1 Семестр / Рейтинг №1 +

Трисомии аутосом часто проявляются синдромами Патау (13), Эдвардса

(18) и Дауна (21).

Моносомия половой X-хромосомы (генотип XO) – синдром Шерешевского–Тернера.

Трисомия половых хромосом (генотип XXY) – синдром Клайнфельтера.

Нарушения числа в виде тетраили триплоидии обусловливают полные и мозаичные формы.

Нарушения структуры дают более 700 типов хромосомных синдромов, часто сочетающихся с другими этиологическими факторами.

Для всех форм хромосомных болезней характерна множественность врожденных пороков развития, их формирование начинается на стадии гистогенеза и продолжается в органогенезе, что объясняет сходство клинических проявлений при различных формах.

Sources ​

Патология клеточного ядра Патология клеточного ядра морфологически проявляется в изменении структуры,

размеров, формы и количества ядер и ядрышек, в появлении разнообразных ядсрных включений и изменений ядерной оболочки. Особая форма ядерной патологии – патология митоза. С патологией хромосом ядра связано развитие хромосомных синдромов и хромосомных болезней.

Структура и размеры ядер Структура и размеры ядра в интерфазном состоянии зависят в первую очередь от

плоидности, в частности содержания в ядре ДНК, от функционального состояния ядра. Тетраплоидные ядра имеют диаметр больше, чем диплоидные, октоплоидные – больше, чем тетраплоидные.

Большая часть клеток содержит диплоидные ядра. В размножающихся клетках в период синтеза ДНК (S-фазы) содержание ДНК в ядре удваивается, в постмитотический период, напротив, снижается. Если после синтеза ДНК в диплоидной клетке не происходит нормального митоза, то появляются тетраплоидные ядра. Возникает полиплоидия – кратное увеличение числа наборов хромосом в ядрах клеток, или состояние плоидности от тетраплоидии и выше. Полиплоидные клетки выявляют различными способами: по размеру ядра, по увеличенному количеству ДНК в интерфазном ядре или по увеличению числа хромосом в митотической клетке. Они встречаются в нормально функционирующих тканях человека. Увеличение числа полиплоидных ядер во многих органах отмечают в старости. Особенно ярко полиплоидия возникает при восстановлении клеток после повреждения ткани (печени), увеличении объема клеток (гипертрофии миокарда), при опухолевом росте.

Другой вид изменений структуры и размеров ядра клетки встречается при

анеуплоидии – изменение в виде неполного набора хромосом. Анеуплоидия связана с хромосомными мутациями. Ее проявления – гипертетраплоид-ные, псевдоплоидные, приблизительно диплоидные или триплоидные ядра, которые часто обнаруживают в злокачественных опухолях.

Размеры ядер и ядерных структур независимо от плоидии определяются в значительной мере функциональным состоянием клетки. Процессы, постоянно совершаемые в интерфазном ядре, разнонаправлены: во-первых, это репликация генетического материала в S-периоде (полуконсерватив-ный синтез ДНК), во-вторых, образование РНК в процессе транскрипции.

транспортировка РНК из ядра в цитоплазму через ядерные поры для осуществления специфической функции клетки и репликации ДНК.

Функциональное состояние ядра отражено в характере и распределении его хроматина. В наружных отделах диплоидных ядер нормальных тканей расположен конденсированный (компактный) хроматин – гетерохроматин, в остальных ее отделах – неконденсированный (рыхлый) хроматин – эух-роматин. Гетеро- и эухроматин отражают различные состояния активности ядра: первый из них – малоактивный или неактивный, второй – достаточно активный. В связи с переходом ядра из состояния относительно функционального покоя в состояние высокой функциональной активности и обратно морфологическая картина распределения хроматина не статична. Возможна гетероили эухроматинизация ядер, механизмы которой изучены недостаточно (рис. 1-2). Неоднозначна и трактовка характера и распределения хроматина в ядре. Например, маргинацию хроматина, т.е. расположение его под ядерной оболочкой, трактуют и как признак активности ядра, и как проявление его повреждения. Однако конденсацию эухромати новых структур (гиперхроматоз стенки ядра), отражающую инактивацию участков транскрипции, рассматривают как патологическое явление, как предвестник гибели клетки.

К патологическим изменениям ядра относят также его дисфункциональное (токсическое) набухание, встречающееся при различных повреждениях клетки. При этом происходит изменение коллоидно-осмотического состояния ядра и цитоплазмы вследствие торможения транспорта веществ через оболочку клетки.

