Mécanismes d'adaptation cellulaire à l'action de facteurs dommageables. Mécanismes cellulaires de compensation des dommages

DOMMAGE- de tels changements dans la structure, le métabolisme et les propriétés physiques et chimiques des cellules qui conduisent à une perturbation de la vie.

Toutes les diverses causes qui provoquent des dommages cellulaires peuvent être divisées dans les groupes principaux suivants : physique, chimique et biologique.

1. Physique.

• Les influences mécaniques provoquent une perturbation de la structure du plasmalemme et des membranes des formations subcellulaires ;
• fluctuations de température. Une augmentation de la température peut entraîner une dénaturation des protéines, des acides nucléiques, une décomposition des complexes lipoprotéiques et une perméabilité accrue des membranes cellulaires. Une diminution de la température peut provoquer un ralentissement important ou un arrêt irréversible des réactions métaboliques dans le liquide intracellulaire et une rupture des membranes.
• changements de pression osmotique. Son augmentation s'accompagne d'un gonflement de la cellule, d'un étirement de sa membrane jusqu'à sa rupture. Une diminution de la pression osmotique entraîne une perte de liquide, un rétrécissement et souvent la mort cellulaire.
• l'exposition aux rayonnements ionisants provoque la formation de radicaux libres et l'activation de processus de radicaux libres peroxydes, dont les produits endommagent les membranes et dénaturent les enzymes cellulaires.

2. Chimique.

Acides organiques et inorganiques, alcalis, sels de métaux lourds, produits d'altération du métabolisme, médicaments. Ainsi, les cyanures inhibent l'activité de la cytochrome oxydase. Les sels d'arsenic inhibent la pyruvate oxydase. Un surdosage de strophanthine entraîne une suppression de l'activité de la K + -Na + -ATPase du sarcolemme des myocardiocytes, etc.

3. Biologique.

MÉCANISMES GÉNÉRAUX DE DOMMAGES CELLULAIRES

1. Trouble des processus d'approvisionnement en énergie des cellules.

• Diminution de l'intensité des processus de resynthèse de l'ATP ;
• Transport ATP altéré ;
• Utilisation altérée de l'énergie ATP ;

2. Dommages aux membranes cellulaires et aux enzymes.

• Intensification des réactions radicalaires et de la peroxydation lipidique radicalaire (SLPO) ;
• Activation des hydrolases (lysosomales, liées à la membrane, libres) ;
• Introduction de composés amphiphiles dans la phase lipidique des membranes et leur effet détergent ;
• Étirement excessif et rupture des membranes des cellules gonflées et de leurs organites ;
• Inhibition des processus de resynthèse des composants membranaires endommagés et (ou) de leur synthèse à nouveau ;

3. Déséquilibre des ions et du liquide.

• Modifications du rapport des ions individuels dans le hyaloplasme ;
• Modifications du rapport ionique transmembranaire ;
• Hyper- et hypohydratation ;

4. Violation du programme génétique des cellules ou des mécanismes de sa mise en œuvre.

• Violation du programme génétique.
• Modifications de la structure biochimique des gènes ;
• Dérépression des gènes pathogènes ;
• Répression des gènes « vitaux » ;
• Introduction d'ADN étranger aux propriétés pathogènes dans le génome ;
• Violation des mécanismes de mise en œuvre du programme génétique.
• Troubles de la mitose :
• dommages aux chromosomes;
• dommages aux structures qui soutiennent le déroulement de la mitose ;
• violation de la cytotomie.
• Trouble de la méiose.

5. Trouble des mécanismes régulant les fonctions cellulaires.

• Mauvaise réception des influences réglementaires.
• Formation altérée de messagers secondaires (cAMP, cGMP)
• Troubles au niveau des réactions métaboliques.

1. La violation de l'approvisionnement énergétique des processus se produisant dans les cellules peut se produire aux étapes de la synthèse de l'ATP, du transport et de l'utilisation de son énergie.

La synthèse de l'ATP peut être altérée en raison d'un manque d'oxygène, de substrats métaboliques, d'une diminution de l'activité des enzymes respiratoires des tissus et de la phosphorylation oxydative, de la glycolyse, des dommages et de la destruction des mitochondries. On sait que la fourniture d'énergie ATP aux structures efférentes s'effectue à l'aide de systèmes enzymatiques : ADP-ATP translocase (adénine nucléotide transférase) et créatine phosphokinase (CPK). L'adénine nucléotide transférase assure le transport de l'énergie de la liaison phosphate macroergique de l'ATP depuis la matrice mitochondriale à travers leur membrane interne, et la CK est ensuite transférée à la créatine avec formation de créatine phosphate, qui pénètre dans le cytosol. Le CPK des structures cellulaires effectrices transporte le groupe phosphate de la créatine phosphate vers l'ADP avec formation d'ATP, qui est utilisé dans les processus vitaux. Ces systèmes de transport d'énergie enzymatique peuvent également être endommagés par divers agents pathogènes et, par conséquent, dans le contexte d'une teneur élevée en ATP dans la cellule, son déficit en structures consommatrices d'énergie peut se développer.

Une perturbation de l'approvisionnement énergétique des cellules et une perturbation de leurs fonctions vitales peuvent se développer dans des conditions de production suffisante et de transport normal d'énergie ATP. Cela peut être le résultat de dommages aux mécanismes enzymatiques d'utilisation de l'énergie, principalement dus à une diminution de l'activité des ATPases (actomyosine ATPase, K + -Na + -dépendante ATPase du plasmalemme, Mg 2+ -dépendante ATPase du " pompe à calcium » du réticulum sarcoplasmique, etc.)

2. Les dommages causés aux membranes et aux enzymes jouent un rôle important dans la perturbation de l'activité cellulaire. L’une des causes les plus importantes de ces changements sont les réactions radicalaires (FRR) et la peroxydation lipidique (LPO). Ces réactions se produisent normalement dans les cellules et constituent un maillon nécessaire dans des processus vitaux tels que le transport des électrons dans la chaîne des enzymes respiratoires, la synthèse des prostaglandines et des leucotriènes, la prolifération et la maturation cellulaire, la phagocytose et le métabolisme des catécholamines.

L'intensité de la peroxydation lipidique est régulée par le rapport des facteurs qui activent (pro-oxydants) et inhibent (antioxydants) ce processus. Les pro-oxydants les plus actifs comprennent des composés facilement oxydables qui induisent des radicaux libres, en particulier les naphtoquinones, les vitamines A et D, les agents réducteurs - NADPH2, NADH2, l'acide lipoïque, les produits métaboliques des prostaglandines et des catécholamines.

Le processus LPO peut être divisé en les étapes suivantes :

1) initiation de l'oxygène (étape « oxygène »), 2) formation de radicaux libres (étape « radical libre »), 3) production de peroxydes lipidiques (étape « peroxyde ») Le maillon initial des réactions radicalaires au peroxyde en cas de dommages cellulaires est la formation de formes actives au cours des réactions de l'oxygénase oxygène : radical superoxyde d'oxygène (O 2 -), radical hydroxyle (OH-), peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2), qui interagissent avec divers composants des structures cellulaires, principalement des lipides , protéines et acides nucléiques. Il en résulte la formation de radicaux actifs, notamment de lipides, ainsi que de leurs peroxydes. La réaction peut prendre la forme d'une chaîne d'avalanches. Cependant, des facteurs limitant les réactions des radicaux libres et des peroxydes interviennent dans les cellules, c'est-à-dire avoir un effet antioxydant. Le tableau ci-dessous présente les mécanismes enzymatiques et non enzymatiques de défense antioxydante.

UNITÉS DU SYSTÈME ANTIOXYDANT ET SES QUELQUES FACTEURS

L'activation excessive des réactions des radicaux libres et des peroxydes, ainsi que la défaillance du système de défense antioxydant, sont l'un des principaux facteurs de dommages aux membranes cellulaires et aux enzymes. Les processus suivants sont d’une importance capitale :

1) une modification des propriétés physicochimiques des lipides membranaires, qui provoque une violation de la conformation de leurs complexes lipoprotéiques et, par conséquent, une diminution de l'activité des systèmes enzymatiques qui assurent la réception des effets humoraux, le transport transmembranaire des ions et des molécules, et l'intégrité structurelle des membranes ;

2) modifications des propriétés physicochimiques des micelles protéiques qui remplissent des fonctions structurelles et enzymatiques dans la cellule ; 3) la formation de défauts structurels dans la membrane - les canaux les plus simples (clusters) en raison de l'introduction de produits LPO dans ceux-ci. Ainsi, l'accumulation d'hydroperoxydes lipidiques dans la membrane conduit à leur association en micelles, créant des canaux de perméabilité transmembranaire à travers lesquels un flux incontrôlé de cations et de molécules entrant et sortant de la cellule est possible, ce qui s'accompagne d'une perturbation des processus d'excitabilité, génération d'influences régulatrices, interaction intercellulaire, etc., jusqu'à la fragmentation des membranes et la mort cellulaire.

Normalement, la composition et l'état des membranes et des enzymes sont modifiés non seulement par les processus de radicaux libres et de peroxyde lipidique, mais également par les enzymes lysosomales, à la fois libres (solubilisées) et liées aux membranes : lipases, phospholipases, protéases. Sous l'influence de divers facteurs pathogènes, leur activité ou leur contenu dans l'hyaloplasme peut fortement augmenter (par exemple : en raison de l'acidose, qui augmente la perméabilité des membranes lysosomales). En conséquence, les glycérophospholipides et les protéines membranaires, ainsi que les enzymes cellulaires, subissent une hydrolyse intense. Ceci s'accompagne d'une augmentation significative de la perméabilité membranaire et d'une diminution des propriétés cinétiques des enzymes.

Sous l'action des hydrolases (principalement lipases et phospholipases), des acides gras libres et des lysophospholipides s'accumulent dans la cellule, notamment des glycérophospholipides : phosphatidylcholines, phosphatidyléthanolamines, phosphatidylsérines. Ces composés amphiphiles sont capables de pénétrer et de se lier aux environnements membranaires hydrophobes et hydrophiles. En s'introduisant dans les biomembranes, ils modifient la structure normale des complexes lipoprotéiques, augmentent la perméabilité et modifient également la configuration des membranes en raison de la forme « en coin » des molécules lipidiques. L'accumulation de composés amphiphiles en grande quantité entraîne la formation d'amas dans les membranes et l'apparition de microfissures.

3. Déséquilibre des ions et du fluide dans la cellule.

La violation de la distribution transmembranaire et du contenu intracellulaire et du rapport de divers ions se développe à la suite ou simultanément avec des troubles du métabolisme énergétique et est associée à des signes de dommages aux membranes et aux enzymes cellulaires. En règle générale, un déséquilibre ionique se manifeste par l'accumulation de sodium dans la cellule et la perte de potassium due à la perturbation de l'ATPase K,Na-dépendante du plasmalemme, une augmentation de la teneur en calcium, notamment en conséquence d'un trouble du fonctionnement du mécanisme d'échange d'ions sodium-calcium de la membrane cellulaire, qui assure l'échange de deux ions sodium entrant dans la cellule contre un ion calcium qui en sort. Une augmentation de la teneur intracellulaire en Na+, qui entre en compétition avec le Ca2+ pour le transporteur commun, empêche la libération de calcium par la cellule. La violation de la distribution transmembranaire des cations s'accompagne également d'une modification de la teneur en Cl -, HCO 3 - et d'autres anions dans la cellule.

La conséquence d'un déséquilibre des ions est une modification du potentiel d'action de la membrane au repos, ainsi qu'une perturbation de la conduction de l'impulsion d'excitation. La violation de la teneur en ions intracellulaires provoque une modification du volume cellulaire en raison d'un déséquilibre des fluides. Elle se manifeste soit par une hyperhydratation (œdème), soit par une hypohydratation (diminution de la teneur en liquide) de la cellule. Ainsi, une augmentation de la teneur en ions sodium et calcium dans les cellules endommagées s'accompagne d'une augmentation de la pression osmotique dans celles-ci, ce qui conduit à l'accumulation d'eau dans celles-ci. Les cellules gonflent et leur volume augmente, ce qui s'accompagne d'étirements et souvent de micro-déchirures des membranes du cytolemme et des organites. La déshydratation des cellules (par exemple, dans certaines maladies infectieuses entraînant une perte d'eau) est caractérisée par la libération de liquide et de protéines dissoutes dans celui-ci et d'autres composés organiques et inorganiques solubles dans l'eau. La déshydratation intracellulaire est souvent associée à un rétrécissement du noyau, à une dégradation des mitochondries et d'autres organites.

4. Dommages au programme génétique ou aux mécanismes pour sa mise en œuvre.

Les principaux processus conduisant à des modifications de l'information génétique d'une cellule comprennent les mutations, la dérépression de gènes pathogènes (par exemple, les oncogènes), la suppression de l'activité de gènes vitaux ou l'introduction d'un fragment d'ADN étranger doté de propriétés pathogènes dans le génome.

Outre les modifications du programme génétique, un mécanisme important de perturbation du fonctionnement des cellules est la perturbation de la mise en œuvre de ce programme, principalement dans le processus de division cellulaire lors de la méiose ou de la mitose. Il existe trois groupes de troubles de la mitose :

1. Modifications de l'appareil chromosomique
2. Dommages aux structures soutenant le processus de mitose
3. Violation de la division du cytoplasme et du cytolemme (cytotomie).

5. Troubles de la régulation des processus intracellulaires.

Cela peut être le résultat de perturbations se développant à l’un des niveaux suivants des mécanismes de régulation :

1. Au niveau de l'interaction des substances biologiquement actives (hormones, neurotransmetteurs, etc.) avec les récepteurs cellulaires. Des modifications de la sensibilité, du nombre et de la conformation des molécules réceptrices, de leur composition biochimique ou de leur environnement lipidique dans la membrane peuvent modifier de manière significative la nature de la réponse cellulaire à un stimulus régulateur ;

2. Au niveau des « seconds messagers » cellulaires (messagers) des influences nerveuses, dont le rôle est joué par les nucléotides cycliques - l'adénosine monophosphate (AMPc) et la guanosine monophosphate (cGMP), qui se forment en réponse à l'action de « premiers messagers » - hormones et neurotransmetteurs.

3. AU niveau des réactions métaboliques régulées par des nucléotides cycliques ou d'autres facteurs intracellulaires.

PRINCIPALES MANIFESTATIONS DE DOMMAGES CELLULAIRES

Les principales manifestations des dommages cellulaires sont les suivantes :

1. Dystrophies
2. Dysplasie
3. Modifications de la structure et de la fonction des organites
4. Nécrobiose. Nécrose.

1. Dystrophie.

La dystrophie est comprise comme un trouble métabolique des cellules, accompagné d'un dysfonctionnement, de processus plastiques, ainsi que de changements structurels conduisant à une perturbation de leurs fonctions vitales.

Les principaux mécanismes des dystrophies sont les suivants :

• synthèse de substances anormales dans la cellule, par exemple le complexe protéine amyloïde-polysaccharide ;
• transformation excessive de certains composés en d'autres, par exemple les graisses en glucides en protéines, les glucides en graisses ;
• décomposition, par exemple, de complexes protéines-lipides membranaires ;

Infiltration des cellules et des substances intercellulaires par des composés organiques et inorganiques, par exemple le cholestérol et ses esters des parois artérielles dans l'athérosclérose.

Les principales dystrophies cellulaires comprennent les protéines (dystrophie granulaire, hyaline, hydropique), les glucides gras et les minéraux (calcinose, sidérose, dépôts de cuivre dans la dystrophie hépato-cérébrale).

2. Dysplasie

La dysplasie est un trouble des processus de développement cellulaire, se manifestant par des modifications persistantes de la structure et de la fonction, entraînant une perturbation de leurs fonctions vitales.

La cause de la dysplasie est une lésion du génome cellulaire. Les signes structurels de la dysplasmie sont des changements dans la taille et la forme des cellules, de leurs noyaux et autres organites, ainsi que du nombre et de la structure des chromosomes. En règle générale, les cellules sont agrandies, ont une forme irrégulière et le rapport des différents organites est disproportionné. Souvent, diverses inclusions et signes de changements dystrophiques sont trouvés dans ces cellules. Des exemples de dysplasie cellulaire comprennent la formation de mégaloblastes dans la moelle osseuse dans l'anémie pernicieuse, de drépanocytose et d'érythrocytes cibles dans la pathologie de l'hémoglobine, et de cellules géantes multinucléées avec un arrangement bizarre de chromatine dans la neurofibromatose de Recklinghausen. La dysplasie cellulaire est l'une des manifestations de l'atypie des cellules tumorales.

3. Modifications de la structure et des fonctions des organites cellulaires lorsque la cellule est endommagée.

1. Mitochondries.

Sous l'influence de facteurs pathogènes, une modification se produit dans le nombre total de mitochondries, ainsi que dans la structure des organites individuels. De nombreux effets pathogènes sur la cellule (hypoxie, agents toxiques, notamment médicaments en cas de surdosage, rayonnements ionisants) s'accompagnent d'un gonflement et d'une vacuolisation des mitochondries, pouvant entraîner une rupture de leur membrane, une fragmentation et une homogénéisation des crêtes. Il y a souvent une perte de structure granulaire et une homogénéisation de la matrice des organites, une perte des doubles circuits de la membrane externe et des dépôts de composés organiques (myéline, lipides, glycogène) et inorganiques (sels de calcium et autres cations) dans la matrice. . La violation de la structure et de la fonction des mitochondries entraîne une inhibition significative de la formation d'ATP, ainsi qu'un déséquilibre des ions Ca2+, K+, H+.

2. Noyau.

Les dommages au noyau se traduisent par une modification de sa forme, une condensation de la chromatine le long de la périphérie (marginalisation de la chromatine), une perturbation du double circuit ou une rupture de la membrane nucléaire, sa fusion avec une bande de margination de la chromatine.

3. Lysosomes.

Une manifestation des dommages causés aux lysosomes est la rupture de leur membrane ou une augmentation significative de leur perméabilité conduisant à la libération et à l'activation d'enzymes hydrolytiques. Tout cela peut conduire à une « auto-digestion » (autolyse) de la cellule. La raison de ces changements est l'accumulation d'ions hydrogène dans les cellules (acidose intracellulaire), de produits de peroxydation lipidique, de toxines et d'autres agents.

4. Ribosomes.

Sous l'influence d'agents dommageables, on observe un regroupement des sous-unités ribosomales (plistomes) en monosomes, une diminution du nombre de ribosomes, un détachement des organites des membranes intracellulaires et une transformation du réticulum endoplasmique rugueux en un réticulum lisse. Ces changements s'accompagnent d'une diminution de l'intensité de la synthèse protéique dans la cellule.

5. Réticulum endoplasmique.

À la suite de dommages, les tubules du réseau se dilatent, jusqu'à la formation de grandes vacuoles et de citernes en raison de l'accumulation de liquide dans ceux-ci, de la destruction focale des membranes des tubules du réseau et de leur fragmentation. La violation de la structure du réticulum endoplasmique peut s'accompagner du développement de dystrophies cellulaires, d'un trouble de la propagation des impulsions d'excitation, de la fonction contractile des cellules musculaires et des processus de neutralisation des facteurs toxiques (poisons, métabolites, radicaux libres, etc. .).

6. Appareil de Golgi.

Les dommages à l'appareil de Golgi s'accompagnent de changements structurels similaires à ceux du réticulum endoplasmique. Dans ce cas, l’élimination des déchets de la cellule est perturbée, provoquant une perturbation de son fonctionnement dans son ensemble.

7. Cytoplasme.

L'effet d'agents nocifs sur la cellule peut provoquer une diminution ou une augmentation de la teneur en liquide du cytoplasme, une protéolyse ou une coagulation des protéines et la formation d'inclusions normalement introuvables. Les modifications du cytoplasme, à leur tour, affectent de manière significative les processus métaboliques qui s'y déroulent, en raison du fait que de nombreuses enzymes (par exemple, la glycolyse) sont situées dans la matrice cellulaire, la fonction des organites et les processus de perception des influences régulatrices. sur la cellule.

MÉCANISMES CELLULAIRES D'INDEMNISATION LORS D'UN DOMMAGE

1. Compensation des perturbations de l'approvisionnement énergétique des cellules :

• intensification de la synthèse d'ATP dans le processus de glycolyse, ainsi que de la respiration tissulaire dans les mitochondries intactes ;
• activation des mécanismes de transport de l'ATP ;
• activation des mécanismes d'utilisation de l'énergie de l'ATP ;

2. Protection des membranes cellulaires et des enzymes :

• augmenter l'activité des facteurs du système de défense antioxydant;
• activation de systèmes tampons;
• augmenter l'activité des enzymes de détoxification microsomales ;
• activation des mécanismes de synthèse des composants membranaires et des enzymes ;

3. Réduire le degré ou éliminer le déséquilibre des ions et du liquide dans les cellules :

• réduire le degré de perturbation de l'approvisionnement énergétique ;
• réduire le degré de dommages aux membranes et aux enzymes ;
• activation de systèmes tampons;

4. Élimination des violations du programme génétique des cellules :

• éliminer les cassures des brins d'ADN ;
• élimination des sections d'ADN altérées ;
• synthèse d'un fragment d'ADN normal au lieu d'un fragment endommagé ou perdu ;

5. Compensation des troubles de la régulation des processus intracellulaires :

• changement dans le nombre de récepteurs cellulaires « fonctionnels » ;
• modification de l'affinité des récepteurs cellulaires pour les facteurs régulateurs ;
• changements dans l'activité des systèmes adénylate et guanylate cyclase ;
• modifications de l'activité et du contenu des régulateurs métaboliques intracellulaires (enzymes, cations, etc.) ;

6. Diminution de l'activité fonctionnelle des cellules.

7. Régénération

8. Hypertrophie

9. Hyperplasie.

1. Compensation des perturbations dans le processus d'approvisionnement énergétique des cellules.

L'un des moyens de compenser les perturbations du métabolisme énergétique dues aux dommages causés aux mitochondries est d'intensifier le processus de glycolyse. Une certaine contribution à la compensation des perturbations de l'approvisionnement énergétique des processus intracellulaires lors de dommages est apportée par l'activation d'enzymes transportant et utilisant l'énergie ATP (adénine nucléotide transférase, créatine phosphokinase, ATPase), ainsi qu'une diminution de l'activité fonctionnelle de la cellule. Ce dernier permet de réduire la consommation d’ATP.

