Репарация повреждений межклеточного матрикса в норме

Катаболизм белков межклеточного матрикса

МАТРИКСА

ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА МЕЖКЛЕТОЧНОГО

В катаболизме белков межклеточного матрикса главная роль принадлежит металлопротеиназам - Са-зависимым, цинксвязывающим эндопептидазам,. Регуляторами их активности служат тканевые ингибиторы металлопротеиназ, а также цитокины.

Коллагены - медленно обменивающиеся белки: время их полужизни измеряется неделями или месяцами. Время полужизни эластина в тканях человека - около 75 лет.

Коллагеназа перерезает все три пептидные цепи коллагена между остатками глицина и лейцина . Образующиеся фрагменты денатурируют и гидролизуются разными пептидгидролазами. Содержание гидроксипролина в крови и моче отражает баланс скорости катаболизма коллагена и гидроксипролина. При некоторых болезнях, связанных с поражением соединительной ткани, например при гиперпаратироидизме, экскреция гидроксипролина увеличивается вследствие ускоренного распада коллагена.

Протеогликаны обмениваются с высокой скоростью. Время полужизни протеогликанов межклеточного матрикса - дни или недели, клеточной поверхности - часы. Разрушаются протеогликаны в лизосомах.

Кортизон и его аналоги угнетают биосинтез коллагена фибробластами, тормозят биосинтез гликозаминогликанов. Они активируют ферментный катаболизма коллагена. Альдостерон, дезоксикортикостерон усиливают биосинтез «основного вещества» соединительной ткани. Тироксин вызывает деполимеризацию гиалуроновой кислоты, а соматотропный гормон передней доли гипофиза стимулирует включение пролина в полипептидную цепь тропоколлагена.

В матриксе могут возникать отдельные очаги повреждения (например, в результате случайного протеолиза). В зоне нарушения активируются металлопротеиназы. Происходит деградация поврежденных и неправильно ориентированных молекул. Базальная мембрана служит матрицей для сборки новой мембраны, замещающей поврежденную.

В заживлении ран участвует ряд цитокинов, но особая роль принадлежит трансформирующему фактору роста (ТФР-р). ТФР-р индуцирует синтез коллагена, фибронектина, ламинина, гликозамингликанов и подавляет их деградацию. ТФР-Р стимулирует синтез интегринов, регулирующих образование компонентов межклеточного матрикса.

При старении происходитуменьшение содержания воды и отношения основное вещество/волокна за счет нарастания содержания коллагена и снижения концентрации гликозаминогликанов, особенно гиалуроновой кислоты. Увеличивается число сшивок в коллагене, уменьшается его эластичность (процесс «созревания» фибриллярных структур соединительной ткани). Это нормальный итог протекающих в организме метаболических процессов.

Согласно наиболее общей оценке морфологические симптомы старости, так же как и клинико-физиологические, по времени, по месту и по степени их развития «не допускают строгой регламентации и не поддаются предвидению». Сказанное отражает одну из принципиальных характеристик старения - его «ассиметричность» относительно различных систем, соответствие принципам гетерохронии (разновременность), гетеротопии (разноместность) и гетерометрии (разномерность). Вместе с тем, если брать организм как таковой, остается справедливым представление о синхронности появления разнообразных признаков старения (оформление фенотипа пожилого и старого человека), что отражает закономерность и целостность соответствующего процесса, его связь с определенным возрастным периодом онтогенеза. Все это было отмечено еще классической геронтологией, в основе формирования представлений которой лидирующая роль принадлежала морфологии.

При анализе морфологических изменений в стареющем организме обнаруживаются признаки практически всех общепатологических процессов, причем на разных структурных уровнях - в макромолекулах и их комплексах, мембранах, органеллах, клетках, тканях, органах и системах.

