Zajedno s membranskim i nemembranskim organelama u citoplazmi se nalaze stanične inkluzije, koje su nepostojani elementi stanice. Pojavljuju se i nestaju tijekom njegovog životnog ciklusa.

Što se odnosi na stanične inkluzije, koja je njihova uloga u stanici?

Zapravo, inkluzije su metabolički produkti koji se mogu akumulirati u obliku granula, zrnaca ili kapljica s različitim kemijska struktura. Rijetko se nalazi u jezgri.

Nastaju uglavnom u lamelarnom kompleksu i u endoplazmatskom retikulumu. Neki su rezultat nepotpune probave (hemosiderin).

Proces cijepanja i uklanjanja ovisi o podrijetlu. Sekretorne inkluzije se izlučuju kroz kanale, ugljikohidratne i lipidne inkluzije se dijele pod djelovanjem enzima, melanin uništavaju Langerhansove stanice.

Klasifikacija staničnih inkluzija:

• Trofički (škrob, glikogen, lipidi);
• sekretorni (uključivanja gušterače, endokrinih organa);
• izlučivanje (granule mokraćne kiseline);
• pigment (melanin, bilirubin);
• nasumično (lijekovi, silicij);
• mineral (soli kalcija).

Struktura i funkcije

masna inkluzije se često nakupljaju u citoplazmi kao male kapljice. Oni su karakteristični za jednoćelijske, na primjer, cilijate. Kod viših životinja kapljice lipida nalaze se u masnom tkivu. Pretjerano nakupljanje masnih naslaga dovodi do patološke promjene u organima, na primjer, uzroci masna degeneracija jetra.

polisaharidi imaju zrnastu strukturu raznih oblika i veličine. Njihove najveće nakupine nalaze se u stanicama poprečno-prugaste muskulature i jetrenog tkiva.

Proteinske inkluzije nisu česti, uglavnom su hranjiva tvar u jajima (pod mikroskopom se vide svakakve pločice, štapići).

Pigment lipofuscin - to su inkluzije žute ili smeđe boje koje se nakupljaju u stanicama tijekom života. Pigment hemoglobin dio je crvenih krvnih stanica. Rhodopsin - čini štapiće mrežnice osjetljivima na svjetlost.

Građa i funkcije staničnih uključaka
Skupina	Karakteristično
Trofički	To uključuje proteine, masti i ugljikohidrate. Glikogen se nalazi u životinjskim stanicama, posebice u jetri i mišićnim vlaknima. Kod opterećenja i potrošnje velike količine energije koristi se u prvom redu. Biljke skladište škrob kao glavni izvor prehrane.
ekskretorni	To su produkti metabolizma stanice koji iz nje nisu uklonjeni. Tu spadaju i strani agensi koji su prodrli u unutarstanični prostor. Takve inkluzije apsorbiraju i obrađuju lizosomi.
Sekretorni	Njihova sinteza odvija se u posebnim stanicama, a zatim se izvode kroz kanale ili protokom limfe i krvi. Sekretorna skupina uključuje hormone.
Pigment	Ponekad su predstavljeni metaboličkim produktima: granulama lipofuscina ili nakupinama hemosiderina. Nalazi se u melanocitima, stanicama označenim bojama. Oni obavljaju zaštitnu funkciju, sprječavajući djelovanje sunčeve svjetlosti. Kod najjednostavnijih vrsta melanociti se nalaze u mnogim organima, što životinjama daje drugačiju boju. Kod ljudi se glavna masa pigmentnih stanica nalazi u epidermisu, dijelom u šarenici oka.
Slučajno	Nalazi se u stanicama sposobnim za fagocitozu. Uhvaćene bakterije koje se slabo probavljaju ostaju u citoplazmi kao granule.
mineral	To uključuje soli Ca, koje se talože smanjenjem aktivnosti organa. Povreda metabolizma iona također dovodi do nakupljanja soli u matrici mitohondrija.

Biološko i medicinsko značenje staničnih inkluzija

Prekomjerno nakupljanje inkluzija može dovesti do razvoja ozbiljnih patologija, koje se obično nazivaju bolesti nakupljanja. Nastanak bolesti povezan je sa smanjenjem aktivnosti lizosomskih enzima i prekomjernim unosom bilo kojih tvari (masna degeneracija jetre, glikogen mišićnog tkiva).

Na primjer, razvoj nasljedna bolest Pompe je zbog nedostatka enzima kisela maltaza, kao rezultat, glikogen se zagrijava u stanicama, što dovodi do distrofije živčanog i mišićnog tkiva.

U citoplazmi se mogu nakupljati tvari karakteristične za stanicu, kao i strane tvari koje se inače ne pojavljuju (amiloidoza bubrega). Tijekom starenja organizma lipofuscin se nakuplja u svim stanicama, što služi kao marker funkcionalne inferiornosti stanica.

Po čemu se organele razlikuju od staničnih inkluzija?

organele - to su trajni strukturni elementi stanice, neophodni za stabilan rad i život.

Uključivanja - to su komponente stanice koje mogu dolaziti i odlaziti tijekom svog životnog vijeka.

Kao rezultat vitalne aktivnosti bilo koje stanice, različiti spojevi (organski i anorganski) mogu se akumulirati u njezinoj citoplazmi.Te tvari koje odražavaju prirodni metabolizam stanice nazivaju se inkluzije. Uključci su pokretne strukture citoplazme, sposobne se pojaviti i nestati, najčešće se prije ili kasnije potroše za potrebe stanice.

Klasifikacija inkluzija

• 1. Trofičke inkluzije
• 2. Sekretorne inkluzije
• 3. Ekskretorne inkluzije
• 4. Pigmentirane inkluzije
• 5. Vitamini

Trofičke inkluzije - u citoplazmi mogu biti predstavljene proteinima, mastima i ugljikohidratima. Proteinske inkluzije su najrjeđe od svih trofičkih inkluzija, izgledaju kao granule, rjeđe kristali. Mogu se naći u nešto većem broju, u stanicama kao što su ženske spolne stanice, stanice jetre, embrionalne stanice i tumorske stanice, najčešće imaju plastičnu funkciju, odnosno građevni materijal ili vakuole.