2. Protection des membranes cellulaires et des enzymes.

L'un des mécanismes de protection des membranes cellulaires et des enzymes est la limitation des réactions des radicaux libres et des peroxydes par les enzymes de défense antioxydantes (superoxyde mutase, catalase, glutathion peroxydase). Un autre mécanisme permettant de protéger les membranes et les enzymes contre les effets néfastes, en particulier les enzymes des lysosomes, peut être l'activation de systèmes tampons cellulaires. Cela provoque une diminution du degré d'acidose intracellulaire et, par conséquent, une activité hydrolytique excessive des enzymes lysosomales. Les enzymes microsomales, qui assurent la transformation physico-chimique des agents pathogènes par leur oxydation, leur réduction, leur déméthylation, etc., jouent un rôle important dans la protection des membranes cellulaires et des enzymes contre les dommages. L'altération des cellules peut s'accompagner d'une dérépression des gènes et, par conséquent, de l'activation des processus de synthèse des composants membranaires (protéines, lipides, glucides) pour remplacer ceux endommagés ou perdus.

3. Compensation du déséquilibre des ions et du liquide.

La compensation du déséquilibre de la teneur en ions dans la cellule peut être obtenue en activant les mécanismes d'approvisionnement en énergie des « pompes » ioniques, ainsi qu'en protégeant les membranes et les enzymes impliquées dans le transport des ions. L'action des systèmes tampons joue un certain rôle dans la réduction du degré de déséquilibre ionique. L'activation des systèmes tampons intracellulaires (carbonate, phosphate, protéine) peut aider à restaurer des ratios optimaux d'ions K+, Na+, Ca2+ par un autre moyen de réduire la teneur en ions hydrogène dans la cellule. Une diminution du degré de déséquilibre ionique, à son tour, peut s'accompagner d'une normalisation du contenu en liquide intracellulaire.

4. Élimination des violations du programme génétique des cellules.

Les zones endommagées de l’ADN peuvent être détectées et éliminées grâce à la participation d’enzymes de synthèse de réparation de l’ADN. Ces enzymes détectent et éliminent la section altérée de l'ADN (endonucléases et enzymes de restriction), synthétisent un fragment d'acide nucléique normal pour remplacer celui supprimé (ADN polymérases) et insèrent ce fragment nouvellement synthétisé à la place de celui supprimé (ligases). En plus de ces systèmes complexes d’enzymes de réparation de l’ADN, la cellule contient des enzymes qui éliminent les changements biochimiques « à petite échelle » dans le génome. Il s'agit notamment des déméthylases, qui éliminent les groupes méthyles, et des ligases, qui éliminent les ruptures des chaînes d'ADN causées par les rayonnements ionisants ou les radicaux libres.

5. Compensation des troubles des mécanismes de régulation des processus intracellulaires.

Ces types de réactions comprennent : une modification du nombre de récepteurs d'hormones, de neurotransmetteurs et d'autres substances physiologiquement actives à la surface des cellules, ainsi que la sensibilité des récepteurs à ces substances. Le nombre de récepteurs peut changer du fait que leurs molécules sont capables de s'enfoncer dans la membrane ou le cytoplasme de la cellule et de remonter à sa surface. La nature et la gravité de leur réponse dépendent en grande partie du nombre et de la sensibilité des récepteurs qui perçoivent les stimuli régulateurs.

L'excès ou le déficit d'hormones et de neurotransmetteurs ou de leurs effets peuvent également être compensés au niveau des seconds messagers - les nucléotides cycliques. On sait que le rapport entre l'AMPc et le GMPc change non seulement sous l'action de stimuli régulateurs extracellulaires, mais également de facteurs intracellulaires, en particulier les phosphodiestérases et les ions calcium. La violation de la mise en œuvre des influences régulatrices sur la cellule peut également être compensée au niveau des processus métaboliques intracellulaires, car nombre d'entre eux se produisent sur la base de la régulation du taux métabolique par la quantité de produit de réaction enzymatique (principe de positif ou retours négatifs).

6. Diminution de l'activité fonctionnelle des cellules.

Du fait d'une diminution de l'activité fonctionnelle des cellules, une diminution de la consommation d'énergie et de substrats nécessaires à la mise en œuvre des processus fonctionnels et plastiques est assurée. En conséquence, le degré et l'ampleur des dommages cellulaires dus à l'action du facteur pathogène sont considérablement réduits et, après la cessation de son action, une restauration plus intense et plus complète des structures cellulaires et de leurs fonctions est observée. Les principaux mécanismes qui entraînent une diminution temporaire de la fonction cellulaire comprennent une diminution des impulsions efférentes des centres nerveux, une diminution du nombre ou de la sensibilité des récepteurs à la surface cellulaire, la suppression régulatrice intracellulaire des réactions métaboliques et la répression de l'activité de gènes individuels. .

7. Régénération

Ce processus signifie le remplacement des cellules ou de leurs structures individuelles pour remplacer celles qui sont mortes, endommagées ou ont terminé leur cycle de vie. La régénération des structures s'accompagne d'une restauration de leurs fonctions. Il existe des formes de régénération cellulaire et intracellulaire. La première est caractérisée par la reproduction cellulaire par mitose ou amitose. La seconde est la restauration des organites cellulaires au lieu de ceux endommagés ou morts. La régénération intracellulaire, à son tour, est divisée en organoïde et intraorganoïde. Par régénération organoïde, nous entendons la restauration et l'augmentation du nombre de structures subcellulaires, et par régénération intraorganoïde, nous entendons le nombre de leurs composants individuels (augmentation des crêtes dans les mitochondries, longueur du réticulum endoplasmique, etc.).

8. Hypertrophie.

L'hypertrophie est une augmentation du volume et de la masse des éléments structurels d'un organe ou d'une cellule. L'hypertrophie des organites cellulaires intacts compense la perturbation ou l'insuffisance de la fonction de ses éléments endommagés.

9. Hyperplasie.

L'hyperplasie se caractérise par une augmentation du nombre d'éléments structurels, notamment d'organites dans la cellule. Souvent, dans la même cellule, des signes d'hyperplasie et d'hypertrophie sont observés. Ces deux processus offrent non seulement une compensation du défaut structurel, mais également la possibilité d’un fonctionnement cellulaire accru.

Mécanismes d'adaptation cellulaire lorsqu'ils sont endommagés

L'effet de facteurs pathogènes sur une cellule s'accompagne de l'activation (ou de l'inclusion) de diverses réactions et processus visant à éliminer ou à réduire le degré de dommage et ses conséquences, ainsi qu'à assurer la résistance cellulaire aux dommages. La combinaison de ces réactions assure l'adaptation (adaptation) de la cellule aux conditions modifiées de sa vie.

Le complexe des réactions cellulaires adaptatives est classiquement divisé en réactions intracellulaires et intercellulaires (Fig. 5– 21 ).

21 Mécanismes d'adaptation cellulaire lorsqu'elle est endommagée"

Riz. 5–21 .Mécanismes d'adaptation cellulaire lorsqu'ils sont endommagés.

Mécanismes adaptatifs intracellulaires

Les mécanismes adaptatifs intracellulaires comprennent les réactions et processus suivants.

Tableau de disposition Y

Indemnisation en cas de rupture d'approvisionnement en énergie

Les mécanismes de compensation des perturbations dans l'approvisionnement énergétique de la cellule sont représentés sur la Fig. 5- 22 .

LAYOUT insérer le fichier « PF Fig 05 » 22 Mécanismes de compensation des perturbations de l'approvisionnement énergétique de la cellule"

Riz. 5–22 .Mécanismes de compensation des perturbations de l'approvisionnement énergétique d'une cellule lorsqu'elle est endommagée.

Lorsqu'une cellule est endommagée, en règle générale, les mitochondries sont plus ou moins endommagées et la resynthèse de l'ATP pendant la respiration des tissus est réduite. Ces changements servent de signal pour l'activation de mécanismes de compensation : – augmentation de la production d'ATP dans le système glycolytique ; – augmenter l'activité des enzymes impliquées dans les processus d'oxydation et de phosphorylation (avec un degré de dommage cellulaire faible ou modéré) ; – activation des enzymes de transport d’énergie de l’ATP (adénine nucléotide transférase, CPK) ; – augmenter l’efficacité des enzymes d’utilisation de l’énergie ATP (ATPases) ; – des restrictions sur l'activité fonctionnelle de la cellule ; – réduire l’intensité des processus plastiques dans la cellule.

Protection des membranes et des enzymes

La protection des membranes cellulaires et des enzymes est assurée par celles indiquées sur la Fig. 5- 23 mécanismes.

LAYOUT insérer le fichier « PF Fig 05 » 23 Mécanismes de protection des membranes cellulaires et des enzymes"

Riz. 5–23 .Mécanismes de protection des membranes cellulaires et des enzymes lorsqu'ils sont endommagés. AOD - facteurs de protection antioxydants.

Ainsi, les enzymes de défense antioxydantes (SOD, qui inactive les radicaux O 2 – ; catalase et glutathion peroxydases, qui décomposent respectivement l'H 2 O 2 et les lipides) réduisent les effets pathogènes des réactions des radicaux libres et du peroxyde ; l'activation des systèmes tampons cellulaires entraîne une diminution de l'acidose intracellulaire (une conséquence de l'acidose est une activité hydrolytique excessive des enzymes lysosomales); l'activité accrue des enzymes microsomales (notamment les enzymes du réticulum endoplasmique) favorise la transformation physico-chimique des agents pathogènes par leur oxydation, leur réduction, leur déméthylation, etc. ; la dérépression des gènes entraîne l'activation de la synthèse des composants membranaires (protéines, lipides, glucides) pour remplacer ceux endommagés ou perdus.

Éliminer/réduire le déséquilibre ion-liquide

Les mécanismes permettant de réduire la gravité ou d'éliminer le déséquilibre des ions et de l'eau dans la cellule sont illustrés à la Fig. 5- 24 .

DISPOSITION PAR EXEMPLE Figure 5– 24

LAYOUT insérer le fichier « PF Fig 05 » 24 Mécanismes pour réduire le degré de déséquilibre ionique"

Riz. 5–24 .Mécanismes permettant de réduire le degré (élimination) du déséquilibre des ions et de l'eau dans la cellule lorsqu'elle est endommagée.

