4.2. Теоретичні питання до заняття:

1. Причини пошкодження клітин.

2. Класифікація клітинних реакцій в патології.

3. Патологічні зміни окремих компонентів поверхневого комплексу (надмембранний комплекс, плазмолема, підмембранний компонент) та міжклітинних з’єднань. Їх роль в патології.

4. Патологічні зміни органел цитоплазми загального призначення (ендоплазматична сітка, пластинчастий комплекс, лізосоми, пероксисоми, мітохондрії) та вплив їх на функцію клітини.

5. Характеристика патологічних процесів та захворювань, пов’язаних із патологією органел цитоплазми (пероксисомні хвороби, мітохондріальні хвороби, лізосомальні хвороби).

6. Патологічні зміни структурних компонентів інтерфазного ядра (нуклеолема, нуклеоплазма, хроматин, ядерце).

7. Характеристика порушень мітотичного поділу клітини та їх значення при патології.

8. Характеристика хромосомних аберацій та хромосомних захворювань.

4.3. Практичні роботи (завдання), які виконуються на занятті:

1. Діагностувати морфологічні ознаки зворотніх та незворотніх змін клітини при гіпоксії. Роздивитись електронограми «Гостра ішемія міокарда» та «Хронічна ішемія міокарда», порівняти характер морфологічних змін, звертаючи увагу на структуру міофібрил, ядра, мітохондрій, наявність патологічних включень та гранул глікогену в цитоплазмі. Записати відмінні ультраструктурні ознаки гіпоксії клітини.

2. Діагностувати морфологічні ознаки незворотніх змін клітини при некрозі. Роздивитись електронограми «Некроз клітини. Каріопікноз» та «Коагуляція цитоплазми при некрозі». Звернути увагу на розмір та форму ядра, стан плазматичної мембрани, каріоплазми та ядерця, структурні зміни цитоплазматичних органел. Записати морфологічні ознаки незворотніх змін клітини.

3. Діагностувати морфологічні ознаки незворотніх змін при загибелі клітини. Роздивитись електронограму «Апоптоз лімфоциту». Звернути увагу на розміри та форму клітини, стан ядра та його хроматину, конфігурацію плазматичної мембрани.

4. Діагностувати морфологічні ознаки клітинної проліферації. Роздивитись електронограми різних клітин «Внутрішньоклітинна регенерація», звернути увагу на кількість ядер та його структуру, гіперплазію внутрішньоклітинних органел, розміри та кількість крист в мітохондріях.

5. Діагностувати морфологічні ознаки гіпертрофії клітини. Роздивитись електронограму «Гіпертрофія кардіоміоцита», звернути увагу на розмір та кількість внутрішньоклітинних органел. Записати ультраструктурні ознаки гіпертрофії клітини.

6. Діагностувати морфологічні ознаки атрофії клітини. Роздивитись електронограми «Ліпофусциноз міокарда», «Аутофагічна вакуоль», «Резидуальні тільця». Звернути увагу на розмір та кількість внутрішньоклітинних органел, а також на наявність в цитоплазмі патологічних вакуолей та їх вміст. Записати ультраструктурні ознаки атрофічних змін клітини.

7. Діагностувати морфологічні ознаки порушень реакцій міжклітинної взаємодії. Роздивитись електронограми «Пошкодження ентероцитів при дизентерії», «Аутоімунний тиреоідит», «Плоскоклітинний рак шийки матки», «Хронічний вірусний активний гепатит». Звернути увагу на міжклітинні контакти та стан внутрішньоклітинних органел.

8. Діагностувати морфологічні ознаки резорбції та фагоцитозу. Роздивитись електронограми «Макрофаг», «Вірусоподібні включення в ендотеліоцитах при системному червоному вовчаку», «Коніофаг», «Пухирчастий занесок», «Фагоцитоз бактерій при запаленні», «Клітина Вірхова», «Клітина Мікуліча», звернути увагу на наявність в цитоплазмі фаголізосом та їх вміст.

9. Діагностувати морфологічні ознаки дистрофічних змін в клітині. Роздивитись електронограми «Гіаліново-крапельна дистрофія нефроцитів», «Гідропічна дистрофія гепатоцитів», «Балонна дистрофія нефроцитів», «Жирова дистрофія паренхіматозних клітин», «Алкогольний гіалін», звернути увагу на стан плазматичної мембрани та її спеціалізованих структур, стан цитоплазматичних органел, накопичення в цитоплазмі патологічних включень.

