Гиста ЭКЗ 2024

37. Реакция клеток на внешнее воздействие. Физиологическая и репаративная регенерация. Внутриклеточная регенерация.

Внешние факторы могут вызывать первичное нарушение одной или нескольких клеточных структур, что приводит к функциональным нарушениям. Измененные в результате повреждения клетки могут адаптироваться, приспосабливаться к воздействующему фактору, восстанавливаться или измениться необратимо и погибнуть. Одним из проявлений общеклеточной реакции на повреждение является изменение способности клетки связывать различные красители, значительно падает окислительное фосфорилирование, усиление гликолитических процессов, активация протеолиза, шаровидная форма, потеря клеточных выростов и микроворсинок, снижение митотической активности, конденсация хроматина, при гибели же вообще происходит пикноз, рексис и лизис ядра.

+ см. вопрос 34.

38. Морфофункциональная характеристика процессов роста и дифференцировки, периодов активного функционирования, старения.

Клеточный (жизненный) цикл клеток вне деления. В случае, если клетка прекращает делиться, у нее имеет место длительный G0 - период. Такую клетку нередко называют постмитотической. Клетка в этом случае проходит ряд стадий.

Стадия роста. Клетка прекращает делиться, увеличивается в размерах. Происходит коммитирование и детерминация клетки. Коммитирование - процесс «программирования» генетического аппарата клетки в

направлении ее дальнейшего развития. Детерминация – процесс уменьшения потенции клетки к формированию различных популяций, предопределение направления дальнейшего развития (дифференцировки(специализация). У большинства клеток на этой стадии увеличивается объем цитоплазмы, уменьшается ядерноцитоплазматическое отношение.

Стадия дифференцировки. В клетке накаливаются специфические органеллы, начинается специфическое функционирование клетки.

Стадия выполнения зрелой клеткой специфических функции. Клетка проявляет признаки высокой биологической активности, выделяет секрет, характерный для клеток данной популяции, обеспечивает функционирование организма как целостной системы.

Стадия старения и гибели клетки. Может происходить сморщившие клетки, либо набухание с вакуолизацией. В норме большинство клеток подвергаются апоптозу - запрограммированной - гибели клеток. Это энергозатратный процесс, который может сопровождаться увеличением числа митохондрий. Клетка уменьшается в размерах, ядро сморщивается, нередко сегментируется, происходит конденсация хроматина (кариопиктоз), исчезают ядрышки. В последующей ядро распадается на глыбки (кариорексис). В клетках уменьшаете уровень адгезивной способности, в связи с изменением комплексов гистосовместимости мембран. Клетки могут распадаться на фрагменты, которые фагоцитируются макрофагами.

39. Некроз, характеристика внутриклеточных изменений.

Некроз (от греч. nekrosis - умирание) возникает под действием резко выраженных повреждающих факторов - перегревания (гипертермии), переохлаждения (гипотермии), недостатка кислорода (гипоксии), нарушения кровоснабжения (ишемии), метаболических ядов, химических препаратов, механической травмы и др. Некроз представляет собой "смерть в результате несчастного случая" и часто охватывает различные по численности группы клеток.

Структурно-функциональные изменения клеток при некрозе на начальных этапах его развития проявляются набуханием цитоплазмы и отдельных органелл (в особенности, митохондрий). Отмечается дисперсия рибосом, расширение цистерн ЭПС. Эти морфологические изменения обусловлены нарушением избирательной проницаемости плазмолеммы и развиваются в ответ на прекращение деятельности мембранных ионных насосов (из-за непосредственного повреждения мембраны или вследствие отсутствия необходимой энергии). Повышение концентращш Са2 + в гаалоилазме вызывает активацию связанных с мембраной фосфолииаз, которые разрушают мембранные фосфолипиды и вызывают обширные повреждения мембран. Разрушение клеточных структур резко ускоряется

на поздних стадиях некроза после выделения гидролаз и других ферментов из поврежденных лизосом. Изменения ядра при некрозе связаны с расщеплением ядерной ДНК лизосомальной ДНКазой на фрагменты различной длины (без ка-кой-либо закономерности). Первоначально гетерохроматин конденсируется в виде крупных глыбок под кариолеммой, однако он не образует четко очерченных скоплений полулунной формы, которые характерны для ядер клеток, подвергающихся апоптозу (см. ниже). В дальнейшем ядро уменьшается, уплотняется (явление кариопикноза - от греч. karyon - ядро и pycnosis - уплотнение греч.), распадается (подвергается кариорексису - от греч. karyon ядро и rhexis - разрыв) и лизируется (явление кариолизиса - от греч. karyon - ядро и lysis - разрыв).