Наиболее заметны из них атрофические, инволютивные изменения («физиологическая атрофия» - специфический геронтологический термин), альтеративные изменения - разного рода повреждения (дегенеративные и дистрофические изменения, гибель клеток, разрушение и уменьшение количества структурно-функциональных единиц и межклеточных структур), а также адаптивные изменения (регенераторные, гипертрофические, компенсаторные).

Наличие во внешнем облике старых пациентов атрофических изменений, квалифицируемых относительно «старческого комплекса признаков» как ведущих, обращает на себя внимание в определенном возрасте уже при жизни. Они же доминируют в общей картине макроскопических изменений на секции умерших пожилых людей и долгожителей. Атрофические процессы, распространяясь в той или иной мере на все органы и структуры, охватывают кожу и ее придатки, подкожную жировую клетчатку, молочные железы, слизистые оболочки (желудок, кишечник, мочевыводящие пути), костно-суставной аппарат, половые органы, лимфатические узлы, костный мозг, экзокринные и эндокринные железы, нервные образования и др.

Одна из составляющих процесса сенильной (старческой) атрофии - общее уменьшение количества клеток паренхимы органов.

В отличие от несенильной атрофии, наступающей, например, вследствие голодания, при возрастной атрофии на фоне суммарного обеднения клеточными элементами нередко отмечается неравномерный рост объемов клеток. При типичной старческой атрофии не происходит увеличения массы соединительной ткани.

При морфологическом анализе органов и тканей стареющих людей выявляются варианты сочетания инволютивных, деструктивных и адаптивных изменений. При этом за счет последних, как правило, достаточно длительное время обеспечивается уровень адаптации, требуемый для поддержания гомеостаза и осуществления всего комплекса процессов жизнедеятельности, сохраняющего жизнь. Конечно, с возрастом полнота компенсации утрачиваемых функций снижается. Тем не менее продолжительное время морфологическое обеспечение такой компенсации в целом соответствует объему функций, выполняемых органами стареющего живущего человека, особенно при физиологическом течении возрастного процесса.

Функционально (и клинически) это проявляется в прогрессивно нарастающей «старческой недужности» (одряхление организма или «frailty»). Темпы одряхления подвержены индивидуальной вариабильности, что находит отражение в различии морфологических картин, выявляемых в органах и тканях в сравнительных исследованиях. Один из «парадоксов» процесса старения заключается в том, что, с одной стороны, наблюдается разнообразие, в частности, от особи к особи, от индивидуума к индивидууму возрастных морфологических изменений, а с другой - развертывается достаточно стереотипная унифицированная картина финала возрастной перестройки в виде генерализованной атрофии, которая сопровождается потерей структур и дряхлостью.

Современные методы исследования выявляют сложный, многоаспектный, нередко противоречивый по своему конкретному выражению морфологический субстрат возрастной динамики количества (интенсивности) функций на субклеточном, клеточном, тканевом и органном уровнях.

Отношение геронтологов к вкладу в возрастной процесс событий на клеточном уровне морфофункциональной организации до сих пор неоднозначно. Одна группа исследователей ведущую роль отводит изменениям в популяциях пролиферирующих клеток, тогда как другая - изменениям в так называемых постмитотических непролиферирующих клетках, длительность жизни которых сопоставима с продолжительностью жизни организма - для человека десятки и даже более сотни лет. Именно в долгоживущих клетках обнаруживаются признанные цитоморфологические корреляты старения. Что касается изменений со стороны клеток, пролиферирующих в зрелом организме, то старение организма ассоциируют с замедлением темпов и/или прекращением клеточного размножения, а также с исходом в малигнизацию.

