Mecanismos de adaptação celular durante danos. Danos celulares. Os efeitos combinados proporcionam o maior efeito: terapêutico e preventivo

1. Compensação por perturbações no fornecimento de energia às células:

a) intensificação da síntese de ATP no processo de glicólise, bem como da respiração dos tecidos nas mitocôndrias intactas;

b) ativação de mecanismos de transporte de ATP;

c) ativação de mecanismos de utilização de energia ATP;

2. Proteção de membranas celulares e enzimas:

a) aumentar a atividade de fatores do sistema de defesa antioxidante;

b) ativação de sistemas tampão;

c) aumentar a atividade das enzimas de desintoxicação microssomal;

d) ativação de mecanismos de síntese de componentes de membrana e enzimas;

3. Reduzir o grau ou eliminar o desequilíbrio de íons e fluidos nas células:

a) reduzir o grau de interrupção do fornecimento de energia;

b) redução do grau de danos às membranas e enzimas;

c) ativação de sistemas tampão;

4. Eliminação de violações no programa genético das células:

a) eliminação de quebras nas fitas de DNA;

b) eliminação de seções alteradas de DNA;

c) síntese de um fragmento de DNA normal em vez de danificado ou perdido;

5. Compensação por distúrbios de regulação de processos intracelulares:

a) alteração no número de receptores celulares “funcionais”;

b) alterações na afinidade dos receptores celulares por fatores reguladores;

c) alterações na atividade dos sistemas adenilato e guanilato ciclase;

d) alterações na atividade e conteúdo dos reguladores metabólicos intracelulares (enzimas, cátions, etc.);

6. Diminuição da atividade funcional das células.

7. Regeneração

8. Hipertrofia

9. Hiperplasia.

1. Compensação por violações no processo de fornecimento de energia às células.

Uma das maneiras de compensar distúrbios no metabolismo energético devido a danos às mitocôndrias é intensificar o processo de glicólise. Uma certa contribuição para a compensação de distúrbios no fornecimento de energia aos processos intracelulares durante os danos é feita pela ativação de enzimas que transportam e utilizam energia ATP (adenina nucleotídeo transferase, creatina fosfoquinase, ATPase), bem como uma diminuição na atividade funcional de a célula. Este último ajuda a reduzir o consumo de ATP.

2. Proteção de membranas celulares e enzimas.

Um dos mecanismos de proteção das membranas celulares e das enzimas é a limitação das reações de radicais livres e peróxidos pelas enzimas de defesa antioxidante (superóxido mutase, catalase, glutationa peroxidase). Outro mecanismo para proteger membranas e enzimas de efeitos prejudiciais, em particular enzimas lisossomais, pode ser a ativação de sistemas tampão celulares. Isto provoca uma diminuição do grau de acidose intracelular e, como consequência, uma atividade hidrolítica excessiva das enzimas lisossomais. Um papel importante na proteção das membranas celulares e enzimas contra danos é desempenhado pelas enzimas microssomais, que garantem a transformação físico-química dos agentes patogênicos através de sua oxidação, redução, desmetilação, etc. A alteração das células pode ser acompanhada pela desrepressão dos genes e, como consequência, pela ativação dos processos de síntese dos componentes da membrana (proteínas, lipídios, carboidratos) para substituir os danificados ou perdidos.

3. Compensação por desequilíbrio de íons e líquidos.

A compensação do desequilíbrio do conteúdo iônico na célula pode ser alcançada ativando os mecanismos de fornecimento de energia das “bombas” iônicas, bem como protegendo membranas e enzimas envolvidas no transporte iônico. A ação dos sistemas tampão desempenha um certo papel na redução do grau de desequilíbrio iônico. A ativação de sistemas tampão intracelulares (carbonato, fosfato, proteína) pode ajudar a restaurar proporções ideais de íons K+, Na+, Ca2+ por outra forma de reduzir o conteúdo de íons hidrogênio na célula. Uma diminuição no grau de desequilíbrio iônico, por sua vez, pode ser acompanhada por uma normalização do conteúdo do líquido intracelular.

4. Eliminação de violações no programa genético das células.

Áreas danificadas do DNA podem ser detectadas e eliminadas com a participação de enzimas de síntese de reparo do DNA. Essas enzimas detectam e removem a seção alterada do DNA (endonucleases e enzimas de restrição), sintetizam um fragmento de ácido nucleico normal para substituir o deletado (DNA polimerases) e inserem esse fragmento recém-sintetizado no lugar do deletado (ligases). Além desses complexos sistemas enzimáticos de reparo do DNA, a célula contém enzimas que eliminam alterações bioquímicas de “pequena escala” no genoma. Estes incluem desmetilases, que removem grupos metil, e ligases, que eliminam quebras nas cadeias de DNA causadas por radiação ionizante ou radicais livres.

5. Compensação por violações dos mecanismos de regulação dos processos intracelulares.

Esses tipos de reações incluem: alteração no número de receptores de hormônios, neurotransmissores e outras substâncias fisiologicamente ativas na superfície celular, bem como na sensibilidade dos receptores a essas substâncias. O número de receptores pode mudar devido ao fato de suas moléculas serem capazes de penetrar na membrana ou citoplasma da célula e subir à sua superfície. A natureza e a gravidade da resposta a eles dependem em grande parte do número e da sensibilidade dos receptores que percebem os estímulos regulatórios.

O excesso ou a deficiência de hormônios e neurotransmissores ou seus efeitos também podem ser compensados ao nível dos segundos mensageiros - nucleotídeos cíclicos. Sabe-se que a proporção de AMPc e GMPc muda não apenas como resultado da ação de estímulos regulatórios extracelulares, mas também de fatores intracelulares, em particular, fosfodiesterases e íons cálcio. A violação da implementação de influências regulatórias na célula também pode ser compensada ao nível dos processos metabólicos intracelulares, uma vez que muitos deles ocorrem com base na regulação da taxa metabólica pela quantidade do produto da reação enzimática (o princípio do positivo ou avaliação negativa).

6. Diminuição da atividade funcional das células.

Como resultado da diminuição da atividade funcional das células, é garantida uma diminuição no consumo de energia e substratos necessários à implementação da função e dos processos plásticos. Como resultado, o grau e a escala do dano celular devido à ação do fator patogênico são significativamente reduzidos e, após a cessação de sua ação, observa-se uma restauração mais intensa e completa das estruturas celulares e de suas funções. Os principais mecanismos que proporcionam uma diminuição temporária da função celular incluem uma diminuição nos impulsos eferentes dos centros nervosos, uma diminuição no número ou sensibilidade dos receptores na superfície celular, supressão regulatória intracelular de reações metabólicas e repressão da atividade de genes individuais. .

7. Regeneração

Este processo significa a substituição de células ou de suas estruturas individuais para substituir aquelas que estão mortas, danificadas ou que completaram seu ciclo de vida. A regeneração das estruturas é acompanhada pela restauração das suas funções. Existem formas de regeneração celular e intracelular. A primeira é caracterizada pela reprodução celular por meio de mitose ou amitose. A segunda é a restauração das organelas celulares em vez das danificadas ou mortas. A regeneração intracelular, por sua vez, é dividida em organoide e intraorganoide. Por regeneração organoide entendemos a restauração e aumento do número de estruturas subcelulares, e por regeneração intraorganoide entendemos o número de seus componentes individuais (aumento de cristas nas mitocôndrias, comprimento do retículo endoplasmático, etc.).

8. Hipertrofia.

A hipertrofia é um aumento no volume e na massa dos elementos estruturais de um órgão ou célula. A hipertrofia de organelas celulares intactas compensa a interrupção ou insuficiência da função de seus elementos danificados.

9. Hiperplasia.

A hiperplasia é caracterizada por um aumento no número de elementos estruturais, em particular organelas na célula. Freqüentemente, na mesma célula, são observados sinais de hiperplasia e hipertrofia. Ambos os processos proporcionam não apenas compensação para o defeito estrutural, mas também a possibilidade de aumento do funcionamento celular.