Une réduction significative du degré de troubles des échanges fluides et ioniques est assurée par : – l'activation des processus d'alimentation énergétique des pompes ioniques ; – une activité accrue des enzymes impliquées dans le transport des ions ; – des changements dans l'intensité et la nature du métabolisme (par exemple, une glycolyse accrue s'accompagne de la libération de K +, dont la teneur dans les cellules endommagées est réduite en raison de la perméabilité accrue de leurs membranes) ; – la normalisation des systèmes tampons intracellulaires (par exemple, l'activation des tampons carbonate, phosphate, protéine permet de restaurer le rapport optimal dans la distribution cytosolique et transmembranaire des ions K + , Na + , Ca 2+ et autres, notamment en réduisant [H + ] dans la cellule). Il a été prouvé qu'une diminution du degré de déséquilibre ionique peut à son tour s'accompagner d'une normalisation du contenu et de la circulation du liquide intracellulaire, du volume des cellules et de leurs organites.

Élimination des défauts génétiques

Les mécanismes permettant d’éliminer les défauts du programme génétique de la cellule et de l’expression des gènes sont présentés dans la Fig. 5- 25 .

LAYOUT insérer le fichier « PF Fig 05 » 25 Élimination des défauts du programme génétique de la cellule"

Riz.5–25 .Élimination des défauts du programme génétique de la cellule et mécanismes pour sa mise en œuvre.

L'élimination des modifications à petite échelle du génome est réalisée par les déméthylases. Ils éliminent les groupes méthyle et les ligases, éliminent les ruptures des chaînes d'ADN qui se produisent sous l'influence des rayonnements ionisants, des radicaux libres, etc. La réparation de l'ADN, tant par excision que par recombinaison, revêt une importance particulière. L'élimination des perturbations dans les mécanismes de mise en œuvre du programme génétique de la cellule peut normaliser la nucléo- et la cytotomie, la transcription, la traduction, etc.

Normalisation des mécanismes de régulation des processus intracellulaires

Les réactions qui compensent les perturbations dans les mécanismes par lesquels la cellule perçoit les influences régulatrices sont présentées sur la Fig. 5- 26 .

LAYOUT insérer le fichier « PF Fig 05 » 26 Mécanismes de compensation des troubles de la régulation cellulaire"

Riz. 5–26 .Mécanismes de compensation des troubles de la régulation cellulaire en cas d'endommagement.

De plus, dans une cellule endommagée, les mécanismes de rétroaction dans les voies métaboliques sont perturbés (par exemple, la concentration des produits finaux, selon le principe de rétroaction positive ou négative, modifie l'activité des enzymes en début de chaîne).

Optimiser l'activité fonctionnelle des cellules

Un mécanisme important de protection cellulaire est la diminution de l’expression ou l’arrêt complet des fonctions spécifiques de la cellule. Cela permet de redistribuer les ressources et ainsi d'augmenter la capacité d'adaptation de la cellule pour compenser les changements provoqués par un facteur dommageable. Dans le même temps, l'énergie dépensée pour accomplir une fonction cellulaire spécifique permet à la cellule de compenser plus facilement les changements métaboliques provoqués par un facteur dommageable. En conséquence, le degré et l'ampleur des dommages cellulaires dus à l'action du facteur pathogène sont considérablement réduits et, après la cessation de son action, une restauration plus intense et plus complète des structures cellulaires et de leurs fonctions est observée. Les principaux mécanismes qui assurent une diminution temporaire de la fonction cellulaire comprennent : – une diminution des impulsions effectrices provenant des centres nerveux ; – réduction du nombre ou de la sensibilité des récepteurs à la surface cellulaire ; – suppression régulatrice intracellulaire des réactions métaboliques ; – la répression de l'activité de gènes individuels.

Changements adaptatifs typiques lors de dommages cellulaires

L'adaptation cellulaire dans des conditions de dommages ne se produit pas seulement aux niveaux métaboliques et fonctionnels. Des dommages prolongés, répétés ou importants entraînent des changements structurels importants dans la cellule, qui ont une signification adaptative. Une telle adaptation à l'action de facteurs dommageables se produit par le biais de changements adaptatifs typiques de la cellule ou du système cellulaire (atrophie, hypertrophie, hyperplasie, métaplasie, dysplasie). Par exemple, dans des conditions de stagnation veineuse chronique dans le foie, le manque d'oxygène des hépatocytes s'accompagne de leur atrophie. Les processus d'atrophie, d'hypertrophie, d'hyperplasie et de régénération sont abordés dans les « Annexes » (voir le « Livre de référence des termes » sur le CD).

Protéines de choc thermique

Lorsqu'une cellule est exposée à des facteurs dommageables (changements de température, hypoxie, facteurs chimiques, infection virale, etc.), la synthèse des protéines de choc thermique (HSP, de Heat Shock Proteins ; autrement appelées protéines de stress) est intensifiée. Cela peut protéger la cellule des dommages et empêcher sa mort. Les plus courants sont les HSP avec M r 70 000 (hsp70) et 90 000 (hsp90).

Le mécanisme d'action de ces protéines est diversifié et consiste à réguler l'assemblage, le repliement et le dépliement d'autres protéines. Ainsi, les protéines de stress empêchent l’accumulation d’agrégats protéiques dans la cellule. Un exemple de résistance accrue due aux protéines de choc thermique est celui des cellules tumorales qui expriment des niveaux accrus de HSP70, ce qui les protège des dommages et de la mort.

Mécanismes adaptatifs INTERCELLULAIRES

Les mécanismes intercellulaires (systémiques) d'adaptation aux dommages sont caractérisés par l'interaction des cellules entre elles. Cette interaction se produit de plusieurs manières : – échange de métabolites et de substances biologiquement actives locales (par exemple cytokines ou ions ; – développement de réactions immunitaires ; – modifications de la circulation lymphatique et sanguine ou influences neuro-endocriniennes.

Exemples de réactions adaptatives

Pour l'hypoxie systémique Une diminution des niveaux d’oxygène dans le sang peut endommager les cellules, principalement le cerveau. Cela stimule par réflexe (par irritation des chimiorécepteurs) l'activité du centre respiratoire. Par conséquent le volume de ventilation alvéolaire augmente, qui élimine ou réduit le manque d'oxygène dans le sang et les tissus.

Dommages cellulaires dans des conditions d'hypoglycémie peut être réduit à la suite d'une réaction adaptative : une augmentation de la production d'hormones qui favorisent augmentation de la glycémie (GPC) et son transport dans les cellules : glucagon, adrénaline, glucocorticoïdes, hormone somatotrope (GH), etc.

Diminution de l'approvisionnement en sang (ischémie). de toute zone de tissu, en règle générale, s'accompagne d'une augmentation compensatoire du flux sanguin vers les tissus à travers les vaisseaux collatéraux (de dérivation).

Facteurs pathogènes de nature antigénique activer les mécanismes de défense immunitaire : le système de surveillance immunobiologique à l’aide de phagocytes, d’anticorps et/ou de lymphocytes T inactive les antigènes endo- et exogènes qui peuvent endommager les cellules de l’organisme.

Les systèmes ci-dessus et d'autres assurent normalement une réponse adéquate de l'organisme dans son ensemble à diverses influences d'origine endo et exogène.

Dans des conditions pathologiques, ils participent à la mise en œuvre de mécanismes de protection, de compensation et de restauration des structures endommagées et des fonctions altérées des cellules, organes et tissus.

Augmenter la résistance des cellules aux dommages

Les mesures et les moyens permettant d'augmenter activement la résistance des cellules intactes à l'action de facteurs pathogènes et de stimuler les mécanismes d'adaptation en cas de dommages cellulaires sont présentés dans la Fig. 5- 27.

DISPOSITION DE EG À mon avis, la figure 5– 27 trop large, le texte doit être réorganisé. J'ai demandé à Sergueï Ivanovitch.

LAYOUT insérer le fichier « PF Fig 05 » 27 Mesures pour réduire le degré de dommages cellulaires"

Riz. 5–27 .Mesures pour réduire le diplôme(éliminer)dommages cellulaires.

Mesures préventives et thérapeutiques contre les dommages cellulaires

Les agents visant à protéger les cellules intactes des dommages (préventifs) ou à stimuler les mécanismes adaptatifs lors de leur altération (thérapeutique) sont divisés en non médicamenteux, médicamenteux et combinés.

Remèdes non médicamenteux utilisé principalement pour prévenir les dommages cellulaires. Ces agents augmentent la résistance des cellules des organes et des tissus, ainsi que de l’organisme dans son ensemble, à un certain nombre d’agents pathogènes. Par exemple, entraîner le corps (selon un certain schéma) avec une hypoxie modérée, des facteurs de stress, une activité physique et un refroidissement augmente la résistance à une hypoxie importante, à l'ischémie, au froid, aux agents infectieux, aux rayonnements ionisants et à d'autres agents. À cet égard, l'entraînement avec ces influences et d'autres est utilisé pour prévenir les dommages cellulaires dans diverses maladies, et également comme l'une des méthodes de stimulation des processus de réparation.

L'augmentation de la résistance cellulaire lors de l'entraînement repose sur une augmentation de la fiabilité et de la puissance des systèmes de régulation, des mécanismes d'approvisionnement énergétique et plastique des cellules, de leurs réactions compensatoires, réparatrices et protectrices, de la réparation de l'ADN, des mécanismes de synthèse des protéines, des processus de formation de structures subcellulaires et autres changements qui assurent une résistance accrue des cellules aux agents nocifs.

Médicaments utilisé principalement pour activer les mécanismes adaptatifs après exposition à un agent pathogène. La plupart des médicaments sont utilisés à des fins de thérapie étiotrope ou pathogénétique. Les principaux effets visant à réduire l'intensité de l'effet pathogène sur les cellules et/ou à bloquer le mécanisme de développement du processus pathologique comprennent : – la réduction du degré ou l'élimination des perturbations dans les processus d'approvisionnement énergétique des cellules ; – protection de leur appareil membranaire et de leurs enzymes ; – correction et protection des mécanismes de transport transmembranaire, de distribution intracellulaire des ions et de contrôle du volume cellulaire ; –prévention des dommages à l'appareil génétique de la cellule ; – correction des mécanismes de régulation et d’intégration des processus intracellulaires.

Effets combinés donner le plus grand effet : à la fois thérapeutique et préventif.

Principes généraux de thérapie et de prévention des dommages cellulaires

Les principes généraux de thérapie et de prévention comprennent les principes étiotropiques, pathogénétiques et sanogénétiques.

Effets étiotropeséliminer, arrêter, réduire la force et/ou la durée de l'action des facteurs pathogènes sur les cellules, et également éliminer les conditions propices à la mise en œuvre de cette action.

Mesures sanogénétiques ont pour objectif d'activer des mécanismes adaptatifs (compensation, protection, restauration et adaptation des cellules) aux conditions modifiées.