Поздние явления при некрозе включают разрыв ядерной оболочки, плазмолеммы и мембран органелл, разрушение и растворение ядра, утрату базофилии набухшей цитоплазмой. исчезновение клеточных граииц и распад клетки. Для некроза, в отличие от апоптоза не являющегося активным процессом (см. ниже), не требуется продолжающейся синтетической активности клетки, он не сопровождается активацией пулей внутриклеточной сигнализации. Продукты распада клеток попадают в межклеточные пространства, привлекают лейкоциты и макрофаги, фагоцитирующие клеточный детрит. Фагоциты, в свою очередь, выделяют разнообразные вещества, которые обусловливают активацию и приток различных клеток вследствие хемотаксиса. Описанным образом развивается и в течение определенного времени поддерживается воспалительная реакция на продукты разрушения клеток при их некрозе.

40. Апоптоз – генетически запрограммированной гибель клеток. Структурно-функциональные изменения клеток при апоптозе.

Апоптоз (от греч. apotosis - листопад) - "смерть клетки в результате самоубийства (самоуничтожения)" - активный, генетически контролируемый процесс клеточной гибели, регулируемый внутренней программой, которая запускается внешними факторами. Апоптоз представляет собой энергоемкий процесс и сопровождается активацией сигнальных систем в клетке. Он обычно происходит асинхронно в отдельных клетках или мелких клеточных группах, разделенных численно превосходящими жизнеспособными клетками. Апоптоз наблюдается в различных тканях человека и животных в норме, патологии, эмбриональном развитии и у взрослого.

Запускать апоптоз можем фосфатидилсерин, перемещаясь во внешний слой билпидного слоя.

Наиболее ранним морфологическим проявлением апоптоза, выявляемым на электронно-микроскопическом уровне, служит утрата клетками специализированных структур на их поверхности (например,

микроворсинок и межклеточных соединений), их отделение от соседних (рис. 3-24). Развитие апоптоза морфологически на светооптическом уровне также проявляется уплотнением ядра (в котором накапливаются крупные глыбки хроматина), конденсацией цитоплазмы, которая уплотняется, сморщивается и уменьшается в размерах (отчего аноптоз был назван также "сморщивающим некрозом" - shrinkage necrosis в англоязычной литературе). Уплотнение цитоплазмы приводит ко все более компактному расположению органелл, которые при апоитозе, в отличие от некроза, сохраняют свою целостность. Изменения в ядре при апоптозе обусловлены активацией эндо-генной Са2+/ Мg2+- зависим ой эндонуклеазы, что приводит к упорядоченному расщеплению геномной ДНК в межнуклеосомных участках на отдельные нуклеосомные сегменты. Хроматин укладывается в ядре в виде крупных полулуний, после чего ядро распадается на фрагменты, окруженные мембраной. Таким образом, в отличие от некроза, изменения ядра при апоптозе включают только кариопикноз и своеобразный кариорексис (без разрушения кариолеммы); кариолизис отсутствует. При прогрессировании апоптоза нарастающая конденсация цитоплазмы сочетается с изменением формы клетки - она образует многочисленные крупные вздутия и выпячивания (поверхность клетки при этом как бы "вскипает"), а также "кратеры" (по-видимому, в участках слияния с плазмолеммой пузырьков, образующихся из цистерн грЭПС). Выпячивания, содержащие жизнеспособные органеллы, а также фрагменты ядра, отшнуровываются, формируя крупные окруженные мембраной фрагменты округлой или овальной формы - апоптозные тела. Образование апоптозных тел связано с преобразованиями цитоскелета: в частности, перешнуровка цитоплазмы происходит с участием пучков актиновых микрофиламентов, разрушение которых блокирует ход апоптоза. Число и размеры образующихся клеточных фрагментов (апоптозных тел) варьируют в широких пределах и обычно тем значительнее, чем крупнее разрушающаяся клетка. В некоторых случаях клетка сморщивается целиком, превращаясь в одно сферическое апоптозное тело. Апоптозные тела быстро захватываются соседними метками посредством фагоцитоза и перевариваются ими. Некоторые тела могут разрушаться внеклеточно, другие же поглощаются местными фагоцитами. Нейтрофилы в фагоцитозе апоптозных тел не участвуют, воспалительная реакция отсутствует.

Апоптоз - один из фундаментальных и универсальных биологических механизмов тканевого гомеостаза, поэтому он в той или иной степени связан со всеми проявлениями жизнедеятельности тканей в норме и патологии. Особенно значима роль апоптоза в следующих процессах: (1) эмбриональном развитии; (2) удалении стареющих клеток в зрелых тканях; (3) инволюции зрелых тканей; (4) иммунных реакциях; (5) реакциях тканей на действие повреждающих факторов; (6) развитии ряда дегенеративных и инфекционных заболеваний; (7) опухолевом росте.

Эмбриология

1.Представления о биологических процессах, лежащих в основе развития зародыша.

