A zárványok a sejtek instabil és opcionális összetevői. Különféle vegyi anyagokat tartalmazhat.
A zárványok a következőkre oszlanak:
Trophic (tápanyagellátás), Trófiai zárványok. Olyan struktúrákról van szó, amelyekben a sejtek és a test egésze az energiahiány, a szerkezeti molekulák hiánya esetén (éhezéskor) szükséges tápanyagokat tárolja. A trofikus zárványok példái a glikogént tartalmazó granulátumok (májsejtek, izomsejtek és szimplasztok), zsírzárványok zsírban és más sejtekben.
Szekretoros (szekrécióra szánt anyagok), Szekretoros zárványok. Ezek szekréciós szemcsék, amelyek exocitózissal szabadulnak fel a sejtből. Kémiai összetételük szerint fehérjékre (savós), zsírokra (lipidekre vagy liposzómákra), nyálkahártyákra (mukopoliszacharidokat tartalmaznak) stb. oszthatók. A zárványok száma a sejt funkcionális aktivitásától, a szekréciós ciklus szakaszától függ. , és a sejt érettségi foka. A szekréciós ciklus akkumulációs fázisában különösen sok granulátum található a differenciált, funkcionálisan aktív sejtekben.
Kiválasztó (a sejtből való eltávolításra szánt anyagcseretermékek), Kiválasztó zárványok. Ezek a sejt által a belső környezetből felfogott és a szervezetből kiürített anyagok zárványai: mérgező anyagok, anyagcseretermékek, idegen struktúrák. A kiválasztó zárványok gyakran a vesetubulusok hámjában találhatók, elsősorban a proximálisokban. A proximális tubulusok eltávolítják a szervezet számára szükségtelen anyagokat, amelyek nem szűrhetők át a glomeruláris apparátuson.
Pigmentek (pigmentek). Pigment zárványok. Az ilyen típusú zárvány színt ad a sejteknek; védő funkciót lát el, például a bőr pigmentsejtjeiben lévő melanin szemcsék védenek a leégés ellen. A pigmentzárványok sejthulladékokból állhatnak: lipofuscint tartalmazó granulátumok a neuronokban, hemosiderin a makrofágokban.
A sejt életciklusának fogalma: szakaszai és morfofunkcionális jellemzőik. A különböző típusú sejtek életciklusának jellemzői. Az életciklus szabályozása: fogalma, a proliferatív aktivitást szabályozó tényezők osztályozása.
Bármely sejt életciklusában 5 periódus van: a differenciálatlan állapotú növekedés és szaporodás fázisa, a differenciálódás fázisa, a normál aktivitás fázisa, az öregedés fázisa és a szétesés és elhalálozás végső fázisa.
Növekedés és szaporodás. A leánysejt közvetlenül a „születése” után, az anyasejt osztódásának pillanatában elkezd fehérjéket termelni a genetikai kód által hozzárendelt típusnak megfelelően. A sejt úgy növekszik, hogy megőrzi az embrionális sejt differenciálatlan jellegét – ez a növekedés időszaka.
Különbségtétel. Másfajta fejlesztés is lehetséges. A kezdeti növekedés és szaporodás után a sejt differenciálódni kezd, azaz. hogy morfológiailag és funkcionálisan szakosodjunk. A differenciálódási folyamat, amelyet a gének működése és a külső környezet hatása egyszerre idéz elő, kezdetben egy ideig visszafordítható. Különféle tényezők befolyásolásával meg lehet állítani.
A differenciálódás folyamata a különböző szervek sejtjeinek és szöveteinek fejlődése, amelyek élesen különböznek egymástól a homogén sejtanyagtól. A differenciált sejteket morfológiai és speciális funkcionális tulajdonságaik jellemzik. Ezek a tulajdonságok a specifikus fehérjék szerkezeti és enzimatikus jellemzőiből adódnak. A sejtek, sőt a szervek egyes embrionális differenciálódása a sejtmembránok tulajdonságaitól függ; Ezek a tulajdonságok a fehérje szerkezeti és funkcionális jellemzőihez kapcsolódnak. Így minden differenciálódás alapja a fehérje szerkezeti változása, a differenciálódás egy irányított változás folyamata.
Sejthalál- fokozatos folyamat: először az élettel összeegyeztethető reverzibilis károsodás lép fel a sejtben; akkor a károsodás visszafordíthatatlanná válik, de bizonyos sejtfunkciók megmaradnak, és végül minden funkció teljes leállása következik be.
Az élőlények szerveződési szintjei és formái. A szövet meghatározása. A szövetek evolúciója. A szövetek morfofunkcionális osztályozása Kölliker és Leydig szerint. A szövetek szerkezeti elemei. Az őssejtek, sejtpopulációk és differonok fogalma. A szövetek osztályozása a differenciálszerkezet elmélete szerint.
Az élőlények különféle formáinak rendszerszintű és szerkezeti szerveződési szintje meglehetősen sok: molekuláris, szubcelluláris, sejtes, szerves szövet, szervezet, populáció, faj, biocenotikus, biogeocenotikus, bioszféra. Más szintek is meghatározhatók. De a szintek sokféleségében kiemelkedik néhány alapvető szint. A fő szintek azonosításának kritériuma specifikus diszkrét struktúrák és alapvető biológiai kölcsönhatások. Ezen kritériumok alapján az élőlények következő szerveződési szintjei elég egyértelműen megkülönböztethetők: molekuláris-genetikai, szervezeti, populáció-faji, biogeocenotikus.
Textil- ez a test evolúció során létrejött magánrendszere, amely egy vagy több sejtdifferenciálból és azok származékaiból áll, és minden elemének kooperatív tevékenysége miatt sajátos funkciókat lát el.
