Влияние радиации на деление клеток

Регуляция деления клеток осуществляется на разных уровнях.

1. ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ.

а) ГЕНОМНО-ЯДЕРНЫЙ УРОВЕНЬ. Осуществляется путем дей­ствия генов, ответственных за митоз. В клеточном геноме имеются "ранние" и "поздние" гены пролиферативного ответа. "Ранними" генами являются гены fos и туе, "поздними" — ras, myb-гены. Продуцируемые этими генами белки стимулируют вступление клетки в митоз и увеличивают его скорость.

б) Цитоплазма может влиять на ядро с помощью различных раствори­мых факторов, так называемых триггерных белков, которые подавляют или активируют митоз.

в) Компоненты цитолеммы (белки и гликопротеины) клетки могут ока­зывать регулирующее влияние на ее митотическую активность. Очевидно, они участвуют в таком феномене, как контактное торможение размножения, но могут выступать в роли самостоятельного регуляторного механизма.

2. МЕЖКЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ регуляции митоза:

а) Эффект контактного торможения размножения. Заключается в том, что при тесном контакте мембран двух клеток их деление подавляется. Это влияние опосредуется через плазмолемму, цитоскелет и передается на ядро. Эффект контактного торможения размножения объясняет, почему в культуре ткани клетки растут только в виде монослоя. Раковые же клетки не обладают этим эффектом, они растут беспорядочно, нарушая монослой. Аналогичным образом они ведут себя in vivo.

б) Кейлонная регуляция. Кейлоны — вещества белковой природы. Они вырабатываются дифференцированными клетками, но способны действо­вать на стволовые клетки, подавляя их митоз. Кроме кейлонов, клетки выделяют еще специфические факторы роста, индукторы, которые стиму­лируют митоз. За счет кейлонов и индукторов регулируется постоянство клеточного состава тканей.

3. На ОРГАНИЗМЕННОМ УРОВНЕ регуляция деления идет за счет нервной, эндокринной, иммунной систем. Нервная система может как подав­лять, так и стимулировать деление клеток в тканях-мишенях. Клетками эндокринной и иммунной системы вырабатывается большое количество ростовых факторов, которые стимулируют клеточное деление: эпидер-мальный, тромбоцитарный факторы роста, фактор роста нервов, фибробластов, инсулиноподобные факторы и др. Некоторые гормоны стимулируют, другие — подавляют размножение клеток. К гормонам-сти­муляторам митотической активности клеток относят гормон роста, инсу­лин, тиреоидные гормоны и др. Подавляют размножение клеток глюкокор-тикоиды (гормоны коры надпочечников). Один и тот же гормон может оказывать на клетки разных органов различное влияние. Например, поло­вые гормоны стимулируют деление клеток в половых органах, но подавля­ют его в зонах роста костей. Глюкокортикоиды подавляют деление клеток в большинстве органов, но могут стимулировать его в печени.

Митоз является достаточно чувствительным к действию вредных вне­шних факторов процессом. Он может подавляться действием различных химических веществ, в том числе и лекарственных препаратов. Вещества, деполимеризующие микротрубочки веретена деления (например, колхи­цин), останавливают митоз в метафазе. Это используется для получения препаратов так называемых метафазных хромосом, которые наиболее удобны для изучения их строения. Эти же вещества используются для лече­ния опухолей. Радиация оказывает повреждающее влияние на митоз. Мито-тические хромосомы изменяют форму, возникают их разрывы, иногда с пос­ледующим неправильным соединением фрагментов. Порой отдельные хро­мосомы исчезают вообще. Наблюдаются аномалии веретена деления. Оно может иметь не два, а три полюса. В некоторых случаях хромосомы делятся, а деления ядра не происходит. В результате возникают большие ядра с поли­плоидным набором хромосом. Если поражение радиацией сильное, то клет­ка теряет способность к делению.

МЕХАНИЗМЫ КЛЕТОЧНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ

Способность клетки или ткани восстанавливать утраченные части назы­вается регенерацией. В зависимости от уровня ее реализации регенерация подразделяется на внутриклеточную регенерацию и регенерацию на клеточном уровне. Внутриклеточная регенерация — восстановление ста­рых, разрушившихся органелл клетки, например, митохондрий, а также поврежденных частей клетки.

В зависимости от назначения регенераторного процесса регенерация подразделяется на физиологическую и репаративную (посттравматическую) регенерацию. Физиологическая регенерация — это восстановление старых, подлежащих замене компонентов клетки или целых клеток. Репаративная регенерация — восстановление клеток после повреждения. После поврежде­ния наряду с регенераторным процессом, как правило, происходят и компен­саторные, адаптивные изменения в клетке, направленные на уменьшение по­следствий возможного повторного повреждения. Если в результате количе­ство органелл увеличивается, то это явление называется гиперплазией орга­нелл. Если количество органелл остается тем же, но увеличиваются их раз­меры, то это явление называется гипертрофией органелл. Может наблюдать­ся сочетание гипертрофии и гиперплазии органелл. В результате указанных изменений клетка увеличивается в размерах (гипертрофия клетки) и стано­вится менее чувствительной к действию вредных факторов.

