О патологической анатомии

нарушение обмена пигментов порфиринов и синтеза гема — допигментной части молекулы гемоглобина) поглощенные порфирины вызывают химическое повреждение лизосомальных мембран. Очевидно, освобождение расщепляю­щих ферментов в цитоплазму в результате повреждения лизосом является повреждающим фактором.

Если клетки не способны к расщеплению какого-либо мате­риала, то он может накапливаться во вторичных лизосомах с постепенным формированием остаточных телец. Примеры за­болеваний лизосомального накопления, при которых отмечает­ся недостаток специфических лизосомальных ферментов, об­суждены в главе 9. Совместное культивирование in vitro фибробластов, полученных от больных с болезнями накопления, с нормальными фибробластами приводит к полному восстановле­нию функций лизосом в пораженных клетках. Кроме того, пересадка тканей могла бы способствовать появлению в тканях реципиента недостающих специфических ферментов. Так, пе­ресадку печени проводят для исправления ферментативных дефектов, в которые вовлечены гепатоциты (например, при болезнях накопления гликогена 1 и IV типов и гиперлипидемии IV типа).

5. Митохондрии являются главными органеллами для про­дукции АТФ. Ферменты, обеспечивающие расщепление жир­ных кислот и пирувата (соли пировиноградной кислоты) и уча­ствующие в цикле лимонной кислоты, находятся в матриксе митохондрий (субстанция, заполняющая органеллу), в то время как ферментные системы, участвующие в окислительном фосфорилировании, распределены в строгом порядке на внутрен­ней мембране митохондрий. Образование АТФ требует созда­ния протонового градиента, действующего через мембрану ми­тохондрий, поэтому их существование в виде закрытого компартмента весьма существенно для реализации их функций. Расщепление АТФ служит «двигателем» активного транспорта. Через плазмолемму переносятся протоны (элементарные части­цы, образующие вместе с нейтронами ядра атомов) и неоргани­ческие ионы. С помощью протонного и ионного насосов соз­даются электрохимические потенциалы, используемые для параллельного или антипараллельного (против градиента кон­центрации) транспорта. Несмотря на их обычный цилиндри­ческий вид и длину в 0,5—1 мкм. митохондрии значительно ва­рьируют по форме и могут образовывать сеть с развитыми взаи­мосвязями.

Митохондрии относятся к полуавтономным органеллам. Они развиваются путем роста и деления предсуществующих ми­тохондрий, имеют собственную ДНК и рибосомы. Многие био­логи придерживаются концепции симбиоза, предполагающей, что на ранних этапах эволюции клетки эукариот заселялись бактериями и между ними устанавливался режим симбиоза (взаимоотношения, при которых оба вида совместно регулиру­ют отношения с внешней средой, извлекая обоюдную выгоду). Таким образом, бактериальные митохондрии удовлетворяют энергетические требования клеток-хозяев, в то время как мно­гие митохондриальные белки кодируются ядерной ДНК и син­тезируются в цитоплазме. Стоит только этим белкам подверг­нуться избирательному транспорту через митохондриальную мембрану, как они претерпевают структурные изменения, пред­отвращающие их обратный переход через мембрану. Несмотря на то что репликация митохондрий не зависит от деления кле­ток, она не является полностью неуправляемой. Общее количе­ство митохондрий в клетке — это показатель ее энергетических запросов, а их локализация — индикатор главной зоны потреб­ления АТФ. Обычно активные митохондрии имеют больше крист (гребней), обеспечивающих большую поверхность для распределения дыхательных комплексов (цепь дыхания или цепь транспорта электронов состоит из оксидоредуктаз, кото­рые, будучи интегральными белками внутренней мембраны ми­тохондрий, образуют мультиферментные комплексы).

Функциональные расстройства митохондрий у млекопитаю­щих крайне редки. Так, при наследственных митохондриальных миопатиях (см. главу 26), протекающих с офтальмоплегией (па­ралич мышц глаз) или без нее, возникают дефекты в дыхатель­ной цепи. Эти дефекты приводят либо к продукции токсинов, тормозящих функции митохондрий, либо к нехватке кислорода, необходимого для окислительного фосфорилирования. Таким образом, клеточный запас АТФ быстро истощается и энергоза­висимые системы прекращают действовать. Основное значение здесь имеют ионные насосы, такие как натриево-калиево-АТ-Фазный, в плазмолемме, обеспечивающие осмотическое равно­весие в клетке. Осмос — диффузия воды через полупроницае­мую плазмолемму, которая хорошо пропускает воду, но малопроницаема для растворенных в ней веществ. Поэтому набуха­ние клетки является общим и частым признаком ее поврежде­ния.

6. Цитозоль (гиалоплазма, матрикс цитоплазмы). Мы опи­сали важнейшие компартменты и органеллы клетки, о функци­ях и морфофункциональных нарушениях которых пойдет речь при рассмотрении патологических процессов. Осталось коротко сказать о цитозоле, составляющем около половины объема эукариотической клетки, за вычетом органелл. В состав цитозоля входит множество ферментов промежуточного обмена и свобод­но лежащие рибосомы, синтезирующие белки. Около половины всех белков, образующихся на свободно лежащих рибосомах, остается в цитозоле в качестве постоянных компонентов. Мно­гие из них претерпевают ковалентные модификации.


назад далее