Histology.mp3 аудио лекции гистология мп3
Вы здесь ::   НТ АГЕТ / Гистология.mp3 /
Темы
введение
основы общей цитологии
Общая гистология:
принципы организации тканей
эпителии
кровь и лимфа
кроветворение
соединительные ткани
скелетные ткани
мышечные ткани
нервная ткань
Частная гистология:
нервная система
органы чувств
сердечно-сосудистая система
органы кроветворения и иммунной защиты
эндокринная система
дыхательная система
кожа и ее производные
пищеварительная система
мочевыделительная система
мужская половая система
женская половая система
- - -
студенческие доклады:
гибель клетки...
О проекте
Поддержать проект »
Контакты
Морфологический словарь
Тестовый контроль »
ICQ 221-901-026
Skype dr_andy
 
Гистология.mp3 - Клеточная гибель и ее роль в патологических проц…

Гибель клетки и ее роль в патологических процессах

Доклад на заседании студенческого научного общества
кафедры гистологии Днепропетровской медицинской академии
(октябрь 2006)

Выполнила - Бородихина Оксана, студентка 2-го курса медицинского факультета.

Презентация доклада
(формат PowerPoint, без речевого сопровождения)
apoptos.ppt,
2,003 кБ
apoptos1.mp3 - 4,797 кБ
(скачать)

Уважаемая аудитория!

[слайд №1] Тема, представленная на обсуждение сегодня, касается одного из наиболее актуальных вопросов не только современной морфологии, но и медицины в целом. Вопроса гибели клетки и ее роли в патологических процессах.

[слайд №2] Актуального потому, что: во-первых, именно дисбаланс в процессах физиологической гибели клетки является основой многих патологий; во-вторых, смерть клетки - это постоянное проявление жизнедеятельности организма, и любой разлад в нормальном функционировании данного процесса является опасным для здоровья. И все же, не смотря на свою важность, данный аспект несет еще очень много "белых пятен", заполнение которых принесет огромную пользу не только экспериментальной, но и практической медицине

[слайд №3] В своем сегодняшнем докладе я постараюсь осветить пути гибели клетки и механизмы их протекания, нарушения нормального течения этих процессов и последствия указанных нарушений, а так же современные направления научно-исследовательской работы в данном вопросе.

[слайд №4] При рассмотрении темы мы будем опираться на понятия 3-х основных видов клеточной гибели: апоптоза, некроза и конечного дифференцирования.

Итак, апоптоз - это генетически контролируемая клеточная гибель, обусловленная воздействием на клетку; некроз - генетически не контролируемая гибель клетки под влиянием патогенных факторов; конечное дифференцирование - это генетически обусловленная гибель клетки.

[слайд №5] Любая клетка находится в организме для того, что бы поддерживать его жизнедеятельность, выполняя свою функцию. Поэтому физиологическая гибель клетки может происходить:

  • если клетка уже выполнила свою функцию и стала ненужной организму (например лимфоциты, исчерпавшие запас интерлейкинов),
  • если клетка состарилась, и уже не может выполнять свои функции,
  • либо же клетка подверглась внешнему воздействию и также не может функционировать дальше, стала вследствие этого опасной для организма (например клетка, с измененной под действием вируса ДНК или Т-лимфоцит с рецепторами к собственным антигенам).

[слайд №6] На следующей схеме сведены основные механизмы клеточной гибели: т.е. клетка может погибнуть вследствие того, что исчерпала "лимит Хейфлика" (лимит Хейфлика - это максимальное количество делений, которое может совершить клетка) или, проще говоря, клетка состарилась. В этом случае она вступает в конечное дифференцирование. Если клетка еще может выполнять свою функцию, но данная функция уже не нужна организму, клетка вступает в апоптоз. И третий случай - это гибель клетки вследствие внешнего на нее влияния. Если из-за последнего произошла дисфункция плазмолеммы, клетка гибнет путем некроза, если нет - апоптоза.

Апоптоз

[слайд №7] Апоптоз - генетически контролируемая гибель клетки, происходит в 2 стадии: первая стадия - стадия обратимых изменений, во время которой процесс апоптоза может быть остановлен и клеточные структуры будут репарированы. Длится от инициации апоптоза до начала фрагментации ДНК.