Minden szövet 4 morfofunkcionális csoportra osztható: I. hámszövetek (amelyek a mirigyeket is magukban foglalják); II. a test belső környezetének szövetei - vér és vérképző szövetek, kötőszövetek; III. izomszövet, IV. idegszövet. Ezeken a csoportokon belül (az idegszövet kivételével) bizonyos típusú szöveteket különböztetnek meg. Például az izomszövetet főleg 3 típusra osztják: váz-, szív- és simaizomszövetre. Még összetettebbek a hám- és kötőszövetek csoportjai. Az azonos csoportba tartozó szövetek eltérő eredetűek lehetnek. Például a hámszövetek mindhárom csírarétegből származnak. Így a szövetcsoport olyan szövetek összessége, amelyek hasonló morfofunkcionális tulajdonságokkal rendelkeznek, függetlenül a fejlődésük forrásától. A szövetképzésben a következő elemek vehetnek részt: sejtek, sejtszármazékok (szimplasztok, syncytia), posztcelluláris struktúrák (például eritrociták és vérlemezkék), intercelluláris anyag (rostok és mátrix). Minden szövetnek sajátos összetétele van az ilyen elemekből. Például a vázizomszövet csak szimplasztok (izomrostok. Ez az összetétel határozza meg az egyes szövetek sajátos funkcióit. Sőt, ezen funkciók ellátása során a szöveti elemek általában szorosan kölcsönhatásba lépnek egymással, egyetlen egészet alkotva.
Kölliker és Leydig morfofunkcionális osztályozása,általuk alkotott a múlt század közepén. E besorolás szerint
A következő 4 szövetcsoportot különböztetjük meg:
1.Hámszövet vagy morfológiai jellemzők alapján egyesített integumentáris szövetek.
2.Szövetek belső környezet beleértve a vért, a nyirokszövetet, a csontot, a porcot és magát a kötőszövetet is. Mindezek a szövetek két jellemző szerint egyesülnek egy csoportba. közös felépítésük (mind sejtekből és intercelluláris anyagból áll) és eredetük (mind a mezenchimából fejlődik) alapján.
3.Izmos szövetek (sima, csíkos, szív-, myoepithelialis sejtek és myoneurális elemek). E csoport szöveteinek egyetlen funkciója van - kontraktilitása, de eredetük és szerkezetük eltérő.
4.Ideges textil. Ezt a szövetet különféle szövettani elemek képviselik: sejtek és glia. Az idegsejtek és a gliaelemek egyetlen közös jellemzője az állandó helymeghatározás, i.e. topográfiai jellemző. Az idegszövet integratív funkciót lát el, azaz. biztosítja a test egységét.
Ennek az osztályozásnak az életképességét az magyarázza, hogy tükrözi a szervezet különféle kapcsolatait a külső környezettel, valamint magában a szervezetben.
SZÖVET SZERKEZETI ELEMEI:
A szövetek sejtekből és intercelluláris anyagokból állnak. A sejtek kölcsönhatásba lépnek egymással és az intercelluláris anyaggal. Ez biztosítja a szövet egységes rendszerként való működését. A szervek különféle szövetekből állnak (egyesek a stromát, mások a parenchymát alkotják). Minden szövetben vannak vagy voltak őssejtek az embriogenezis során.
SIMPLAST – nem sejtes többmagvú szerkezet. A képzés két módja: sejtek kombinálásával, amelyek között eltűnnek a sejthatárok; sejtmagosztódás eredményeként citotómia nélkül (szűkület kialakulása). Például a vázizomszövet.
CELLULÁRIS ANYAG – sejtaktivitás terméke. Két részből áll: amorf (bázis) anyagból (geleoszol, proteoglikánok, GAG-ok, glikoproteinek) és rostokból (a kollagén a szakítószilárdságot, az elasztikus a szakítószilárdságot, a retikuláris a 3-as típusú kollagént)
A differenciált szövetszerkezet elméletei. Ezen elmélet szerint testünk minden szövete egy vagy több differonból áll. A sejtdifferenciálódás sejtformák összessége, amelyek a differenciálódás vonalát alkotják. A sejtdifferenciációt egy hisztogenetikai sorozat növekvő érettségű sejtjei alakítják ki. A sejtdifferenciálódási vonal (sejtdifferenciálódás) kezdeti formája az őssejtek. Testünk minden szövetében vannak vagy voltak őssejtek az embrionális időszakban. Az őssejtek rosszul differenciálódnak, pl. nem fejezték be a differenciálódási utat.
Amikor egy őssejt osztódik, a választás előtt kell állnia, hogy ugyanaz az őssejt marad, mint a szülősejt, vagy a teljes differenciálódáshoz vezető utat választja. Megállapítást nyert, hogy az őssejt szimmetrikusan és aszimmetrikusan osztódhat. A szimmetrikus osztódás során 1 őssejtből két új őssejt képződik. A hisztogenetikai sorozat következő szakaszai olyan altörzs (committed) progenitor sejteket alkotnak, amelyek csak egy irányban tudnak differenciálódni. A Differenton az érett működő sejtek szakaszával ér véget . A szöveti összetételben vannak fő (teljes) és nem teljes eltérések Hagyományosan a celluláris differenciál összetétele felosztható a kezdeti kambiális részre, a középső differenciáló részre és a végső – erősen differenciálódó részre, amelyekben a sejtek proliferációs aktivitásának mértéke eltérő.
25. Mik azok a zárványok? Mi a szerepük a sejtben? A zárványok osztályozása.
Citoplazma zárványok- ezek a sejt opcionális összetevői, amelyek a sejtben zajló anyagcsere intenzitásától és természetétől, valamint a szervezet létfeltételeitől függően jelennek meg és tűnnek el. A zárványok szemcsék, csomók, cseppek, vakuolák, különböző méretű és formájú szemcsék formájúak. Kémiai természetük nagyon változatos. A funkcionális céltól függően a zárványokat csoportokba sorolják:
pigmentek;
ürülék stb.
speciális zárványok (hemoglobin)
trofikus;
Között trofikus zárványok(tartalék tápanyagok) a zsírok és a szénhidrátok fontos szerepet játszanak. A fehérjéket trofikus zárványként csak ritka esetekben használják (tojásban sárgája szemek formájában).
Pigment zárványok bizonyos színt adnak a sejteknek és szöveteknek.
Titkok és hormonok felhalmozódnak a mirigysejtekben, mivel funkcionális tevékenységük specifikus termékei.