Effets pathogénétiques visent à rompre les liens dans le mécanisme de développement (pathogenèse) du processus pathologique. Lorsque les cellules sont endommagées, elles corrigent et/ou stimulent les mécanismes d'approvisionnement énergétique des cellules, protègent leurs membranes et leurs enzymes, les mécanismes de transport transmembranaire, de distribution intracellulaire des ions et de contrôle du volume cellulaire, empêchent l'action de facteurs qui provoquent des changements dans le appareil génétique des cellules et modifier les influences régulatrices sur les cellules.

Principes, objectifs et exemples de mesures pour corriger et protéger les mécanismes d'approvisionnement en énergie cellulaire avec leur modification sont donnés dans le tableau. 5–4.

Tableau de disposition 5‑4

Tableau 5–4.Principes de correction et de protection des mécanismes d'approvisionnement énergétique des cellules lorsqu'elles sont endommagées

Protéger les membranes cellulaires et les enzymes

Cibles d'action et exemples de médicaments pour protection des membranes cellulaires et des enzymes sont donnés dans le tableau. 5-5.

Tableau de disposition 5‑5

Tableau 5–5.Protection des membranes cellulaires et des enzymes lorsqu'elles sont endommagées

Objectifs, exemples d'activités et groupes de médicaments utilisés pour correction et protection des mécanismes d'échange d'ions et de fluides sont donnés dans le tableau. 5-6.

En règle générale, l'élimination du déséquilibre des ions dans la cellule s'accompagne d'une normalisation de la teneur en eau de celle-ci et ne nécessite pas de traitement particulier. Cependant, pour un certain nombre de maladies, des médicaments sont nécessaires pour réduire la teneur totale en liquides de l'organisme, y compris les liquides intracellulaires, par exemple les diurétiques (Tableau 5-6).

Tableau de disposition 5‑6

Tableau 5–6.Principes de correction et de protection des mécanismes de transport d'ions et de contrôle du volume cellulaire

Pour empêcher l'action de facteurs provoquant des modifications de l'appareil génétique les cellules : – prendre des mesures particulières d'organisation et d'hygiène (porter des vêtements spéciaux, protéger les sources de rayonnements radioactifs) ; – on utilise des médicaments qui augmentent la résistance des cellules du corps à l'action de facteurs mutagènes, principalement les rayonnements ionisants. Ces substances sont appelées radioprotecteurs (médicaments radioprotecteurs ou anti-radiations). Protecteurs radio(selon leur origine et leur mécanisme d'action) sont divisés en biologiques et pharmacologiques. Radioprotecteurs biologiques augmenter la radiorésistance des cellules du corps en activant des mécanismes non spécifiques et en réduisant la sensibilité des cellules aux facteurs mutagènes. À cet égard, ils sont principalement utilisés à des fins prophylactiques. Les vitamines C, PP, les hormones, les coenzymes, les adaptogènes (extraits et teintures d'Eleutherococcus, ginseng, citronnelle de Chine, etc.) sont utilisés comme radioprotecteurs biologiques. Radioprotecteurs pharmacochimiques avoir un effet protecteur en raison de la stimulation des mécanismes de réparation de l'ADN, de l'inhibition de la réplication (lorsque la structure de l'ADN est la plus vulnérable), ainsi que de l'inactivation des produits des réactions des radicaux libres et du peroxyde. Les radioprotecteurs pharmacochimiques largement utilisés comprennent les aminothiols (par exemple, la cystamine, la propamine), les indolylalkylamines (mexamine, sérotonine), les amines biogènes (histamine, tyramine, adrénaline) et les polysaccharides. La détection et l'élimination des mutations sont également facilitées par des effets visant à protéger les membranes cellulaires et les enzymes (voir tableaux 5 à 4), notamment les enzymes de réparation de l'ADN.

Corriger les influences réglementaires sur les cellules, des préparations d'hormones, de neurotransmetteurs, de nucléotides cycliques, etc. sont utilisées. Les méthodes et les schémas d'utilisation varient en fonction de la nature des dommages et du processus pathologique qui se développe en relation avec celui-ci.

Une cellule est une unité structurelle et fonctionnelle de tissus et d'organes. Les processus qui sous-tendent le support énergétique et plastique des structures et des fonctions tissulaires s'y déroulent.

Divers facteurs pathogènes agissant sur la cellule peuvent provoquer dommage. Les dommages cellulaires sont compris comme des changements dans leur structure, leur métabolisme, leurs propriétés physicochimiques et leurs fonctions qui conduisent à une perturbation des fonctions vitales.

Souvent, le processus de dommage est désigné par le terme d'altération, ce qui n'est pas tout à fait exact, car alteratio se traduit par changement, déviation et constitue donc un concept plus large. Cependant, dans la littérature médicale, ces termes sont généralement utilisés comme synonymes.

1. 
   ^ CAUSES DES DOMMAGES CELLULAIRES

Les dommages causés à une cellule peuvent être le résultat de l'action de nombreux facteurs pathogènes sur celle-ci. Ils sont classiquement divisés en trois groupes principaux : physiques, chimiques et biologiques.

Parmi les facteurs nature physique Les causes les plus courantes de dommages cellulaires sont :

• 
  influences mécaniques. Ils provoquent une perturbation de la structure du plasmalemme et des membranes des formations subcellulaires ;
• 
  fluctuations de température. Une augmentation de la température de l'environnement dans lequel se trouve la cellule, jusqu'à 45-50°C ou plus, peut entraîner une dénaturation des protéines, des acides nucléiques, une décomposition des complexes lipoprotéiques, une perméabilité accrue des membranes cellulaires et d'autres changements. Une diminution significative de la température peut provoquer un ralentissement significatif ou un arrêt irréversible des processus métaboliques dans la cellule, une cristallisation du liquide intracellulaire et une rupture des membranes ;
• 
  modifications de la pression osmotique dans la cellule, notamment dues à l'accumulation dans celle-ci de produits d'oxydation incomplète des substrats organiques, ainsi que d'ions en excès. Ce dernier, en règle générale, s'accompagne de l'écoulement de liquide dans la cellule selon un gradient de pression osmotique, de son gonflement et de son étirement (jusqu'à la rupture) de son plasmalemme et de ses membranes organites. Une diminution de la pression osmotique intracellulaire ou une augmentation de celle-ci dans le milieu extracellulaire entraîne la perte de liquide par la cellule, son plissement (pycnose) et souvent la mort ;
• 
  exposition aux rayonnements ionisants, qui provoquent la formation de radicaux libres et l'activation de processus de radicaux libres peroxydes, dont les produits endommagent les membranes et dénaturent les enzymes cellulaires. Des facteurs gravitationnels, électromagnétiques et autres facteurs physiques peuvent également avoir un effet pathogène sur la cellule.

Il est important que les dommages cellulaires puissent être causés à la fois par un excès ou par un déficit du même facteur. Par exemple, un excès d’oxygène dans les tissus active le processus d’oxydation radicalaire du peroxyde lipidique (LPRO), dont les produits endommagent les enzymes et les membranes cellulaires. D'autre part, une diminution de la teneur en oxygène provoque une perturbation des processus oxydatifs, une diminution de la formation d'ATP et, par conséquent, une dégradation des fonctions cellulaires.

Les dommages cellulaires sont souvent causés par des facteurs de processus immunitaires et allergiques. Ils peuvent notamment être provoqués par la similitude d’antigènes, par exemple entre des microbes et des cellules de l’organisme.

Les dommages peuvent également résulter de la formation d'anticorps ou de lymphocytes T agissant contre des cellules corporelles inchangées en raison de mutations dans l'hémon des lymphocytes B ou T du système immunitaire.

Les substances qui y pénètrent depuis les terminaisons des neurones, en particulier les neurotransmetteurs, les trophogènes et les neuropeptides, jouent un rôle important dans le maintien des processus métaboliques dans la cellule. La réduction ou l'arrêt de leur transport provoque des troubles métaboliques des cellules, une perturbation de leurs fonctions vitales et le développement d'états pathologiques appelés neurodystrophies.

En plus de ces facteurs, les dommages cellulaires sont souvent causés par une fonction considérablement accrue des organes et des tissus. Par exemple, en cas d'activité physique excessive prolongée, une insuffisance cardiaque peut se développer en raison d'une perturbation du fonctionnement des cardiomyocytes.

Les dommages cellulaires peuvent être le résultat non seulement de facteurs pathogènes, mais également de processus génétiquement programmés. Un exemple est la mort de l'épiderme, de l'épithélium intestinal, des globules rouges et d'autres cellules en raison de leur processus de vieillissement. Les mécanismes du vieillissement et de la mort cellulaire comprennent des modifications progressives et irréversibles de la structure des membranes, des enzymes, des acides nucléiques, l'épuisement des substrats pour les réactions métaboliques et une diminution de la résistance cellulaire aux influences pathogènes.

En fonction de leur origine, tous les facteurs responsables des dommages cellulaires sont divisés en : 1) exogènes et endogènes ; 2) origine infectieuse et non infectieuse.

L'action des facteurs dommageables sur la cellule s'effectue directement ou indirectement. Dans ce dernier cas, nous parlons de la formation d'une chaîne de réactions secondaires, de la formation de substances - intermédiaires qui exercent l'effet néfaste. L'action d'un agent nocif peut être médiée par : - des modifications des effets nerveux ou endocriniens sur les cellules (par exemple, lors d'un stress, d'un choc) ; - trouble circulatoire systémique (avec insuffisance cardiaque) ; - écart des paramètres physico-chimiques (dans des conditions accompagnées d'acidose, d'alcalose, de formation de radicaux libres, de produits PSOL, de déséquilibre des ions et du liquide) ; - réactions immuno-allergiques dans les maladies autoallergiques ; - formation d'un excès ou d'un déficit de substances biologiquement actives (histamine, kinines, prostalandines). Beaucoup de ces composés et d'autres composés impliqués dans le développement de processus pathologiques sont appelés médiateurs (par exemple, médiateurs de l'inflammation, des allergies, de la cancérogenèse, etc.).

^ II. MÉCANISMES GÉNÉRAUX DE DOMMAGES CELLULAIRES

Au niveau cellulaire, les facteurs dommageables « activent » plusieurs liens pathogénétiques. Ceux-ci inclus:

• 
  trouble des processus d'approvisionnement énergétique des cellules;
• 
  dommages aux membranes et aux systèmes enzymatiques ;
• 
  déséquilibre des ions et du liquide;
• 
  violation du programme génétique et/ou de sa mise en œuvre ;
• 
  dérèglement des mécanismes régulant la fonction cellulaire.

La synthèse de l'ATP peut être altérée en raison d'un manque d'oxygène et/ou de substrats métaboliques, d'une diminution de l'activité des enzymes de respiration tissulaire et de la glycolyse, d'un endommagement et d'une destruction des mitochondries dans lesquelles se déroulent les réactions du cycle de Krebs et le transfert d'électrons vers l'oxygène moléculaire associé à la phosphorylation de l'ADP est réalisé.