Вторая, необратимая фаза, во время которой клеточные структуры разрушаются и клетка образует апоптотические тельца.

Первый этап может проходить по разным сценариям в зависимости от механизма индукции апоптоза. Здесь возможен как возврат к нормальному состоянию клетки, так и задержка апоптоза или переход в некроз при обнаружении недостатка энергетических ресурсов (например, задержка апоптоза в кардиомиоцитах при недостатке АТФ в результате ишемии). Направление и последовательность событий второго этапа не зависят от инициатора процесса.

[слайд №8] В течении апоптоза наблюдаются следующие морфологические изменения: во-первых, это сжатие клетки. Клетка уменьшается в размерах; цитоплазма уплотняется; органеллы, которые выглядят относительно нормальными, располагаются более компактно.

Предполагается, что нарушение формы и объема клетки происходит в результате активации в апоптотических клетках трансглютаминазы. Этот фермент вызывает прогрессивное образование перекрестных связей в цитоплазматических белках, что приводит к формированию своеобразной оболочки под клеточной мембраной, подобно ороговевающим клеткам эпителия.

Во-вторых, это конденсация хроматина. Это наиболее характерное проявление апоптоза. Хроматин конденсируется по периферии, под мембраной ядра, при этом образуются четко очерченные плотные массы различной формы и размеров. Ядро же может разрываться на два или несколько фрагментов.

Механизм конденсации хроматина изучен достаточно хорошо. Он обусловлен расщеплением ядерной ДНК в местах, связывающих отдельные нуклеосомы, что приводит к развитию большого количества фрагментов, в которых число пар оснований делится на 180-200. При электрофорезе фрагменты дают характерную картину лестницы. Эта картина отличается от таковой при некрозе клеток, где длина фрагментов ДНК варьирует. Фрагментация ДНК в нуклеосомах происходит под действием кальций чувствительной эндонуклеазы. Эндонуклеаза в некоторых клетках находится постоянно (например, в тимоцитах), где она активируется появлением в цитоплазме свободного кальция, а в других клетках синтезируется перед началом апоптоза. Однако еще не установлено, каким образом после расщепления ДНК эндонуклеазой происходит конденсация хроматина.

В-третьих, это формирование в цитоплазме полостей, а также последующее образование апоптотических телец. В апоптотической клетке первоначально формируются глубокие впячивания поверхности с образованием полостей, что приводит к фрагментации клетки и формированию окруженных мембраной апоптотических телец, состоящих из цитоплазмы и плотно расположенных органелл, с или без фрагментов ядра.

После образования апоптоточеских телец происходит их фагоцитоз, который осуществляется окружающими здоровыми клетками, или паренхиматозными, или макрофагами. Апоптотические тельца быстро разрушаются в лизосомах, а окружающие клетки либо мигрируют, либо делятся, чтобы заполнить освободившееся после гибели клетки пространство.

Фагоцитоз апоптотических телец макрофагами или другими клетками активируется рецепторами на этих клетках.

[слайд №9] Некоторые из вышеперечисленных изменений хорошо видны на следующей микрофотографии на примере апоптоза нейрона. Под цифрой 1 мы видим уплотненное, вследствие конденсации хроматина, ядро. Под цифрой 2 - инвагинация. Клетка внешне выглядит сморщенной.

[слайд №10] На следующей схеме представлены события 1-й фазы апоптоза. Вследствие действия клеточного стресса активируется jun-N-terminal kinase, что приводит к выбросу кальция и выходу цитохрома с из митохондрии, вследствие чего активируется каспаза 9 (каспаза-активатор), которая путем ограниченного протеолиза активирует каспазу3 (каспаза-эффектор), в результате чего начинается протеолиз белков и фрагментация ДНК. Этот этап может осуществляться следующим образом: при связывании Fas-лиганда активированного Т-лимфоцита с рецептором клетки, происходит активация так называемого домена смерти на цитоплазматическом окончании рецептора. Этот домен последовательно соединен с каспазой8 (каспаза-активатор), которая активирует каспазу3 (каспаза-эффектор), что так же приводит к протеолизу и началу фрагментации ДНК. При действии на клетку излучения, которое может повредить ее ДНК, активируется либо JNK, либо синтез р53 (продукт Tumor suppressor gene), который также запускает апоптоз клетки. В данном процессе играют очень важную роль белки семейства bcl-2. Один из белков этого семейства - Bax, связываясь с самим белком bcl-2, влияет на митохондрии и связывает цитохром с, что приводит к ингибированию апоптоза, если же с bcl-2 связывается другой белок этого семейства bad, то bcl-2 не оказывает своего ингибирующего влияния и клетка вступает в апоптоз.

[слайд №11] На следующей схеме представлены события 2-й фазы апоптоза. После того, как произошел протеолиз белков, ДНК теряет связь с кариолеммой и фрагментируется, после чего хроматин распыляется в цитоплазме и молекула ДНК разрушается до 180-200 п.о. Все эти процессы носят название кариопикноза. Далее происходит разрыв ядра (кариорексис). Одновременно с этим происходит утрата клеткой воды, вследствие чего она сморщивается. На завершающем этапе происходит дисфункция цитолеммы, появление пузырей на поверхности клетки, отшнуровывание и фагоцитоз апоптотических телец.

[слайд №12] На следующих микрофотографиях мы видим клетки в состоянии апоптоза (рис. а) и в норме (рис. б). Препараты получены методом проточной цитофлуориметрии, ядерный хроматин клетках окрашен красителем, флюоресцирующим, при освещении ультрафиолетом. При использовании данного метода уплотненный хроматин приобретает оранжевую окраску, нормальный - красную. В апоптозных клетках хроматин не только уплотнен, но и фрагментирован, что видно мелким оранжевым точкам на фотографии.

[слайд №13] На данной электронной микрофотографии изображены клетка в норме (рис. а), и в состоянии апоптоза (рис. б). На рисунке б видны апоптотические тельца.

 

Некроз

apoptos2.mp3 - 3,685 кБ
(скачать)

[слайд №14] Некроз - это генетически не контролируемая клеточная гибель под воздействием внешних факторов. В некрозе выделяют следующие стадии: фазу ранних изменений (некробиоз) и собственно некроз. В период ранних изменений клетка морфологически неизменна. Должно пройти 1-3 часа, прежде чем появятся изменения, распознаваемые при электронной микроскопии или гистохимически, и по крайней мере 6-8 часов, прежде чем появятся изменения, выявляемые при световой микроскопии; еще позже развиваются макроскопические изменения. Например, если больной с инфарктом миокарда умирает спустя несколько минут от момента начала приступа стенокардии (боль при недостаточном притоке крови к миокарду), то на аутопсии не будет выявлено никакого структурного свидетельства некроза; если же смерть наступает на 2-й день после острого приступа, то изменения будут очевидны.

[слайд №15] Морфологические изменения, характерные для некроза, следующие:

  • Во-первых, это изменения в ядрах. Хроматин мертвой клетки конденсируется в крупные глыбки и ядро становится уменьшенным в объеме, сморщенным, плотным, интенсивно базофильным, то есть окрашивается в темно-синий цвет гематоксилином. Происходит кариопикноз. Пикнотическое ядро может затем разрываться на многочисленные маленькие базофильные частицы (кариорексис) или подвергнуться лизису (растворению) в результате действия лизосомальной дезоксирибонуклеазы (кариолизис). Тогда оно увеличивается в объеме, слабо окрашивается гематоксилином, постепенно теряются контуры ядра. При быстро развивающемся некрозе ядро подвергается лизису без пикнотической стадии.
  • Во-вторых, это цитоплазматические изменения: приблизительно через 6 часов после того, как клетка подверглась некрозу, цитоплазма ее становится гомогенной и выражено ацидофильной, то есть окрашивается интенсивно кислыми красителями, например, в розовый цвет при окраске эозином. Это- первое изменение, выявляемое световой микроскопией, которое возникает в результате коагуляции цитоплазматических белков и разрушения (исчезновения) рибосом. РНК рибосом придает базофильный оттенок нормальной цитоплазме. Специализированные органеллы клетки, например, миофибриллы в миокардиальных клетках, исчезают в первую очередь. Набухание митохондрий и деструкция (разрушение) мембран органелл вызывают вакуолизацию цитоплазмы. Наконец, переваривание клетки ферментами, которые высвобождаются из собственных лизосом, вызывает лизис клетки (аутолиз).
  • В-третьих, это изменения межклеточного вещества, которые охватывают как промежуточное вещество, так и волокнистые структуры. Чаще всего развиваются следующие изменения: эластические и ретикулиновые волокна превращаются в плотные, гомогенные розовые, иногда базофильные массы, которые могут подвергаться фрагментации, глыбчатому распаду либо лизироваться. Реже может наблюдаться отек, лизис и ослизнение волокнистых структур.