Форма ядер и их число Изменения формы ядра – существенный диагностический признак: деформация

ядер цитоплазматическими включениями при дистрофических процессах, полиморфизм ядер при воспалении (гранулематоз) и опухолевом росте (клеточный атипизм).

Форма ядра меняется и в связи с образованием множественных выпячиваний ядра в цитоплазму, которые обусловлены увеличением ядерной поверхности и свидетельствуют об активном синтезе нуклеиновых кислот и белка (рис. 1-3). Изменения числа ядер в клетке: многоядерность, появление «спутника ядра и

безъядерность. Многоядерность возможна при слиянии клеток. Таковы, например, гигантские многоядерные клетки инородных тел и Пирогова-Лангханса, вероятно, образуемое при слиянии эпителиоидных клеток (см. рис. 5-12). Однако возможно образование многоядерных клеток и при нарушениях митоза – делении ядра без

последующего деления цитоплазмы, что наблюдают после радиоактивного облучения или введения цитостатиков и при злокачественном опухолевом росте.

•Спутники ядра, кариомеры (маленькие ядра), – мелкие, подобные ядру образования с соответствующей структурой и собственной оболочкой, которые расположены в цитоплазме около неизмененного ядра. Причина их образования – хромосомные мутации, например кариомеры в клетках злокачественной опухоли при большом числе фигур патологических митозов.

Безъядерность при функциональной оценке клетки неоднозначна. Известны безъядерные клеточные структуры – это физиологическое их состояние (эритроциты, тромбоциты). При некоторых патологических реакциях наблюдают жизнеспособные, отделенные от клетки части цитоплазмы. содержащей ядро. Однако безъядерность может свидетельствовать и о гибели ядра – кариопикнозе, кариорексисе (рис. 1-4) и кариолизисе.

Структура и размеры ядрышек Изменения ядрышек имеют существенное значение в морфофункциональной оценке

состояния клетки, так как с ядрышками связаны процессы транскрипции и трансформации рибосомальной РНК (р-РНК). Размеры и структура ядрышек в большинстве случаев соответствуют объему клеточного белкового синтеза, выявляемого биохимическими методами. Размеры ядрышек зависят от функции и типа клеток.

Увеличение размеров и количества ядрышек свидетельствует о повышении их функциональной активности (рис. 1-5). Вновь образованная в ядрышке р-РНК транспортируется в цитоплазму, вероятно, через поры внутренней ядерной мембраны. Интенсивный синтез белка в таких случаях подтверждается увеличением количества рибосом эндоплазматической сети.

Гипергранулированные ядрышки с преобладанием гранул над фибриллярной субстанцией отражают разное функциональное состояние как ядрышек, так и клетки. Эти ядрышки с хорошо выраженной лакунарной системой и резкой базофилией цитоплазмы свидетельствуют как о повы-шенном синтезе р-РНК. так и ее трансмиссии. Гиперфункииональные ядрышки встречаются в молодых плазматических клетках, активных фибробластах. гепатоцитах, во многих опухолевых клетках. Гипергранулированные ядрышки со слабовыраженной базофилией цитоплазмы могут отражать нарушение трансмиссии (транспортировки гранул) при продолжаюшемся синтезе р-РНК. Их обнаруживают в опухолевых клетках, которые отличаются большим ядром и незначительной цитоплазматической базофилией.

Разрыхление (диссоциация) ядрышек, отражающее их гипогрануляцию. – следствие усиленного транспорта р-РНК в цитоплазму или торможения ядрышковой транскрипции. Дезорганизация (сегрегация) ядрышек отражает, как правило, полное

ибыстрое прекращение ядрышковой транскрипции: ядро уменьшено, наблюдают выраженную конденсацию ядрышкового хроматина, происходит разделение гранул

ипротеиновых нитей. Эти изменения встречаются при энергетическом дефиците клетки.

Ядерные включения Ядерные включения делят на три группы: ядерные цитоплазматические, истинные

ядерные и ядерные вирусобусловленные.

Ядерные цитоплазматические включения представляют собой отграниченные оболочкой части цитоплазмы в ядре. Они могут содержать все составные части клетки (органеллы, пигмент, гликоген, капли жира и т.д.). Их появление часто связано с нарушением митотического деления.

Истинные ядерные включения расположены внутри ядра (кариоплазмы) и соответствуют веществам, встречающимся в цитоплазме, – белку, гликогену (рис. 1-6, а), липидам. Эти вещества проникают из цитоплазмы в ядро через неповрежденные или поврежденные поры ядерной оболочки либо через разрушенную ядерную оболочку. Возможно проникновение этих веществ в ядро при митозе, например включения гликогена в ядрах клеток печени при сахарном диабете (ядерный гликоген, дырчатые, пустые ядра).