Váladék- a sejtaktivitás végtermékei, amelyeket el kell távolítani belőle.
26. euk eredete. Sejtek. Számos sejtorganellum eredetének endoszimbiotikus elmélete.
Jelenleg a legnépszerűbb szimbiotikus hipotézis eukarióta sejtek eredete, amely szerint az eukarióta típusú sejt evolúciójának alapja vagy gazdasejtje volt anaerob prokarióta, csak amőboid mozgásra képes. Az aerob légzésre való áttérés a mitokondriumok jelenlétéhez kapcsolódik a sejtben, ami a szimbionták - aerob baktériumok - változásai révén következett be, amelyek behatoltak a gazdasejtbe és együtt éltek vele.
Alapján intussuscepciós hipotézis , az eukarióta sejt ősi formája az volt aerob prokarióta(1.4. ábra). Egy ilyen gazdasejtben egyidejűleg több genom is volt, kezdetben a sejtmembránhoz kapcsolva. A DNS-sel és egy sejtmaggal rendelkező organellumok a héj szakaszainak behatolásával és széthúzásával keletkeztek, majd funkcionális specializáció következett be a magra, a mitokondriumokra és a kloroplasztiszokra. A további evolúció során a nukleáris genom összetettebbé vált, és megjelent a citoplazmatikus membránok rendszere.
27. A kromoszómák szerkezete és funkciói.
Kromoszómák- ezek a sejtmag fő szerkezeti elemei, amelyek olyan gének hordozói, amelyekben örökletes információ van kódolva. A kromoszómák, amelyek képesek szaporodni, genetikai kapcsolatot biztosítanak a generációk között. Az emberi metafázisú kromoszómák átlagos hossza 1,5-10 mikron tartományba esik. A kromoszómák szerkezetének kémiai alapja a nukleoproteinek - a nukleinsavak komplexei (lásd) a fő fehérjékkel - hisztonokkal és protaminokkal.
A kromoszómák teljesítenek funkció a sejt alapvető genetikai apparátusa. Lineáris sorrendben tartalmazzák a géneket, amelyek mindegyike egy szigorúan meghatározott helyet foglal el, amelyet lókusznak neveznek. Egy gén alternatív formáit (azaz annak különböző állapotait), amelyek ugyanazt a lókuszt foglalják el, alléloknak nevezik (a görög allélonból - kölcsönösen különböző, különböző). Bármely kromoszóma csak egyetlen allélt tartalmaz egy adott lókuszban, annak ellenére, hogy egy populációban egy gén két, három vagy több allélja is előfordulhat.
A sejtek a membrán és nem membrán organellumok mellett sejtzárványokat is tartalmazhatnak, amelyek nem állandó képződmények, amelyek a sejt élete során megjelennek és eltűnnek. A zárványok fő helye a citoplazma, de néha a sejtmagban is megtalálhatók.
Természeténél fogva minden zárvány a sejtanyagcsere terméke. Főleg szemcsék, cseppek és kristályok formájában halmozódnak fel. A zárványok kémiai összetétele igen változatos.
A lipoidok általában kis cseppek formájában rakódnak le a sejtben. Számos zsírcsepp található számos protozoa citoplazmájában, például a csillófélékben. Az emlősökben a zsírcseppek speciális zsírsejtekben, a kötőszövetben találhatók. Gyakran jelentős mennyiségű zsíros zárvány rakódik le kóros folyamatok eredményeként, például a máj zsíros degenerációja következtében. Zsírcseppek szinte minden növényi szövet sejtjében találhatók, egyes növények magjaiban sok zsír található.
A poliszacharid zárványok leggyakrabban különböző méretű granulátumok képletével rendelkeznek. Többsejtű állatokban és protozoonokban a glikogén lerakódások a sejtek citoplazmájában találhatók. A glikogén szemcsék jól láthatóak fénymikroszkóp alatt. A glikogén felhalmozódása különösen nagy a harántcsíkolt izomrostok citoplazmájában, valamint a májsejtekben és a neuronokban. A növényi sejtekben a keményítő leggyakrabban poliszacharidokból rakódik le. Különböző formájú és méretű szemcsék formájúak, a keményítőszemcsék alakja növényfajonként és bizonyos szövetekre jellemző. A burgonyagumók és a gabonaszemek citoplazmája keményítőlerakódásokban gazdag; Minden keményítőszemcse különálló rétegekből áll, és mindegyik réteg sugárirányban elrendezett kristályokat tartalmaz, amelyek fénymikroszkóp alatt szinte láthatatlanok.
A fehérjezárványok ritkábban fordulnak elő, mint a zsír- és szénhidrátzárványok. A tojások citoplazmája fehérjegranulátumokban gazdag, ahol lemezek, golyók, korongok és rudak formájában vannak. A fehérjezárványok májsejtek, protozoonsejtek és sok más állat citoplazmájában találhatók.
A sejtzárványok közé tartozik néhány pigment, például a szövetekben gyakori sárga és barna lipofuscin pigment, amelynek kerek szemcséi a sejtek élete során, különösen az öregedés során halmozódnak fel. Ide tartoznak a sárga és vörös pigmentek – lipokrómok is. Kis cseppek formájában halmozódnak fel a mellékvesekéreg sejtjeiben és a petefészkek egyes sejtjeiben. A retinin pigment a retina vizuális lilájának része. Bizonyos pigmentek jelenléte ezeknek a sejteknek a speciális funkcióinak ellátásához kapcsolódik. Ilyen például a vörösvértestekben lévő vörös légúti pigment hemoglobin vagy az állatok belső szöveteinek melanofor sejtjeiben lévő melanin pigment.
Ezek a sejt instabil szerkezeti összetevői. A sejt funkcionális és metabolikus állapotától függően jelennek meg és tűnnek el, létfontosságú tevékenységének termékei, és tükrözik a sejt funkcionális állapotát a vizsgálat időpontjában. A zárványok több csoportra oszthatók: trofikus, szekréciós, kiválasztó, pigment stb.