10. Діагностувати патологічні зміни окремих органел клітини при пухлинній трансформації. Роздивитись електронограми різних пухлинних клітин «Фібросаркома», «Мієломна клітина», «Меланоцит», «Плоскоклітинний рак», «Аденокарцинома», «Рабдоміосаркома», «Менінгіома». Звернути увагу на ядерно-цитоплазматичне співвідношення, конфігурацію ядра та плазматичної мембрани, наявність міжклітинних стиків, кількість та форму внутрішньоклітинних органел, характер мітозів, наявність патологічних включень.

11. Діагностувати морфологічні зміни ядра в умовах патології. Роздивитись електронограму «Клітина Пірогова-Лангханса», звернути увагу на кількість, форму, розміри та розташування ядра в клітині, а також оцінити зміни в інших цитоплазматичних органелах.

12. Діагностувати морфологічні зміни ендоплазматичного ретикулуму в умовах патології. Роздивитись електронограму «Плазматична клітина при антигенній стимуляції», «Гепатоцит при хронічній екзогенній інтоксикації». Звернути увагу на форму клітини, стан плазматичної мембрани та ядра, кількість та ступінь розширення цистерн гранулярної ендоплазматичної сітки.

13. Діагностувати морфологічні зміни мітохондрій при різних захворюваннях. Роздивитись електронограми «Мітохондріальна міопатія», «Мітохондрії при алкогольному цирозі печінки». Звернути увагу на структуру мітохондрій та порівняти їх з еталоном, прийнятим як норма.

14. Діагностувати патологічні зміни лізосом при різних захворюваннях. Роздивитись електронограми «Хвороба Гоше», «Хвороба Тея-Сакса». Звернути увагу на розміщення лізосом по відношенню до внутрішньоклітинних органел, їх кількість, розміри, форму та вміст.

Зміст теми

Клітина — це елементарна саморегулююча жива система, що складається з поверхневого комплексу, ядерного апарату, цитоплазми і є основою будови, функціонування та відновлення всього організму.

Органели клітин забезпе­чують основні прояви її життєдіяльності. З ними пов'язані дихання та енергетичні запаси (мітохондрії), синтез білків (рибосоми, грану­лярна ендоплазматична сітка), накопичення і транспорт ліпідів та глікогену, детоксикаційна функція (агранулярна ендоплазматична сітка), синтез продуктів та їх секреція (пластинчастий комплекс), внутрішньоклітинне травлення і захисна функція (лізосоми, пероксисоми). Органели спеціального призначення виконують спеціалізовані функції: міофібрили (беруть участь у скороченні клітин), мікроворсинки (забезпечують процеси всмоктування), а також різні включення (трофічні, секреторні, екскреторні, пігментні).

Пошкодження елементарних структур клітини призводить до розвитку її патології.

Причини пошкодження клітин можуть бути різні: гіпоксія/ішемія, фізичні (механічна травма, дія надзвичайно високої чи низької температури, раптові зміни атмосферного тиску, радіація, електричний струм), хімічні (ендогенного походження: високі концентрації окремих складових компонентів крові, таких як глюкоза, кисень, електроліти, або екзогенного походження: токсини, отрути, медикаменти), біологічні (віруси, бактерії, рикетсії, паразити) та екстремальні фактори (іммунопатологічні реакції), генетичні аномалії та вади, порушення обміну речовин.

Усю різноманітність реакцій клітини в патології можна звести до таких ознак: 1) реакції проліферації; 2) реакції клітинного метаморфозу; 3) реакції гіпертрофії та атрофії клітини; 4) реакції міжклітинних взаємодій; 5) реакції резорбції та фагоцитозу (або ендоцитозу); 6) клітинні дистрофії; 7) зміни окремих клітинних компонентів.

Кожна реакція має певні структурні ознаки, представлені морфологічними змінами певних органел клітини та внутрішньоклітинних систем забезпечення її життєдіяльності.