Эмбриональный гистогенез включает следующие координированные во времени и пространстве процессы (А.Г.Кнорре, 1971, А.А.Клишов, 1984):

а) клеточное размножение (пролиферация);

б) клеточный рост;

в) клеточные перемещения (миграция);

г) детерминацию клеток (исторически обусловленный путь развития);

д) цитодифференциацию;

е) межклеточные и межтканевые взаимодействия (интеграция);

ж) отмирание клеток и др.

Пролиферация (клеточное размножение). Главной формой клеточного размножения в тканях человека является митоз. За счет митотического деления осуществляется накопление клеток в составе эмбриональных зачатков и тканей, восполняется убыль клеток, изнашивающихся и погибающих в гистогенезе. Существует известный минимальный объем клеточной массы (критическая масса клеток), по достижении которого становятся возможными возникновение и рост ткани.

Клеточный рост и перемещение. Показателем клеточного роста является ядерно-цитоплазменное отношение. Рост клетки, не сопровождаемый ее

делением, имеет известные пределы. При определенном соотношении объема и поверхности дальнейший рост становится невозможным без дополнительных механизмов. Например, клеточный рост может осуществляться за счет умножения клеточных геномов – полиплоидизации ядер в клетке или слияния клеток. Перемещения большинства клеток (миграция) - активные, обусловлены наличием актомиозиновых комплексов практически во всех животных клетках

Детерминация – процесс, определяющий и закрепляющий свойственные каждой ткани: путь, направление и программу развития. Во время детерминации происходит программирование клеток на определенный путь развития. Детерминированные клетки и ткани не способны к превращению в ткани иного происхождения. Тканевая детерминация, или специфичность, есть выражение ее природы, или наследственности, которая закрепилась в ходе исторического развития конкретной ткани. Механизм детерминации связан со стойкими изменениями процессов репрессии и экспрессии генов.

Дифференцировка – процесс структурно-функциональной специализации клеток, обусловленный активностью определенных генов (реализация генетической программы).

Периоды цитодифференцировки:

I. оотипический (зачатки тканей оказываются в определенных зонах цитоплазмы яйцеклетки, а затем и зиготы);

II. бластомерный (зачатки тканей оказываются локализованными в разных бластомерах зародыша);

III. зачатковый (зачатки тканей локализованы в различных участках зародышевых листков);

IV. тканевой (преобразования зачатков тканей в ткани в результате пролиферации, роста, индукции, детерминации, миграции и дифференцировки клеток).

Проходя через эти периоды клетки зародыша, образуют ткани (гистогенез).

Интеграция. Межклеточные и межтканевые взаимодействия могут быть между однородными клетками и разнородными. Между однородными клетками возникают контакты, обеспечивающие механическую (адгезия) или метаболическую (коммуникация) связи. Наиболее важными в процессах дифференциации клеток являются коммуникационные контакты, структурным выражением которых являются щелевые соединения (нексусы). Контакты обеспечивают координированную работу клеток, следовательно, превращение группы клеток в целостную систему - ткань.

Запрограммированная клеточная гибель. Введение понятия “апоптоз” было необходимо для объяснения механизмов регуляции численности клеточной популяции в гистогенезе. В частности, путем апоптоза из ткани устраняются клетки, которые продуцируются избыточно или имеют повреждения внутриклеточных структур, например, ДНК. При этом возникают биохимические реакции, в результате чего разрушается ДНК. В дальнейшем клетка фрагментируется, а фрагменты поглощаются макрофагами или соседними клетками.

Основные разновидности клеточной гибели:

гистогенетическая – в период дифференциации тканей;

морфогенетическая – в период формирования органов;

филогенетическая – приводит к инволюции рудиментарных и личиночных органов.

2. Понятие об онтогенезе, его периоды

Онтогенез - индивидуальное развитие особи, вся совокупность его преобразований от зарождения (оплодотворение яйцеклетки) до конца жизни. Термин «Онтогенез» введён Э. Геккелем (1866).

Основные периоды онтогенеза человека:

1.Прогенез (гаметогенез) – развитие мужской (сперматогенез) и женской (овогенез) половых клеток.

2.Пренатальный период (от оплодотворения до рождения)

а) эмбриональный начальный период (до конца 2-й недели после оплодотворения)

б) собственно эмбриональный (зародышевый) период (с 3-й по 8-ю недели ВУР)

в) фетальный (с 9-й недели до рождения)

3.Интранатальный период (роды)

4.Постнатальный период (от рождения до смерти)

3.Основные этапы эмбриогенеза

Подробнее о каждом этапе – в следующих вопросах

4.Особенности внутриутробного развития человека (ВУР). Критические периоды развития.