Вирусобусловленные ядерные включения (тельца ядерных включений) неоднозначны:

ядерные включения в кариоплазме кристаллической решетки вируса (рис. 1-6. б);

включения белковых частиц, возникающих при внутриядерном размножении вируса;

ядерные включения как проявление реакции на поражение вирусом цитоплазмы (реактивные включения).

Ядерная оболочка Ядерная оболочка выполняет ряд функций, нарушения которых могут служить

основой для развития патологии клетки.

Ороли ядерной оболочки в поддержании формы и размера ядра свидетельствует образование внутриядерных трубчатых систем, отходящих от внутренней ядерной мембраны, включений в перинуклеарной зоне, которые наблюдают при гипертрофии миокарда, фиброзе легких, системном васкулите. саркоидозе, опухоли печени, дерматомиозите (рис. 1-7).

Оядерной оболочке как месте прикрепления ДНК для облегчения репликации и транскрипции свидетельствует существование в ядерной оболочке структур, модулированных хроматином и ответственных за его ориентацию и структуру. Функциональная активность ДНК связана с ее распределением при делении клетки и со степенью конденсации в интерфазе. При этом повреждение оболочки может вызывать изменения этих участков распределения и быть причиной патологических изменений клетки.

Офункции ядерной оболочки как физического барьера и модулятора нуклеоиитоплазматического обмена свидетельствует установленная корреляция между изменениями структуры ядерной оболочки, модулем ее пор и выходом РНК в цитоплазму. Контроль ядерной оболочкой транспорта РНК в цитоплазму существенно влияет на гомеостаз клетки при патологических состояниях. Участие ядерной оболочки в синтезе мембран достоверно не доказано, хотя и считают, что

эта роль возможна, так как мембраны ядерной оболочки непосредственно переходят в эндоплазматическую сеть цитоплазмы. О возможном влиянии ферментов ядерной оболочки на функцию ядра свидетельствует наличие в ядерной оболочке различных ферментов детоксикации и веществ, обеспечивающих гормональное управление (аденилатциклазы, рецепторов инсулина и др.).

Патология митоза В жизненном цикле клетки митоз занимает особое место. С его помощью

осуществляется репродукция клеток, а значит, и передача их наследственных свойств. Подготовка клеток к митозу состоит из ряда последовательных процессов: репродукции ДНК. удвоении массы клетки, синтеза белковых компонентов хромосом и митотического аппарата, удвоении клеточного центра, накоплении энергии для цитотомии. В процессе митотического деления различают 4 основные фазы – профазу, метафазу, анафазу и тело-фазу. При патологии митоза может страдать любая фаза. На этом основании создана классификация патологии митоза (Алов И.А., 1972).

• I тип – повреждение хромосом:

задержка клеток в профазе;

нарушение спирализаиии и деспирализации хромосом;

–фрагментация хромосом;

–образование мостов между хромосомами в анафазе;

–раннее разъединение сестринских хроматид;

повреждение кинетохора.

• II тип – повреждение митотического аппарата:

задержка развития митоза в метафазе;

рассредоточение хромосом в метафазе;

трехгрупповая метафаза;

полая метафаза;

многополюсные митозы;

асимметричные митозы;

моноиентрические митозы;

К-митозы.

• III тип – нарушения цитотомии:

преждевременная цитотомия;

задержка цитотомии;

– отсутствие цитотомии.

Патологию митоза вызывают различные воздействия на клетку: ультрафиолетовое и ионизируюшее излучения, высокая температура, химические вешества, в том числе канцерогены и митотические яды. и др. Много патологических митозов наблюдают при развитии злокачественных опухолей

(рис. 1-8).

Хромосомные аберрации и хромосомные болезни

Хромосомные аберрации - изменения структуры хромосом, вызванные их разрывами, с последуюшим перераспределением, утратой или удвоением генетического материала. Они отражают различные виды аномалий хромосом. Из наиболее часто встречаемых хромосомных аберраций, про-являюшихся глубокой патологией, выделяют аномалии числа и структуры хромосом. Нарушения числа хромосом – отсутствие одной из пары гомологичных хромосом (моносомия) или появление добавочной, третьей, хромосомы (трисомия). Обшее число хромосом в кариотипе в этих случаях отличается от модального числа и равно 45 или 47. Полиплоидия и ане-уллоидия имеют меньшее значение для развития хромосомных синдромов. Нарушения структуры хромосом при обшем нормальном их числе в кариотипе: транслокация – обмен сегментами между двумя негомологичными хромосомами; деления – выпадение части хромосомы; фрагментация; кольцевые хромосомы.