На ранніх стадіях пошкодження клітини можуть мати зворотній перебіг. Морфологічні ознаки його характеризуються змінами плазматичної мембрани (везикулоутворення, потовщення, деформація ворсинок, утворення мієліноподібних фігур, втрата міжклітинних контактів), мітохондрій (набрякання, просвітлення матриксу, поява маленьких аморфних гранул), розширенням цистерн гранулярної ендоплазматичної сітки з відшаруванням та розщепленням полірибосом, а також пошкодженнями ядра з розщепленням гранулярних та фібрилярних елементів нуклеоплазми. При довготривалому впливі патогенних факторів (наприклад, гіпоксія) ці зміни стають більш стійкими і на пізніх стадіях набувають незворотнього перебігу. Структурні зміни, що виявляються в цей період, свідчать про надмірне підвищення проникності внутрішньоклітинних мембран певних органел: набухання лізосом, вакуолізація мітохондрій та підвищення концентрації цитозольного кальцію та нагромадження його в мітохондріях. Тяжкі розлади метаболізму стають причиною загибелі клітини, структурними ознаками якої є апоптоз або некроз клітини.

Патологічні зміни поверхневого комплексу клітини. Вінскладається з трьох частин: надмембранного компонента, клітинної мембрани, тобто плазмолеми (плазматичної мембрани), та підмембранного компонента.

В результаті порушення функції надмембранного комплексу виникають пошкодження його складових компонентів, що призводить до надходження у клітину патогенної інформації. При порушенні механізмів рецепції розвивається цілий ряд хвороб людини: гомозиготна гіперліпопротеїнемія IIа типу (сімейна ессенціальна гіперхолестеринемія), ідіопатична мембранозна нефро­патія, антитільні хвороби рецепторів (міастенія, резистентний до інсуліну цукровий діабет), недостатність імунної системи організму. Зміна структури молекул клітинної адгезії призво­дить до порушень морфогенезу в період ембріонального розвитку людини, або викликає розвиток деяких захворювань.

Основною функцією плазматичної мембрани є транспорт речовин представлений у вигляді: а) дифузії (пасивний транспорт); б) полегшеної дифузії; в) активного транспорту речовин через мембрану проти граді­єнту концентрації з використанням енергії за рахунок розщеплення АТФ.

Порушення структури мембран умовно можна поділити на: транспортні, функціонально-метаболічні та структурні. Порушення транспортних функцій проявляється збільшенням проникливості мембрани, що у людини зумовлює більше двадцяти так званих "транспортних" хвороб (ниркова глікозурія, цистинурія, порушення всмоктування глюкози, вітаміну В₁₂, спадковий сфероцитоз та ін.). Функціонально-метаболічні порушення призводять до змін проце­сів біосинтезу та відхилень в енергозабезпеченні живих систем. Структурні пошкодження мембрани характеризуються змінами її конфігурації, зумовленої змінами ригідності в деяких її ділянках, що в свою чергу залежить від вмісту в мембрані та стану холестерину.

Розрізняють такі структурні зміни плазматичних мембран: 1. Надмірне везикулоутворення; 2. Збільшення поверхні плазмолеми; 3. Утворення мікроклазматозних виростів; 4. Формування клітинними мембранами складок, цитоплазма­тичних відростків, інвагінацій та пухирців; 5. Потовщення структурних компонентів мембранного комп­лексу; 6. Утворення в плазмолемі широких мікропор; 7. Локальні пошкодження плазматичної мембрани.

Внаслідок розладу активного мембранного транспорту в клітині розвиваються ознаки порушення обміну речовин у вигляді набухання та набряку, накопичення в ній деяких продуктів обміну (білків, ліпідів, вуглеводів, пігментів), що відповідає різним видам клітинних дистрофій. При значних пошкодженнях плазмолеми наступає некроз клітини.

Підмембранний компонент забезпечує процеси трансмембранного транспорту і рецепції, а також здійснюють загальні процеси внутрішньоклітинного метабо­лізму. Він представлений мікрофіламентами (фібрилами) та мікротрубочками, патологічні зміни підмембранного шару пов'язані саме з цими структурами.

Патологія мікрофіламентів лежить в основі, зокрема, деяких видів холестазу, первинного біліарного цирозу печінки. Збільшення кількості мікрофіламентів спостерігається в клітинах злоякісних пухлин, особливо в зонах інвазії. Мікрофіламентозна активність характерна також для ряду репаративних процесів, наприклад, при загоюванні ран. Пошкодження мікрофіламентів у кардіоміоцитах та гладких міоцитах призводить до змін контрактильних властивостей цих клітин.