Особенности внутриутробного развития человека:

1.Тесное взаимодействие организма эмбриона, зародыша и плода человека с материнским организмом.

2.Большая продолжительность внутриутробного периода - 280 дней.

3.Развитие половых клеток в женском организме происходит в эмбриональном периоде. Яйцеклетки в связи с внутриутробным развитием млекопитающих являются вторично олигоизолецитальными. Зрелые овоциты выделяются из яичника примерно один раз в месяц в середине менструального цикла. Мужские половые клетки вырабатываются в семенниках постоянно.

4.Осеменение внутреннее, полиспермное. Оплодотворение является моноспермным: свой геном в яйцеклетку при оплодотворении вносит только один сперматозоид. Оплодотворение происходит в яйцеводах и длится несколько часов.

5.Дробление полное, неравномерное, асинхронное.

6.Тесная связь зародыша с организмом матери устанавливается на ранних этапах эмбриогенеза во время имплантации и плацентации. Имплантация у человека, в отличие от других млекопитающих, не поверхностная, а глубокая, интерстициальная. В результате её происходит двойная смена типов питания от аутотрофного (за счет потребления питательных запасов зиготы) через гистотрофное (использование секрета эпителия яйцеводов, желез матки, продуктов распада тканей) к гемотрофному.

7.Гаструляция осуществляется в два этапа - путем деламинации, иммиграции и частичной инвагинации клеток.

8.Гистогенез и органогенез начинается с 17-20-х суток развития и включает пресомитную, сомитную стадии и стадию дефинитивного гисто- и органогенеза.

9.Внутриутробное развитие характеризуется ранним формированием провизорных органов, характерных для других позвоночных и появлением специфичных провизорных органов - хориона, плаценты, пупочного канатика. Плацента у человека - дискоидальная, гемохориальная.

10.Внутриутробное развитие человека подразделяется на начальный, зародышевый и плодный периоды.

11.Период гистогенеза и органогенеза у человека полностью не завершается при рождении ребенка. В связи с этим новорожденные дети в целом являются относительно менее развитыми и более беспомощными, чем родившееся потомство некоторых других млекопитающих.

12.Для эмбрионального развития человека характерно бурное развитие головного мозга, что приводит к высокому индексу цефализации (отношение массы головного мозга к массе плода).

Критические периоды онтогенеза.

1.Развитие половых клеток (овогенез и сперматогенез)

2.Оплодотворение

3.Имплантация (6-8 сутки эмбриогенеза)

4.Формирование зачатков осевых органов (головного и спинного мозга, позвоночного столба, первичной кишки) и формирование плаценты (3-8-я неделя развития);

5.Стадия усиленного роста головного мозга (15-20 неделя)

6.Формирование основных функциональных систем организма, дифференцировка мочеполового аппарата (20-24 неделя)

7.Момент рождения ребенка и период новорожденности - переход к внеутробной жизни; метаболическая и функциональная адаптация.

8.Период раннего и первого детства (2 года - 7 лет), когда заканчивается формирование взаимосвязей между органами, системами и аппаратами органов;

9.Подростковый возраст (период полового созревания - у мальчиков с 13 до 16 лет, у девочек - с 12 до 15 лет).

5.Прогенез. Особенности овогенеза. Строение яйцеклетки

Яйцеклетка:

• вторично олиголецитальная;

•содержит пронуклеус и ооплазму;

•окружена цитолеммой и дополнительными оболочками: прозрачной и слоем фолликулярных клеток.

•в цитоплазме множество митохондрий; канальцы гранулярной ЭПС и многочисленные рибосомы; комплекс Гольджи и лизосомы; желточные гранулы, содержащие фосфовитин, липовителлин и кортикальные гранулы с гидролитическими ферментами.

•цитоплазма яйцеклетки содержит полный набор эмбриональный индукторов, необходимых для развития целого организма и характеризуется химической разнородностью, т.е. разные её участки различны по химическому составу (оотипическая сегрегация).

Яйцеклетка — крупная неподвижная клетка, обладающая запасом питательных веществ. Размеры женской яйцеклетки составляют 150—170 мкм (гораздо больше мужских сперматозоидов, размер которых 50—70 мкм). Функции питательных веществ различны. Их выполняют:

1)компоненты, нужные для процессов биосинтеза белка (ферменты, рибосомы, м-РНК, т-РНК и их предшественники);

2)специфические регуляторные вещества, которые контролируют все процессы, происходящие с яйцеклеткой;

3)желток, в состав которого входят белки, фосфолипиды, различные жиры, минеральные соли. Именно он обеспечивает питание зародыша в эмбриональном периоде.

Яйцеклетка имеет оболочки, которые выполняют защитные функции, препятствуют проникновению в яйцеклетку более одного сперматозоида, способствуют имплантации зародыша в стенку матки и определяют первичную форму зародыша.