O efeito de fatores patogênicos sobre uma célula é naturalmente acompanhado pela ativação (ou inclusão) de reações que visam eliminar ou reduzir o grau de dano e suas consequências. O complexo dessas reações garante a adaptação (adaptação) da célula às novas condições de sua vida. Os principais mecanismos adaptativos incluem reações de compensação, restauração, substituição de estruturas e disfunções perdidas ou danificadas, proteção das células contra a ação de agentes patogênicos, bem como diminuição regulatória de sua atividade funcional. Todo o complexo de reações adaptativas pode ser dividido em dois grupos: intracelulares e intercelulares.

Mecanismos adaptativos intracelulares após dano:

Isso inclui o seguinte.

1) intensificação da ressíntese de ATP no processo de glicólise, bem como respiração tecidual em mitocôndrias intactas;
2) ativação dos mecanismos de transporte de energia do ATP;
3) ativação de mecanismos de utilização de energia ATP.

Proteção de membranas celulares e enzimas:

1) aumento da atividade de fatores do sistema de defesa antioxidante;
2) ativação de sistemas tampão;
3) aumento da atividade das enzimas de desintoxicação microssomal;
4) ativação de mecanismos de reparo de componentes de membrana e enzimas.

1) redução do grau de interrupção do fornecimento de energia;
2) redução do grau de dano às membranas e enzimas;
3) ativação de sistemas tampão.

Eliminação de violações do programa genético das células:

1) eliminação de quebras nas cadeias de DNA;
2) eliminação (bloqueio) de seções alteradas de DNA;
3) síntese de um fragmento de DNA normal em vez de um fragmento danificado ou perdido.

1) mudança no número de receptores celulares “funcionais”;
2) alterações na afinidade dos receptores celulares por fatores regulatórios;
3) mudanças na atividade dos sistemas adenilato e (ou) guanilato ciclase e outros sistemas “intermediários”;
4) alterações na atividade e (ou) conteúdo dos reguladores metabólicos intracelulares (enzimas, cátions, etc.).

Diminuição da atividade funcional das células.

Regeneração.

Hipertrofia.

Hiperplasia.

Compensação por distúrbios no fornecimento de energia às células:

Quando uma célula é danificada, via de regra, as mitocôndrias sofrem em maior ou menor grau e a ressíntese de ATP durante a respiração dos tecidos diminui.
Isto serve como um sinal para aumentar a “produção” de ATP no sistema glicolítico. Com um grau de dano fraco ou moderado, a ativação da ressíntese de ATP pode ser alcançada aumentando a atividade das enzimas envolvidas nos processos de oxidação e fosforilação.

Uma certa contribuição para a compensação de distúrbios no fornecimento de energia aos processos intracelulares durante os danos é feita pela ativação de enzimas que transportam e utilizam energia ATP (adenina nucleotídeo transferase, creatina fosfoquinase, ATPase), bem como pela limitação da ativação funcional do célula. Este último contribui para uma redução significativa no consumo de energia ATP.

Proteção de membranas celulares e enzimas:

Um dos mecanismos significativos de danos ao aparelho de membrana e às enzimas celulares é a intensificação das reações de radicais livres e peróxidos. A intensidade dessas reações é limitada principalmente por enzimas antioxidantes - superóxido dismutase (inativando radicais de oxigênio), catalase e glutationa peroxidases, que decompõem o peróxido de hidrogênio e os lipídios, respectivamente.

Outro mecanismo para proteger membranas e enzimas de efeitos prejudiciais, em particular enzimas lisossomais, pode ser a ativação de sistemas tampão celulares.
Isto provoca uma diminuição do grau de acidose intracelular e, como consequência, uma atividade hidrolítica excessiva das enzimas lisossomais.

Um papel importante na proteção das membranas celulares e das enzimas contra danos é desempenhado pelas enzimas microssomais (principalmente o retículo endoplasmático), que garantem a transformação físico-química dos agentes patogênicos através de sua oxidação, redução, desmetilação, etc. genes e, como consequência, ativação dos processos de síntese e reparação de componentes da membrana (proteínas, lipídios, carboidratos) para substituir os danificados ou perdidos.

Reduzindo o grau ou eliminando o desequilíbrio de íons e fluidos nas células:

Quando as células são danificadas, a eliminação do desequilíbrio de íons e fluidos pode ser alcançada ativando os mecanismos de fornecimento de energia das “bombas” de íons, bem como protegendo membranas e enzimas envolvidas no transporte de íons. Um certo papel na redução do grau de desequilíbrio iônico é desempenhado por mudanças na intensidade da natureza do metabolismo, bem como pela ação dos sistemas tampão intracelulares.
Assim, o aumento da glicólise, combinado com a quebra do glicogênio, é acompanhado pela liberação de íons potássio de suas moléculas, cujo conteúdo nas células danificadas é reduzido devido ao aumento da permeabilidade de suas membranas.

A ativação de sistemas tampão intracelulares (carbonato, fosfato, proteína) pode ajudar a restaurar a proporção ideal no hialoplasma e a distribuição transmembrana de íons potássio, sódio, cálcio, etc., em particular reduzindo o conteúdo de íons hidrogênio na célula. A diminuição do grau de desequilíbrio iônico pode, por sua vez, ser acompanhada pela normalização do conteúdo e da circulação do líquido intracelular, do volume das células e suas organelas, bem como dos parâmetros eletrofisiológicos.

Eliminação de violações no programa genético das células:

Alterações na estrutura do DNA que levam a danos celulares podem ser detectadas e eliminadas com a participação de enzimas de reparo do DNA. Essas enzimas garantem a detecção e remoção de uma seção alterada de DNA (são chamadas de endonucleases ou enzimas de restrição), a síntese de um fragmento de ácido nucleico normal para substituir o deletado (usando DNA polimerases) e a incorporação de um fragmento recém-sintetizado. no lugar do deletado (com a participação de ligases).
Além desses complexos sistemas enzimáticos para reparo do DNA, a célula contém enzimas que eliminam alterações bioquímicas de “pequena escala” no genoma. Estes incluem desmitelases, que removem grupos metil; ligases que eliminam quebras na cadeia de DNA causadas por radiação ionizante ou radicais livres, etc.

Compensação por violações dos mecanismos de regulação dos processos intracelulares:

As reações que compensam efetivamente os distúrbios nos mecanismos de percepção celular das influências regulatórias incluem alterações no número de receptores para hormônios, neurotransmissores e outras substâncias fisiologicamente ativas na superfície da célula e suas organelas, bem como a sensibilidade (afinidade) de receptores para essas substâncias. O número de receptores pode mudar, principalmente, pelo fato de suas moléculas serem capazes de penetrar na membrana ou citoplasma da célula e subir à sua superfície. A natureza e a gravidade da resposta a eles dependem em grande parte do número e da sensibilidade dos receptores que percebem os estímulos regulatórios.

Um excesso ou deficiência de hormônios e neurotransmissores, bem como flutuações significativas em sua atividade, podem ser “amortecidos” ao nível dos chamados segundos mediadores da implementação de um estímulo nervoso, em particular os nucleotídeos cíclicos e o sistema fosfoinositol. Sabe-se, por exemplo, que a proporção de AMPc e GMPc muda não apenas como resultado da acção de estímulos reguladores intracelulares, mas também de factores intracelulares, em particular fosfodiesterases e iões de cálcio. A violação da implementação de influências regulatórias na célula pode, até certo ponto, ser compensada ao nível dos processos metabólicos intracelulares, uma vez que muitos deles ocorrem com base na regulação da taxa metabólica pela quantidade do produto da reação enzimática ( o princípio do feedback positivo ou negativo).