A zárványok osztályozása
Trófiai zárványok
- a sejt tápanyagellátása. Vannak szénhidrát-, zsír- és fehérjezárványok. Például a májsejtekben lévő glikogén csomók és zsírcseppek szénhidrát- és lipidutánpótlást jelentenek, amely evés után képződik a szervezetben, és koplaláskor eltűnik. A tojásban lévő sárgája zárványok (lipoprotein granulátumok) az embrió fejlődéséhez szükséges tápanyag-utánpótlást jelentik a kelésének első napjaiban.
Szekretoros zárványok
– a sejtben a szervezet szükségleteihez szintetizált anyagok szemcséi és cseppjei (például emésztőenzimek a gyomor- és bélnedvhez), amelyek a sejt apikális részének Golgi-komplexumának vakuólumaiban halmozódnak fel, és eltávolítják a sejtből exocitózissal.
Kiválasztó zárványok
– a szervezetre káros anyagok szemcséi és cseppjei, amelyeket a sejtek vizelettel és széklettel választanak ki a külső környezetbe. Például kiválasztó zárványok a vesetubulus sejtekben.
Pigment zárványok
– a sejt színét adó anyagok szemcséi vagy cseppjei. Például melanin fehérjecsomók, amelyek barna a bőr melanocitáiban, vagy hemoglobin a vörösvérsejtekben.
A citoplazma szerkezetein kívül, amelyek egyértelműen organellumok vagy zárványok közé sorolhatók, folyamatosan rengeteg különféle szállító vezikulát tartalmaz, amelyek biztosítják az anyagok átvitelét a sejt különböző összetevői között.
Hyaloplasma – a sejtet kitöltő biopolimerek valódi oldata, amelyben az organellumok és zárványok, valamint a sejtmag szuszpendálva (mint a szuszpenzióban). A hialoplazma biopolimerek közé tartoznak a fehérjék, zsírok, szénhidrátok, nukleinsavak, valamint ezek komplexei, melyek ásványi sókban és egyszerű szerves vegyületekben gazdag vízben vannak feloldva. Ezenkívül a hyaloplasma tartalmaz citomatrix – 2-3 nm vastag fehérjeszálak hálózata. A hialoplazmán keresztül a sejt különféle szerkezeti komponensei kölcsönhatásba lépnek egymással, anyag- és energiacsere történik. A hialoplazma folyékony (szol) állapotból zselészerű (gél) állapotba változhat. Ugyanakkor a hialoplazmában az anyagok és az energia áramlási sebessége, az organellumok, zárványok és a sejtmag mozgása csökken, ezért a sejt funkcionális aktivitása gátolt.
A sejtek reakciója a külső hatásokra.
A leírt sejtmorfológia nem stabil (konstans). Amikor a szervezetet különféle kedvezőtlen tényezőknek teszik ki, különféle változások jelennek meg a különböző struktúrák felépítésében. A sejtszerkezetek változásai az impakt faktoroktól függően eltérően nyilvánulnak meg a különböző szervek és szövetek sejtjeiben. Ebben az esetben a sejtszerkezetekben bekövetkező változások lehetnek alkalmazkodó(adaptív) és reverzibilis, ill rosszul alkalmazkodó, irreverzibilis (kóros). Az adaptív és a maladaptív változások között azonban nem mindig lehet egyértelmű határvonalat meghatározni, mivel az adaptív változások kóros elváltozásokká alakulhatnak. Mivel a szövettan vizsgálatának tárgya az egészséges emberi test sejtjei, szövetei és szervei, itt mindenekelőtt a sejtszerkezetek adaptív változásairól lesz szó. Változások figyelhetők meg mind a sejtmag, mind a citoplazma szerkezetében.
Kernel változások- a sejtmag duzzanata és eltolódása a sejt perifériájára, a perinukleáris tér kitágulása, a karyolemma invaginációinak kialakulása (héjának behatolása a sejtmagba), kromatin kondenzáció. NAK NEK kóros elváltozások a sejtmagban a következők:
piknózis - a mag zsugorodása és a kromatin koagulációja (tömörítése);
karyorrhexis - a mag szétesése töredékekre;
kariolízis - a mag feloldása.
Változások a citoplazmában- a mitokondriumok tömörödése, majd duzzanata, a szemcsés endoplazmatikus retikulum degranulációja (riboszómák hámlása), majd a tubulusok külön vakuólumokká töredezése, a ciszternák tágulása, majd a lamellás Golgi komplex vakuólumokra való szétesése, a lizoszómák duzzanata, ill. hidrolázaik aktiválódása, az autofagoszómák számának növekedése, a mitózis folyamatában - az orsó lebomlása és a kóros mitózisok kialakulása.
Citoplazmatikus változások oka lehet a plazmalemma szerkezeti változása, ami a hialoplazma fokozott permeabilitásához és hidratáltságához vezet, anyagcserezavarok, amelyek az ATP-tartalom csökkenésével, a zárványok (glikogén, lipidek) szintézisének csökkenésével, illetve túlzott felhalmozódásával járnak együtt. .
A szervezetre gyakorolt káros hatások megszüntetése után reaktív(adaptív) változások a struktúrákban eltűnnek, és a sejtmorfológia helyreáll. A fejlesztés során kóros(maadaptív) változások, a káros hatások megszűnése után is fokozódnak a szerkezeti változások, és a sejt elpusztul.
Regeneráció.
Regeneráció(helyreállítás) - az élő szervezetek azon képessége, hogy idővel helyreállítsák a sérült szöveteket, és néha egész elveszett szerveket.
A sejthalál típusai.
A sejthalálnak két típusa van: a károsodás által okozott erőszakos halál - elhalásés programozott sejthalál apoptózis.
Elhalás
- Ezek a sejtben bekövetkező irreverzibilis természetű post mortem változások, amelyek fehérjéinek fokozatos enzimatikus megsemmisüléséből és denaturálódásából állnak. Akkor alakul ki, amikor a sejt túlzott mértékű elváltozása van, nem igényel energiafogyasztástés nem függ a helyi és központi eredetű vezérlőjelektől („anarchikus halálút”). A biológiailag aktív anyagok (prosztaglandinok) károsodott sejt általi szintézise és a membránok integritásának megsértése (különböző enzimek felszabadulása) miatt a nekrózis bizonyos veszélyt jelent a környező struktúrákra - ez gyakran hozzájárul a sejtek fejlődéséhez. gyulladásos folyamat.
