Эндоплазматическая сеть

Однозначные изменения гранулярной и агранулярной эндоплазматической сети могут отражать нарушения различных функций цитоплазмы и клетки.

Рис. 11. Гиперплазия гранулярной эндоплазматической сети, расширение ее цистерн, гиперплазия пластинчатого комплекса (плазматическая клетка), х 13 500.

Изменения гранулярной эндоплазмагической

сети и рибосом

Функции гранулярной эндоплазматической сети и рибосом сопряжены достаточно жестко, поэтому морфологические проявления их нарушений касаются, как правило, обеих органелл.

Изменения гранулярной эндоплазматической сети и рибосом могут быть представлены гиперплазией и атрофией, упрощением структуры, дезагрега­цией (диссоциацией) рибосом и полисом, образованием аномальных рибосо- мально-пластинчатых комплексов.

Гиперплазия гранулярной эндоплазматической сети и рибосом, т. е. уве­личение их количества, светооптически проявляется повышенной базофилией цитоплазмы, которая отражает объемную плотность рибосом и является пока­зателем интенсивности белкового синтеза в клетке. Электронно-микроскопи­чески в таких случаях можно судить о сопряжении синтеза и экскреции белка или отсутствии такого сопряжения. В интенсивно секретирующих и экскрети- рующих белок клетках (например, в активных фибробластах) цистерны грану­лярной эндоплазматической сети расширены и содержат мало электронно-плот­ного материала: отмечается гиперплазия как связанных с мембранами, так и свободных рибосом, образующих полисомы; пластинчатый комплекс (комп­лекс Гольджи), участвующий в экскреции синтезируемого белка, хорошо развит (рис. 11). В интенсивно секретирующих белок клетках с нарушенной его экскрецией в гиперплазированных расширенных цистернах эндоплазмати­ческой сети с обилием рибосом и полисом накапливается хлопьевидный элект­ронно-плотный материал (рис. 12), иногда происходит его кристаллизация; комплекс Гольджи в таких случаях развит плохо.

Атрофия гранулярной эндоплазматической сети, т. е. уменьшение ее разме­ров, светооптически представлена снижением или исчезновением базофилии цитоплазмы, а электронно-микроскопически — уменьшением размеров каналь­цев и объема сети, количества и размеров рибосом (рис. 13). Она отражает

Рис. 12. Конденсированный белковый секрет в эндоплазматической сети (плазматиче­ская клетка), х 13 500.

Рис. 13. Атрофия гранулярной и гиперплазия агранулярной эндоплазматической сети гепа- тоцитов. х 16 500.

снижение белково-синтетической функции клетки (белковый дефицит при голодании, болезнях печени; старение).

Упрощение структуры гранулярной эндоплазматической сети клеток сви­детельствует о недостаточной их дифференцировке, нередко встречается в клет­ках злокачественных опухолей.

Дезагрегация (диссоциация) рибосом и полисом, выражающаяся в нару­шениях рибосомально-мембранных взаимоотношений, «неорганизованной» ас­социации рибосом в полисомы, может быть выражением структурного упроще­ния эндоплазматической сети недифференцированной и опухолевой клетки. Но те же изменения наблюдаются и в дифференцированных клетках при кисло­родном голодании и дефиците белка в организме.

Образование аномальных рибосомально-пластинчатых комплексов являет­ся выражением субклеточной атипии и встречается при опухолях системы крови — гемобластозах (см. Опухоли системы крови).

Изменения агранулярной эндоплазматической сети

Агранулярная цитоплазматическая сеть может претерпевать ряд морфо­логических изменений, отражающих нарушения разнообразных функций этого органоида. Среди них главные — гиперплазия и атрофия.

Гиперплазия мембран эндоплазматической сети с расширением ее каналь­цев и систем (см. рис. 13) может отражать различные по интенсивности и разные по своей сути процессы. Во-первых, это усиление метаболической активности ряда веществ (белков, липидов, лекарственных средств). Во-вторых, это нару­шенный внутриклеточный транспорт метаболизируемых продуктов, которые накапливаются в расширенных канальцах и цистернах сети, при этом пластин­чатый комплекс редуцирован. В-третьих, это дефицит ферментов (ферменто- патия), ведущий к недостаточности специфических функций этого органоида. При нарушении внутриклеточного транспорта метаболизируемых продуктов и ферментопатии в расширенных цистернах эндоплазматической сети накап­ливаются белки и вода (гидропическая дистрофия) или липиды и липопротеиды (жировая дистрофия).