Diminuição da atividade funcional das células:

Entre os mecanismos adaptativos das células danificadas, é importante uma diminuição controlada e regulada na sua atividade funcional. Isso provoca uma diminuição no consumo de energia de ATP, substratos metabólicos e oxigênio necessários para o funcionamento e fornecimento dos processos plásticos. Como resultado, o grau e a escala do dano celular devido à ação do fator patogênico são significativamente reduzidos e, após a cessação de sua ação, observa-se uma restauração mais intensa e completa das estruturas celulares e de suas funções. Os principais mecanismos que causam uma diminuição temporária na função celular incluem uma diminuição nos centros efetivos, uma diminuição no número ou sensibilidade dos receptores na superfície celular, supressão regulatória intracelular de reações metabólicas e repressão da atividade de genes individuais.

A adaptação celular sob condições de dano ocorre não apenas nos níveis metabólico e funcional. Danos repetidos ou significativos a longo prazo causam mudanças estruturais significativas na célula, que têm significado adaptativo. Eles são alcançados através dos processos de regeneração, hipertrofia e hiperplasia.

Regeneração(do latim regeneratio - renascimento, restauração). Significa a substituição de células e (ou) elementos estruturais individuais para substituir aqueles que estão mortos, danificados ou que completaram o seu ciclo de vida. A regeneração das estruturas é acompanhada pela restauração das suas funções. Existem as chamadas formas de regeneração celular e intracelular (subcelular). A primeira é caracterizada pela reprodução celular por meio de mitose ou amitose. A regeneração intracelular se manifesta pela restauração de organelas: mitocôndrias, núcleo, retículo endoplasmático e outras em vez de danificadas ou mortas.

Hiperplasia(do grego hiperexcessivamente, aumento + grego plasis - formação, formação). Caracterizado por um aumento no número de elementos estruturais, em particular organelas na célula. Freqüentemente, sinais de hiperplasia e hipertrofia são observados na mesma célula. Ambos os processos proporcionam não apenas compensação pelo defeito estrutural, mas também a possibilidade de aumento do funcionamento celular.

Mecanismos intercelulares (sistêmicos) de adaptação celular quando danificados:

Dentro dos tecidos e órgãos, as células não estão separadas. Eles interagem entre si trocando metabólitos, FAVs e íons. Por sua vez, a interação das células e órgãos do corpo como um todo é assegurada pelo funcionamento dos sistemas e da circulação sanguínea, vigilância imunobiológica, influências endócrinas e nervosas.

Assim, uma diminuição no teor de oxigênio no sangue (que causa ou pode causar danos às células, principalmente ao cérebro) estimula reflexivamente os neurônios do centro respiratório por meio da irritação dos quimiorreceptores. Isso leva a um aumento no volume da ventilação alveolar e elimina ou reduz o grau de deficiência de oxigênio no sangue e nos tecidos. Danos decorrentes do aumento da produção de hormônios que contribuem para o aumento do nível de glicose no sangue e seu transporte para as células: adrenalina, glicocorticóides, hormônio somatotrópico, etc.

Um exemplo de reação adaptativa do tipo circulatório poderia ser um aumento no fluxo sanguíneo através de vasos colaterais (desvios) quando o lúmen da artéria principal de qualquer órgão ou tecido está fechado.

Os mecanismos imunológicos de vigilância e proteção são ativados sob a ação de um fator patogênico de natureza antigênica. O sistema imunocompetente com a participação de fagócitos, anticorpos e (ou) linfócitos T inativa antígenos endo e exógenos que podem danificar as células do corpo. Normalmente, os sistemas acima e outros garantem uma resposta adequada do corpo como um todo às diversas influências de origem endógena e exógena. Na patologia, participam na regulação e implementação de mecanismos de proteção, compensação e restauração de estruturas danificadas e funções prejudicadas de células e tecidos.

Uma característica dos mecanismos de adaptação intercelular é que eles são realizados principalmente com a participação de células que não foram diretamente expostas a um fator patogênico (por exemplo, hiperfunção de cardiomiócitos fora da zona de necrose durante o infarto do miocárdio). De acordo com o nível de implementação, as reações de adaptação intercelular em caso de dano celular podem ser divididas em órgão-tecido, intrassistema e intersistema.

Um exemplo de reação no nível órgão-tecido é a ativação da função das células danificadas do fígado ou dos rins quando as células de uma parte de um órgão são danificadas. Isso reduz a carga nas células expostas a efeitos patogênicos, ajuda a reduzir o grau de sua alteração e a implementação de processos reparadores.
As reações intrassistêmicas incluem constrição das arteríolas quando a função cardíaca diminui (por exemplo, durante o infarto do miocárdio), o que mantém um alto nível de pressão de perfusão nos tecidos e previne (ou reduz o grau de) danos às suas células.

O envolvimento de diversos sistemas fisiológicos nas reações adaptativas é observado, por exemplo, durante a hipóxia geral. Ao mesmo tempo, é ativado o trabalho dos sistemas respiratório, circulatório, do metabolismo sanguíneo e tecidual, o que reduz a falta de oxigênio e substratos metabólicos nos tecidos, aumenta sua utilização e, assim, reduz o grau de dano às suas células.

A ativação dos mecanismos de adaptação intracelular e intercelular em caso de lesão, via de regra, previne a morte celular, garante o desempenho de suas funções e ajuda a eliminar as consequências do fator patogênico. Neste caso, falamos de alterações reversíveis nas células. Se a força do agente patogênico for grande e (ou) os mecanismos de proteção e adaptação forem insuficientes, ocorrem danos irreversíveis às células e elas morrem.

DANO- tais mudanças na estrutura, metabolismo e propriedades físicas e químicas das células que levam à perturbação da vida.

Todas as diversas causas que causam danos celulares podem ser divididas nos seguintes grupos principais: físicos, químicos e biológicos.

1. Físico.

As influências mecânicas causam perturbações na estrutura do plasmalema e nas membranas das formações subcelulares;
flutuações de temperatura. Um aumento na temperatura pode levar à desnaturação de proteínas, ácidos nucléicos, decomposição de complexos lipoproteicos e aumento da permeabilidade das membranas celulares. Uma diminuição da temperatura pode causar uma desaceleração significativa ou cessação irreversível das reações metabólicas no fluido intracelular e ruptura das membranas.
mudanças na pressão osmótica. Seu aumento é acompanhado de inchaço da célula, estiramento de sua membrana até sua ruptura. Uma diminuição na pressão osmótica leva à perda de fluido, encolhimento e muitas vezes morte celular.
a exposição à radiação ionizante provoca a formação de radicais livres e a ativação de processos de radicais livres peróxidos, cujos produtos danificam as membranas e desnaturam as enzimas celulares.

2. Químico.

Ácidos orgânicos e inorgânicos, álcalis, sais de metais pesados, produtos de metabolismo prejudicado, medicamentos. Assim, os cianetos inibem a atividade da citocromo oxidase. Os sais de arsênico inibem a piruvato oxidase. Uma overdose de estrofantina leva à supressão da atividade da K + -Na + -ATPase do sarcolema dos miocardiócitos, etc.

3. Biológico.

MECANISMOS GERAIS DE DANOS CELULARES

1. Desordem dos processos de fornecimento de energia às células.

Diminuição da intensidade dos processos de ressíntese de ATP;
Transporte de ATP prejudicado;
Uso prejudicado de energia ATP;

2. Danos às membranas celulares e enzimas.

Intensificação das reações de radicais livres e peroxidação lipídica por radicais livres (SLPO);
Ativação de hidrolases (lisossomais, ligadas à membrana, livres);
Introdução de compostos anfifílicos na fase lipídica das membranas e seu efeito detergente;
Estiramento excessivo e ruptura das membranas das células inchadas e suas organelas;
Inibição dos processos de ressíntese de componentes da membrana danificados e (ou) sua nova síntese;

3. Desequilíbrio de íons e líquidos.

Mudanças na proporção de íons individuais no hialoplasma;
Mudanças na proporção de íons transmembrana;
Hiper e hipohidratação;

4. Violação do programa genético das células ou dos mecanismos para sua implementação.

Violação do programa genético.
Mudanças na estrutura bioquímica dos genes;
Desrepressão de genes patogênicos;
Repressão de genes “vitais”;
Introdução de DNA estranho com propriedades patogênicas no genoma;
Violação dos mecanismos de implementação do programa genético.
Distúrbios da mitose:
dano cromossômico;
danos às estruturas que sustentam o curso da mitose;
violação da citotomia.
Transtorno da meiose.

5. Desordem dos mecanismos que regulam as funções celulares.

Recepção prejudicada de influências regulatórias.
Formação prejudicada de mensageiros secundários (cAMP, cGMP)
Distúrbios ao nível das reações metabólicas.

1. A violação do fornecimento de energia dos processos que ocorrem nas células pode ocorrer nas fases de síntese de ATP, transporte e utilização de sua energia.

A síntese de ATP pode ser prejudicada como resultado da deficiência de oxigênio, substratos metabólicos, diminuição da atividade das enzimas respiratórias dos tecidos e fosforilação oxidativa, glicólise, dano e destruição das mitocôndrias. Sabe-se que a entrega de energia ATP às estruturas eferentes é realizada por meio de sistemas enzimáticos: ADP-ATP translocase (adenina nucleotídeo transferase) e creatina fosfoquinase (CPK). A adenina nucleotídeo transferase garante o transporte de energia da ligação fosfato macroérgica do ATP da matriz mitocondrial através de sua membrana interna, e a CK é transferida posteriormente para a creatina com a formação de fosfato de creatina, que entra no citosol. A CPK das estruturas celulares efetoras transporta o grupo fosfato da creatina fosfato para o ADP com a formação de ATP, que é utilizado em processos vitais. Esses sistemas enzimáticos de transporte de energia também podem ser danificados por vários agentes patogênicos e, portanto, no contexto de um alto teor de ATP na célula, pode desenvolver-se sua deficiência nas estruturas consumidoras de energia.

Uma perturbação no fornecimento de energia às células e uma perturbação nas suas funções vitais podem ocorrer sob condições de produção suficiente e transporte normal de energia ATP. Isso pode ser resultado de danos aos mecanismos enzimáticos de utilização de energia, principalmente devido à diminuição da atividade das ATPases (actomiosina ATPase, ATPase dependente de K + -Na + do plasmalema, ATPase dependente de Mg 2+ do “ bomba de cálcio” do retículo sarcoplasmático, etc.)

2. Os danos às membranas e enzimas desempenham um papel significativo na interrupção da atividade celular. Uma das razões mais importantes para tais alterações são as reações de radicais livres (FRR) e a peroxidação lipídica (LPO). Essas reações ocorrem normalmente nas células, sendo um elo necessário em processos vitais como o transporte de elétrons na cadeia de enzimas respiratórias, a síntese de prostaglandinas e leucotrienos, a proliferação e maturação celular, a fagocitose e o metabolismo das catecolaminas.

A intensidade da peroxidação lipídica é regulada pela proporção de fatores que ativam (pró-oxidantes) e inibem (antioxidantes) esse processo. Os pró-oxidantes mais ativos incluem compostos facilmente oxidáveis que induzem radicais livres, em particular, naftoquinonas, vitaminas A e D, agentes redutores - NADPH2, NADH2, ácido lipóico, produtos metabólicos de prostaglandinas e catecolaminas.

O processo de LPO pode ser dividido nas seguintes etapas:

1) iniciação do oxigênio (estágio “oxigênio”), 2) formação de radicais livres (estágio “radical livre”), 3) produção de peróxidos lipídicos (estágio “peróxido”) O elo inicial nas reações de peróxido de radicais livres em caso de dano celular é a formação de formas ativas no processo de reações de oxigenase oxigênio: radical superóxido de oxigênio (O 2 -), radical hidroxila (OH-), peróxido de hidrogênio (H 2 O 2), que interagem com diversos componentes das estruturas celulares, principalmente lipídios , proteínas e ácidos nucléicos. Como resultado, formam-se radicais ativos, em particular lipídios, bem como seus peróxidos. A reação pode adquirir um caráter em cadeia “semelhante a uma avalanche”. No entanto, fatores que limitam as reações de radicais livres e peróxidos operam nas células, ou seja, tem um efeito antioxidante. A tabela abaixo apresenta mecanismos enzimáticos e não enzimáticos de defesa antioxidante.

UNIDADES DO SISTEMA ANTIOXIDANTE E SEUS FATORES

Ligações do sistema antioxidante		Mecanismos de ação
1. “anti-oxigênio”	retinol, carotenóides, riboflavina	reduzindo o conteúdo de O2 na célula ativando sua utilização, aumentando o acoplamento dos processos de oxidação e fosforilação
2. “anti-radical”	superóxido dismutase, tocoferóis, manitol	conversão de radicais ativos em compostos “não radicais”, “extinção” de radicais livres com compostos orgânicos
3. “anti-peróxido”	glutationa peroxidase, catalase, serotonina	inativação de hidroperóxidos lipídicos.

A ativação excessiva das reações de radicais livres e peróxidos, bem como a falha do sistema de defesa antioxidante, é um dos principais fatores de danos às membranas celulares e enzimas. Os seguintes processos são de fundamental importância:

1) alteração nas propriedades físico-químicas dos lipídios da membrana, o que provoca violação da conformação de seus complexos lipoprotéicos e, consequentemente, diminuição da atividade dos sistemas enzimáticos que proporcionam a recepção de efeitos humorais, transporte transmembrana de íons e moléculas, e a integridade estrutural das membranas;

2) alterações nas propriedades físico-químicas das micelas proteicas que desempenham funções estruturais e enzimáticas na célula; 3) a formação de defeitos estruturais na membrana - os canais mais simples (aglomerados) devido à introdução de produtos LPO neles. Assim, o acúmulo de hidroperóxidos lipídicos na membrana leva à sua associação em micelas, criando canais de permeabilidade transmembrana através dos quais é possível um fluxo descontrolado de cátions e moléculas para dentro e para fora da célula, o que é acompanhado pela interrupção dos processos de excitabilidade, geração de influências regulatórias, interação intercelular, etc., até fragmentação de membranas e morte celular.

Normalmente, a composição e o estado das membranas e enzimas são modificados não apenas pelos processos de radicais livres e peróxido lipídico, mas também por enzimas lisossômicas, tanto livres (solubilizadas) quanto ligadas à membrana: lipases, fosfolipases, proteases. Sob a influência de vários fatores patogênicos, sua atividade ou conteúdo no hialoplasma pode aumentar acentuadamente (por exemplo, devido à acidose, que aumenta a permeabilidade das membranas lisossomais). Como resultado, os glicerofosfolipídios e as proteínas da membrana, bem como as enzimas celulares, sofrem intensa hidrólise. Isto é acompanhado por um aumento significativo na permeabilidade da membrana e uma diminuição nas propriedades cinéticas das enzimas.

Como resultado da ação das hidrolases (principalmente lipases e fosfolipases), acumulam-se na célula ácidos graxos livres e lisofosfolipídios, em particular glicerofosfolipídios: fosfatidilcolinas, fosfatidiletanolaminas, fosfatidilserinas. Esses compostos anfifílicos são capazes de penetrar e se ligar a ambientes de membrana hidrofóbica e hidrofílica. Ao se introduzirem nas biomembranas, alteram a estrutura normal dos complexos lipoproteicos, aumentam a permeabilidade e também alteram a configuração das membranas devido ao formato “em cunha” das moléculas lipídicas. O acúmulo de compostos anfifílicos em grandes quantidades leva à formação de aglomerados nas membranas e ao aparecimento de microfissuras.