Masti su češće, imaju oblik kapljica ili vakuola i visokokalorična su ulja koja se koriste kao hranjivi materijal za stanicu. Najveći broj masnih inkluzija određen je bijelim i smeđim masnim tkivom. U stanicama jetre, u ženskim spolnim stanicama i u stanicama kore nadbubrežne žlijezde, u obliku steroidnih spojeva (kolesterola), koji se koriste kao prekursor u nadbubrežnim žlijezdama, u sintezi hormona topivih u mastima, ugljikohidrati su vrlo česti. Glavna inkluzija ugljikohidrata je glikogen, životinjski polisaharid, koji se, kada se razgrađuje (na primjer, pod djelovanjem glukagona, daje glavni energetski supstrat - glukozu, neophodnu za sve unutarstanične procese koji podržavaju život stanice, većina glikogenskih inkluzija nalazi se u vlaknima skeletnih mišića, u tkivu srčanog mišića, u živčanim stanicama, kao i stanicama jetre (hepatociti) i glikogenu. inkluzije gena također se nalaze u ženskim reproduktivnim stanicama.

Sekretorne inkluzije u stanicama su proizvod sekretorna aktivnostžljezdanih stanica, koju stanica obično izvozi, odnosno koristi za potrebe cijelog organizma. Sekretorne inkluzije mogu imati oblik granula vakuola, rjeđe kristala. Elektronska mikroskopija to otkriva većina sekretorne inkluzije okružene su biomembranom, koja je neophodna za procese izlučivanja sekreta i njihovo naknadno očuvanje, mnogo sekretornih inkluzija nalazi se u stanicama gušterače u pannetovim stanicama sadržanim u tanko crijevo, kao iu sekretornim stanicama hipotalamusa, najčešće se sekretorne inkluzije pohranjuju u citoplazmi u neaktivnom stanju. Takvi neaktivni enzimi nazivaju se zimogeni. A granule s ovom tajnom nazivaju se zimogene granule.

ekskretorne inkluzije. U procesu života bilo koje stanice, metabolički proizvodi (troske) se nakupljaju u njoj s tim troskama i predstavljaju izlučujuće inkluzije. Unatoč činjenici da se ove inkluzije nalaze u svim stanicama, većina ih je u stanicama bubrega. citoplazma organoid trofičan

Pigmentirane inkluzije su tvari koje se nakupljaju u citoplazmi i imaju svoju prirodnu boju. Pigmentirane inkluzije dijele se u 2 kategorije: one koje se mogu pohraniti u citoplazmi (melanin i lipofuscin) i one koje se trebaju pohraniti u citoplazmi. bez greške ukloniti iz stanice jer su za nju otrovni. Najčešći je melanin. Inkluzije melanina imaju oblik slojevitih tijela ili granula, koje su difuzno raspoređene po citoplazmi, najviše se ovaj pigment nalazi u stanicama kože u blizini bradavice, angenitalnoj regiji, u stanicama kose, u stanicama žilnica očna jabučica, kao i u irisu. Glavna funkcija melanina je apsorpcija ultraljubičastog dijela sunčevog spektra, koji ima mutageno djelovanje. Ovaj pigment pridonosi i oštrini svjetla jer upija višak sunčevih zraka i sprječava njihov odboj od stražnje stijenke oka, čime slika postaje oštrija i kontrastnija. Lipofuscin je produkt metabolizma masnih molekula koje čine rezidualna tjelešca – lizosome. S vremenom se količina lipofuscina u stanicama povećava, pa se taj pigment naziva pigmentom starenja. Lipofuscin se može nakupljati u svim stanicama, ali se više nakuplja u stanicama jetre i živčanim stanicama.

Vitamini. Uključci vitamina su granule različite prirode, koje se vrlo malo nakupljaju u stanicama, vitamini nikada neće imati plastičnu funkciju, trofičku funkciju, energetsku funkciju. Vitamini su kofaktori (pomagači) za razne enzimske sustave koji kontroliraju metabolizam. Svi vitamini se dijele na topive u mastima i topive u vodi. Vitamini topivi u mastima uključuju vitamine A, D, E, K. Topivi u vodi C i vitamine skupine B. S nedovoljnim unosom jednog ili drugog vitamina razvija se hipovitaminoza, čija je krajnja manifestacija nedostatak vitamina, a hipo i nedostatak vitamina su bolesti koje povlače vrlo ozbiljne posljedice, koje će se prije ili kasnije očitovati.

Inkluzije su nepostojane i neobavezne komponente stanica. Može sadržavati razne kemikalije.

Uključivanja se dijele na:

Trofičko (opskrba hranjivim tvarima), Trofičke inkluzije. To su strukture u kojima se pohranjuju stanice i organizam u cjelini hranjivim tvarima neophodan u uvjetima nedostatka energije, nedostatka strukturnih molekula (tijekom gladovanja). Primjer trofičkih inkluzija su granule glikogena (jetrene stanice, mišićne stanice i simplasti), lipidne inkluzije u masnim i drugim stanicama.

Sekretorne (tvari namijenjene lučenju), Sekretorne inkluzije. One su sekretorne granule koje se oslobađaju iz stanice egzocitozom. Po kemijski sastav dijele se na proteinske (serozne), masne (lipidne ili liposomske), sluznice (sadrže mukopolisaharide) itd. Broj inkluzija ovisi o funkcionalnoj aktivnosti stanice, stupnju sekretornog ciklusa i stupnju zrelosti stanice. Posebno mnogo zrnaca ima u diferenciranim, funkcionalno aktivnim stanicama u fazi nakupljanja sekretornog ciklusa.