Хромосомные аберрации нарушают баланс наследственных факторов и вызывают многообразные отклонения в строении и жизнедеятельности организма, проявляюшиеся в хромосомных болезнях.

Хромосомные болезни – болезни, связанные с аномалиями соматических хромосом (аутосом), и болезни с аномалиями половых хромосом (телей Барра). При этом учитывают характер хромосомной аномалии – нарушение числа отдельных хромосом, числа хромосомного набора или структуры хромосом. Эти критерии позволяют выделять полные и мозаичные клинические формы хромосомных болезней.

Хромосомные болезни, обусловленные нарушениями числа отдельных хромосом (трисомиями и моносомиями), – как аутосом, так и половых хромосом. Моносомии аутосом (любые хромосомы, кроме X- и Y-хромосом) несовместимы с жизнью. Трисомии аутосом достаточно распространены в патологии человека. Наиболее часто они проявляются синдромами Патау (13-я пара хромосом) и Эдвардса (18-я пара), а также болезнью Дауна (21-я пара). Хромосомные синдромы при трисомиях других лар аутосом встречаются значительно реже. Моносомия половой Х-хромосомы (генотип ХО) лежит в основе синдрома ШерешевскогоТернера, трисомия половых хромосом (генотип XXY) – в основе синдрома Клейнфелтера. Нарушения числа хромосом в виде тетраили триплоидии обусловливают как полные, так и мозаичные формы хромосомных болезней. Нарушения структуры хромосом дают самую большую группу хромосомных синдромов (более 700 типов), которые могут быть связаны не только с хромосомными аномалиями, но и с другими этиологическими факторами.

Для всех форм хромосомных болезней характерна множественность проявлений в виде врожденных пороков развития, причем их формиро-ванис начинается на стадии гистогенеза и продолжается в органогенезе, что объясняет сходство клинических проявлений при различных формах хромосомных болезней.

+. Обратимые повреждения клеток: определение, классификация, причины, механизмы развития.

Определение

Обратимые повреждения – начальная стадия альтерации, при которой структурные и функциональные нарушения в клетке носят преходящий характер и

могут быть восстановлены при устранении фактора.

Характеризуются биохимическими и ультраструктурными изменениями, не затрагивающими необратимых морфологических процессов.

Классификация

По форме проявления:

Биохимические изменения (секунды – минуты)

Снижение активности Na /K -АТФазы

Снижение синтеза АТФ вследствие повреждения митохондрий

↑ проницаемости мембран и нарушение транспорта Ca²

Накопление в клетке H O, Na , Ca² и отёк органелл

Ультраструктурные изменения (минуты)

Набухание и частичное разрушение митохондрий, вследствие чего ↓ синтеза АТФ

Распад мембран эндоплазматического ретикулума – образование

миелиновых фигур

Уменьшение числа рибосом на поверхности ЭПР и ↓ синтеза белка

По морфологической степени:

Световая микроскопия (6 – 12 ч)

Клетки ↑ в объёме, набухают, контуры размыты

Внутриклеточные накопления:

белки (гиалин – розовые гранулы)

липы (нейтральный жир, холестерин)

углеводы, вода (прозрачные вакуоли), минералы, пигменты

Макроскопические изменения (12 – 24 ч)

Органы увеличены, плотные, тусклая матовая поверхность разреза

Изменение цвета органа в зависимости от характера накоплений

По чувствительности тканей:

Головной мозг – обратимые изменения через ≈ 5 мин гипоксии

Миокард – ≈ 20 мин гипоксии

Причины (экзогенные и эндогенные факторы)

Физические – температура, лучевая радиация, ультрафиолет, механическое давление

Химические – токсины, лекарственные средства, аэрозоли

Гипоксия (недостаток O )

анемии, ишемия, заболевания сердца и лёгких

вследствие чего нарушается окислительное фосфорилирование и ↓ АТФ

Биологические – инфекционные агенты, ферменты, антитела, иммунные комплексы

Генетические нарушения

Нарушения питания – авитаминозы, дефицит субстратов

Функциональная нагрузка – ↑/↓ работы органов и тканей

Механизмы развития

Гипоксия

↓ доставки O → ↓ образования АТФ → отказ Na /K -насоса → накопление Na и H O, что приводит к отёку клетки

Свободные радикалы

Образуются при гипоксии и реперфузии → перекисное окисление липидов мембран → нарушение их целостности и функции