Az erőszakos sejthalált a következők okozzák:
élelem és oxigén megvonása;
visszafordíthatatlan változások a szerkezetben és a működésben a legfontosabb anyagcsere-folyamatok gátlásával különböző kórokozók által.
A nekrózist mély, részben visszafordíthatatlan sejtkárosodás stádiuma - nekrobiózis (1. ábra). A nekrobiózis és nekrózis kialakulását végső soron kiváltó etiológiai tényezők sokfélesége ellenére a sejthalál során észlelt molekuláris sejtváltozások a legtöbb esetben azonosak (Zaichik A.Sh., Churilov L.P., 1999). Szerintük fontos megkülönböztetni hipoxiás és szabad gyökös necrobiosis. A szabadgyökös sejtkárosodás mechanizmusai (lásd fent) primer hipoxia nélkül, sőt néha túlzott mértékű állapotában is beindulhatnak. Hipoxiás necrobiosis(lásd a „Hipoxia” részt) különböző patogén tényezők indítják el, amelyek hosszan tartó hipoxiát okoznak. A necrobiosis mindkét típusa kombinálható és kiegészítheti egymást. Mindkét típusú nekrobiózis eredménye a sejt olyan károsodása, amelyben az már nem képes önálló energiaellátásra. azaz visszafordíthatatlanság, rizs. 1) és nekrózison megy keresztül.
Egyes kutatók néha úgy vélik, hogy a nekrobiózis a sejt saját halálának folyamata. I. V. Davydovsky szerint a nekrobiózis a sejthalál folyamata. A nekrózis nagyobb mértékben a sejthalál után megfigyelhető morfológiai jellemző, nem pedig maga a halál mechanizmusa.
A nekrózisnak két fő típusa van:
koagulációs (száraz) nekrózis. Amikor előfordul, jelentős acidózis alakul ki a sejtben, fehérje koaguláció következik be, és fokozott kalcium-felhalmozódás következik be a citoszkeletális elemek aggregációjával. Nagyon gyakran megfigyelhető súlyos hipoxia esetén, például szívizomsejtekben szívizominfarktus során. Ez a nekrózis túlnyomórészt fehérjében és kalciumban gazdag szövetekben alakul ki, és a mitokondriumok korai és mély károsodása jellemzi;
cseppfolyósodási nekrózis. Jellemzője a lizoszómális autolízis vagy heterolízis hidrolitikus folyamatainak túlsúlya fagociták részvételével. A nekrózis fókusza lágyul, aktív hidroxilgyökök felhalmozódása és a sejtek endogén elszappanosítása figyelhető meg, ami struktúráinak, például különféle membránoknak a pusztulásához vezet.
Nincsenek egyértelmű határok a koaguláció és a cseppfolyósodási nekrózis között. Ez azzal magyarázható, hogy fejlődésük mechanizmusai nagyrészt közösek. Számos kutató azonosítja az ún kazeos (sajtos) nekrózis (tuberkulózisban), miközben feltételezzük, hogy ez a két előző típus kombinációja.
Apoptózis.
Az apoptózis programozott sejthalál (amely extra- vagy intracelluláris faktorok hatására indul be), melynek kialakulásában speciális és genetikailag programozott intracelluláris mechanizmusok játszanak aktív szerepet.. A nekrózissal ellentétben ez egy aktív folyamat, amely bizonyosságot igényel energia fogyasztás. Kezdetben megpróbálták megkülönböztetni a fogalmakat " programozott sejthalál"És" apoptózis": az első kifejezés az embriogenezisben lévő sejtek eliminációját, a második pedig csak az érett differenciált sejtek programozott halálát foglalta magában. Mára kiderült, hogy ebben semmi gyakorlatiasság (a sejthalál kialakulásának mechanizmusai megegyeznek) és a két fogalom szinonimává vált, bár ez az összefüggés nem vitathatatlan.
Mielőtt elkezdenénk bemutatni az apoptózis szerepét a sejt (és a szervezet) életében normális és patológiás körülmények között, megvizsgáljuk az apoptózis mechanizmusát. Megvalósításuk a következő szakaszok fokozatos fejlesztése formájában mutatható be:
1. szakasz – iniciációs (indukciós) szakasz .
Az apoptózist stimuláló jel eredetétől függően:
az apoptózis intracelluláris ingerei. Ezek közül a legismertebbek a különböző típusú sugárzások, a túlzott H +, a nitrogén-monoxid, az oxigén és lipid szabad gyökök, a hipertermia stb. kromoszóma károsodás(DNS törések, konformációjának zavarai stb.) ill intracelluláris membránok(főleg a mitokondriumok). Vagyis ebben az esetben az apoptózis oka „maga a sejt nem kielégítő állapota” (Mushkambirov N.P., Kuznetsov S.L., 2003). Ezenkívül a sejtszerkezetek károsodásának elég erősnek kell lennie, de nem romboló. A sejtnek meg kell tartania az energiát és az anyagi erőforrásokat ahhoz, hogy aktiválja az apoptózisgéneket és azok effektormechanizmusait. A programozott sejthalál stimulálására szolgáló intracelluláris útvonal a következőképpen jelölhető: apoptózis belülről»;
az apoptózis transzmembrán ingerei, azaz ebben az esetben külső „jelzés” aktiválja, amely membránon vagy (ritkábban) intracelluláris receptorokon keresztül továbbítódik. Lehet, hogy egy sejt meglehetősen életképes, de az egész szervezet vagy az apoptózis „hibás” stimulálása szempontjából el kell pusztulnia. Az apoptózisnak ezt a típusát " apoptózis parancsra».