Ekskretorni (produkti metabolizma namijenjeni uklanjanju iz stanice), ekskretorne inkluzije. To su inkluzije tvari koje je stanica uhvatila iz unutarnjeg okoliša i izlučila iz tijela: otrovne tvari, metabolički produkti, strane strukture. Često se ekskretorne inkluzije nalaze u epitelu tubula bubrega, prvenstveno u proksimalnim. Proksimalni tubuli izlučuju nepotrebno tijelu tvari koje se ne mogu filtrirati kroz glomerularni aparat.

Pigment (pigmenti). pigmentne inkluzije. Ova vrsta inkluzije daje boju stanicama; pruža zaštitnu funkciju, na primjer, granule melanina u pigmentnim stanicama kože štite od opeklina. Pigmentirane inkluzije mogu se sastojati od staničnih otpadnih proizvoda: granula s lipofuscinom u neuronima, hemosiderina u makrofagima.

Koncept životni ciklus stanice: stadiji i njihove morfofunkcionalne karakteristike. Značajke životnog ciklusa razne vrste Stanice. Regulacija životnog ciklusa: pojam, klasifikacija čimbenika koji reguliraju proliferativnu aktivnost.

U životnom ciklusu svake stanice razlikuje se 5 razdoblja: faza rasta i razmnožavanja u nediferenciranom stanju, faza diferencijacije, faza normalna aktivnost, faza starenja i terminalna faza raspadanja i smrti.

Rast i razmnožavanje. Neposredno nakon "rođenja", u trenutku diobe stanice majke, stanica kćer počinje proizvoditi proteine ​​u skladu s tipom koji joj je dodijeljen genetskim kodom. Stanica raste zadržavajući nediferenciranu prirodu embrionalne stanice – to je razdoblje rasta.

Diferencijacija. Moguća je i druga vrsta razvoja. Nakon početnog rasta i razmnožavanja, stanica se počinje diferencirati, tj. morfološki i funkcionalno specijalizirati. Proces diferencijacije, uzrokovan istodobno djelovanjem gena i utjecajem vanjske okoline, u početku je neko vrijeme reverzibilan. Mogu ga zaustaviti različiti čimbenici.

Proces diferencijacije je razvoj iz homogenog staničnog materijala stanica i tkiva različitih organa koji se međusobno oštro razlikuju. Diferencirane stanice odlikuju se svojim morfološkim i posebnim funkcionalnim svojstvima. Ta su svojstva posljedica strukturnih i enzimskih značajki njihovih specifičnih proteina. Neke embrionalne diferencijacije stanica, pa čak i organa ovise o svojstvima staničnih membrana; ta su svojstva povezana sa strukturnim i funkcionalne karakteristike vjeverica. Dakle, svaka se diferencijacija temelji na strukturnim promjenama proteina, diferencijacija je proces usmjerene promjene.

stanična smrt- postupan proces: najprije u stanici nastaju reverzibilna oštećenja kompatibilna sa životom; tada oštećenje postaje ireverzibilno, ali neke funkcije stanice ostaju očuvane i, konačno, dolazi do potpunog prestanka svih funkcija.

Razine i oblici organizacije života. Definicija tkanine. Evolucija tkiva. Morfofunkcionalna klasifikacija tkiva prema Kellikeru i Leydigu. Strukturni elementi tkiva. Pojam matične stanice, stanične populacije i diferoni. Klasifikacija tkiva prema teoriji diferencijalne strukture.

Sustavno-strukturalne razine organizacije različitih oblika življenja su brojne: molekularna, subcelularno, stanično, organsko tkivo, organizam, populacija, vrsta, biocenotski, biogeocenotski, biosferski. Mogu se definirati i druge razine. Ali u svoj raznolikosti razina ističu se neke osnovne. Specifične diskretne strukture i temeljne biološke interakcije služe kao kriterij za razlikovanje glavnih razina. Na temelju tih kriterija prilično se jasno razlikuju sljedeće razine organizacije živih bića: molekularno-genetska, organska, populacijsko-specijska, biogeocenotska.

Tekstil- to je privatni sustav tijela nastao evolucijom, koji se sastoji od jednog ili više staničnih diferona i njihovih derivata i ima specifične funkcije zahvaljujući kooperativnom djelovanju svih njegovih elemenata.
Sva tkiva se dijele u 4 morfofunkcionalne skupine: I. epitelna tkiva (u koje spadaju žlijezde); II.tkiva unutarnje sredine organizma - krv i hematopoetska tkiva, vezivna tkiva; III. mišićna tkiva IV. živčanog tkiva. Unutar ovih skupina (osim živčanog tkiva) razlikuju se jedna ili druga vrsta tkiva. Na primjer, mišićna tkiva se uglavnom dijele na 3 tipa: skeletno, srčano i glatko mišićno tkivo. Još su složenije skupine epitelnog i vezivnog tkiva. Tkanine koje pripadaju istoj skupini mogu imati različito podrijetlo. Na primjer, epitelna tkiva potječu iz sva tri klicina lista. Dakle, skupina tkiva je skup tkiva koja imaju slična morfološka i funkcionalna svojstva, neovisno o izvoru njihova razvoja. U stvaranju tkiva mogu sudjelovati sljedeći elementi: stanice, stanični derivati ​​(simplasti, sincicij), postcelularne strukture (kao što su eritrociti i trombociti), međustanična tvar (vlakna i matriks). Svaka se tkanina razlikuje po određenom sastavu takvih elemenata. Na primjer, kostur mišića- ovo su samo simplasti ( mišićna vlakna. Ovaj sastav određuje specifične funkcije svakog tkiva. Štoviše, obavljajući ove funkcije, elementi tkiva obično blisko djeluju jedni na druge, tvoreći jedinstvenu cjelinu.
morfofunkcionalna klasifikacija Köllikera i Leydiga, koje su oni stvorili sredinom prošlog stoljeća. Prema ovoj klasifikaciji

Razlikuju se sljedeće 4 skupine tkiva:

1.epitelni ili pokrovna tkiva koja se kombiniraju na temelju morfoloških obilježja.

2. Tkanine unutarnje okruženje, uključujući krv, limfu, kosti, hrskavicu i pravilno vezivno tkivo. Sva ova tkiva su spojena u jednu skupinu prema dva kriterija. po općenitosti građe (sve se sastoje od stanica i međustanične tvari) i podrijetla (sve se razvijaju iz mezenhima).

