3 курс / Патологическая физиология / Основные_механизмы_повреждения_клеток

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕГОСУДАРСТВЕННОЕБЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕВЫСШЕГООБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н. И. ПИРОГОВА» (ФГБОУ ВО РНИМУ ИМ. Н.И. ПИРОГОВА МИНЗДРАВА РОССИИ)

КАФЕДРАПАТОФИЗИОЛОГИИИКЛИНИЧЕСКОЙ ПАТОФИЗИОЛОГИИ

_____________________________________________________________

Л. Н. ОСКОЛОК, Г.В. ПОРЯДИН

ОСНОВНЫЕМЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТОК

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

МОСКВА

2016

2

ISBN

УДК

ББК

А21

ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КЛЕТОК: учебное пособие для

самостоятельной работы студентов медицинских вузов. // ФГБОУ ВО РНИМУимени Н. И. Пирогова Минздрава России, Москва, Издательство …… 2016 г., 55 с.

Учебное пособие предназначается для работы студентов в аудитории и во внеаудиторное время и направлено на теоретическое изучение вопросов патогенеза повреждения организма на клеточном уровне, современных представлений об условиях возникновения, особенностях развития, проявлениях, взаимодействии основных выработанных эволюционно механизмов повреждения клеток и последствий для организма.

Пособие составлено в соответствии с действующими ФГОС по специальностям «Лечебное дело», «Педиатрия», «Стоматология», рабочими программами по патофизиологии и клинической патофизиологии.

Пособие предназначено для студентов III курсов медицинского вуза по специальностям «Лечебное дело», «Педиатрия», «Стоматология» и врачей, проходящих переподготовку.

Составители: доцент Л.Н. Осколок, чл-корр.РАН, профессор Г.В. Порядин

Рецензенты:

1.Ю.В. Балякин – зав кафедрой общей патологии МБФ;

2.Г.А. Дроздова – профессор кафедры общей патологии и патологической физиологии РУДН

Рекомендовано к печати ЦКМС

ББК

УДК

©Осколок Л. Н., Порядин Г.В., 2016 г.

©ФГБОУ ВО «РНИМУ имени Н. И. Пирогова», 2016 г.

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

4

Список обозначений и принятых сокращений

5

1. Введение

1.1.Актуальность темы

Впроцессе эволюции были сформированы основные механизмы повреждения клеток, в том числе типовые механизмы повреждения клеточных мембран, характерные особенности которых не зависят от природы патогенного агента и вида клеток. Эти механизмы обусловливают неспецифические показатели повреждения клеток, используемые в целях диагностики, оценки функционального состояния поврежденных тканей и органов. Клеточные механизмы повреждения являются центральным звеном

ввозникновении и развитии болезней. Знание особенностей этих механизмов, взаимодействия между ними, а также последствий для организма абсолютно необходимо для выработки тактики лечения и формирования клинического мышления у будущих врачей.

1.2.Место дисциплины в структуре ФГОС ВПО:

Учебная дисциплина принадлежит к циклу медико-биологических дисциплин ООП, изучается в пятом и шестом семестрах (очная форма обучения) и в седьмом и восьмом семестрах (очно-заочная форма обучения). Для изучения дисциплины необходимы знания, умения и навыки, формируемые предшествующими дисциплинами: философия, нормальная анатомия, гистология, цитология, эмбриология, нормальная физиология, биохимия, микробиология, вирусология, иммунология.

В свою очередь, знания, умения и навыки, сформированные, на учебной дисциплине патофизиология и клиническая патофизиология будут использованы на последующих дисциплинах: пропедевтика внутренних болезней, лучевая диагностика, факультетская терапия, профессиональные болезни, фтизиатрия, стоматология, онкология, лучевая терапия, госпитальная терапия, эндокринология, общая хирургия, лучевая диагностика, факультетская хирургия, урология; госпитальная хирургия, детская хирургия, акушерство и гинекология, неврология, медицинская генетика, нейрохирургия, педиатрия, психиатрия, медицинская психология, анестезиология, реанимация, интенсивная терапия, травматология, ортопедия, а также все другие специальности, связанные с диагностикой и лечением больных

6

1.3. Модуль дисциплины относится к разделу I «Общее учение о болезни» и представляет дополнительные, углубленные знания к практическому занятию в структуре ООП.