Атрофия, а в дальнейшем и редукция гладкой эндоплазматической сети возникают при остром или хроническом воздействии на клетку различных ядов и токсических веществ (рис. 14), а также при белковом голодании.

Эндоплазматическая сеть и система оксигеназ

со смешанной функцией

Ряд чужеродных веществ, подвергающихся метаболизму в эндоплазмати­ческой сети, способен взаимодействовать с макромолекулами клетки, что ведет к ее повреждению. Катализаторами таких метаболических процессов в эндо­плазматической сети является группа родственных ЫАОН- и Ог-зависимых ферментов. Это — монооксигеназы (гидроксилазы) или оксигеназы со смешан­ной функцией (ОСФ); терминальной оксигеназой этой системы является цито­хром — Р-450. Система ОСФ, связанная с цитохромом Р-450, найдена в эндо­плазматической сети клеток многих органов (печень, легкие, кишечник, кора надпочечников, семенники, кожа). Эта система может, помимо гидроксилиро- вания стероидов, утилизировать многие липофильные эндогенные (жирные кислоты) и экзогенные (лекарственные препараты, органические растворители, карциногены) вещества. Метаболизм чужеродных липофильных веществ тре­бует сложного взаимодействия ряда ферментативных процессов, в которых система ОСФ — цитохром Р-450 занимает центральное место. Такой метабо­лизм не всегда ведет к инактивации метаболических веществ. Возможно

Рис. 14. Атрофия гладкой эндоплазматической сети гепатоцита. X 18 000.

образование реакционноспособных оксигенированных продуктов, которые мо­гут взаимодействовать с нуклеиновыми кислотами и белками клетки, что ведет к ее повреждению. Основной механизм такого повреждения — это генерация супероксидных радикалов О^ и перекиси водорода, индуцирующих переокисле- ние липидов.

Пластинчатый комплекс (комплекс Гольджи),

секреторные гранулы и вакуоли

Синтетическая деятельность пластинчатого комплекса, тесно связанная с эндоплазматической сетью, завершается образованием секреторных гранул и вакуолей. Поэтому морфология нарушенной деятельности пластинчатого комплекса отражает и нарушения секреции, т. е. нарушения продукции клеточ­ных включений — гранул и вакуолей. Можно говорить о двух основных морфо­логических проявлениях нарушенной деятельности пластинчатого комплекса и секретообразования: гипертрофии и атрофии.

Гипертрофия пластинчатого комплекса, т. е. его увеличение за счет гипер­плазии его мембран, увеличения количества секреторных гранул, везикул и вакуолей, является проявлением повышенного синтеза и секреции белков, гликолипидов или полисахаридов (рис. 15). При этом увеличивается количество секреторных гранул и везикул в цитоплазме и за пределами пластинчатого комплекса. Гипертрофия пластинчатого комплекса в таких случаях сочетается с гиперплазией эндоплазматической сети. В тех случаях, когда синтез тех или иных веществ опережает их секрецию и выведение, эти вещества избирательно накапливаются в гипертрофированном пластинчатом комплексе и могут повреж­дать его. Таково, например, скопление желчи в пластинчатом комплексе гепато- цитов при холестазе.

Атрофия пластинчатого комплекса, т. е. уменьшение его размеров с редук­цией компонентов, потерей секреторных гранул и вакуолей, свидетельствует

Рис. 15. Гиперплазия мем­бран пластинчатого комп­лекса в подоците. X 20 500.

о снижении его функциональной активности. Одной из причин такого снижения может быть недостаточность белковых запасов организма (белковое голода­ние); при этом эндоплазматическая сеть также атрофична, в цитоплазме мало секреторных гранул. Другая причина снижения функциональной активности пластинчатого комплекса — это нарушение взаимодействия пластинчатого комплекса с эндоплазматической сетью, т. е. «повреждение» клеточного конвей­ера. В этих случаях эндоплазматическая сеть гиперплазирована, функционально активна, а цитоплазма заполнена множеством секреторных гранул и вакуолей.