On sait que la délivrance de l'énergie ATP des sites de sa synthèse - des mitochondries et de l'hyaloplasme - aux structures effectrices (myofibrilles, « pompes » ioniques membranaires, etc.) s'effectue à l'aide de systèmes enzymatiques : ADP - ATP - translocase (adénine nucléotide transférase) et créatine phosphokinase (CPK) . L'adénine nucléotide transférase assure le transport de l'énergie de la liaison phosphate macroergique de l'ATP depuis la matrice mitochondriale à travers leur membrane interne, et la CPK la transfère ensuite vers la créatine avec la formation de créatine phosphate, qui pénètre dans le cytosol. La créatine phosphokinase des structures cellulaires effectrices transporte le groupe phosphate de la créatine phosphate vers l'ADP pour former l'ATP, qui est utilisé dans la vie de la cellule. Les systèmes de transport d'énergie enzymatique peuvent être endommagés par divers agents pathogènes et, par conséquent, même dans le contexte d'une teneur élevée en ATP total dans la cellule, son déficit en structures consommatrices d'énergie peut se développer.

Des perturbations dans l'approvisionnement énergétique des cellules et des troubles de leurs fonctions vitales peuvent se développer même dans des conditions de production suffisante et de transport normal d'énergie ATP. Cela peut être le résultat de dommages aux mécanismes enzymatiques d'utilisation de l'énergie, principalement dus à une diminution de l'activité ATPase (actomyosine ATPase, K + - Na + - ATPase dépendante du plasmalemme, Mg 2+ - ATPase dépendante de la « pompe à calcium » du réticulum sarcoplasmique, etc.).

La perturbation des processus d'approvisionnement en énergie, à son tour, peut devenir l'un des facteurs affectant le fonctionnement de l'appareil membranaire des cellules, leurs systèmes enzymatiques, l'équilibre des ions et des liquides, ainsi que les mécanismes de régulation cellulaire.

2. ^ Dommages aux membranes et aux enzymes joue un rôle important dans la perturbation du fonctionnement cellulaire, ainsi que dans la transition de changements réversibles vers des changements irréversibles. Cela est dû au fait que les propriétés fondamentales d’une cellule dépendent en grande partie de l’état de ses membranes et des enzymes associées ou libres.

UN). L’un des mécanismes les plus importants d’endommagement des membranes et des enzymes est l’intensification des réactions radicalaires (FRR) et du PSOL. Ces réactions se produisent normalement dans les cellules, constituant un maillon nécessaire dans des processus vitaux tels que le transport des électrons dans la chaîne des enzymes respiratoires, la synthèse des prostaglandines et des leucotriènes, la prolifération et la maturation cellulaire, la phagocytose, le métabolisme des catécholamines, etc. Le PSOL est impliqué dans les processus. de régulation de la composition lipidique des biomembranes et de l'activité enzymatique. Cette dernière est le résultat à la fois de l'action directe des produits des réactions du peroxyde lipidique sur les enzymes et de l'action indirecte - par une modification de l'état des membranes auxquelles de nombreuses enzymes sont associées.

L'intensité du PSOL est régulée par le rapport des facteurs qui activent (pro-oxydants) et suppriment (antioxydants) ce processus. Les pro-oxydants les plus actifs comprennent des composés facilement oxydables qui induisent des radicaux libres, en particulier les naphtoquinones, les vitamines A et D, les agents réducteurs - NADPH 2, NADH 2, l'acide lipoïque, les produits métaboliques des prostaglandines et des catécholamines.

Le procédé PSOL peut être conditionnellement divisé en trois étapes : 1) initiation de l'oxygène (étape « oxygène »), 2) formation de radicaux libres d'agents organiques et inorganiques (étape « radical libre »), 3) production de peroxydes lipidiques (« étape peroxyde " scène). Le lien initial dans les réactions radicalaires au peroxyde en cas de dommages cellulaires est, en règle générale, la formation au cours des réactions d'oxygénase d'espèces dites réactives de l'oxygène : radical superoxyde d'oxygène (O 2 -.), radical hydroxyle (OH. ), le peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2), qui interagissent avec les composants des structures cellulaires, principalement les lipides, les protéines et les acides nucléiques. Il en résulte la formation de radicaux actifs, notamment de lipides, ainsi que de leurs peroxydes. Dans ce cas, il peut acquérir un caractère « semblable à une avalanche » en chaîne.

Cependant, cela n’arrive pas toujours. Des processus se déroulent dans les cellules et des facteurs agissent qui limitent ou même arrêtent les réactions des radicaux libres et des peroxydes, c'est-à-dire avoir un effet antioxydant. L'un de ces processus est l'interaction des radicaux et des hydroperoxydes lipidiques entre eux, ce qui conduit à la formation de composés « non radicalaires ». Le rôle principal dans le système de protection antioxydant des cellules est joué par des mécanismes de nature enzymatique et non enzymatique.

^ Liens du système antioxydant et de ses

quelques facteurs :

Les recherches menées ces dernières années ont montré que l'activation excessive des réactions des radicaux libres et des peroxydes est l'un des principaux facteurs de dommages aux membranes cellulaires et aux enzymes. Les processus suivants sont d'une importance capitale : 1) modifications des propriétés physicochimiques des lipides membranaires, ce qui provoque une violation de la conformation de leurs complexes lipoprotéiques et, en relation avec cela, une diminution de l'activité des protéines et des systèmes enzymatiques qui fournissent le réception des effets humoraux, transport transmembranaire d'ions et de molécules, intégrité structurelle des membranes ; 2) modifications des propriétés physicochimiques des micelles protéiques qui remplissent des fonctions structurelles et enzymatiques dans la cellule ; 3) la formation de défauts structurels dans la membrane – ce qu'on appelle. les canaux les plus simples (clusters) en raison de l'introduction de produits PSOL dans ceux-ci. Ces processus, à leur tour, provoquent une perturbation des processus importants pour la vie des cellules - excitabilité, génération et conduction d'impulsions inégales, métabolisme, perception et mise en œuvre d'influences régulatrices, interaction intercellulaire, etc.

B). Activation des hydrolases (lysosomales, liées à la membrane et libres).

Normalement, la composition et l'état des membranes et des enzymes sont modifiés non seulement par les processus de radicaux libres et de peroxyde lipidique, mais également par les enzymes liées aux membranes, libres (solubilisées) et lysosomales : lipases, phospholipases, protéases. Sous l'influence de facteurs pathogènes, leur activité ou leur contenu dans le hyaloplasme de la cellule peut augmenter (notamment en raison du développement d'une acidose, qui augmente la libération d'enzymes par les lysosomes et leur activation ultérieure). À cet égard, les glycérophospholipides et les protéines membranaires, ainsi que les enzymes cellulaires, subissent une hydrolyse intensive. Ceci s'accompagne d'une augmentation significative de la perméabilité membranaire et d'une diminution des propriétés cinétiques des enzymes.

DANS). Introduction de composés amphiphiles dans la phase lipidique des membranes.

Sous l'action des hydrolases (principalement lipases et phospholipases), des acides gras libres et des lysophospholipides s'accumulent dans la cellule, notamment des glycérophospholipides : phosphatidylcholines, phosphatidyléthanolamines, phosphatidylsérines. Ils sont appelés composés amphiphiles en raison de leur capacité à pénétrer et à se fixer dans les environnements hydrophobes et hydrophiles des membranes cellulaires (amphi signifie « les deux », « deux »). Avec un niveau relativement faible de composés amphiphiles dans la cellule, lorsqu'ils pénètrent dans les biomembranes, ils modifient la séquence normale des glycérophospholipides, perturbent la structure des complexes lipoprotéiques, augmentent la perméabilité et modifient également la configuration des membranes en raison de la « forme de coin » » forme de micelles lipidiques. L'accumulation d'amphiphiles en grande quantité s'accompagne de leur pénétration massive dans les membranes, ce qui, comme un excès d'hydroperoxydes lipidiques, conduit à la formation d'amas et de microfractures dans celles-ci. Les dommages aux membranes cellulaires et aux enzymes sont l'une des principales causes de perturbations importantes du fonctionnement des cellules et conduisent souvent à leur mort.

3. ^ Déséquilibre des ions et des fluides dans la cellule. En règle générale, une violation de la distribution transmembranaire, ainsi que du contenu intracellulaire et du rapport de divers ions, se développe après ou simultanément avec des troubles de l'approvisionnement énergétique et est associée à des signes de dommages aux membranes cellulaires et aux enzymes. En conséquence, la perméabilité de la membrane à de nombreux ions change considérablement. Cela s'applique dans la plus grande mesure au potassium, au sodium, au calcium, au magnésium, au chlore, c'est-à-dire aux ions qui participent à des processus vitaux tels que l'excitation, sa conduction, le couplage électromécanique, etc.

UN). Modification du rapport ionique transmembranaire. En règle générale, un déséquilibre ionique se manifeste par l'accumulation de sodium dans la cellule et la perte de potassium.

La conséquence du déséquilibre est une modification du potentiel de membrane de repos et d'action, ainsi qu'une perturbation de la conduction de l'impulsion d'excitation. Ces changements sont importants car ils constituent souvent l’un des signes importants de la présence et de la nature des dommages cellulaires. Un exemple est celui des modifications de l'électrocardiogramme lorsque les cellules du myocarde sont endommagées et de l'électroencéphalogramme lorsque la structure et les fonctions des neurones du cerveau sont perturbées.

B). Hyper- et déshydratation des cellules.

Les perturbations dans la teneur en ions intracellulaires provoquent des modifications du volume cellulaire en raison d'un déséquilibre hydrique. Elle se manifeste soit par une hyperhydratation (diminution de la teneur en liquide) de la cellule. Par exemple, une augmentation de la teneur en ions sodium et calcium dans les cellules endommagées s'accompagne d'une augmentation de la pression osmotique dans celles-ci. En conséquence, l’eau s’accumule dans les cellules. Dans le même temps, les cellules gonflent, leur volume augmente, ce qui s'accompagne d'un étirement accru et souvent de micro-déchirures du cytolemme et des membranes des organites. Au contraire, la déshydratation cellulaire (par exemple, dans certaines maladies infectieuses entraînant une perte d'eau) se caractérise par la libération de liquide et de protéines qui y sont dissoutes (y compris des enzymes), ainsi que d'autres composés organiques et inorganiques solubles dans l'eau. La déshydratation intracellulaire est souvent associée à un rétrécissement nucléaire, à une dégradation des mitochondries et d'autres organites.

4. L’un des mécanismes importants du dysfonctionnement cellulaire est dommages au programme génétique et/ou aux mécanismes de sa mise en œuvre. Les principaux processus conduisant à des modifications de l'information génétique d'une cellule sont les mutations, la dépression des gènes pathogènes (par exemple, les oncogènes), la suppression de l'activité des gènes vitaux (par exemple, la régulation de la synthèse des enzymes) ou l'introduction d'un fragment d'ADN étranger dans le génome (par exemple, l'ADN d'un virus oncogène, une section anormale de l'ADN d'une autre cellule).