3. Desequilíbrio de íons e fluidos na célula.

A violação da distribuição transmembrana e do conteúdo intracelular e da proporção de vários íons se desenvolve como resultado ou simultaneamente com distúrbios do metabolismo energético e é combinada com sinais de danos às membranas e enzimas celulares. Via de regra, um desequilíbrio de íons se manifesta pelo acúmulo de sódio na célula e pela perda de potássio devido à ruptura da ATPase dependente de K,Na do plasmalema, aumento do teor de cálcio, em particular, como resultado de um distúrbio no funcionamento do mecanismo de troca iônica sódio-cálcio da membrana celular, que garante a troca de dois íons sódio que entram na célula por um íon cálcio que sai dela. Um aumento no conteúdo intracelular de Na+, que compete com o Ca2+ pelo carreador comum, impede a liberação de cálcio da célula. A violação da distribuição transmembrana de cátions também é acompanhada por uma mudança no conteúdo de Cl -, HCO 3 - e outros ânions na célula.

A consequência de um desequilíbrio de íons é uma mudança no potencial de ação da membrana em repouso, bem como uma interrupção na condução do impulso de excitação. A violação do conteúdo de íons intracelulares causa uma alteração no volume celular devido a um desequilíbrio de fluidos. Manifesta-se por hiperidratação (edema) ou hipohidratação (diminuição do conteúdo de líquidos) da célula. Assim, um aumento no conteúdo de íons sódio e cálcio nas células danificadas é acompanhado por um aumento na pressão osmótica nelas, o que leva ao acúmulo de água nelas. As células incham e seu volume aumenta, o que é acompanhado por estiramento e muitas vezes microrrupturas do citolema e das membranas das organelas. A desidratação das células (por exemplo, em algumas doenças infecciosas que causam perda de água) é caracterizada pela liberação de líquidos e proteínas neles dissolvidas e outros compostos orgânicos e inorgânicos solúveis em água. A desidratação intracelular é frequentemente combinada com encolhimento do núcleo, quebra de mitocôndrias e outras organelas.

4. Danos ao programa genético ou mecanismos para sua implementação.

Os principais processos que levam a mudanças na informação genética de uma célula incluem mutações, desrepressão de genes patogênicos (por exemplo, oncogenes), supressão da atividade de genes vitais ou introdução no genoma de um fragmento de DNA estranho com propriedades patogênicas.

Além das mudanças no programa genético, um importante mecanismo de interrupção do funcionamento das células é a interrupção da execução desse programa, principalmente no processo de divisão celular durante a meiose ou mitose. Existem três grupos de distúrbios da mitose:

Mudanças no aparelho cromossômico
Danos às estruturas que suportam o processo de mitose
Violação da divisão do citoplasma e citolema (citotomia).

5. Distúrbios de regulação de processos intracelulares.

Isto pode ser o resultado de perturbações que se desenvolvem num dos seguintes níveis de mecanismos reguladores:

1. Ao nível da interação de substâncias biologicamente ativas (hormônios, neurotransmissores, etc.) com receptores celulares. Mudanças na sensibilidade, número e conformação das moléculas receptoras, sua composição bioquímica ou ambiente lipídico na membrana podem modificar significativamente a natureza da resposta celular a um estímulo regulatório;

2. Ao nível dos “segundos mensageiros” celulares (mensageiros) de influências nervosas, cujo papel é desempenhado por nucleotídeos cíclicos - monofosfato de adenosina (cAMP) e monofosfato de guanosina (cGMP), que são formados em resposta à ação de “ primeiros mensageiros” - hormônios e neurotransmissores.

3. Ao nível das reações metabólicas reguladas por nucleotídeos cíclicos ou outros fatores intracelulares.

PRINCIPAIS MANIFESTAÇÕES DE DANOS CELULARES

As principais manifestações de dano celular incluem o seguinte:

Distrofias
Displasia
Mudanças na estrutura e função das organelas
Necrobiose. Necrose.

1. Distrofia.

A distrofia é entendida como um distúrbio metabólico nas células, acompanhado por um distúrbio funcional, de processos plásticos, bem como por alterações estruturais que levam à interrupção de suas funções vitais.

Os principais mecanismos das distrofias incluem o seguinte:

síntese de substâncias anormais na célula, por exemplo, o complexo proteína amilóide-polissacarídeo;
transformação excessiva de alguns compostos em outros, por exemplo, gorduras em carboidratos em proteínas, carboidratos em gorduras;
decomposição, por exemplo, de complexos de membrana proteína-lipídio;

Infiltração de células e substância intercelular com compostos orgânicos e inorgânicos, por exemplo colesterol e seus ésteres das paredes arteriais na aterosclerose.

As principais distrofias celulares incluem proteínas (granular, gota hialina, distrofia hidrópica), carboidratos gordurosos e minerais (calcinose, siderose, depósitos de cobre na distrofia hepatocerebral).

2. Displasia

A displasia é um distúrbio dos processos de desenvolvimento celular, manifestado por alterações persistentes na estrutura e função, o que leva à interrupção de suas funções vitais.

A causa da displasia é o dano ao genoma celular. Os sinais estruturais de displasmia são alterações no tamanho e na forma das células, em seus núcleos e outras organelas, no número e na estrutura dos cromossomos. Via de regra, as células aumentam de tamanho, têm formato irregular e a proporção de várias organelas é desproporcional. Freqüentemente, várias inclusões e sinais de alterações distróficas são encontrados nessas células. Exemplos de displasia celular incluem a formação de megaloblastos na medula óssea na anemia perniciosa, células falciformes e eritrócitos alvo na patologia da hemoglobina e células gigantes multinucleadas com um arranjo bizarro de cromatina na neurofibromatose de Recklinghausen. A displasia celular é uma das manifestações da atipia das células tumorais.

3. Mudanças na estrutura e funções das organelas celulares quando a célula é danificada.

1. Mitocôndrias.

Sob a influência de fatores patogênicos, ocorre uma alteração no número total de mitocôndrias, bem como na estrutura das organelas individuais. Muitos efeitos patogênicos na célula (hipóxia, agentes tóxicos, inclusive medicamentos em caso de overdose, radiação ionizante) são acompanhados de inchaço e vacuolização das mitocôndrias, o que pode levar à ruptura de sua membrana, fragmentação e homogeneização das cristas. Freqüentemente, há perda da estrutura granular e homogeneização da matriz das organelas, perda do circuito duplo da membrana externa e depósitos de compostos orgânicos (mielina, lipídios, glicogênio) e inorgânicos (sais de cálcio e outros cátions) na matriz. . A violação da estrutura e função das mitocôndrias leva a uma inibição significativa da formação de ATP, bem como a um desequilíbrio de íons Ca2+, K+, H+.

2. Núcleo.

O dano ao núcleo é expresso em uma mudança em sua forma, condensação da cromatina ao longo da periferia (marginalização da cromatina), ruptura do circuito duplo ou ruptura da membrana nuclear, sua fusão com uma faixa de marginação da cromatina.

3. Lisossomos.

Uma manifestação de dano aos lisossomos é a ruptura de sua membrana ou um aumento significativo em sua permeabilidade, levando à liberação e ativação de enzimas hidrolíticas. Tudo isso pode levar à “autodigestão” (autólise) da célula. A razão para tais alterações é o acúmulo de íons hidrogênio nas células (acidose intracelular), produtos de peroxidação lipídica, toxinas e outros agentes.

4. Ribossomos.

Sob a influência de agentes lesivos, observa-se agrupamento de subunidades ribossômicas (plistoma) em monossomas, diminuição do número de ribossomos, descolamento de organelas das membranas intracelulares e transformação do retículo endoplasmático rugoso em liso. Essas mudanças são acompanhadas por uma diminuição na intensidade da síntese protéica na célula.

5. Retículo endoplasmático.

Como resultado do dano, os túbulos da rede se expandem, até a formação de grandes vacúolos e cisternas devido ao acúmulo de líquido neles, destruição focal das membranas dos túbulos da rede e sua fragmentação. A violação da estrutura do retículo endoplasmático pode ser acompanhada pelo desenvolvimento de distrofias celulares, um distúrbio na propagação dos impulsos de excitação, a função contrátil das células musculares e os processos de neutralização de fatores tóxicos (venenos, metabólitos, radicais livres, etc. .).

6. Aparelho de Golgi.

Os danos ao aparelho de Golgi são acompanhados por alterações estruturais semelhantes às do retículo endoplasmático. Nesse caso, a remoção de resíduos da célula é interrompida, causando uma quebra em sua função como um todo.

7. Citoplasma.

O efeito de agentes prejudiciais na célula pode causar diminuição ou aumento do conteúdo de fluido no citoplasma, proteólise ou coagulação de proteínas e formação de inclusões que normalmente não são encontradas. As alterações no citoplasma, por sua vez, afetam significativamente os processos metabólicos que nele ocorrem, devido ao fato de muitas enzimas (por exemplo, a glicólise) estarem localizadas na matriz celular, a função das organelas e os processos de percepção de influências regulatórias na célula.

MECANISMOS CELULARES DE COMPENSAÇÃO DURANTE DANOS

1. Compensação por perturbações no fornecimento de energia às células:

intensificação da síntese de ATP no processo de glicólise, bem como respiração tecidual em mitocôndrias intactas;
ativação de mecanismos de transporte de ATP;
ativação de mecanismos de utilização de energia ATP;

2. Proteção de membranas celulares e enzimas:

aumentando a atividade de fatores do sistema de defesa antioxidante;
ativação de sistemas tampão;
aumentando a atividade das enzimas de desintoxicação microssomal;
ativação de mecanismos de síntese de componentes de membrana e enzimas;

3. Reduzir o grau ou eliminar o desequilíbrio de íons e fluidos nas células:

reduzir o grau de interrupção do fornecimento de energia;
reduzindo o grau de dano às membranas e enzimas;
ativação de sistemas tampão;

4. Eliminação de violações no programa genético das células:

eliminando quebras nas cadeias de DNA;
eliminação de seções alteradas de DNA;
síntese de um fragmento de DNA normal em vez de um fragmento danificado ou perdido;

5. Compensação por distúrbios de regulação de processos intracelulares:

mudança no número de receptores celulares “funcionais”;
mudança na afinidade dos receptores celulares aos fatores regulatórios;
alterações na atividade dos sistemas adenilato e guanilato ciclase;
alterações na atividade e conteúdo dos reguladores metabólicos intracelulares (enzimas, cátions, etc.);

6. Diminuição da atividade funcional das células.

7. Regeneração

8. Hipertrofia

9. Hiperplasia.

1. Compensação por violações no processo de fornecimento de energia às células.

2. Proteção de membranas celulares e enzimas.

3. Compensação por desequilíbrio de íons e líquidos.

4. Eliminação de violações no programa genético das células.

5. Compensação por violações dos mecanismos de regulação dos processos intracelulares.

6. Diminuição da atividade funcional das células.

7. Regeneração

8. Hipertrofia.

9. Hiperplasia.

Os principais mecanismos adaptativos intracelulares durante o dano incluem o seguinte:

1) Compensação por perturbações no fornecimento de energia da célula.

2) Proteção de membranas celulares e enzimas.

3) Reduzir ou eliminar o desequilíbrio de íons e fluidos na célula.

4) Eliminação de violações no programa genético das células.

5) Compensação por distúrbios dos mecanismos de regulação dos processos intracelulares.

6) Diminuição da atividade funcional das células.

7) Regeneração.

8) Hipertrofia.

9) Hiperplasia.

1. Compensação por distúrbios no fornecimento de energia da célula. O dano celular é acompanhado por distúrbios no metabolismo energético e é expresso por uma diminuição na produção de ATP durante a respiração dos tecidos. Isso serve como um sinal para a formação dos seguintes processos.

1) Aumento da produção de ATP durante a glicólise.

2) Intensificação do acoplamento de oxidação e fosforilação.

3) Ativação de enzimas para transporte e utilização de energia ATP.

4) Diminuição da atividade funcional da célula.

2. Proteção de membrana E enzimas células é a seguinte:

1) aumentar a atividade de fatores do sistema antioxidante pelas enzimas superóxido dismutase, catalase, glutationa peroxidase.

2) ativação de sistemas tampão - redução da acidose e redução da atividade hidrolítica das enzimas lisossomais;

3) aumentar a atividade das enzimas de desintoxicação microssomal através de oxidação, redução, desmetilação, etc.

4) ativação de mecanismos de síntese de componentes de membrana e enzimas.

3. Compensação de desequilíbrio iônico E líquidos. Este último é realizado

1) ativando o mecanismo da bomba de íons:

2) envolvimento de sistemas tampão no processo,

3) reestruturação do metabolismo com ativação do sistema glicólico, degradação do glicogênio e liberação de íons potássio. Todos os mecanismos acima ajudam a restaurar a concentração de potássio, sódio, cálcio e outros íons fora e dentro da célula.

4. Eliminação de violações V programa genético da célula. O significado deste mecanismo é:

1) detecção de seções de DNA danificadas;

2) remoção da seção alterada de DNA utilizando enzimas de restrição (endonucleases);

3) síntese de um fragmento de DNA normal utilizando a enzima DNA polimerase;

4) inserção de um fragmento de DNA sintetizado para substituir o danificado usando enzimas ligase

5. Compensação por mecanismos regulatórios prejudicados processos intracelulares. Consiste em alterar o número de receptores celulares em funcionamento;

alteração da afinidade dos receptores celulares por fatores regulatórios - hormônios, mediadores, intermediários;

alterações na atividade de AMP e GMP cíclicos;

alteração na atividade de metabólitos regulatórios (enzimas, cátions e outras substâncias).

6. Diminuição da atividade funcional das células.

Garante a limitação do consumo de energia e substratos necessários à implementação de processos funcionais e plásticos. Mecanismos específicos podem ser:

redução dos impulsos eferentes dos centros nervosos que regulam a função celular;

diminuição do número ou sensibilidade dos receptores na superfície celular;

supressão regulatória intracelular de reações metabólicas;

repressão da atividade de genes individuais.

7. Regeneração(regeneratio - renascimento, restauração) significa a substituição de células ou estruturas celulares individuais para substituir aquelas que estão mortas, danificadas ou que completaram o seu ciclo de vida. Existem formas de regeneração celular e intracelular. A regeneração celular é caracterizada pela proliferação de células através de mitose ou amitose. A regeneração intracelular se manifesta pela restauração de organelas: mitocôndrias, retículo endoplasmático e outros componentes em vez de danificados ou mortos.

8. Hipertrofia(hiper - excessivamente, aumentado, trofeu - nutri) aumento do volume e da massa dos elementos estruturais, incluindo as próprias células. A hipertrofia de organelas celulares intactas compensa a interrupção ou insuficiência da função de seus elementos danificados. Por exemplo, a hipertrofia das mitocôndrias nas células dos tecidos que foram submetidos a exposição repetida a hipóxia moderada pode fornecer fornecimento de energia adequado aos processos intracelulares, mesmo em condições de fornecimento de oxigénio significativamente limitado, e reduzirá ou prevenirá danos celulares adicionais.

9. Hiperplasia(hiper-excessivamente, plaseo-forma) é caracterizada por um aumento no número de elementos estruturais, em particular organelas, na célula. Freqüentemente, sinais de hipertrofia e hiperplasia são observados na mesma célula. Ambos os processos fornecem não apenas compensação para o defeito estrutural, mas também a possibilidade de melhorar o funcionamento celular.

Existem mecanismos intercelulares para adaptação das células quando são danificadas. No entanto, este capítulo está associado ao envolvimento de muitos mecanismos de compensação, incluindo sistemas regulatórios, que são discutidos nos capítulos correspondentes de fisiopatologia.

O complexo de reações celulares adaptativas é dividido em intracelular e intercelular.

Mecanismos adaptativos intracelulares

Os mecanismos de adaptação intracelular são realizados nas próprias células danificadas. Estes mecanismos incluem: ❖ compensação por perturbações no fornecimento de energia da célula; ❖ proteção de membranas celulares e enzimas; ❖ reduzir ou eliminar o desequilíbrio de íons e água na célula; ❖ eliminação de defeitos na implementação do programa genético da célula;

Compensação pela desregulação dos processos intracelulares;

Diminuição da atividade funcional das células; ❖ ação das proteínas de choque térmico; ❖ regeneração; ❖ hipertrofia; ❖ hiperplasia.

Compensação por violações de energiaé assegurado pela ativação dos processos de ressíntese e transporte de ATP, diminuição da intensidade do funcionamento celular e dos processos plásticos nas mesmas.

Correção de desequilíbrios de íons e água na célula é realizada pela ativação de sistemas celulares tampão e de transporte.

Eliminação de defeitos genéticosé conseguido através do reparo do DNA, eliminação de fragmentos de DNA alterados, normalização da transcrição e tradução.

Compensação pela desregulação de processos intracelulares consiste em alterar o número de receptores, sua sensibilidade aos ligantes e normalizar os sistemas mediadores.

Diminuição da atividade funcional das células permite economizar e redistribuir recursos e, assim, aumentar a capacidade de compensar alterações causadas por um fator prejudicial. Como resultado, o grau e a extensão do dano celular causado por

o fator patogênico é reduzido e, após cessar sua ação, observa-se uma restauração mais intensa e completa das estruturas celulares e de suas funções.

Proteínas de choque térmico(HSP, de Proteínas de Choque Térmico; proteínas do estresse) são intensamente sintetizadas quando as células são expostas a fatores prejudiciais. Essas proteínas são capazes de proteger a célula contra danos e prevenir sua morte. As HSPs mais comuns são aquelas com pesos moleculares de 70.000 (hsp70) e 90.000 (hsp90). O mecanismo de ação dessas proteínas é diverso e consiste em regular os processos de montagem e conformação de outras proteínas.

Mecanismos adaptativos intercelulares

Mecanismos de adaptação intercelular (sistêmica) são implementados por células não danificadas no processo de sua interação com as danificadas.

Mecanismos de interação celular:

♦ troca de metabólitos, citocinas locais e íons; ❖ implementação de reações do sistema IBN;

♦ alterações na circulação linfática e sanguínea;

♦ influências endócrinas;

♦ efeitos nervosos.

Exemplos

♦ Hipóxia. Uma diminuição no conteúdo de oxigênio no sangue e nas células estimula a atividade dos neurônios no centro respiratório, a atividade do sistema cardiovascular e a liberação de glóbulos vermelhos da medula óssea. Como resultado, aumenta o volume da ventilação alveolar, a perfusão tecidual com sangue e o número de glóbulos vermelhos no sangue periférico, o que reduz ou elimina a falta de oxigênio e ativa o metabolismo nas células.

♦ Hipoglicemia. O dano celular sob condições de hipoglicemia pode ser reduzido como resultado da increção de glucagon, adrenalina, glicocorticóides e hormônio somatotrópico (GH), que aumentam o nível de glicose no plasma sanguíneo e transportam glicose para dentro das células.

♦ Isquemia. Uma diminuição no suprimento de sangue arterial para qualquer área do tecido é geralmente acompanhada por um aumento no fluxo sanguíneo através de vasos colaterais (desvio), o que restaura o fornecimento de oxigênio e substratos metabólicos às células.

Aumentando a resistência celular a danos

Medidas e meios que aumentam a resistência das células intactas à ação de fatores patogênicos e estimulam mecanismos adaptativos em caso de dano celular são divididos em:

♦ de acordo com a finalidade pretendida para tratamento e profilaxia;

♦ por natureza em medicamentos, não medicinais e combinados;

♦ focando em etiotrópico, patogenético e sanogenético.

Medidas preventivas e terapêuticas

Agentes não medicamentosos. Agentes não medicamentosos são usados para prevenir danos celulares. Esses agentes aumentam a resistência celular a vários agentes patogênicos.

Inflamação- um processo patológico típico que visa destruir, inativar ou eliminar o agente lesivo e restaurar o tecido danificado.

A inflamação é um processo local. No entanto, quase todos os tecidos, órgãos e sistemas do corpo participam da sua ocorrência, desenvolvimento e resultados.

Terminologia. Para denotar inflamação em qualquer tecido ou órgão, use seu nome latino ou grego e adicione o elemento terminológico “it” (em combinação com o nome greco-latino do tecido ou órgão - isso é). Por exemplo, inflamação da pele - dermatite, fígado - hepatite, rins - nefrite, meninges - meningite, miocárdio - miocardite, paredes das veias - flebite, etc.

Etiologia

A inflamação é a resposta do corpo à influência de uma causa – flogogênica (do grego. flox, flogos- chama) um fator que opera sob certas condições.

Causas da inflamação

A natureza do fator flogogênico podem ser físicos, químicos ou biológicos.

♦ Fatores físicos: trauma mecânico no tecido, temperatura excessivamente alta ou baixa, exposição a corrente elétrica ou energia radiante.

♦ Fatores químicos:ácidos orgânicos e inorgânicos, álcalis e sais; Drogas injetadas nos tecidos.

♦ Agentes biológicos: infeccioso (vírus, rickettsias, bactérias, fungos); imunoalérgicos (complexos Ag-AT; proteínas desnaturadas e áreas de tecido morto; células infectadas por vírus e tumorais); toxinas de insetos, animais, plantas.

Origem do fator flogogênico. Como fatores prejudiciais, os fatores flogogênicos são divididos em exógenos e endógenos, e em cada um desses grupos distinguem-se agentes infecciosos e não infecciosos.

Gravidade do efeito inflamatório os agentes flogogênicos dependem não apenas de sua natureza e origem, mas também da intensidade de ação: quanto maior, mais aguda é, via de regra, a reação inflamatória.

Condições que afetam a ocorrência e o curso da inflamação

Reatividade corporal. A inflamação pode ter curso normérgico, hiperérgico e hipoérgico, dependendo da reatividade do corpo e das propriedades reativas do tecido ou órgão no momento.

Características regionais dos tecidos importante para a ocorrência e natureza do desenvolvimento da inflamação. Assim, trauma tecidual local crônico, processos degenerativos, distúrbios circulatórios ou imunidade local facilitam a implementação da ação do fator patogênico e muitas vezes agravam o dano tecidual no local da inflamação.

Patogênese

No mecanismo de desenvolvimento da inflamação, distinguem-se vários componentes: alteração, reações vasculares, alterações na circulação sanguínea e linfática, exsudação de fluidos e liberação de células sanguíneas no tecido, fagocitose e proliferação.

ALTERAÇÃO

Alteração(de lat. alteração - alteração, dano) como componente do mecanismo de desenvolvimento da inflamação inclui alterações em: estruturas celulares e extracelulares, metabolismo, propriedades físico-químicas, bem como a formação e implementação dos efeitos de mediadores inflamatórios. Neste caso, distinguem-se zonas de alteração primária e secundária.

Alteração primáriaé realizada pela ação de um agente patogênico na zona de sua introdução, que é acompanhada por alterações grosseiras, muitas vezes irreversíveis.

Alteração secundáriaé causada tanto por um agente patogênico quanto, principalmente, por produtos de alteração primária. Posteriormente, a alteração secundária adquire um caráter relativamente independente. O volume da zona de dano secundário é sempre maior que o primário e a duração pode variar de várias horas a vários anos.