[слайд №16] На следующей схеме представлены события 1-ой стадии некроза. Вследствие повреждающего патогенного воздействия происходит дисфункция мембраны, что приводит к утрате ею мембранного потенциала, в результате чего в ней резко возрастает концентрация ионов кальция, которые движутся в клетку по градиенту концентрации, т.к. в клетке в норме концентрация этих ионов в 1000 раз меньше чем в межклеточной среде. Это приводит к активации лизосомальных ферментов и ингибированию ферментов дыхательной цепи митохондрий.

[слайд №17] Далее приведены события 2-й стадии некроза. Из лизосомальных ферментов активируются во-первых эндонуклеазы, что приводит к гидролизу и расщеплению ДНК, вследствие чего разрушаются специализированные органеллы, происходит кариопикноз, кариорексис, кариолизис. Активируются также протеазы, впоследствии происходит деструкция и переваривание эндоскелета. Активация фосфолипаз приводит к разрушению мембран и выходу лизирующих ферментов с фрагментами органелл в межклеточное пространство, вследствие чего образуется очаг воспаления.

[слайд №18] На следующих микрофотографиях приведены некроз и апоптоз лимфоцита. В первом случае без значительного изменения объема клетки хроматин конденсирован, цитоплазма "закипает" вследствие набухания митохондрий и деструкции (разрушения) мембран органелл, что вызывает вакуолизацию цитоплазмы. (собственно поэтому она и "кипит"). На второй фотографии клетка сжата, хроматин конденсирован, цитоплазма практически однородна.

[слайд №19] На следующей микрофотографии эпителиальные клетки в норме. Окрашен хроматин. Агрегация хроматина не наблюдается. Его структура не нарушена.

[слайд №20] Далее изображение плазмолеммы эпителиальной клетки в норме полученное путем сканирующей электронной микроскопии.

[слайд №21] Далее изображение поверхности эпителиальной клетки в состоянии апоптоза полученное методом сканирующей электронной микроскопии. На поверхности клетки виден процесс образования апоптотических телец.

[слайд №22] На следующей микрофотографии изображения клеток в норме, в состоянии митоза и апоптоза. Метод проточной цитофлуориметрии.

[слайд №23] На этой серии микрофотографий мы видим события, происходящие с хроматином в апоптозе. (проточная цитофлуориметрия, апоптоз лимфоцитов, окраска ядерного хроматина). В первом случае хроматин утрачивает связь с кариолеммой, во втором - происходит агрегация хроматина, в третьем - растворение хроматина в цитоплазме, в четвертом мы видим апоптотические тельца с отдельными фрагментами хроматина.

[слайд №24] Здесь также представлены события, происходящие с хроматином. На фото A- норма, B- утрата связи с кариолеммой, C- распад ядра, D- образование апоптотических телец.

[слайд №25] На данной микрофотографии, полученной путем сканирующей электронной микроскопии - завершающий этап апоптоза, образование апоптотических телец.

[слайд №26] На следующей таблице - сравнительная характеристика апоптоза и некроза. Как апоптоз, так и некроз, могут быть запущены стимуляцией извне. Но апоптоз, в отличие от некроза, является контролируемым энергозависимым процессом, который вполне может быть нормальным физиологическим актом, сопровождающийся уменьшением объема клетки и утилизацией ее содержимого для дальнейшего фагоцитоза соседними клетками. Некроз же сопровождается нарушением целостности мембраны на ранних стадиях процесса, разрушением ядра - наоборот, на поздних. Для него характерен выход лизирующих ферментов в межклеточное пространство и повреждение соседних клеток.