Outre les modifications du programme génétique, un mécanisme important de dysfonctionnement cellulaire est violation de la mise en œuvre de ce programme principalement pendant le processus de division cellulaire pendant la mitose ou la méiose.

5. Un mécanisme important de dommages cellulaires est trouble de la régulation des processus intracellulaires. Cela peut être le résultat de perturbations se développant à un ou plusieurs niveaux des mécanismes de régulation :

• 
  au niveau de l'interaction des substances biologiquement actives (hormones, neurotransmetteurs, etc.) avec les récepteurs cellulaires ;
• 
  au niveau dit cellulaire « seconds messagers » (messagers) des influences nerveuses : nucléotides cycliques – adénosine monophosphate (AMPc) et guanosine monophosphate (cGMP), qui se forment en réponse à l'action des « premiers messagers » – hormones et neurotransmetteurs. Un exemple est la perturbation de la formation du potentiel membranaire dans les cardiocytes en raison de l'accumulation d'AMPc dans ceux-ci, qui est notamment l'une des causes possibles du développement d'arythmies cardiaques ;
• 
  au niveau des réactions métaboliques régulées par des nucléotides cycliques ou d'autres facteurs intracellulaires. Ainsi, la perturbation du processus d'activation des enzymes cellulaires peut modifier considérablement l'intensité des réactions métaboliques et, par conséquent, conduire à une perturbation du fonctionnement cellulaire.

^ III. PRINCIPALES MANIFESTATIONS DE DOMMAGES CELLULAIRES

1. Dystrophies. Les dystrophies (dys-trouble, trouble, trophe-nourriture) sont comprises comme des troubles métaboliques des cellules et des tissus, accompagnés de troubles de leurs fonctions, de manifestations plastiques, ainsi que de changements structurels conduisant à une perturbation de leurs fonctions vitales.

Les principaux mécanismes des dystrophies sont : - la synthèse de substances anormales dans la cellule, par exemple le complexe protéine-polysaccharide de l'amyloïde ; transformation excessive de certains composés en d'autres, par exemple les graisses et les glucides en protéines, les glucides en graisses ; - la décomposition (phanérose), par exemple, de complexes protéines-lipides membranaires ; - infiltration des cellules et de la substance intercellulaire avec des composés organiques et inorganiques, par exemple le cholestérol et ses esters des parois artérielles dans l'athérosclérose.

Les principales dystrophies cellulaires comprennent les protéines (dysprotéinoses), les graisses (lipidoses), les glucides et les minéraux.

2. Dysplasie(dys - trouble, désordre, plaséo-forme) sont une violation du processus de développement cellulaire, se manifestant par un changement persistant dans leur structure et leur fonction, ce qui conduit à un trouble de leurs fonctions vitales.

La cause de la dysplasie est une lésion du génome cellulaire. C'est ce qui provoque des changements persistants et, en règle générale, hérités de cellule à cellule, contrairement aux dystrophies, qui sont souvent temporaires, réversibles et peuvent être éliminées lorsque l'action du facteur causal est arrêtée.

Le mécanisme principal de la dysplasie est un trouble du processus de différenciation, qui consiste en la formation d'une spécialisation structurelle et fonctionnelle de la cellule. Les signes structurels de la dysplasie sont des changements dans la taille et la forme des cellules, de leurs noyaux et autres organites, ainsi que du nombre et de la structure des chromosomes. En règle générale, les cellules sont agrandies, ont une forme irrégulière et bizarre (« cellules monstrueuses ») et le rapport entre les différents organites qu'elles contiennent est disproportionné. Souvent, diverses inclusions et signes de processus dégénératifs se trouvent dans ces cellules. Des exemples de dysplasie cellulaire comprennent la formation de mégaloblastes dans la moelle osseuse avec anémie pernicieuse, des érythrocytes en forme de faucille avec une pathologie de l'hémoglobine, de gros neurones - des « monstres » avec des lésions du cortex cérébral (sclérose tubéreuse de Bourneville), des cellules géantes multinucléées avec un arrangement bizarre de chromatine avec neurofibromatose de Recklinghausen. La dysplasie cellulaire est l'une des manifestations de l'atypie des cellules tumorales.

1. 
   ^ Modifications de la structure et des fonctions des organites cellulaires en cas de dommages cellulaires.

Sous l'influence de facteurs pathogènes, le nombre total de mitochondries ainsi que la structure des organites individuels sont modifiés. Réduction du nombre de mitochondries par rapport à la masse cellulaire totale. Les changements dans les mitochondries individuelles qui sont stéréotypés pour l'action de la plupart des facteurs dommageables sont une diminution ou une augmentation de leur taille et de leur forme. De nombreux effets pathogènes sur la cellule (hypoxie, agents toxiques endo et exogènes, y compris médicaments en cas de surdosage, rayonnements ionisants, modifications de la pression osmotique) s'accompagnent d'un gonflement et d'une vacuolisation des mitochondries, pouvant entraîner une rupture de leur membrane, une fragmentation. et homogénéisation des crêtes. La violation de la structure des mitochondries entraîne une suppression significative du processus de respiration et de la formation d'ATP, ainsi qu'un déséquilibre des ions à l'intérieur de la cellule.

Cœur. Les dommages au noyau se conjuguent à une modification de sa forme, à une condensation de la chromatine à la périphérie du noyau (margination de la chromatine), à ​​une perturbation du double circuit ou à une rupture de l'enveloppe nucléaire, à sa fusion avec la bande de margination de la chromatine.

Lysosomes. Sous des influences pathogènes, la libération et l’activation des enzymes des lysosomes peuvent conduire à une « autodigestion » (autolyse) de la cellule. La libération d'hydrolases lysosomales dans le cytoplasme peut être provoquée par des ruptures mécaniques de leur membrane ou une augmentation significative de la perméabilité de cette dernière. Ceci est une conséquence de l'accumulation d'ions hydrogène dans les cellules (acidose intracellulaire), de produits de peroxydation lipidique, de toxines et d'autres agents.

Ribosomes. Sous l'influence de facteurs dommageables, on observe la destruction de groupes de sous-unités du ribosome (polysomes), généralement constitués de plusieurs ribosomes - « monomères », une diminution du nombre de ribosomes et une séparation des organites des membranes intracellulaires. Ces changements s'accompagnent d'une diminution de l'intensité du processus de synthèse des protéines dans la cellule.

^ Réticulum endoplasmique . Lorsqu'ils sont endommagés, il y a une expansion des tubules du réseau, jusqu'à la formation de grandes vacuoles et citernes dues à l'accumulation de liquide dans ceux-ci, à la destruction focale des membranes des tubules du réseau et à leur fragmentation.

^ Appareil de Golgi. Les dommages à l'appareil de Golgi s'accompagnent de changements structurels similaires à ceux du réticulum endoplasmique. Dans ce cas, l’élimination des déchets de la cellule est perturbée, provoquant une perturbation de son fonctionnement dans son ensemble.

Cytoplasme est un milieu liquide à faible viscosité dans lequel se trouvent des organites et des inclusions cellulaires. L'effet de facteurs dommageables sur la cellule peut provoquer une diminution ou une augmentation de la teneur en liquide du cytoplasme, une protéolyse ou une coagulation des protéines et la formation d'« inclusions » que l'on ne trouve normalement pas. Un changement dans l'état du cytoplasme, à son tour, affecte de manière significative les processus métaboliques qui s'y déroulent, en raison du fait que de nombreuses enzymes (par exemple, la glycolyse) sont situées dans la matrice cellulaire, la fonction des organites et les processus de perception des influences régulatrices et autres sur la cellule.

1. 
   ^ Nécrose et autolyse .

Le principal mécanisme d'autolyse est l'hydrolyse des composants cellulaires et de la substance intercellulaire sous l'influence des enzymes lysosomes. Ceci est facilité par le développement d'une acidose dans les cellules endommagées.

D'autres cellules – les phacocytes ainsi que les micro-organismes – peuvent également participer au processus de lyse des cellules endommagées. Contrairement au mécanisme autolytique, ce dernier est dit hétérolytique. Ainsi, la lyse des cellules nécrotiques (nécrolyse) peut être obtenue par des processus auto- et hétérolytiques auxquels participent des enzymes et d'autres facteurs des cellules mortes et des cellules vivantes en contact avec elles.

5. ^ Modifications spécifiques et non spécifiques des dommages cellulaires . Tout dommage causé à une cellule provoque un complexe de changements spécifiques et non spécifiques.

Sous spécifique comprendre les changements dans les propriétés des cellules qui sont caractéristiques d'un facteur donné lorsqu'il agit sur diverses cellules, ou caractéristiques uniquement d'un type de cellule donné lorsqu'elles sont exposées à des agents nocifs de différents types. Ainsi, l'effet de facteurs mécaniques sur toute cellule s'accompagne d'une violation de l'intégrité de ses membranes. Sous l'influence des découpleurs du processus d'oxydation et de phosphorylation, le couplage de ces processus est réduit ou bloqué. Une concentration élevée dans le sang de l'une des hormones du cortex surrénalien, l'aldostérone, provoque l'accumulation d'ions sodium en excès dans diverses cellules. En revanche, l’effet d’agents dommageables sur certains types de cellules provoque des modifications qui leur sont spécifiques. Par exemple, l'influence de divers facteurs pathogènes sur les cellules musculaires s'accompagne du développement de la contracture des myofibrilles, sur les neurones - par la formation de ce qu'on appelle le potentiel de dommage, sur les globules rouges - par l'hémolyse et la libération d'hémoglobine par ceux-ci.

Les dommages s'accompagnent toujours d'un complexe et non spécifique, changements stéréotypés dans les cellules. Ils sont observés dans différents types de cellules sous l'influence de divers agents. Les manifestations non spécifiques courantes des altérations cellulaires comprennent l'acidose, l'activation excessive des réactions de radicaux libres et de peroxyde, la dénaturation des molécules protéiques, la perméabilité accrue du potentiel de la membrane cellulaire et l'augmentation des propriétés de sorption des cellules.

L'identification d'un complexe de modifications spécifiques et non spécifiques dans les cellules des organes et des tissus permet de juger de la nature et de la force de l'action du facteur pathogène, du degré de dommage, ainsi que de l'efficacité des agents médicinaux et non médicinaux. utilisé pour le traitement.

^ IV. MÉCANISMES CELLULAIRES D'INDEMNISATION LORS D'UN DOMMAGE

L'effet de facteurs pathogènes sur une cellule et le développement de dommages s'accompagnent de l'activation ou de l'activation d'une réaction visant à éliminer ou à réduire le degré de dommage et ses conséquences. L’ensemble de ces réactions assure l’adaptation de la cellule aux nouvelles conditions de sa vie. Les principaux mécanismes adaptatifs comprennent des réactions de compensation, de restauration et de remplacement des structures et dysfonctionnements perdus ou endommagés, la protection des cellules contre l'action d'agents pathogènes, ainsi qu'une diminution régulatrice de leur activité fonctionnelle. L'ensemble du complexe de telles réactions peut être divisé en deux groupes : intracellulaires et extracellulaires (intercellulaires).