A transzmembrán ingerek a következőkre oszthatók:
« negatív» jeleket. A sejt normális működéséhez, osztódásának és szaporodásának szabályozásához különböző biológiailag aktív anyagok receptorain keresztül szükséges befolyásolni: növekedési faktorok, citokinek, hormonok. Egyéb hatások mellett elnyomják a sejthalál mechanizmusait. És természetesen ezeknek a biológiailag aktív anyagoknak a hiánya vagy hiánya aktiválja a programozott sejthalál mechanizmusait;
« pozitív» jeleket. A jelzőmolekulák, mint például a TNFα, glükokortikoidok, egyes antigének, adhéziós fehérjék stb., a sejtreceptorokkal való kölcsönhatás után kiválthatják az apoptózis programot.
A sejtmembránokon a receptorok egy csoportja található, amelyeknek az apoptózis kialakulásához szükséges jelek továbbítása a fő, talán az egyetlen funkciója. Ilyenek például a DR csoport fehérjéi (death receptos - " halálreceptorok"): DR 3, DR 4, DR 5. A legjobban tanulmányozott Fas receptor, amely a sejtek (hepatociták) felszínén spontán vagy aktiváció hatására (érett limfociták) jelenik meg. A Fas-receptor, amikor kölcsönhatásba lép a gyilkos T-sejt Fas-receptorával (ligandum), elindítja a célsejt-halál programot. Azonban a Fas-receptor és a Fas-ligandum kölcsönhatása az immunrendszertől izolált területeken magának a T-gyilkosnak a halálával végződik (lásd alább).
Emlékeztetni kell arra, hogy egyes apoptózist jelző molekulák, a helyzettől függően, éppen ellenkezőleg, gátolhatják a programozott sejthalál kialakulását. Ambivalencia(ellentétes tulajdonságok kettős megnyilvánulása) jellemző a TNF, IL-2, interferon γ stb.
Az eritrociták, vérlemezkék, leukociták, valamint a tüdő- és bőrsejtek membránján speciális marker antigének. Fiziológiai szintetizálják autoantitestek, és ők, betöltve a szerepet opszoninok, elősegítik ezen sejtek fagocitózisát, azaz. sejthalál következik be autofagocitózis. Kiderült, hogy a marker antigének az „öreg” (ontogenetikai fejlődésükön átesett) és a sérült sejtek felszínén jelennek meg, míg a fiatal és sértetlen sejtek nem rendelkeznek velük. Ezeket az antigéneket „öregedő és sérült sejtek markerantigénjeinek” vagy „harmadik sávos fehérjének” nevezik. A harmadik sáv fehérje megjelenését a sejtgenom szabályozza. Ezért az autofagocitózis a programozott sejthalál egyik változatának tekinthető.
Vegyes jeleket. Ez az első és második csoport jeleinek együttes hatása. Például az apoptózis a mitogon által aktivált limfocitákban történik (pozitív jel), de nem érintkeznek az antigénnel (negatív jel).
2. szakasz – programozási szakasz (az apoptózis mechanizmusok szabályozása és integrációja).
Ezt a szakaszt két, egymással homlokegyenest ellentétes folyamat jellemzi a beindítás után. Bármelyik megtörténik:
az apoptózis trigger szignáljának megvalósítása programjának aktiválásával (az effektorok a kaszpázok és az endonukleázok);
az apoptózis trigger hatása blokkolva van.
A programozási szakasz végrehajtására két fő, de egymást nem kizáró lehetőség van (14. ábra):
Rizs. 14. Kaszpáz kaszkád és célpontjai
R – membránreceptor; K – kaszpáz – AIF – mitokondriális proteáz; Idézet C – citokróm c;
1. A közvetlen jelátvitel (az apoptózis effektor mechanizmusainak közvetlen aktiválási útvonala, amely megkerüli a sejtgenomot) a következő módon valósul meg:
adapter fehérjék. Például így váltják ki az apoptózist a gyilkos T-sejtek. Aktiválja a kaszpáz-8-at (adapter protein). A TNF hasonlóan működhet;
citokróm C és proteáz AIF (mitokondriális proteáz). Kilépnek a sérült mitokondriumokból és aktiválják a kaszpáz-9-et;
granzimek. A gyilkos T-sejtek a perforin fehérjét szintetizálják, amely csatornákat képez a célsejt plazmalemmájában. A proteolitikus enzimek ezeken a csatornákon keresztül jutnak be a sejtbe. granzimek, amelyeket ugyanaz a T-gyilkos választ ki, és beindítják a kaszpáz hálózat kaszkádját.
2. Közvetett jelátvitel. A sejtgenom segítségével valósítja meg:
az apoptózist gátló fehérjék szintézisét szabályozó gének elnyomása (Bcl-2, Bcl-XL stb.). A normál sejtekben a Bcl-2 fehérjék a mitokondriális membrán részei, és lezárják azokat a csatornákat, amelyeken keresztül a citokróm C és az AIF proteáz kilép ezekből az organellumokból;
az apoptózis aktivátor fehérjék szintézisét szabályozó gének expressziója, aktiválása (Bax, Bad, Bak, Rb, P 53 stb. gének). Ezek viszont aktiválják a kaszpázokat (k-8, k-9).
ábrán. A 14. ábra a kaszpázaktiválás kaszpázelvének hozzávetőleges diagramját mutatja. Látható, hogy bárhol is kezdődik a kaszkád, kulcspontja a kaszpáz 3. A 8-as és 9-es kaszpázok is aktiválják. Összesen több mint 10 enzim található a kaszpázcsaládban. A sejt citoplazmájában lokalizálódik inaktív állapotban (prokaspázok). Az összes kaszpáz helyzete ebben a kaszkádban nem teljesen tisztázott, ezért néhányuk hiányzik a diagramból. Amint a 3, 7, 6 kaszpázok (talán más típusaik) aktiválódnak, az apoptózis 3. szakasza következik be.
3. szakasz – program végrehajtási szakasza (végrehajtó, effektor).