 

Регуляция

apoptos3.mp3 - 4,284 кБ
(скачать)

[слайд №27] Нарушение нормального течения апоптоза приводит к повышенной или пониженной выживаемости определенных типов клеток, либо к их вступлению в некроз.

[слайд №28] Повышение выживаемости клеток связано с нарушениями в механизмах индукции апоптоза или появлением экзогенных факторов, ингибирующих апоптоз. Например, вызвать апоптоз в раковых клетках значительно сложнее, чем в нормальных. Это может быть связано, с транслокацией гена, кодирующего bcl-2 (ингибитор апоптоза) в ген тяжелой цепи иммуноглобулина, или с мутациями в гене, кодирующем белок p53, которые часто находят в клетках злокачественных опухолей. Интересно, что, например, клетки злокачественной меланомы экспрессируют FasL, который не действует на них самих вследствие нарушения механизма индукции апоптоза, но вызывает апоптоз клеток иммунной системы, что блокирует попытки иммунной системы обезвредить опухоль. У больных с синдромом автоиммунной лимфопролиферации часто наблюдается отсутствие экспрессии FasL.

При вирусной инфекции нормальная клетка запускает апоптоз, если не может бороться с вирусом. При некоторых вирусных заболеваниях (аденовирус, герпес, оспа) вирус включает гены, кодирующие ингибиторы апоптоза клетки или ингибиторы индукторов апоптоза.

[слайд №29] При воздействии на клетку патогенного фактора происходит фаза апоптоза 1, после чего может произойти компенсация воздействия патогенного фактора и восстановление функционального состояния клетки. Если компенсация не происходит, то при достаточном обеспечении энергоресурсами, происходит завершение 2 фазы апоптоза, что в отдельно взятом органе приводит к атрофии. При недостаточном обеспечении энергоресурсами, клетка вступает в некроз, что наблюдается при ишемических и воспалительных процессах, дегенеративных заболеваниях. Клетка также может вступать в некроз под непосредственным воздействием индуцирующего фактора, если последний приводит к дисфункции клеточной мембраны.

[слайд №30] Существует множество различных классификаций некроза. В зависимости от механизма действия патогенного фактора различают: прямой некроз, обусловленный непосредственным действием фактора (травматические, токсические и биологические некрозы),и непрямой некроз, возникающий опосредованно через сосудистую и нервно-эндокринную системы (аллергические, сосудистые и трофоневротические некрозы).

[слайд №31] На следующей серии микрофотографий представлен апоптоз в клетках различных органов. Здесь мы видим апоптоз кардиомиоцита.Поздний апоптоз на обоих рисунках.

[слайд №32] Далее мы наблюдаем апоптоз нейрона. Конденсация хроматина на первом снимке и кариопикноз на 2-м.

[слайд №33] Апоптоз гепатоцитов. Существенное уменьшение объема клеток, образование апоптотических телец. На обоих снимках - поздний некроз.

[слайд №34] На данном снимке, полученном путем сканирующей электронной микроскопии, мы видим апоптотические тельца кардиомиоцита.

[слайд №35] Далее будут рассмотрены пути влияния на клеточную гибель. Единственный путь клеточной гибели, механизм влияния на который хорошо изучен на данный момент - это апоптоз. Способы воздействия на апоптоз следующие: индукция апоптоза и ингибирование апоптоза.

[слайд №36] Апоптоз может быть индуцирован целым набором внутриклеточных и внеклеточных сигналов. Причем сигнал, вызывающий апоптоз одних клеток, может не действовать на другие или даже наоборот, стимулировать их пролиферацию. Как видно из таблицы, организм может ликвидировать ненужную клетку путем экспрессии определенных веществ (цитокинов, гормонов). Активация также возможна в результате воздействия повреждающего фактора (свободные радикалы, токсины, ультрафиолетовое излучение, гамма-излучение). Повреждение может быть вызвано Т-киллером, который тремя путями может вызвать гибель клетки-мишени:

  1. взаимодействие FasL, расположенного на мембране активированного Т-лимфоцита, с Fas-рецептором клетки-мишени;
  2. экспрессия гранзима, индуцирующего апоптоз;
  3. экспрессия перфорина, встраивающегося в мембрану клетки-мишени и образующего в ней поры. Это может привести как к попаданию гранзима внутрь клетки-мишени, так и к прямой инициации некроза в клетке-мишени.