3.Mišićni tkiva (glatka, poprečno-prugasta, srčana, mioepitelne stanice i mioneuralni elementi). Tkiva ove skupine imaju jednu funkciju - kontraktilnost, ali su njihovo podrijetlo i struktura različiti.

4.živčani tekstil. Ovo tkivo predstavljeno je različitim histološkim elementima stanica i glije. jedini zajednička značajka Za nervne ćelije i glijalnih elemenata je njihov stalni zajednički raspored, t.j. topografsko obilježje. živčanog tkiva ima integrativnu funkciju, tj. osigurava jedinstvo tijela.

Vitalnost ove klasifikacije objašnjava se činjenicom da ona odražava različite veze organizma s vanjskom okolinom, kao i unutar samog organizma.

KONSTRUKTIVNI ELEMENTI TKANINA:

Tkiva se sastoje od stanica i međustanične tvari. Stanice su u interakciji jedna s drugom i međustaničnom tvari. Time se osigurava funkcioniranje tkiva kao jedinstveni sustav. Sastav organa uključuje različita tkiva (neki čine stromu, drugi - parenhim). Svako tkivo ima ili je imalo matične stanice u embriogenezi.

SIMPLAST - nestanična višejezgrena struktura. Dva načina nastanka: spajanjem stanica, između kojih nestaju stanične granice; kao rezultat nuklearne fisije bez citotomije (stvaranje konstrikcije). Na primjer, skeletno mišićno tkivo.

MEĐUSTANIČNA TVAR - stanični otpadni proizvod. Sastoji se od dva dijela: amorfne (bazične) tvari (geleosol, proteoglikani, GAG, glikoproteini) i vlakana (kolagen određuje vlačnu čvrstoću, elastična - vlačna čvrstoća, retikularna - kolagen tipa 3)

Teorije o diferenciranoj građi tkiva. Prema ovoj teoriji, sva tkiva našeg tijela sastoje se od jednog ili više diferencijala. Stanični diferon je skup staničnih oblika koji čine liniju diferencijacije. Stanični diferon čine stanice sve većeg stupnja zrelosti jedne histogenetske serije. Matične stanice služe kao početni oblik linije stanične diferencijacije (cell Differon). Sva tkiva našeg tijela imaju ili su imala matične stanice u embrionalnom razdoblju. Matične stanice su slabo diferencirane, tj. nisu prošli put diferencijacije do kraja.

Kada se matična stanica podijeli, suočena je s izborom ostati matična stanica, koja je bila roditelj, ili krenuti putem koji vodi do potpune diferencijacije. Utvrđeno je da se matična stanica može dijeliti simetrično i asimetrično. Simetričnom diobom iz 1 matične stanice nastaju dvije nove matične stanice.Sljedeći stupnjevi histogenetskog niza formiraju sub-matične (komitirane) progenitorske stanice koje se mogu diferencirati samo u jednom smjeru. Differon završava stadijem zrelih funkcionalnih stanica . U tkivu postoje osnovni (potpuni) i nepotpuni diferoni Uobičajeno, u sastavu staničnoga diferona mogu se razlikovati početni kambijalni dio, srednji diferencirajući dio i završni, visokodiferencirajući dio, u kojem je stupanj proliferativne aktivnosti stanice različit.

Nestalno je strukturne komponente Stanice. Nastaju i nestaju ovisno o funkcionalnom i metaboličkom stanju stanice, produkti su njezine vitalne aktivnosti i odražavaju se funkcionalno stanje stanica u vrijeme istraživanja. Inkluzije su podijeljene u nekoliko skupina: trofički, sekretorni, ekskretorni, pigmentni itd.

Klasifikacija inkluzija

Trofičke inkluzije

- opskrba stanice hranjivim tvarima. Postoje ugljikohidrati, masti i proteini. Na primjer, grudice glikogena i kapljice masti u jetrenim stanicama skladište su ugljikohidrata i lipida koji se stvaraju u tijelu nakon jela i nestaju tijekom posta. Inkluzije žumanjka (lipoproteinske granule) u jajetu zaliha su hranjivih tvari potrebnih za razvoj embrija u prvim danima njegovog nastanka.

Sekretorne inkluzije

– granule i kapljice tvari sintetiziranih u stanici za potrebe organizma (npr. probavni enzimi za želučani i crijevni sok), koji se nakupljaju u vakuolama Golgijevog kompleksa apikalnog dijela stanice i egzocitozom se uklanjaju iz stanice.

ekskretorne inkluzije

- granule i kapi tvari štetnih za tijelo, koje izlučuju stanice tijekom vanjsko okruženje s urinom i izmetom. Na primjer, ekskretorne inkluzije u stanicama tubula bubrega.

pigmentne inkluzije

– zrnca ili kapi tvari koje stanici daju boju. Na primjer, nakupine proteina melanina, koji ima smeđa boja u kožnim melanocitima, odnosno hemoglobina u eritrocitima.

Osim struktura citoplazme, koje se jasno mogu pripisati organelama ili inkluzijama, ona stalno sadrži ogroman broj različitih transportnih vezikula koje osiguravaju prijenos tvari između različitih komponenti stanice.

Hijaloplazma – prava otopina biopolimera koja ispunjava stanicu, u kojoj su organele i inkluzije, kao i stanična jezgra u suspenziji (kao u suspenziji). Hijaloplazmatski biopolimeri uključuju proteine, masti, ugljikohidrate, nukleinske kiseline, kao i njihove složene komplekse, koji su otopljeni u vodi bogatoj mineralnim solima i jednostavnim organski spojevi. Osim toga, hijaloplazma sadrži citomatrica - mreža proteinskih vlakana debljine 2-3 nm. Kroz hijaloplazmu, različite strukturne komponente stanice međusobno djeluju, dolazi do razmjene tvari i energije. Hijaloplazma može prijeći iz tekućeg (sol) u stanje poput želea (gel). Time se smanjuje brzina kretanja u hijaloplazmi protoka tvari i energije, kretanje organela, inkluzija i jezgre, što znači da je također inhibirana funkcionalna aktivnost stanice.

