51. Апоптоз – генетически контролируемая (может быть запрограммированной) гибель клеток. Общие представления, значение.

Апоптоз, или запрограммированная смерть клетки, представляет собой процесс, посредством которого внутренние или внешние факторы, активируя генетическую программу, приводят к гибели клетки и ее эффективному удалению из ткани. Апоптоз – это механизм гибели клеток, который имеет ряд биохимических и морфологических отличий от некроза. Апоптоз – это биохимически специфический тип гибели клетки, который характеризуется активацией нелизосомных эндогенных эндонуклеаз, которые расщепляют ядерную ДНК на маленькие фрагменты. Морфологически апоптоз проявляется гибелью единичных, беспорядочно расположенных клеток, что сопровождается формированием округлых, окруженных мембраной телец (“апоптотические тельца”), которые тут же фагоцитируются окружающими клетками. Это энергозависимый процесс, посредством которого удаляются нежелательные и дефектные клетки организма. Он играет большую роль в морфогенезе и является механизмом постоянного контроля размеров органов. При снижении апоптоза происходит накопление клеток, пример – опухолевый рост. При увеличении апоптоза наблюдается прогрессивное уменьшение количества клеток в ткани, пример – атрофия. Морфологические проявления апоптоза Апоптоз имеет свои отличительные морфологические признаки, как на светооптическом, так и на ультраструктурном уровне. При окраске гематоксилином и эозином апоптоз определяется в единичных клетках или небольших группах клеток. Апоптотические клетки выглядят как округлые или овальные скопления интенсивно эозинофильной цитоплазмы с плотными фрагментами ядерного хроматина. Поскольку сжатие клетки и формирование апоптотических телец происходит быстро и также быстро они фагоцитируются, распадаются или выбрасываются в просвет органа, то на гистологических препаратах он обнаруживается в случаях его значительной выраженности. К тому же апоптоз – в отличие от некроза – никогда не сопровождается воспалительной реакцией, что также затрудняет его гистологическое выявление.

52. Структурно-функциональные изменения клеток при апоптозе.

На наиболее ранних этапах развития апоптоза до возникновения структурных изменений в клетках и их цитоплазме в течение латентного периода длительностью до 12 ч происходит синтез ферментов, которые необходимы для осуществления гибели клетки. Эту стадию проходит большее число клеток, нежели погибает в конечном итоге, поскольку часть из них выживает благодаря спасению в результате активации особых ген-спасателей.

Наиболее ранним морфологическим проявлением апоптоза, выявляемым на электронно-микроскопическом уровне, служит утрата клетками специализированных структур на их поверхности, (ворсинок и межклеточных соединений), их отделение от соседних клеток (рис. 1.19). Происходят сжатие и уплотнение ядра (А2), накопление крупных глыбок хроматина, конденсация цитоплазмы, которая также уплотняется, сморщивается и уменьшается в размерах, отчего апоптоз еще называется «сморщивающим некрозом». Уплотнение цитоплазмы приводит к все более компактному расположению органелл, которые при апоптозе в отличие от некроза сохраняют свою целостность.

Изменения в ядре при апоптозе приводят к расщеплению геномной ДНК в межнуклеосомпых участках на отдельные нуклеосомные сегменты. Хроматин укладывается в ядре в виде крупных полулуний, после чего ядро распадается на фрагменты, окруженные мембранной. Разрушение кариолеммы не происходит. При прогрессировании

Рис. 1.19. Морфологические изменения клеток при апоптозе |23]

Начало апоптоза (А1) и последовательные его стадии (А2 и АЗ) до распада клетки на фрагменты (апоптозные тела) (А4) и их фагоцитоз соседними клетками

апоптоза нарастающая конденсация цитоплазмы сочетается с изменением формы клетки: она образует многочисленные крупные вздутия и выпячивания (АЗ) (поверхность клетки как бы вскипает) и даже кратеры. Эти выпячивания содержат жизнеспособные орга- неллы или фрагменты ядра, которые далее отшнуровываются, формируя крупные окруженные мембраной фрагменты округлой или овальной формы и образуя апоптозные тела (А4). Образование апоптозных тел связано с преобразованиями цитоскелета: происходит перешнуровка цитоплазмы с участием пучков актиновых микро- филаментов, разрушение которых блокирует ход апоптоза. Число и размеры образующихся клеточных фрагментов (апоптозных тел) варьирует в широких пределах и тем значительнее, чем крупнее разрушающая клетка. В некоторых случаях клетка сморщивается целиком, превращаясь в одно сферическое апоптозное тело. Апоптозные тела быстро захватываются соседними клетками посредством фагоцитоза и перевариваются ими, некоторые из них поглощаются местными фагоцитами. Нейтрофилы в фагоцитозе апоптозных тел не участвуют, воспалительная реакция отсутствует.

Процесс апоптоза развивается сравнительно быстро и длится от нескольких минут до нескольких часов. Морфологически регистрируемые его стадии от начала конденсации хроматина до полного переваривания апоптозных тел занимают 1—3 ч.