Клеточная регенерация — это регенерация ткани за счет увеличения чис­ла клеток путем митоза. Подробнее о регенерации — в общей гистологии.

РЕАКТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛЕТОК.

ПОНЯТИЕ О ГИПЕРПЛАЗИИ И ГИПЕРТРОФИИ КЛЕТОК.

СМЕРТЬ КЛЕТОК. НЕКРОЗ

Реактивные изменения клеток — изменения структуры и функции кле­ток под воздействием внешних факторов. Если внешний фактор не вызы-иает гибели клеток, то в клетках происходят компенсаторные изменения, на­правленные на уменьшение последствий вредного воздействия внешнего фактора. Эти изменения могут быть следующими:

1. Внешний фактор активирует деление клеток. При этом клеток ста­новится больше, и в результате распределения фактора на большее коли­чество клеток они легче переносят его воздействие.

2. Внешний фактор воздействует на клетку, которая не может делиться. При этом в клетке активируется синтез белка, органелл, происходит их ги­перплазия и гипертрофия. В результате клетка увеличивается в размерах и становится менее чувствительной к действию фактора. В первом случае мы имеем дело с гиперплазией клеток, во втором — с их гипертрофией.

3. Внешний фактор может привести к образованию полиплоидных и двуядерных клеток. Такие клетки больше по размерам, функционально бо­лее активны и менее чувствительны к повреждающему фактору.

4. Внешний фактор может вызвать усиление метаболизма и функцио­нальной активности клеток. Это один из вариантов реакции клеток на внешний раздражитель. Может происходить увеличение клеточной повер­хности и усложнение ее формы, что в определенной степени ведет к сни­жению интенсивности внешнего воздействия на единицу площади клетки. Как проявление реакции на внешние стимулы может активироваться фа­гоцитоз клеток, особенно тех, у которых он является основной функцией. Может возрастать двигательная активность клеток. Мышечные клетки на стимуляцию ответят сокращением, нервные — нервным импульсом, секре­торные — усилением выработки и выделения секрета и т.д.

5. Любые достаточно сильные внешние воздействия вызывают в клет­ках стрессорные реакции, протекающие стереотипно. При этом происходит активация определенных генов, обеспечивающих синтез специальных за­щитных белков при одновременной блокаде других синтетических процес­сов. Эти защитные белки названы белками теплового шока (БТШ), по­скольку первоначально были обнаружены в клетках при воздействии на них высокой температуры. БТШ носят универсальный характер, обладают собственной повышенной устойчивостью и одновременно предотвращают повреждение (агрегацию, коагуляцию) других клеточных белков, способ­ствуют расщеплению возникших патологических белковых конгломератов.

6. При воздействии на клетку запредельных факторов она подвергает­ся разрушению — некрозу. Обычно некроз захватывает целые группы кле­ток. Морфологические изменения при этом касаются и ядра, и цитоплаз­мы. В ядре могут происходить такие изменения. Под действием активиро­ванного лизосомалыгаго фермента ДНКазы ядерная ДНК расщепляется на фрагменты различной длины, что ведет к изменению расположения хроматина: он скапливается в виде крупных глыбок под кариолеммой. В дальнейшем с ядром могут происходить следующие изменения: — КАРИОПИКНОЗ — сморщивание ядра, уменьшение его в размерах до полного исчезновения;

— КАРИОЛИЗИС — растворение ядра с постепенным исчезновением в нем всех структур. Ядро приобретает вид бесструктурного пузырька;

— КАРИОРЕКСИС — разрыв ядра на отдельные фрагменты, которые затем разрушаются.

Лишенная в результате одного из этих трех процессов ядра клетка становится нежизнеспособной и постепенно гибнет.

В цитоплазме происходит дегенерация органелл. Цистерны ЭПС рас­ширяются, гранулярная ЭПС полностью лишается рибосом. Матрикс ми­тохондрий просветляется, расширяется межмембранное пространство, в дальнейшем разрушаются кристы; в конечном итоге мембраны митохонд­рий разрываются и митохондрии разрушаются. Повреждаются мембраны лизосом, ферменты которых выходят в цитозоль и участвуют в разруше­нии структур.цитоплазмы. Повреждение клеточных мембран связано с на­коплением в гиалоплазме клетки кальция, который активирует связанные с мембранами ферменты фосфолипазы. В цитоплазме идет образование вакуолей — вакуольная дистрофия, накопление нетипичных белковых или жировых включений — белковая, жировая дистрофия. Активация лизосом приводит к аутолизу клетки и фагоцитозу ее макрофагами.

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: