

• На внешней орбите находится неспаренный электрон

• Высокая реактогенность

  • Стремление к восстановлению электрического равновесия, электронейтральности

  • Активный захват электронов у соседних молекул

  • Пострадавшие молекулы лишаются электрической стабильности и меняют свои свойства.

• Представители

  • Активные формы кислорода

    • Супероксидный анион-радикал О2-

    • Гидроксильный радикал ОН-

    • Перекись водорода Н2О2

• Свободные радикалы

  • Источники внешние

    • Ионизирующее облучение

      • Пробег заряженных частиц в тканях

      • Столкновение со встречными молекулами

      • «Выбивание» электронов с внешних орбиталей

  • Источники внутренние

    • Антиген-презентирующие эндоциты

      • Макрофаги

      • Нейтрофилы

      • Дендритные клетки типа 1

      • Дендритные клетки типа 2

• Активные формы кислорода

  • Вне повреждения

    • Составляют бактерицидный потенциал эндоцита, в частности фагоцита

    • Изолированы в фагосомах

  • В условиях повреждения клеток

    • Освобождаются в межклеточную среду

    • Повреждают здоровые клетки

• Системы защиты и обезвреживания АФК

  • Супероксиддисмутаза (СОД)

    • Ферментный катализ реакции

      • О2- + О2 + 2Н+ → Н2О2 + О2

  • Каталаза

    • Ферментный катализ реакции

      • Н2О2 → Н2О + О2

  • Миелопероксидаза (МП)

    • Ферментный катализ реакции

      • Перекись водорода → Гипохлорит + Вода

• Если система защиты повреждена:

  • О2- и Н2О2 вступают в альтернативные реакции Габера:

    • 1. О2- + Fe3+ → Fe2+ + О2

    • 2. Fe2+ + Н2О2 → ОН- + Fe3+

• Образование гидрооксильного радикала при недостаточности системы защиты активирует перекисное окисление липидов и повреждение липидного бислоя мембран.

Схема реакций

• Проникновение ОН- в толщу липидного слоя

• Реакция между ОН- и молекулой жирной кислоты LН

  • НО- + LН→Н2О + L-

    • Водород Н

      • Отщепление Н от LН

        • Образование липидного радикала L-

      • Присоединение Н к ОН-

        • Образование Н2О

        • Воосстановление электронейтральности ОН-

• Реакция между липидным радикалом и растворенным кислородом

  • L- + О2 → LОО-

    • Образование LОО-

      • Радикал липоперекиси

        • Новый свободный радикал

• Реакция между радикалом липоперекиси LОО- и соседней молекулой жирной кислоты LН.

  • LОО- + LН → LООН + L-

    • Образуется новый липидный радикал:

• Липидный радикал L- вновь реагирует с растворенным О2 и с неповрежденной молекулой жирной кислоты

• Образуется новый радикал липоперекиси и новый липидный радикал.

Таким образом, в реакции перекисного окисления липидов постоянно, чередуя друг друга, образуются липидный радикал и радикал липоперекиси. Процесс захватывает все новые и новые молекулы жирных кислот и повреждает липидный слой

Последствия

• Нарушение свойств и функций клеточных и внутриклеточных мембран

  • Окисление тиоловых групп мембранных белков

    • Появление пор в мембранах клеток и митохондрий

    • Увеличение проницаемости мембран.

  • Увеличение ионной проницаемости липидного бислоя

    • Разобщение окислительного фосфорилирования

    • Снижение образования АТФ.

  • Снижение стабильности липидного слоя

    • Создание условий для электрического пробоя мембран.

Системы защиты

• Две группы веществ:

  • Прооксиданты Усиливают процессы перекисного окисления

  • Антиоксиданты Тормозят процесс перекисного окисления.

• Прооксиданты

  • Высокие концентрации кислорода

  • Некоторые ферменты

  • Ионы двухвалентного железа.

• Антиоксиданты:

  • №1

    • Супероксиддисмутаза (СОД)

    • Каталаза

    • Глютатионредуктаза

      • Нейтрализация О2- и Н2О2

      • Предотвращение образования ОН-

  • №2

    • Фосфолипаза

    • Глютатионпероксидаза

      • Разрушение гидроперекиси липидов.

  • №3

    • Система окисления и связывания ионов железа

      • Церрулоплазмин

        • Переводит Fe++ в Fe+++

      • Трансферрин

        • Связывает и переносит Fe+++ в клетки

        • В клетках Fe+++ депонируется в форме ферритина.

  • №4

    • Жирорастворимые антиоксиданты или перехватчики свободных радикалов, или <ловушки»

      • Обрывают цепи ПОЛ за счет захвата липидных радикалов и радикалов липоперекисей

      • Производные фенола

      • Витамин Е, убихинон, тироксин, ионол

• Действие мембранных фосфолипаз

Фосфолипазы

• Ферменты

• Гидролизуют мембранные фосфолипиды

Место нахождения

• Мембраны клеток и их органелл

• Активность

  • В мембранах в норме фосфолипазы малоактивны

• Активатор

  • Са++

    • В норме аккумулируется в митохондриях

• Ингибитор

  • Мg++

    • В норме находится в цитоплазме

• Условия активации

  • Нарушение аккумулирования Са++ в митохондриях

  • Создание гиперконцентрации Са++ в цитоплазме

• Эффекты

  • Гидролиз фосфолипидов бислоя

  • Потеря барьерных свойств мембраны

  • Возможность электрического пробоя мембраны.

• Механическое растяжение мембран

  • Наблюдается увеличении внутриклеточного коллоидно-осмотического давления

    • Поступление воды в клетку

    • Увеличение объема клетки

    • Создание условий для электрического пробоя мембран.

• Адсорбция белков на мембранах

  • Снижение электрической стабильности мембран

  • Создание условий для электрического пробоя мембран.