Нарушение гомеостаза Ca²

↑ внутриклеточной концентрации Ca² → активация фосфолипаз, протеаз,

АТФаз, эндонуклеаз → повреждение структур и ферментов

Повреждение митохондрий

Деполяризация мембран митохондрий → ↓ синтеза АТФ → нарушение всех

энерозависимых процессов

Потеря избирательной проницаемости плазмолеммы

↑ неконтролируемый вход ионов и воды → дистрофический отёк, набухание органелл и дисбаланс внутриклеточных процессов

Sources ​

Патологические процессы Повреждение (альтерация)- изменения в клетках и тканях под действием повреждающих факторов; Реакции на повреждение - -Внутриклеточные накопления

Гибель клеток (некроз)

Нарушения крово- и лимфообращения Воспаление Иммунопатологические процессы Реакции компенсации, адаптации Нарушения роста клеток и тканей:

А) Опухолевый рост Б) Пороки развития.

Повреждение (альтерация) - нарушение структурной и функциональной организации живой системы, вызванной различными причинами на любом уровне -

молекул, ультраструктур, целой клетки, органа, ткани, организма.

Повреждения клеток и тканей могут быть:

ДИСТрофИИ - поверхностное разрушение . ту: и накопление внутри - и вне клеток различных химических ещес) и необратимые - 2) смерть клеток и внеклеточного матрикса:

некроз и апоптоз

Причины альтераций

3)Физические факторы (температура, радиация, УФ, давление).

4)Химические (токсины, лекарства, аэрозоли).

5)Недостаток кислорода (гипоксия) -анемии, болезни сердца и легких, ишемия.

6)Биологические факторы - инфекционные агенты, ферменты, антитела, иммунные комплексы, клетки и т. д.

7)Генетические нарушения

8)Нарушения питания и авитаминозы

9)Функциональная нагрузка (повышенная, пониженная)

Первоначально развиваются биохимические изменения -Ферментопатии (секунды, минуты) Выявляются гистохимическими методами

Обратимые повреждения (биохимические признаки) Снижение натрий-калиевого насоса Снижение синтеза АТФ Повышение проницаемости мембран клеток Повреждение митохондрий

Нарушение транспорта кальция Отек и набухание органелл клетки

БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В КЛЕТКАХ

ферментов анаэробного пути гликолиза (лактатдегидрогеназы);

лизосомальных (кислой фосфатазы);

повреждение цитоплазматической мембраны;

НАКОПЛЕНИЕ Н2О, ионов Na, Са СНИЖЕНИЕ К Лизис и коагуляция у/структур

Ультраструктурные изменения клетки (минуты) Набухание и разрушение митохондрий;

Распад мембран эндоплазматического ретикулума с формированием миелиновых фигур; Нарушение синтеза белка - уменьшение числа рибосом;

Обратимые повреждения 5мин (головной мозг) -20 минут (миокард).

Необратимые повреждения -некроз или апоптоз. -Грубые дефекты мембран,

-лизис или коагуляция митохондрий и эндоплазматической сети, - разрывы лизосом и аутолиз.

Изменения ядер - кари

Механизмы повреждения а) гипоксия -дефицит кислорода в клетках, крови, тканях

б) свободные радикалы - перекисное окисление липидов мембран, окислительное превращение белков и повреждение ДНК; в) непосредственное повреждение токсическими и механическими воздействиями; г) действие вирусов.

д) реперфузионное повреждение клетки

Световая микроскопия (6-12 часов)

увеличение размеров клеток, набухание их, нечеткие границы В цитоплазме - ВНутрИКЛвТОЧНЫе накопления в виде гранул или капель-белки

(гиалин - розовые) липиды (нейтральный жир, холестерин), углеводы, вода (прозрачные вакуоли) минералы, пигменты и др.

Макроскопическое описание органов: (12-24 часа) органы увеличены, набухшие,

с тусклой матовой поверхностью разреза.

Меняется цвет в зависимости от характера накапливаемых веществ

Жир - макроскопически Желтого цвета

Микроскопически - светлые пустые вакуоли (жир растворяется в спиртах, ксилоле). Специальные окраски -судан 3-4, шарлах рот (оранжевый); черный судан. (замороженные срезы)

Повреждение, или альтерация (от лат. alterafio – изменение), – изменения структуры клеток, межклеточного вешества, тканей и органов, которые приводят к нарушению их жизнедеятельности. Повреждение начинается на молекулярном или клеточном уровне. Однако до определенного момента клетки и другие структуры организма