Les principaux mécanismes intracellulaires de compensation des dommages sont les suivants.

1. 
   ^ Compensation des perturbations dans le processus d'approvisionnement énergétique des cellules .

1. 
   ^ Protéger les membranes cellulaires et les enzymes .

1. 
   ^ Compensation du déséquilibre ionique et liquide .

1. 
   ^ Élimination des violations du programme génétique des cellules .

1. 
   ^ Compensation des troubles des mécanismes de régulation des processus intracellulaires .

L'excès ou le déficit d'hormones et de neurotransmetteurs ou de leurs effets peuvent également être compensés au niveau des seconds messagers - les nucléotides cycliques. On sait que le rapport entre l'AMPc et le GMPc change non seulement sous l'action de stimuli régulateurs extracellulaires, mais également de facteurs intracellulaires, en particulier les phosphodiestérases et les ions calcium. La violation de la mise en œuvre des influences régulatrices sur la cellule peut également être compensée au niveau des processus métaboliques intracellulaires, car nombre d'entre eux se produisent sur la base de la régulation du taux métabolique par la quantité de produit de réaction enzymatique (principe de positif ou retours négatifs).

1. 
   ^ Diminution de l'activité fonctionnelle des cellules .

L'adaptation des cellules dans des conditions de dommages ne se produit pas seulement aux niveaux métaboliques et fonctionnels. Des dommages répétés ou importants à long terme provoquent des changements structurels importants dans la cellule, qui ont une signification adaptative. Ils sont obtenus grâce aux processus de régénération, d’hypertrophie, d’hyperplasie et d’hypotrophie.

1. 
   Régénération.(regeneratio – renaissance; restauration) désigne le remplacement de cellules et/ou de leurs éléments structurels individuels en remplacement de celles qui sont mortes, endommagées ou ont terminé leur cycle de vie. La régénération des structures s'accompagne d'une restauration de leurs fonctions. Il existe des formes de régénération dites cellulaires et intracellulaires (subcellulaires). La première est caractérisée par la reproduction cellulaire par mitose ou amitose. La régénération intracellulaire se manifeste par la restauration des organites - mitochondries, noyau, réticulum endoplasmique et autres au lieu de ceux endommagés ou morts.
2. 
   Hypertrophie(hyper - excessivement, augmenter, trophe - nourrir) est une augmentation du volume et de la masse des éléments structurels, notamment des cellules. L'hypertrophie des organites cellulaires intacts compense la perturbation ou l'insuffisance des fonctions de ses éléments endommagés.
3. 
   Hyperplasie(hyper - excessivement, plaseo - forme) se caractérise par une augmentation du nombre d'éléments structurels, notamment d'organites dans la cellule. Souvent, dans la même cellule, des signes d'hyperplasie et d'hypertrophie sont observés. Les deux processus offrent non seulement une compensation du défaut structurel, mais également la possibilité d’augmenter le fonctionnement cellulaire.

Une caractéristique des mécanismes d'adaptation intercellulaires (extracellulaires) est qu'ils sont mis en œuvre principalement avec la participation de cellules qui n'ont pas été directement exposées au facteur pathogène (par exemple, hyperfonctionnement des cardiomyocytes en dehors de la zone de nécrose lors d'un infarctus du myocarde).

En fonction du niveau et de l'échelle, ces réactions en cas de dommages cellulaires peuvent être divisées en organe-tissu, intrasystème et intersystème.

Un exemple de réaction adaptative au niveau organe-tissu est l'activation de la fonction de cellules hépatiques ou rénales intactes lorsque les cellules d'une partie de l'organe sont endommagées. Cela réduit la charge sur les cellules exposées aux effets pathogènes et contribue à réduire le degré de leurs dommages.

Les réactions intrasystémiques comprennent la constriction des artérioles lorsque le travail du cœur diminue (par exemple, lors d'un infarctus du myocarde), ce qui garantit et prévient (ou réduit le degré de) dommages causés à leurs cellules.

L'implication de plusieurs systèmes physiologiques dans des réactions adaptatives est observée par exemple lors d'une hypoxie générale. Dans le même temps, le travail des systèmes métaboliques respiratoire, circulatoire, sanguin et tissulaire est activé, ce qui réduit le manque d'oxygène et de substrats métaboliques dans les tissus, augmente leur utilisation et réduit ainsi le degré de dommages causés à leurs cellules.

En règle générale, l'activation des mécanismes d'adaptation intracellulaires et intercellulaires lors de dommages prévient la mort cellulaire, assure leurs fonctions et aide à éliminer les conséquences du facteur pathogène. Dans ce cas, on parle de changements réversibles dans les cellules. Si la force de l'agent pathogène est grande et/ou les agents protecteurs et adaptatifs sont insuffisants, des dommages irréversibles aux cellules se développent et celles-ci meurent.

CONCLUSION

Tout processus pathologique se produit avec un degré et une ampleur plus ou moins importants de dommages cellulaires. Malgré la diversité des facteurs pathogènes agissant sur les cellules, celles-ci réagissent par fondamentalement le même type de réactions. Ceci est basé sur des mécanismes typiques d’altération cellulaire. À leur tour, les dommages cellulaires s'accompagnent généralement de l'activation de facteurs de protection, de compensation, de compensation et d'adaptation, qui visent à arrêter ou à limiter l'action du facteur dommageable, ainsi qu'à éliminer les conséquences de son influence. La connaissance de ces mécanismes est à la base du développement de principes et de méthodes permettant d'identifier les processus pathologiques, de prédire leur évolution, ainsi que de méthodes de thérapie pathogénétique et de prévention des dommages cellulaires au cours de ceux-ci.

LITTÉRATURE

1. 
   Zaiko N.N., Byts Yu.V. physiologie pathologique. – Kiev « Logos », 1996. – 647 p.
2. 
   Litvitski P.F. Physiopathologie. Cours magistral. – M. : Médecine. – 1995. – 745 p.

L'effet de facteurs pathogènes sur une cellule s'accompagne de l'activation (ou de l'inclusion) de diverses réactions et processus visant à éliminer ou à réduire le degré de dommage et ses conséquences, ainsi qu'à assurer la résistance cellulaire aux dommages. La combinaison de ces réactions assure l'adaptation (adaptation) de la cellule aux conditions modifiées de sa vie.

Le complexe des réactions cellulaires adaptatives est classiquement divisé en réactions intracellulaires et intercellulaires (Fig. 5– 21 ).

21 Mécanismes d'adaptation cellulaire lorsqu'elle est endommagée"

Riz.5–21 .Mécanismes d'adaptation cellulaire lorsqu'ils sont endommagés.

Mécanismes adaptatifs intracellulaires

Les mécanismes adaptatifs intracellulaires comprennent les réactions et processus suivants.

Tableau de disposition Y

Indemnisation en cas de rupture d'approvisionnement en énergie

Les mécanismes de compensation des perturbations dans l'approvisionnement énergétique de la cellule sont représentés sur la Fig. 5- 22 .

LAYOUT insérer le fichier « PF Fig 05 » 22 Mécanismes de compensation des perturbations de l'approvisionnement énergétique de la cellule"

Riz.5–22 .Mécanismes de compensation des perturbations de l'approvisionnement énergétique d'une cellule lorsqu'elle est endommagée.

Lorsqu'une cellule est endommagée, en règle générale, les mitochondries sont plus ou moins endommagées et la resynthèse de l'ATP pendant la respiration des tissus est réduite. Ces changements servent de signal pour l'activation de mécanismes de compensation : – augmentation de la production d'ATP dans le système glycolytique ; – augmenter l'activité des enzymes impliquées dans les processus d'oxydation et de phosphorylation (avec un degré de dommage cellulaire faible ou modéré) ; – activation des enzymes de transport d’énergie de l’ATP (adénine nucléotide transférase, CPK) ; – augmenter l’efficacité des enzymes d’utilisation de l’énergie ATP (ATPases) ; – des restrictions sur l'activité fonctionnelle de la cellule ; – réduire l’intensité des processus plastiques dans la cellule.

Protection des membranes et des enzymes

La protection des membranes cellulaires et des enzymes est assurée par celles indiquées sur la Fig. 5- 23 mécanismes.

LAYOUT insérer le fichier « PF Fig 05 » 23 Mécanismes de protection des membranes cellulaires et des enzymes"

Riz.5–23 .Mécanismes de protection des membranes cellulaires et des enzymes lorsqu'ils sont endommagés.

AOD - facteurs de protection antioxydants.

Les enzymes de défense antioxydantes (SOD, inactivant les radicaux O 2 – ; catalase et glutathion peroxydases, dégradant respectivement l'H 2 O 2 et les lipides) réduisent les effets pathogènes des réactions des radicaux libres et du peroxyde ; l'activation des systèmes tampons cellulaires entraîne une diminution de l'acidose intracellulaire (une conséquence de l'acidose est une activité hydrolytique excessive des enzymes lysosomales); l'activité accrue des enzymes microsomales (notamment les enzymes du réticulum endoplasmique) favorise la transformation physico-chimique des agents pathogènes par leur oxydation, leur réduction, leur déméthylation, etc. ; la dérépression des gènes entraîne l'activation de la synthèse des composants membranaires (protéines, lipides, glucides) pour remplacer ceux endommagés ou perdus.

Éliminer/réduire le déséquilibre ion-liquide

Les mécanismes permettant de réduire la gravité ou d'éliminer le déséquilibre des ions et de l'eau dans la cellule sont illustrés à la Fig. 5- 24 .

DISPOSITION PAR EXEMPLE Figure 5– 24 trop large, le texte doit être réorganisé. J'ai demandé à Sergueï Ivanovitch.

LAYOUT insérer le fichier « PF Fig 05 » 24 Mécanismes pour réduire le degré de déséquilibre ionique"

Riz.5–24 .Mécanismes permettant de réduire le degré (élimination) du déséquilibre des ions et de l'eau dans la cellule lorsqu'elle est endommagée.

Une réduction significative du degré de troubles des échanges fluides et ioniques est assurée par : – l'activation des processus d'alimentation énergétique des pompes ioniques ; – une activité accrue des enzymes impliquées dans le transport des ions ; – des changements dans l'intensité et la nature du métabolisme (par exemple, une glycolyse accrue s'accompagne de la libération de K +, dont la teneur dans les cellules endommagées est réduite en raison de la perméabilité accrue de leurs membranes) ; – la normalisation des systèmes tampons intracellulaires (par exemple, l'activation des tampons carbonate, phosphate, protéine permet de restaurer le rapport optimal dans la distribution cytosolique et transmembranaire des ions K + , Na + , Ca 2+ et autres, notamment en réduisant [H + ] dans la cellule). Il a été prouvé qu'une diminution du degré de déséquilibre ionique peut à son tour s'accompagner d'une normalisation du contenu et de la circulation du liquide intracellulaire, du volume des cellules et de leurs organites.