1.4. Цель и задачи занятия

Изучить условия возникновения, особенности развития, проявления основных механизмов повреждения клеток.

После изучения данной темы дисциплины студент должен знать:

1.Определение понятия «повреждение клетки». Возможные виды повреждений клетки.

2.Специфические и неспецифические (морфологические, функциональные, биохимические) признаки повреждения клетки.

3.Основные механизмы повреждения клетки.

4.Типовые механизмы повреждения клеточных мембран.

5.Принципы защиты мембран и ферментов клеток от токсических продуктов перекисного окисления липидов.

6.Роль ионов кальция в механизмах повреждения клетки.

7.Механизмы повреждения мембран клеток антибиотиками и другими детергентами.

8.Виды гибели клеток (апоптоз и некроз) и их проявления.

После изучения данной темы дисциплины студент должен уметь:

1.Объяснить патогенез отдельных признаков повреждения клетки.

2.Объяснить характерные особенности каждого из типовых механизмов повреждения мембран клетки и внутриклеточных структур.

3.Рассказать о механизмах нарушения энергетической функции клетки и их возможных последствиях.

4.Обосновать принципы защиты мембран и ферментов клеток от токсических продуктов перекисного окисления липидов.

5.Составить схему патогенеза ишемического и реперфузионного повреждения клетки.

6.Объяснить роль ионов кальция в механизмах повреждения клетки.

7.Объяснить возможные механизмы нарушения деятельности ядра и процессов биосинтеза.

8.Объяснить возможные механизмы повреждения рецепторного аппарата клетки и внутриклеточной регуляции её функций.

9.Рассказать о клеточных защитно-приспособительных и компенсаторных реакциях, включающихся при повреждении клетки.

7

1.5. Основные вопросы, подлежащие разбору

1.Определение понятия «повреждение клетки». Виды повреждения клетки и критерии классификаций.

2.Признаки повреждения клетки (специфические и неспецифические, морфологические, функциональные, биохимические).

3.Механизмы повреждения клетки, обусловливающие неспецифические признаки её повреждения.

4.Механизмы повреждения клеточных мембран, условия возникновения и последствия для клетки.

5.Взаимосвязь различных типовых механизмов повреждения клеточных мембран.

6.Механизмы повреждения клетки и её органелл, возможные функциональные последствия.

7.Роль перекисного окисления липидов в повреждении клетки. Факторы, способствующие интенсификации этого механизма, патогенез, проявления, последствия для клетки.

8.Основные прооксиданты и антиоксиданты. Виды, механизмы их действия.

9.Роль чрезмерной активации мембранных фосфолипаз и гидролаз лизосом в повреждении клеток. Причины и условия, способствующие и препятствующие активации этих ферментов, характерные последствия для клетки.

10.Повреждение мембран клеток активированным комплементом. Механизмы активации системы комплемента, последствия для клетки.

11.Механизмы повреждения клеточных мембран детергентами.

12.Повреждение рецепторного аппарата клетки и внутриклеточной регуляции её функций. Возможные механизмы. Последствия для клетки.

13.Механизмы нарушения энергетического обеспечения клетки. Патогенетические факторы, последствия.

14.Механизмы ишемического повреждения клетки. Особенности метаболизма и функциональной активности клетки при нарушении её энергообеспечения.

15.Механизмы реперфузионного повреждения клетки. Последствия для клетки и организма.

16.Роль ионов кальция в механизмах повреждения клетки. Коррекция нарушений обмена ионов кальция в клетке.

17.Роль внутриклеточного ацидоза в повреждении клетки.

18.Механизмы нарушения деятельности ядра и пластического обеспечения клетки.

19.Механизмы гибели клеток. Причины, особенности развития, последствия для организма.

8

2. Содержание самостоятельной работы студентов

2.1. Вопросы на проверку исходного уровня знаний студентов:

1.Структура и функции плазматической мембраны.