Odgovor stanica na vanjske utjecaje.

Opisana morfologija stanice nije stabilna (konstantna). Pod utjecajem različitih nepovoljnih čimbenika na tijelu, pojavljuju se različite promjene u strukturi različitih struktura. Ovisno o čimbenicima utjecaja, promjene u staničnoj strukturi različito se manifestiraju u stanicama. raznih organa i tkanine. Istodobno, promjene u staničnoj strukturi mogu biti adaptivna(adaptivni) i reverzibilni, odn neprilagođen nepovratan (patološki). Međutim, nije uvijek moguće definirati jasnu granicu između adaptivnih i maladaptivnih promjena, jer adaptivne promjene mogu prijeći u patološke. Budući da su predmet proučavanja histologije stanice, tkiva i organi zdravog ljudskog tijela, ovdje će se prije svega razmotriti adaptivne promjene staničnih struktura. Primjećuju se promjene i u strukturi jezgre i citoplazme.

Temeljne promjene- bubrenje jezgre i njezin pomak prema periferiji stanice, širenje perinuklearnog prostora, stvaranje invaginacija karioleme (izbočenje u jezgru njezine ljuske), kondenzacija kromatina. DO Patološke promjene u jezgri uključuju:

piknoza - boranje jezgre i koagulacija (zbijanje) kromatina;

karyorrhexis - raspad jezgre u fragmente;

karioliza – otapanje jezgre.

Promjene u citoplazmi- zbijanje, a zatim bubrenje mitohondrija, degranulacija granularnog endoplazmatskog retikuluma (deskvamacija ribosoma), a zatim fragmentacija tubula u zasebne vakuole, širenje cisterni, a zatim raspad Golgijevog lamelarnog kompleksa u vakuole, bubrenje lizosoma i aktivacija njihovih hidrolaza, povećanje broja autofagosoma, u procesu mitoze - raspadanje fisijskog vretena i razvoj patoloških mitoza.

Promjene u citoplazmi može biti posljedica strukturnih promjena u plazmolemi, što dovodi do povećanja njegove propusnosti i hidratacije hijaloplazme, metaboličkih poremećaja, što je popraćeno smanjenjem sadržaja ATP-a, smanjenjem cijepanja ili povećanjem sinteze inkluzija (glikogen, lipidi) i njihove prekomjerne akumulacije.

Nakon uklanjanja štetnih učinaka na tijelo reaktivan(adaptivne) strukturne promjene nestaju i morfologija stanice se obnavlja. S razvojem patološki(maladaptivnih) promjena, čak i nakon uklanjanja štetnih učinaka, strukturne promjene se povećavaju i stanica odumire.

Regeneracija.

Regeneracija(oporavak) - sposobnost živih organizama da tijekom vremena obnove oštećena tkiva, a ponekad i čitave izgubljene organe.

Vrste stanične smrti.

Postoje dvije vrste stanične smrti: nasilna smrt uslijed oštećenja - nekroza i programirana stanična smrt apoptoza.

Nekroza

- Ovo posmrtne promjene stanica ireverzibilne prirode, koja se sastoji u postupnom enzimskom razaranju i denaturaciji njegovih proteina. Razvija se prekomjernom promjenom stanice, ne zahtijeva energiju a ne ovisi o kontrolnim signalima lokalnog i središnjeg podrijetla (»anarhistički način smrti«). Zbog sinteze biološki aktivnih tvari (prostaglandina) oštećene stanice i kršenja cjelovitosti njezinih membrana (oslobađanje raznih enzima), nekroza predstavlja određenu prijetnju okolnim strukturama - to često doprinosi razvoju upalnog procesa.

Do nasilne stanične smrti dolazi zbog:

nedostatak hrane i kisika;

ireverzibilne promjene u strukturi i funkciji s inhibicijom najvažnijih metaboličkih procesa raznim patogenim uzročnicima.

Nekrozi prethodi duboka, djelomično nepovratan stupanj oštećenja stanica nekrobioza (Sl. 1). Unatoč raznolikosti etiološki čimbenici, u konačnici izazivajući razvoj nekrobioze i nekroze, molekularno-stanične promjene otkrivene tijekom stanične smrti u većini su slučajeva iste (Zaichik A.Sh., Churilov L.P., 1999.). Prema njima, važno je razlikovati hipoksična i nekrobioza slobodnih radikala. Mehanizmi oštećenja stanica slobodnim radikalima (vidi gore) mogu se pokrenuti bez primarne hipoksije, a ponekad čak iu uvjetima njezinog viška. Hipoksična nekrobioza(vidi odjeljak "Hipoksija") pokreću različiti patogeni čimbenici koji uzrokuju produljenu hipoksiju. Obje vrste nekrobioze mogu se kombinirati i nadopunjavati. Ishod obje vrste nekrobioze je takvo oštećenje stanice, u kojem ona više nije sposobna za samostalnu opskrbu energijom ( t. nepovratnost, riža. 1) i podvrgava se nekrozi.

Neki istraživači ponekad nekrobiozu smatraju procesom smrti same stanice. Prema IV Davydovskom, nekrobioza je proces stanične smrti. Nekroza je u većoj mjeri morfološka karakteristika opažena nakon stanične smrti, a ne sam mehanizam smrti.

Postoje dvije glavne vrste nekroze:

koagulacijska (suha) nekroza. Uz to se u stanici razvija značajna acidoza, dolazi do koagulacije proteina i povećane akumulacije kalcija s agregacijom elemenata citoskeleta. Vrlo često se opaža u teškoj hipoksiji, na primjer, u kardiomiocitima tijekom infarkta miokarda. Ova se nekroza pretežno razvija u tkivima bogatim proteinima i kalcijem i karakterizirana je ranim i dubokim lezijama mitohondrija;

kolikvacijska nekroza. Za njega je tipična prevlast hidrolitičkih procesa lizosomalne autolize ili heterolize uz sudjelovanje fagocita. Žarište nekroze je omekšano, dolazi do nakupljanja aktivnih hidroksilnih radikala i endogene saponifikacije stanica, što dovodi do razaranja njegovih struktura, poput raznih membrana.