Апоптоз может выполнять защитную роль с точки зрения всего организма. Например, апоптоз клеток со значительно поврежденным генетическим кодом (в результате облучения или химических воздействий) индуцируется белком TSG (tumor supressor gene) p53.

Интересно, что для развития апоптоза не обязательно воздействие некоторого сигнала. Клетка может вступить в апоптоз при удалении факторов роста из окружающей среды (например, связыванием их антителами).

[слайд №37] Под ингибированием апоптоза понимают отсутствие апоптотической реакции измененной клетки при воздействии некоторых индукторов апоптоза. Ингибиторы апоптоза можно разделить на действующие в норме (физиологические ингибиторы) и являющиеся чужеродными для организма. Из физиологических ингибиторов апоптоза следует особо отметить белки семейства bcl-2. В это семейство входят как индукторы, так и активаторы апоптоза, содержащиеся в большинстве клеток. Группа ученых (Долгачев В.А. и др.,) определили, что антиоксидант NAC (N-acetyl-l-cysteine) ингибирует апоптоз, индуцированный УФ-излучением, вероятно, повышая способность клетки утилизировать свободные радикалы, образующиеся при облучении ультрафиолетом.

Ингибирование апоптоза некоторых клеток гормонами приводит к их гибели при удалении соответствующей железы. Например, железистые клетки предстательной железы апоптотически утилизируются при кастрации.

При проникновении в клетку вируса активируются специфические механизмы борьбы (например, синтез интерферона). Если клетке не удается уничтожить вирус, она пытается запустить апоптоз. Однако некоторые вирусы (аденовирус) включают гены, экспрессия которых подавляет апоптоз и таким образом дает вирусу возможность паразитировать в клетках хозяина и размножаться.

[слайд №38] Наиболее распространенные примеры влияния на клеточную гибель в клинической практике - это индукция апоптоза при опухолях или его ингибирование при ишемии.

[слайд №39] Данная сфера, как развивающаяся, не обходится без инновационных открытий. В 2002 году лауреатами Нобелевской Премии в области Физиологии и Медицины стали совместно Сидней Бреннер, Роберт Хорвиц, Джон Салстон за их открытия в области "генетического регулирования развития организма и запрограммированной смерти клеток" (по материалам сайта nobelprize.org - официальный сайт Нобелевского комитета). И в общем-то следующим лауреатом может стать каждый исследователь в сфере гибели клеток, поскольку данный вопрос несет очень много малоизученных, но клинически крайне важных моментов.

[слайд №40] Итак, какие же вопросы, касающиеся клеточной гибели, вызывают наибольший интерес современной медицинской науки?

Во-первых, это ингибиторы и активаторы апоптоза, а также их применение при лечении сопряженных с клеточной гибелью заболеваний (ИБС, рак, нейродегенеративные заболевания)

Во-вторых, процессы апоптоза при поражении клетки вирусами (напр., ВИЧ)

В-третьих, это снижение или повышение чувствительности клетки к ингибиторам и активаторам апоптоза, которые являются патогенными факторами.

[слайд №41] Это были основные аспекты, касающиеся гибели клетки и ее роли в патологических процессах. Благодарю за внимание!

Презентация доклада
(формат PowerPoint, без речевого сопровождения)
apoptos.ppt,
2,003 кБ
Смотри также Лекции по цитологии.
 
 
 
Реклама
 
 
Page copy protected against web site content infringement by Copyscape
© 2005-2015, Dr. Andy.   При использовании материалов сайта ссылка на http://www.morphology.dp.ua/_mp3/ обязательна.
Ключевые слова: Medecine, Histology lectures, cells, Human Histology, Embryology, Cytology, Medical Education. Мультимедийные mp3 лекции по гистологии. Альтернативное обучение, здоровье, медицина, образование.
Rambler's Top100