З патологією проміжних філаментів, переважно їх акумуляцією, пов'язують багато патологічних процесів: утворення алкогольного гіаліну (тільця Мелорі), нейрофібрилярних сплетінь в нейроцитах та сенільних бляшок при хворобі Альцгеймера; скупчення мікрофіламентів при деяких формах кардіоміопатій.

Мікротрубочки виконують різноманітні функції: опорну, форму­ючи цитоскелет клітини; транспортну, забезпечуючи транспорт макромолекул; секреторну; а також беруть участь у мітотичному поділі клітин і забезпечують переміщення органел.

Патологія мікротрубочок може бути основою деяких клініко-морфологічних синдромів: синдром нерухомих війок (вроджений синдром Картагенера), при якому війки епітелію дихальних шляхів і слизової оболонки середнього вуха стають малорухомими. У таких хворих виникає безпліддя, бо стають нерухомими сперма­тозоїди, хвости яких еквівалентні війкам.

Патологія клітинних з’єднань. Найпростіша форма міжклітинного з'єднання називається адгезією (злипанням). Зміни міжклітинної адгезії в бік її послаблення спостерігаються вже на ранніх стадіях онкогенезу. Пошкодження простих контактів типу десмосомальних стиків веде до дисоціації клітин і накопичення в позаклітинному просторі різних продуктів метаболізму. Зміни структури десмосом спостерігаються при метаплазії, дисплазії, рості пухлин, ревматоїдному артриті, псоріазі та ін. Частіше зустрічаються пошкодження щільних з'єднань клітин, які зумовлені збільшенням їх проникливості в результаті розходження контактів, що в свою чергу, веде до розладу парацелюлярного транспорту і пошкодження структури гістогематичних бар'єрів (наприклад, при підвищенні внутрішньосудинного гідростатичного тиску, мозковій комі, холестазі, шоці, нефротичному синдромі).

Патологія органел цитоплазми. Зміни гранулярної і агранулярної EC можуть свідчити про пошкодження різних функцій клітини і проявляються гіперплазією і атрофією, дезагрегацією (дисоціацією) рибосом і полісом, утворен­ням аномальних рибосомально-пластинчастих комплексів. Структурними ознаками їх патологічних змін є: збільшення (при гіперфункції клітини) або зменшення (при гіпо­функції клітини) кількості та розмірів канальців, концентричне розташування мембран, розширення канальців з появою в них осміофільного вмісту (при токсичній дії), вакуолізація, фрагментація, зникнення рибосом, накопичення в канальцях фрагментів мембран, залишків клітинних органел (при дистрофії та некробіозі). Зміни рибо­сом, як правило, поєднуються з патологією ендоплазматичної сітки. Морфологічними проявами порушення діяльності пластинчас­того комплексу і секретоутворення може бути гіпертрофія та атрофія.

Лізосоми забезпечують внутрішньоклітинне перетравлення різноманітних за походженням речовин. В клітині утворюються первинні і вторинні лізосоми (фагосоми, аутофагосоми). Значення лізосом у патології різноманітне: вони приймають участь у таких процесах як запалення, некроз, гіпоксія, голод та інші., первинне пошкодження їх призводить до розвитку спадкових захворювань (тезаурісмози). Група спадкових лізосомних ензимопатій досить велика: глікогенози (хвороба Помпе), гангліозидози (хвороба Тея-Сакса. Сандхофа, ювенільний гангліозидоз), гепатози (хвороба Дабина-Джонсона), ожиріння (недостатність ліпаз адипозоцитів); син­дром Чедіака-Хігасі, або так звана циклічна нейтропенія. Проникність мембран лізосом значно підвищується при гіпоксії, дії токсичних речовин та лікарських препаратів, змінах кислотно-лужної рівноваги, після травм та оперативних втручань, змін гормонального статусу організму, дії радіації, при деяких захворюваннях суглобів, атеросклерозі, інфекційних захворюваннях.