Ne postoje jasne granice između koagulacijske i kolikvacijske nekroze. Možda je to zbog činjenice da su mehanizmi njihovog razvoja uglavnom zajednički. Niz istraživača razlikuje tzv kazeozni (usireni) nekroza (kod tuberkuloze), dok spljoštenje da je kombinacija dva prethodna tipa.

Apoptoza.

Apoptoza je programirana stanična smrt (pokrenuta djelovanjem izvanstaničnih ili unutarstaničnih čimbenika) u čijem razvoju aktivnu ulogu imaju posebni i genetski programirani unutarstanični mehanizmi.. Ona je, za razliku od nekroze, aktivan proces koji zahtijeva određene troškovi energije. U početku su pokušali razlikovati pojmove " programirana stanična smrt"I" apoptoza»: prvi pojam odnosio se na eliminaciju stanica u embriogenezi, a drugi - na programiranu smrt samo zrelih diferenciranih stanica. Trenutno je postalo jasno da u tome nema nikakve svrhovitosti (mehanizmi razvoja stanične smrti su isti) te su dva pojma postala sinonimi, iako ta povezanost nije neosporna.

Prije nego što pređemo na prezentaciju materijala o ulozi apoptoze za vitalnu aktivnost stanice (i organizma) u normalnim i patološkim stanjima, razmotrit ćemo mehanizam apoptoze. Njihova implementacija može se predstaviti kao fazni razvoj sljedećih faza:

1 faza – stupanj inicijacije (indukcije) .

Ovisno o podrijetlu signala koji stimulira apoptozu, postoje:

intracelularni podražaji za apoptozu. Među njima najpoznatiji su - različiti tipovi zračenje, višak H+, dušikov oksid, slobodni radikali kisika i lipida, hipertermija itd. Svi oni mogu uzrokovati razne oštećenje kromosoma(prekidi DNA, kršenja njezine konformacije itd.) i unutarstanične membrane(osobito mitohondrija). To jest, u ovom slučaju razlog apoptoze je "nezadovoljavajuće stanje same stanice" (Mushkambirov N.P., Kuznetsov S.L., 2003.). Štoviše, oštećenje staničnih struktura mora biti dovoljno snažno, ali ne i destruktivno. Stanica mora zadržati energiju i materijalne resurse za aktivaciju gena apoptoze i njezinih efektorskih mehanizama. Unutarstanični put za poticanje programirane stanične smrti može se opisati kao " apoptoza iznutra»;

transmembranski podražaj za apoptozu, tj. u ovom slučaju aktivira se vanjskom "signalizacijom", koja se prenosi preko membranskih ili (rjeđe) unutarstaničnih receptora. Stanica može biti sasvim održiva, ali sa stajališta cijelog organizma ili "pogrešne" stimulacije apoptoze, mora umrijeti. Ova varijanta apoptoze naziva se " apoptoza na naredbu».

Transmembranski podražaji se dijele na:

« negativan»signali. Za normalnu aktivnost stanice, regulaciju njezine diobe i reprodukcije, potrebno je utjecati na nju preko receptora različitih biološki aktivnih tvari: faktora rasta, citokina, hormona. Između ostalog, potiskuju mehanizme stanične smrti. I naravno, nedostatak ili odsutnost ovih biološki aktivnih tvari aktivira mehanizme programirane stanične smrti;

« pozitivan»signali. Signalne molekule, kao što su TNFα, glukokortikoidi, neki antigeni, adhezivni proteini itd., nakon interakcije sa staničnim receptorima, mogu pokrenuti program apoptoze.

Na staničnim membranama nalazi se skupina receptora čija je zadaća prijenos signala za razvoj apoptoze kao glavne, možda i jedine funkcije. To su, na primjer, proteini DR skupine (receptos smrti - " receptori smrti""): DR 3 , DR 4 , DR 5 . Najbolje je proučen Fas receptor koji se pojavljuje na površini stanice (hepatociti) spontano ili pod utjecajem aktivacije (zreli limfociti). Fas receptor, u interakciji s Fas receptorom (ligandom) T-killera, pokreće program smrti ciljne stanice. Međutim, interakcija Fas receptora s Fas ligandom u područjima izoliranim od imunološki sustav, završava smrću samog T-ubojice (vidi dolje, u područjima izoliranim od imunološkog sustava, završava smrću samog T-ubojice () može biti 0000000000000000000000000000).

Treba imati na umu da neke signalne molekule apoptoze, ovisno o situaciji, mogu, naprotiv, blokirati razvoj programirane stanične smrti. Ambivalencija(dualna manifestacija suprotnih svojstava) karakteristična je za TNF, IL-2, interferon γ itd.

Na membranama eritrocita, trombocita, leukocita, kao i plućne stanice a koža nađena posebnom markerski antigeni. Sintetiziraju fiziološke autoantitijela, i oni, igrajući ulogu opsonini, doprinose fagocitozi ovih stanica, tj. dolazi do stanične smrti autofagocitoza. Pokazalo se da se markerski antigeni pojavljuju na površini “starih” (koje su prošle svoj put ontogenetskog razvoja) i oštećenih stanica, dok ih mlade i neoštećene stanice nemaju. Ti se antigeni nazivaju "antigeni-markeri starenja i oštećenih stanica" ili "protein trećeg pojasa". Izgled proteina treće trake kontrolira stanični genom. Stoga se autofagocitoza može smatrati varijantom programirane stanične smrti..

mješoviti signale. Ovo je kombinirani učinak signala prve i druge skupine. Na primjer, apoptoza se događa kod limfocita aktiviranih mitogenom (pozitivan signal), ali nisu u kontaktu s AG (negativan signal).