Mudando estruturas

O grau de alterações nas estruturas celulares e não celulares no local da inflamação varia de mínimo até sua destruição e necrose. Razão alterações estruturais são no estágio inicial da inflamação o efeito direto do fator flogogênico, e então - distúrbios metabólicos, distúrbios físico-químicos, microcirculatórios e regulatórios (para mais detalhes sobre as causas dos danos às estruturas, consulte o Capítulo 4 “Patologia Celular ”).

Mudanças metabólicas

O significado biológico das alterações metabólicas reside no suporte energético e plástico dos processos que ocorrem no foco da inflamação. Na fase inicial da inflamação nos tecidos predominam as reações catabólicas e, quando os processos de proliferação são ativados, as reações anabólicas começam a dominar. As alterações metabólicas são significativamente reguladas por mediadores inflamatórios. No local da inflamação, e muitas vezes no corpo como um todo, ocorre uma reestruturação de todos os tipos de metabolismo: carboidratos, proteínas, gorduras e sal-água, o que leva a alterações físico-químicas no local da inflamação.

Carboidratos

♦ A glicogenólise e a glicólise são ativadas, proporcionando aumento na produção de compostos de alta energia.

♦ Sob a influência dos desacopladores de oxidação e fosforilação, a formação de ATP no ciclo de Krebs é interrompida e a energia é liberada na forma de calor.

♦ A glicólise sob condições hipóxicas no local da inflamação muda para a via anaeróbica, resultando no acúmulo de excesso de lactato e piruvato, que formam acidose metabólica.

♦ A renovação da oxigenação dos tecidos é geralmente acompanhada pela normalização do fornecimento de energia aos processos celulares.

Lipídios

♦ A lipólise se intensifica (é acompanhada pelo acúmulo de IVH livre) e pela destruição dos lipídios devido à intensificação das reações lipídicas (com formação de peróxidos e hidroperóxidos lipídicos, cetoácidos).

♦ Devido ao acúmulo de IVH livre nas células, observa-se seu efeito de desacoplamento e diminuição da eficiência da respiração dos tecidos nas mitocôndrias. IVH também tem efeito detergente (ver seção “Danos à Membrana”, Capítulo 4).

♦ O acúmulo de excesso de cetoácidos (acetoacético, β-hidroxibutírico, β-cetoglutárico e outros) devido à oxidação prejudicada da IVH causa acidose e alteração secundária no local da inflamação.

♦ O ácido araquidônico formado em excesso serve como substrato para a formação de Pg, tromboxanos e leucotrienos.

Esquilos

♦ É ativada a proteólise, cujos produtos servem de substrato para a síntese de componentes celulares em substituição aos danificados.

♦ Desenvolvem-se reações imunológicas (incluindo imunopatológicas) (devido à desnaturação das proteínas das próprias células mortas e do agente flogogênico). A inclusão de mecanismos de imunidade celular e humoral garante a detecção, destruição e eliminação de estruturas antigenicamente estranhas.

Íons e água

♦ O fornecimento de energia para o transporte seletivo de cátions é interrompido e a atividade das ATPases de membrana dependentes de cátions (γ+,K+-ATPase, Ca 2 +Mg 2+-ATPase) diminui. Isto causa uma interrupção na formação de MPs e APs e o desenvolvimento de despolarização persistente das membranas das células excitáveis (por exemplo, cardiomiócitos e neurônios).

♦ A proporção extra e intracelular entre íons individuais é interrompida. A célula perde K+ e Mg 2+ e os acumula no fluido intercelular. Na+ e Ca2+ entram na célula.

♦ Quantidades adicionais de cátions (K +, Na +, Ca 2+, ferro, zinco) são liberadas durante a hidrólise dos sais e a entrada de grande quantidade de Ca 2 + de depósitos intracelulares danificados (mitocôndrias e cisternas do retículo endoplasmático ).

♦ A pressão osmótica dentro das células e de suas organelas aumenta significativamente, o que é acompanhado por estiramento excessivo e ruptura de suas membranas.

Mudanças físico-químicas

Acidose metabólica no local da inflamação é causada pelo acúmulo de excesso de vários ácidos: láctico, pirúvico, aminoácidos, IVH e CT.

♦ Mecanismos de desenvolvimento: remoção prejudicada de produtos metabólicos ácidos formados em grandes quantidades no local da inflamação. Isso causa esgotamento dos sistemas tampão (bicarbonato, fosfato, proteína) das células e do fluido intercelular.

♦ Consequências:

Aumento da permeabilidade das membranas, incluindo lisossomos, o que leva à liberação de hidrolases no citosol e na substância intercelular.

Aumentar a permeabilidade das paredes vasculares devido ao aumento da hidrólise não enzimática e enzimática dos componentes da matriz intercelular, incluindo membranas basais.

Formação de sensação de dor na área de inflamação devido à irritação e danos às terminações nervosas sensoriais em condições de excesso de H +.

Alterações na sensibilidade dos receptores celulares (incluindo paredes vasculares) a fatores regulatórios (neurotransmissores, hormônios, mediadores inflamatórios), que são acompanhadas por um distúrbio na regulação do tônus da parede vascular.

Hiperosmia- aumento da pressão osmótica na região da inflamação. Causada pelo acúmulo de um grande número de íons e compostos de baixo peso molecular.

♦ Mecanismos de desenvolvimento: aumento da destruição enzimática e não enzimática de macromoléculas, aumento da hidrólise de sais sob condições de acidose e liberação de compostos osmoticamente ativos de células danificadas.

♦ Consequências: hiperidratação do foco de inflamação, estimulação da emigração de leucócitos, alterações no tônus das paredes vasculares, formação de sensação de dor.

Hiperonquia- aumento da pressão oncótica no tecido durante a inflamação.

♦ Mecanismos de desenvolvimento: aumento da concentração de proteínas no local da inflamação devido ao aumento da hidrólise enzimática e não enzimática de peptídeos e à liberação de proteínas (principalmente albuminas) do sangue no local da inflamação devido ao aumento da permeabilidade da parede vascular.

♦ Consequências: desenvolvimento de edema no local da inflamação.

Mudança na carga superficial células (geralmente diminuídas). Causada por uma violação do equilíbrio hidroeletrolítico no tecido inflamado.

♦ Mecanismos de desenvolvimento: interrupção do fornecimento de energia do transporte de íons transmembrana e desenvolvimento de desequilíbrio eletrolítico.

♦ Consequências: alteração do limiar de excitabilidade celular, potencializando a migração de fagócitos por eletrocinesia; estimulação da cooperação celular devido à diminuição da magnitude de sua carga superficial negativa, sua neutralização ou mesmo recarga.

Mudanças no estado coloidal substância intercelular e hialoplasma de células no local da inflamação.

♦ Mecanismos de desenvolvimento:

Hidrólise enzimática e não enzimática de macromoléculas (glicosaminoglicanos, proteínas, proteoglicanos).

Mudanças de fase nos microfilamentos, facilitando a transição do seu estado de gel para sol e vice-versa.

♦ Consequências(maior): aumento da permeabilidade tecidual.

Reduzindo a tensão superficial das membranas celulares. Causada por alterações na estrutura das moléculas do plasmalema.

♦ Mecanismos de desenvolvimento: exposição das membranas celulares a quantidades significativas de surfactantes (fosfo-

lipídios, fertilização in vitro, K + , Ca 2+).

♦ Consequências: facilitando a motilidade celular e potencializando a adesão celular durante a fagocitose.

Mediadores inflamatórios

Mediadores inflamatórios- substâncias biologicamente ativas, sob a influência das quais se realiza o desenvolvimento natural e o resultado da inflamação, formam-se os seus sintomas locais e gerais.

Existem dois grupos de mediadores inflamatórios: celulares e plasmáticos.