A közvetlen végrehajtói (a sejt „végrehajtói”) a fent említett kaszpázok és endonukleázok. Hatásuk (proteolízis) alkalmazási helyei (14. ábra):
citoplazmatikus fehérjék – citoszkeletális fehérjék (fodrin és aktin). A fodrin hidrolízise magyarázza a sejtfelület változását - a plazmalemma „hullámosodását” (invaginációk és kiemelkedések megjelenése rajta);
egyes citoplazmatikus szabályozó enzimek fehérjéi: foszfolipáz A 2, protein kináz C stb.;
nukleáris fehérjék. A nukleáris fehérjék proteolízise nagy szerepet játszik az apoptózis kialakulásában. A strukturális fehérjék, a replikációs és javító enzimek (DNS-protein kinázok stb.), a szabályozó fehérjék (pRb stb.) és az endonukleáz inhibitor fehérjék elpusztulnak.
Az utolsó csoport inaktiválása – endonukleáz inhibitor fehérjék endonukleázok aktiválódásához vezet, a második "pisztoly » apoptózis. Jelenleg az endonukleázok és különösen Sa 2+ , Mg 2+ -függő endonukleáz, a programozott sejthalál központi enzimének tekintik. Nem véletlenszerű helyeken hasítja a DNS-t, hanem csak linker régiókban (nukleoszómák közötti összekötő régiókban). Ezért a kromatin nem lizálódik, hanem csak fragmentálódik, ami meghatározza az apoptózis jellegzetes szerkezeti jellemzőit.
A fehérje és a kromatin sejtben történő megsemmisülése miatt különféle fragmentumok képződnek és rügyeznek belőle - apoptotikus testek. Citoplazma maradványokat, organellumokat, kromatint stb. tartalmaznak.
4. szakasz – színpad apoptotikus testek eltávolítása (sejtfragmensek).
A ligandumok az apoptotikus testek felszínén expresszálódnak, és a fagocita receptorok felismerik őket. Az elhalt sejt fragmentumainak kimutatásának, felszívódásának és metabolizmusának folyamata viszonylag gyorsan megy végbe. Ez segít elkerülni, hogy az elhalt sejt tartalma bejusson a környezetbe, és így, ahogy fentebb megjegyeztük, a gyulladásos folyamat nem alakul ki. A sejt „nyugodtan”, a „szomszédok” zavarása nélkül távozik el („néma öngyilkosság”).
A programozott sejthalál sokak számára fontos élettani folyamatok . Apoptózissal kapcsolatos:
a normál morfogenezis folyamatok fenntartása– programozott sejthalál az embriogenezis (implantáció, organogenezis) és metamorfózis során;
a sejtek homeosztázisának fenntartása(beleértve a genetikai rendellenességekkel küzdő és vírusokkal fertőzött sejtek eltávolítását). Az apoptózis megmagyarázza a mitózisok fiziológiai involúcióját és kiegyensúlyozását az érett szövetekben és szervekben. Például sejthalál az aktívan szaporodó és önmegújuló populációkban - bélhámsejtek, érett leukociták, eritrociták. Hormonfüggő involúció - az endometrium halála a menstruációs ciklus végén;
sejtfajták kiválasztása egy populáción belül. Például az immunrendszer antigén-specifikus komponensének kialakítása és effektormechanizmusai végrehajtásának ellenőrzése. Az apoptózis segítségével a szükségtelen és a szervezetre veszélyes (autoagresszív) limfocita klónok selejteződnek. Viszonylag nemrég (Griffith T.S., 1997) kimutatta a programozott sejthalál fontosságát az „immunológiailag kiváltságos” területek (a szem és a herék belső környezete) védelmében. E zónák hiszto-hematológiai gátjain (ami ritkán fordul elő) áthaladva az effektor T-limfociták elpusztulnak (lásd fent). Elpusztulásuk mechanizmusának aktiválását a barrier sejtek Fas ligandjának a T-limfocita Fas receptoraival való kölcsönhatása biztosítja, megakadályozva ezzel az autoagresszió kialakulását.
Az apoptózis szerepe a patológiában és a károsodott apoptózissal összefüggő betegségek típusait diagram (15. ábra) és 1. táblázat formájában mutatjuk be.
Természetesen az apoptózis jelentősége a patológiában kisebb, mint a nekrózisé (talán az ilyen ismeretek hiánya miatt). A patológiás problémája azonban némileg eltérő természetű: az apoptózis súlyossága - egyes betegségekben erősödése vagy gyengülése - alapján értékelik.
A sejtzárványok ultramikroszkópos szinten strukturált anyagok felhalmozódása a sejtben, amelyek anyagcseretermékekként keletkeznek. A zárványok gyakran olyan struktúrák, amelyek ideiglenesen (nem állandó) jelen vannak a sejtben. Ez nem pontos. A vörösvértestekben például folyamatosan jelen van a hemoglobin, a pigmentsejtekben pedig a melaninszemcsék is állandóak. Zárványnak számítanak azok a maradéktestek is, amelyek a fagocitózis és az autofágia aktív folyamatai után keletkeznek, és a sejtben elhalálozásig tárolódnak. Lehetetlen teljesen éles határt húzni az organellumok és a zárványok között.
A zárványok elsősorban a citoplazmában lokalizálódnak, bár néha a sejtmagban is megtalálhatók. Minden zárvány a sejtanyagcsere terméke, amely szemcsék, cseppek, vakuolák és néha kristályok formájában halmozódik fel. A zárványokat a sejt aktívan használhatja, de ez a hialoplazmában és az organellumokban létező enzimrendszereknek köszönhető. Az enzimaktivitás közvetlenül nem jellemző a zárványokra.
Hogyan osztályozzák a zárványokat?
Hagyományosan trofikus, szekréciós, kiválasztó és pigmentes csoportokra osztják őket.
Mit tartalmaznak a trofikus zárványok és mi a jelentőségük?
A három fő tápanyag (szénhidrátok, fehérjék és zsírok) közül csak a szénhidrátok és zsírok rakódnak le zárványként a sejtekben.
Szénhidrát főként a májsejtekben és kisebb mértékben rakódnak le
fok - izomban és más sejtekben. Minden esetben szabadon rakódnak le a hialoplazmában glikogén granulátum formájában. Ez utóbbiak átmérője 20-30 nm (béta részecskék), amelyek rozettákká (alfa részecskék) gyűlnek össze. A glikogén granulátumok az agranuláris ER közelében helyezkednek el, és energiaként használják fel őket.