2 faza – faza programiranja (kontrola i integracija mehanizama apoptoze).

Ovu fazu karakteriziraju dva dijametralno suprotna procesa opažena nakon inicijacije. Događa se bilo koje:

realizacija početnog signala apoptozi aktivacijom njezinog programa (efektori su kaspaze i endonukleaze);

blokiranje učinka signala okidača apoptoze.

Postoje dvije glavne, ali ne i međusobno isključive opcije za izvođenje faze programiranja (Sl. 14):

Riža. 14. Kaspazna kaskada i njezini ciljevi

R, membranski receptor; K, kaspaza, AIF, mitohondrijska proteaza; Cit. C, citokrom c; Apaf-1, citoplazmatski protein; IAP, inhibitori kaspaze

1. Izravan prijenos signala (izravan način aktiviranja efektorskih mehanizama apoptoze zaobilazeći stanični genom) ostvaruje se kroz:

adaptorski proteini. Na primjer, na ovaj način T-killer pokreće apoptozu. Aktivira kaspazu-8 (adapterski protein). TNF može djelovati slično;

citokrom C i ΑIF proteaza (mitohondrijska proteaza). Oni izlaze iz oštećenih mitohondrija i aktiviraju kaspazu-9;

granzimi. T-ubojice sintetiziraju protein perforin, koji tvori kanale u plazmolemi ciljne stanice. Ovim kanalima u stanicu ulaze proteolitički enzimi. granzimi, koje izlučuje isti T-ubojica, i pokreću kaskadu mreže kaspaza.

2. Neizravni prijenos signala. Ostvaruje se uz pomoć genoma stanice tako što:

potiskivanje gena koji kontroliraju sintezu inhibicijskih proteina apoptoze (geni Bcl-2, Bcl-XL i dr.). Bcl-2 proteini u normalnim stanicama dio su mitohondrijske membrane i zatvaraju kanale kroz koje citokrom C i AIF proteaza izlaze iz tih organela;

ekspresija, aktivacija gena koji kontroliraju sintezu proteina-aktivatora apoptoze (geni Bax, Bad, Bak, Rb, P 53 i dr.). Oni pak aktiviraju kaspaze (k-8, k-9).

Na sl. Slika 14 je primjer dijagrama principa kaspaze za aktivaciju kaspaze. Može se vidjeti da bez obzira gdje kaskada počinje, njen ključni trenutak je kaspaza 3. Također je aktiviraju kaspaze 8 i 9. Ukupno postoji više od 10 enzima u obitelji kaspaza. Lokaliziran u citoplazmi stanice u neaktivnom stanju (prokaspaza). Položaj svih kaspaza u ovoj kaskadi nije u potpunosti razjašnjen, stoga neke od njih nedostaju na dijagramu. Čim se aktiviraju kaspaze 3,7,6 (možda njihove druge vrste), počinje 3. stadij apoptoze.

3 faza – faza provedbe programa (izvršitelj, izvršitelj).

Izravni izvršitelji („krvci“ stanice) su gore navedene kaspaze i endonukleaze. Mjesto primjene njihovog djelovanja (proteoliza) je (slika 14):

citoplazmatski proteini – proteini citoskeleta (fodrin i aktin). Hidroliza fodrina objašnjava promjenu površine stanice - "naboranost" plazma membrane (pojava invaginacija i izbočina na njoj);

proteini nekih citoplazmatskih regulatornih enzima: fosfolipaza A 2, protein kinaza C i dr.;

nuklearni proteini. Proteoliza nuklearnih proteina ima glavnu ulogu u razvoju apoptoze. Uništavaju se strukturni proteini, proteini enzima replikacije i popravka (DNA protein kinaze, itd.), regulatorni proteini (rRb, itd.), proteini inhibitori endonukleaze.

Deaktivacija zadnje grupe - proteini inhibitora endonukleaza dovodi do aktivacije endonukleaza, drugi "pištolj »apoptoza. Trenutno, endonukleaze, a posebno, Sa 2+ , Mg 2+ -ovisna endonukleaza, smatra se središnjim enzimom programirane stanične smrti. Ne cijepa DNA na nasumičnim mjestima, već samo u povezničkim regijama (povezujućim regijama između nukleosoma). Stoga kromatin nije liziran, već samo fragmentiran, što određuje distinktivnu, strukturnu značajku apoptoze.

Zbog razaranja proteina i kromatina u stanici nastaju i iz nje pupaju različiti fragmenti - apoptotička tjelešca. Sadrže ostatke citoplazme, organele, kromatin itd.

4 faza – pozornici uklanjanje apoptotičkih tijela (stanični fragmenti).

Ligandi se eksprimiraju na površini apoptotskih tjelešaca, a prepoznaju ih receptori fagocita. Proces detekcije, apsorpcije i metabolizacije fragmenata mrtve stanice odvija se relativno brzo. To pomaže u izbjegavanju ulaska sadržaja mrtve stanice okoliš i stoga, kao što je gore navedeno, upalni proces se ne razvija. Stanica prolazi “mirno”, bez uznemiravanja “bližnjih” (“tiho samoubojstvo”).

Programirana smrt stanica neophodna je za mnoge fiziološki procesi . Apoptoza je povezana sa:

održavanje normalnih procesa morfogeneze– programirana stanična smrt tijekom embriogeneze (implantacije, organogeneze) i metamorfoze;

održavanje stanične homeostaze(uključujući eliminaciju stanica s genetskim poremećajima i zaraženih virusima). Apoptoza objašnjava fiziološku involuciju i uravnoteženje mitoza u zrelim tkivima i organima. Na primjer, stanična smrt u aktivno proliferirajućim i samoobnavljajućim populacijama - crijevni epiteliociti, zreli leukociti, eritrociti. Involucija ovisna o hormonima - smrt endometrija na kraju menstrualnog ciklusa;

selekcija varijanti stanica unutar populacije. Na primjer, formiranje antigen-specifične komponente imunološkog sustava i upravljanje provedbom njegovih efektorskih mehanizama. Uz pomoć apoptoze uništavaju se klonovi limfocita (autoagresivni) koji su nepotrebni i opasni za tijelo. Relativno nedavno (Griffith T.S., 1997.) pokazao je važnost programirane stanične smrti u zaštiti "imunološki privilegiranih" područja (unutarnje okruženje oka i testisa). Prolazeći histo-hematske barijere ovih zona (što se rijetko događa), efektorski T-limfociti umiru (vidi gore). Uključivanje mehanizama njihove smrti osigurava se interakcijom Fas liganda barijernih stanica s Fas receptorima T-limfocita, čime se sprječava razvoj autoagresije.

