39. Механизмы регуляции деления клеток.

Существует понятие о клеточном цикле - последовательности событий от одного деления клетки до другого. Клеточный цикл прокариотической и эукариотической клеток различается весьма существенно. Учитывая большую сложность организации клеток эукариот, проще начать с рассмотрения механизмов регуляции процессов клеточного деления и роста клеток прокариот, тем более что в биотехнологических процессах все большее распространение получает культивирование эукариотических клеток с использование подходов, применяемых для культивирования одноклеточных прокариот.

Процесс клеточного деления у прокариот включает следующие события в определенной очередности:

• накопление «критической» клеточной массы;

• репликация ДНК генома;

• построение новой клеточной оболочки;

• построение клеточной перегородки;

• расхождение дочерних клеток.

Регуляция клеточного деления складывается из регуляции каждого из этих событий и организации их взаимодействия, при котором в клеточном делении устанавливается последовательность процессов и вырабатываются сигналы для инициации следующего по порядку процесса.

Во-первых, деление многих видов клеток находится под контролем факторов роста, вырабатываемых другими клетками. Некоторые из этих факторов поступают к клеткам из крови, другие — из близлежащих тканей. Так, эпителиальные клетки некоторых желез, например поджелудочной, не могут делиться без фактора роста, вырабатываемого подлежащей соединительной тканью.

Во-вторых, большинство нормальных клеток перестают делиться при недостатке места для новых клеток. Это можно наблюдать в клеточных культурах, в которых клетки делятся, пока не начнут контактировать друг с другом, затем они прекращают деление. В-третьих, многие тканевые культуры перестают расти, если в культуральную жидкость попадает даже небольшое количество вырабатываемых ими веществ. Все эти механизмы контроля клеточного роста можно рассматривать как варианты механизма отрицательной обратной связи.

40. Реактивные изменения клеток. Гиперплазия, гипертрофия. Виды гибели клеток.

При действии разнообразных механических, химических, физических или биогенных факторов имеют место реактивные изменения структуры и функций клеток. Достаточно сильные раздражители вызывают состояние клетки, пограничное со смертью.

Повреждающее действие ионизирующей радиации на клетку связано в основном с ионизацией воды, входящей в ее состав, при которой образуются биологически активные радикалы, вызывающие повреждение белков клеточных мембран. Более чувствительны и быстрее подвергаются денатурации белки, входящие в состав ферментов, особенно тех, которые содержат сульфгидрильные группы. Нарушение внутриклеточных окислительно-восстановительных процессов приводит к накоплению биологически активных метаболитов денатурированных белков, которые вызывают дополнительные повреждения клеток.

Ионизирующая радиация оказывает повреждающее действие на клетку и во время деления. Клетки в интерфазе, будучи облученными, внешне могут выглядеть нормальными. Повреждение выявляется при последующем делении, когда появляются аномальные фигуры митоза. Митотические хромосомы изменяют форму, возникают их разрывы иногда с последующим неправильным соединением фрагментов. Наблюдаются аномалии веретена деления, оно может иметь три и более полюсов. В связи с этим в анафазе расхождение хромосом к полюсам оказывается неравномерным и некоторые хромосомы отстают, образуя хромосомные мостики. В других случаях хромосомы реплицируются, а деления ядра не происходит, в результате чего образуются клетки с крупными полиплоидными ядрами.

В клетках наиболее чувствительными к действию радиации являются митохондрии — центры окислительно-восстановительных реакций. Они набухают, их матрикс просветляется, кристы укорачиваются, сглаживаются и полностью исчезают. Позднее митохондрии распадаются. Вследствие деструкции и гибели митохондрии в клетке угнетается синтез АТФ.

Излучение, воздействуя на генетический аппарат клетки, может вызывать мутации. Измененные при этом гены в процессе митоза удваиваются и дочерние клетки будут обладать качествами клеток, испытавших лучевое воздействие. Возникшая таким путем в клетках организма мутация, может дать начало злокачественной опухоли.

Гиперплазия - увеличение числа клеток в какой-либо ткани (за исключением опухолевой) или органе, в результате чего увеличивается объём данного анатомического образования или органа. Развивается в результате разнообразных влияний, стимулирующих клеточное размножение (тканевые стимуляторы роста, антигенные раздражители, онкогенные вещества, нейроэндокринные влияния, утрата части органа или ткани и др.). К физиологической гиперплазии относятся размножение эпителия молочных желез во время беременности, железистая гиперплазия эндометрия в предменструальном периоде и т.п.

Гипертрофия — увеличение объёма ткани или органа за счёт увеличения объёма их клеток и межклеточных структур. 

Виды гибули клеток:

Для апоптоза характерны: конденсация хроматина, целостность плазматической и внутриклеточных мембран, набухание митохондриальных мембран. При апоптозе клеточное содержимое не попадает в межклеточное пространство и не вызывает воспалительной реакции, так как остатки клетки фагоцитируются макрофагами или соседними клетками.

Для некроза характерны: набухание всей клетки и всех ее органелл, разрыв плазматической и внутриклеточных мембран, активация лизосомных ферментов и воспалительная реакция (в результате попадания внутриклеточного содержимого во внеклеточную среду).

Энтоз процесс вторжения одной живой клетки в цитоплазму другой клетки, рассматривается как процесс клеточной гибели, при котором одна клетка интернализируется внутри другой клетки

Некроптоз. программируемая некротическая гибель клетки, сопровождаемая активацией взаимодействующей с рецептором протеинкиназы 3.