Zsírok főként zsírsejtekként ismert sejtekben rakódnak le. Ezek a sejtek speciális zsírszövetet alkotnak. A zsíros zárványok cseppek formájában vannak, amelyek külön helyezkednek el, vagy egyesülnek egymással. A felmérési módszerrel (hematoxilin-eozin) festett szövettani preparátumokon világos („üres”) vakuoláknak tűnnek, mivel ezzel a feldolgozási módszerrel a lipidek feloldódnak. A lipidcseppek olyan anyagok forrásaként szolgálnak, amelyeket energiaszubsztrátként használnak, és egyes sejtekben (mellékvesesejtekben) tartalmazhatnak szubsztrátokat a későbbi szintézishez (például sztereoid hormonokat).
Mely sejtek tartalmaznak szekréciós zárványokat?
titkár zárványok olyan sejteket tartalmaznak, amelyek ilyen vagy olyan váladékot termelnek a szervezet számára. Ezek közé tartozik a testben található exokrinociták nagy száma, például: a gyomorfal fő sejtjei, amelyek a pepszin enzimet választják ki a gyomor üregébe, a nyálmirigyek nyálkahártya sejtjei, a verejték sejtjei és a bőr faggyúmirigyei. A szekréciós zárványok különféle endokrinocitákat is tartalmaznak, például: adrenalin hormont termelő mellékvese velősejtek, tiroxin hormont termelő pajzsmirigysejtek. A szekréciós granulátumok általában a szekréciós terméket tartalmazó membrán hólyagok formájában vannak.
Milyen típusú pigmentzárványok találhatók az emberi szervezetben, és mi a jelentőségük?
Az orvos számára fontos az emberi test különböző részeinek normál elszíneződésének ismerete, valamint egy adott színezés feltételessége. Számos betegség klinikai diagnosztikájában fontos, és néha a fő kritérium a test egyik vagy másik részének színének megváltozása. A patológus számára a festés még fontosabb, mint a klinikus számára. Így a sérült szervek általános megjelenésének leírásakor a műtétek vagy bemetszések során jelentős teret kap a színváltozások leírása.
A szövet természetes színe elsősorban a benne lévő pigment típusától és mennyiségétől függ. Egyes betegségekben bizonyos pigmentek, amelyek általában csak a sejtekben találhatók meg, a sejtközi terekben is megjelenhetnek.
A pigmentek két csoportra oszthatók: exogén és endogén.
Exogén- Ezek azok, amelyek a testen kívül keletkeznek. Ide tartoznak a lipokrómok (a görög liposzómákból - zsír, króm - szín), amelyek zsírokban oldódnak, és ezért színezik azokat. A legismertebb a karotin pigment, amely a sárgarépának élénk narancssárga színét adja. A karotin egyes formái provitaminok, amelyek az emberi szervezetben vitaminokká alakulnak. A karotin túlzott fogyasztásával (karotinémia - túlzott karotin a vérben) az emberek első pillantásra a sárgaságban szenvedő betegekhez hasonlítanak. Felnőtteknél ez szinte soha nem történik meg, de sok levet kapó csecsemőknél előfordulhat.
Endogén
A legfontosabb a hemoglobin - a vörösvérsejtek vastartalmú pigmentje, amely oxigénhordozóként szolgál a szervezetben. A vörösvértestek létezésének időtartama a vérben nem haladja meg a 4 hónapot. Elhasználódásuk során a lépben, a májban és a csontvelőben lévő makrofágok fagocitizálják őket. E nagy sejtek citoplazmájában a hemoglobin hemosiderinre (aranybarna) (vasat tartalmaz) és bilirubinra (vas nélkül) bomlik. A bilirubin egy sárgásbarna pigment, amely a máj által termelt epefolyadék színét okozza, felhalmozódik és koncentrálódik az epehólyagban, majd bejut a bélbe, ahol fontos szerepet játszik a zsírok emésztésében és felszívódásában. Oxidáció után a bilirubin biliverdin zöld pigmentté alakul, amely bőségesen megtalálható egyes madarak epében.
4.6 Történelmi háttér. Az első jelentős tényt, amely a bilirubin hemoglobinból való eredetét jelezte, a híres patológus, Virchow szerezte meg több mint 100 évvel ezelőtt. Sárga kristályokat vett észre azokban a szövetekben, ahol vérzést észleltek. Virchow ezt a régi vörösvértestek között kristályosodó pigmentet hematoidinnak nevezte, és arra a következtetésre jutott, hogy a hemoglobinból származik. A kémiai elemzés kimutatta, hogy ez ugyanaz a pigment, amely az epét (bilirubint) színezi. De évtizedekig nem fogadták el a bilirubin eredetét a hemoglobinból.
Melanin egy barna-fekete pigment, amely főleg a bőrben és származékaiban, valamint a szemben található. Az agy substantia nigrájában található. A fehér fajban a melanin a napozás után jelenik meg a bőrben. A melanin sötét bőrszínt okoz a feketékben. A barna szem színe a melanin jelenlététől is függ. A retina mély rétegeiben a melanin egy olyan anyag, amely blokkolja a fényt, és ugyanolyan szerepet játszik, mint a fekete papír vagy a festék a fotózásban.
A melanin egy nitrogéntartalmú anyag, amely tiszta formájában nem tartalmaz sem ként, sem vasat. A melanint termelő sejteket melanocitáknak nevezzük. Van egy enzimük, amely a vérrel vagy szövetfolyadékkal szállított színtelen prekurzort melaninná alakítja.
Lipofuscin egy lipidet tartalmazó pigment, ezért zsírfestékek színezik. Maga a lipofuscin aranybarna színű, és szemcséknek nevezett csomókat képez. Ez a pigment gyakran megjelenik a szívizomban, a neuronokban és a májsejtekben. Nagy mennyiségben halmozódik fel a maradék testekben az öregedés és a sejtek kopása során, ezért nevezik az öregedés pigmentjének.