Uloga apoptoze u patologiji i vrste razne bolesti povezani s kršenjem apoptoze prikazani su u obliku dijagrama (slika 15) i tablice 1.

Naravno, značaj apoptoze u patologiji manji je od značaja nekroze (možda je to zbog nedostatka takvog znanja). Međutim, njegov problem u patologiji ima nešto drugačiji karakter: procjenjuje se težinom apoptoze - jačanja ili slabljenja u određenim bolestima.

To uključuje uključke proteina, masti i polisaharida.

Proteinske inkluzije . U stanici postoje spojevi čija je važnost određena činjenicom da, u slučaju potrebe, mogu postati prekursori niza drugih tvari vitalnih za stanicu. Ovi spojevi uključuju aminokiseline. Mogu se koristiti u stanici kao izvori energije za sintezu ugljikohidrata, masti, hormona i drugih metabolita. Stoga proteinske inkluzije zapravo predstavljaju neku vrstu stanične sirovine za proizvodnju aminokiselina.

Sudbina proteinskih inkluzija u svim stanicama približno je ista. Prije svega, spajaju se s lizosomom, gdje posebni enzimi razgrađuju proteine ​​u aminokiseline. Potonji izlaze iz lizosoma u citoplazmu. Neki od njih stupaju u interakciju s tRNA u citoplazmi iu tom obliku se transportiraju do ribosoma za sintezu proteina. Drugi dio ulazi u posebne biokemijske cikluse, gdje se iz njih sintetiziraju masti, ugljikohidrati, hormoni i drugi metaboliti. Konačno, aminokiseline su uključene u razmjena energije Stanice.

Polisaharidne inkluzije . Za životinjske stanice i gljivične stanice, glikogen je glavni rezervni nutritivni sastojak. Za biljke, ovo uključivanje je škrob.

Glikogen se kod ljudi uglavnom taloži u stanicama jetre i koristi se ne samo za potrebe same stanice, već i kao izvor energije za cijeli organizam. U potonjem slučaju, glikogen se razgrađuje u stanici do glukoze, koja napušta stanicu u krv i prenosi se cijelim tijelom.

Glikogen je velika razgranata molekula sastavljena od ostataka glukoze. Posebni intracelularni procesi, ako je potrebno, odvajaju ostatke glukoze od molekule glikogena i sintetiziraju glukozu. Potonji ulazi u krv i troši se na potrebe stanice. Čini se da je lakše pohraniti samu glukozu u stanici bez pretvaranja u glikogen, pogotovo jer je molekula glukoze topiva i brzo prolazi u stanicu kroz plazma membrana. Međutim, to je ometeno činjenicom da glukoza također brzo, bez zadržavanja, napušta stanicu. Držite je u kavezu čisti oblik skoro nemoguće. Osim toga, taloženje glukoze u velikim količinama je opasno, jer. to može dovesti do stvaranja takvog koncentracijskog gradijenta da stanica najprije bubri zbog dotoka vode, a potom i njezina smrt. Dakle, poseban sustav enzima, lagano modificirajući molekulu glukoze, veže je na istu molekulu. Stvorena je divovska razgranata molekula koja se sastoji od ostataka glukoze - glikogena. Ta je molekula već netopljiva, poput glukoze, i nije u stanju promijeniti osmotska svojstva stanice.

Uključivanja masti. Ove inkluzije u hijaloplazmi mogu biti u obliku kapljica. Mnoge biljke sadrže ulja, poput suncokreta, kikirikija itd. Bogat masnim inkluzijama masnog tkiva osoba, služi za zaštitu tijela od gubitka topline, depo energije i kao amortizer tijekom mehaničkih utjecaja.

Valja napomenuti da su zalihe glikogena u tijelu prosječne odrasle osobe dovoljne za jedan dan normalne aktivnosti, dok su zalihe masti dovoljne za mjesec dana. Kada bi glikogen, a ne masti, bila glavna rezerva energije u našem tijelu, tjelesna težina bi se povećala u prosjeku za 25 kg.

U nekim slučajevima, pojava masnih inkluzija u stanici signal je problema. Dakle, u slučaju difterije, toksin mikroorganizma blokira iskorištavanje masne kiseline a nakupljaju se u velikim količinama u citoplazmi. U tom slučaju metabolizam je poremećen i stanica umire. Najčešće se takvi poremećaji javljaju u stanicama srčanog mišića. Bolest se naziva difterijski miokarditis.

Sve inkluzije hranjivih tvari stanica koristi u trenucima intenzivne vitalne aktivnosti. U embriogenezi postoji potreba za u velikom broju hranjivim tvarima. Stoga jaje već u fazi oogeneze intenzivno pohranjuje različite hranjive tvari (žumanjak i dr.) u obliku inkluzija, koje osiguravaju prolazak prvih faza embrionalnog razvoja.

b. Sekretorne inkluzije

Razne sekretorne granule koje se formiraju u žljezdanim stanicama životinja raznolike su po kemijskoj prirodi i mogu biti predstavljene ionima, enzimima, hormonima, glikoproteinima itd., Na primjer, probavni enzimi sintetizirani od strane stanica gušterače. Signal za stvaranje i pražnjenje sekretornih inkluzija u gušterači je unos hrane. Prije jela, inkluzije se nakupljaju u citoplazmi. Određivanjem broja inkluzija u stanicama gušterače, može se otprilike pogoditi čije su to stanice - gladna ili dobro hranjena osoba.