Зміни кількості та структури пероксисом зустрічаються при багатьох захворюваннях. Вони можуть бути первинними, що дозволяє говорити про "пероксисомні хвороби", клінічним проявом яких є каталазна недостатність, і вторинними, які відображають пошкодження оксидазно-каталазної активності клітини і пов'язані зі зміною числа цих органел. Пероксисомні хвороби пов'язані з метаболічними розладами і є спадковими: акаталаземія, цереброгепаторенальний синдром Целлвегера, міопатія з періодичними пошкодженнями функцій печінки і головного мозку.

При патологічних процесах зміни мітохондрій досить стерео­типні, хоча деякі з них несуть специфічні ознаки пошкодження. До основних ознак пошкодження мітохондрій слід віднести: набухання мітохондрій, просвітлення матриксу, його вакуолізацію, вогнищеву гомогенізацію, деструкцію та фрагмен­тацію крист, дифузну гомогенізацію мітохондрій, появу вакуолей та включень кальцію, руйнування зовнішньої мембрани мітохондрії.

Майже усі клітини організму людини мають ядро. В кожній клітині об'єм ядра та цитоплазми перебувають у певних співвідношеннях, що має значення при оцінці її функціонального стану. При поліплоїдії (кратному збільшенні набору хромосом) об'єм ядра збільшується. Структура і хімічний склад ядра в клітині, що не ділиться (інтерфазній), та під час її поділу (мітозу) мають свої особливості. Основ­ними компонентами інтерфазного ядра є нуклеолема, нуклеоплазма, хроматин, ядерце. Зміна форми ядра є суттєвою діагностичною ознакою: дефор­мація ядер при дистрофічних процесах та запаленні (грануломатоз), поліморфізм їх при пухлинному рості (клітинний атипізм). Форма ядра може змінюватися також у зв'язку з утворенням численних інвагінацій ядра, що зумовлює збільшення його поверхні і свідчить про підвищену синтетичну активність. Поряд зі змінами форми ядра при патологічних станах може змінюватися і їхня кількість, наприклад, багатоядерні клітини виникають при хронічних запальних процесах, або при розладі мітозу в процесі малігнізації тканин. Загибель клітини супроводжується змінами в її цитоплазмі, однак найпереконливішим свідченням її загибелі є зовнішній вигляд ядра. Зміни в ядрі, які вказують на смерть клітини, поділяються на три головних типи: пікноз ядра; каріорексис; каріолізис.

Патологія клітини є основою морфогенезу загальнопатологічних процесів і може проявлятись як стереотипними змінами, так і специ­фічними настільки, що можна говорити про хромосомні хвороби, "хвороби рецепторів", лізосомні, пероксисомні та інші хвороби клітини.

Матеріали для самоконтролю:

Тестові завдання «КРОК-1», 2002 р., с. 50-61 та 2004 р., с. 11- 17.

Література

Основна:

1. А.І.Струков, В.В.Сєров «Патологічна анатомія»: Підручник/Пер. з російської мови 4-го вид., стереотипне вид.- Харків: «Факт», 1999.- С. 15 – 55.

2. Патологічна анатомія: Загальнопатологічні процеси /За ред. В.М.Благодарова та П.І.Червяка.- Київ: Генеза, 1997.- С. 64 – 99.

3. Основи патоморфології: У 2 ч.: Навч. Посіб. Для студ. Вищ. Мед. Навч. Зал. ІІІ-ІV рівнів акредитації/ В.М.Благодаров, К.О.Богомолець, О.Г.Рудницька та ін. – К.: ТОВ «Атлант ЮЕмСі», 2007.- Ч. 1: Загальна патоморфологія.- 198 с. (с. 7 – 23).

4. В.В.Серов, Н.Е.Ярыгин, В.С.Пауков Патологическая анатомия. Атлас.- Москва: Медицина, 1986.

Додаткова:

1. В.М.Благодаров та інш. Загальна патологія. Taschenbuch.- Київ.- 2002.- С. 11-12.

2. В.М.Благодаров та інш. Патологічна анатомія в рисунках та схемах.- Київ: ЗАТ «Атлант UMC».- 2001.- С. 6 – 12.

3. “Тестові питання з патологічної анатомії. КРОК-1”/Під. Заг. Редакцією В.М.Благодарова, К.О.Богомолець.- Київ:Фітосоціоцентр, 2002.- С. 11 - 17.

8