2.Способы транспорта веществ через плазматическую мембрану.

3.Факторы, влияющие на проницаемость плазматической мембраны.

4.Роль биологического насоса.

5.Строение основных органелл клетки и их функции.

6.Классификация белков клетки по функциональному признаку.

7.Роль углеводов и липидов в жизнедеятельности клетки.

8.Элементарный химический состав живых клеток.

Изучите информационный материал и рекомендуемую литературу, ориентируясь на основные вопросы по данной теме.

Для проверки и самоконтроля знаний, полученных при подготовке, оцените свои знания на I уровне усвоения, используя сборник тестовых заданий (часть I, 2016 г.) и на II уровне усвоения, используя контрольные вопросы и задания (стр. 39).

После изучения данной темы дисциплины у студента должны быть сформированы: общекультурные компетенции (ОК-3, ОК-5), общепрофессиональные компетенции (ОПК-1, ОПК-4), профессиональные компетенции

(ПК-6, ПК-21)

3. Информационный материал

Любая болезнь человека включает в себя повреждение клеток, характеризующееся таким нарушением внутриклеточного гомеостаза, которое ограничивает функциональные возможности клеток, угрожает их жизни или сокращает её продолжительность. В понятие гомеостаза клетки входят постоянство концентрации H+, содержания O2, электролитов, воды, субстратов для энергетического и пластического обеспечения клетки, ферментов, нуклеотидов и других веществ. Однако постоянство вышеприведенных параметров не является абсолютным. Эти показатели постоянно меняются, но в условиях «нормы» эти изменения ограничены сравнительно узкими пределами, обеспечивающими наиболее оптимальные условия для жизнедеятельности.

9

3.1. Виды повреждений клетки

По этиологии повреждение клеток можно классифицировать на ме-

ханическое, электрическое, термическое, химическое, радиационное, ин-

фекционное и др. По времени развития повреждение клеток классифицируют на острое и хроническое. При механической травме возникает острое повреждение клеток. При длительной гипергликемии развивается хроническое повреждение макрофагов, которые, поглощая в избытке гликозилированные липопротеины низкой плотности, расщепляя их, накапливая эфиры холестерина, превращаются в пенистые клетки. В зависимости от степени нарушений внутриклеточного гомеостаза различают обратимое и необратимое повреждение клеток. Если последствия повреждения могут быть устранены мобилизацией внеклеточных и внутриклеточных защитных механизмов, повреждение клеток носит обратимый характер. Например, обратимыми могут быть повреждения кардиомиоцитов при рефлекторной ишемии миокарда, эритроцитов при кратковременных изменениях осмотического давления крови, клеток кожи при эритеме, вызванной ультрафиолетовыми лучами, эпителия слизистой носа при воздействии пыльцы злаковых трав у больных поллинозами. Если повреждающие агенты вызывают стойкие изменения внутриклеточного гомеостаза, неустранимые при вовлечении внеклеточных и внутриклеточных защитных и компенсаторных механизмов, развиваются необратимые повреждения клеток, приводящие, как правило, к их гибели или значительному сокращению сроков их жизни. Например, повреждения кардиомиоцитов при длительной ишемии миокарда, клеток кожи при действии больших доз ультрафиолетовых лучей, эритроцитов при действии активированного комплемента или гемолитических ядов, эпителия слизистой носа при действии вирусов гриппа. К необратимому повреждению клеток приводят: выход интегральных и высокомолекулярных белков из цитоплазматической мембраны (ЦПМ); потеря внутриклеточных белков, ферментов и пуриновых оснований; стойкое набухание митохондрий и выпадение солей кальция в осадок в матриксе; гиперхроматоз и сморщивание ядра, микроскопические разрывы ядерных мембран; повреждение мембран лизосом и аутолиз клетки. Необратимые повреждения не всегда приводят к быстрой гибели клеток. В частности, отложение в клетках стареющего организма липофусцина, продукта взаимодействия перекисных радикалов жирных кислот с токоферолом при недостаточности лизосомальных ферментов, приводит к окрашиванию жировых клеток в желтый цвет. Отложение в клетках про-

10