В непролиферирующих стареющих клетках накапливаются изменения, которые патологи квалифицируют нередко как сублетальные, что в итоге приводит либо к клеточной гибели, либо к снижению способности клеток адекватно отвечать на функциональные запросы и/или действие повреждающих агентов. В упомянутые выше изменения вовлекаются механизмы, обеспечивающие пластические и энергетические процессы, а также специфические относительно повреждающего внутриклеточные структуры агента (антиоксидантные системы) или более общие (белки теплового шока или, что более точно отражает их функциональный профиль, белки клеточного стресса) цитопротекторные эффекты. С возрастом растет вероятность онкотрансформации клеток, что может иметь в своей основе разные причины - нестабильность клеточных геномов в связи, например, с дисфункцией теломер хромосом, мутациями в супрессорных генах или онкогенах и др.

Возрастным изменениям в той или иной степени подвержено большинство внутриклеточных структур долгоживущих клеток. Известно, что длительность существования некоторых из таких структур меньше продолжительности жизни клетки. Предполагается, что средняя продолжительность жизни митохондрий в печеночных клетках составляет 10 дней. Таким образом, можно говорить, с одной стороны, о старении соответствующих внутриклеточных структур как таковых, а с другой - о состоянии конкретного класса органелл в связи со старением клеток, особенно долгоживущих, например нервных, в стареющем организме.Старение клетки, и это убедительно демонстрирует метод электронной микроскопии, нередко сопровождается изменением ее контуров за счет образования выростов.

Из общеклеточных органелл к категории стареющих относятся митохондрии. Морфологически в старых митохондриях отмечаются набухание, просветление матрикса, различные варианты вакуолизации, разрушение крист. В последнее время обращается внимание на мутации в митохондриальной ДНК, типичным итогом которых является большая или меньшая биоэнергетическая недостаточность клеток, а следовательно, и дефицит функции органов. Так, описана возрастзависимая делеция фрагмента между 8470 и 13549 п. н. (парами нуклеотидов), где расположены гены субъединиц аденозинтрифосфатазы, оксидазного и коэнзим-0-редуктазного комплексов. В целом структура митохондрий становится лабильной, снижается их устойчивость к гипоксическим воздействиям, функционально падает эффективность окислительного фосфорилирования. Изменения со стороны клеточных ядер морфологически часто проявляются в виде их дольчатости. Нередко они становятся гиперхромными.

Функциональный смысл этого до сих пор - предмет дискуссии. Цитогенетический анализ указывает на рост числа хромосомных аб-бераций. По крайней мере для некоторых типов клеток (гепатоциты) характерна возрастная по-липлоидизация. Одним из проявлений старения долгоживущих клеток является обеднение цитоплазмы мембранными структурами. Так, выполненное нами электронномикроскопическое исследование симпатических нейронов старых мышей и крыс выявляет сокращение объемов гранулярного эндоплазматического ретикулума. Соответственно, преобладающей в этих клетках становится субпопуляция свободных полисом. Последнее может свидетельствовать о смещении приоритетов в сторону синтеза так называемых белков «домашнего хозяйства», т. е. предназначенных для внутриклеточного использования и поддержания жизнеспособности собственно клетки.

Уменьшается также ошосительныгй объем структур пластинчатого комплекса Гольджи, который выглядит как совокупность отдельных диктиосом, разбросанных по цитоплазме. Частой находкой при электронномикроскопических наблюдениях являются скопления фибриллярного материала, особенно в некоторых типах долгоживущих клеток, например в нейронах. Одновременно происходит накопление продуктов деградации внутриклеточных структур - остаточных телец. Специфическим признаком старения долго-живущих клеток являются внутрицитоплазматические отложения липофусцина (пигмент изнашивания или старения в терминах классической морфологии). Гранулы липофусцина в цитоплазме гепатоцитов, кардиомиоцитов, нейронов пожилых и старых индивидуумов образуют скопления, приводящие к функционально значимому сокращению рабочего объема клеток. При массивных скоплениях пигмента клетка гибнет. Благодаря тому, что липофус-циновые гранулы имеют желто-коричневую окраску, а их конгломераты объемны, изменяется цвет органов старых людей: бурая атрофия сердца, бурая атрофия печени.

Расположение липофусцина в клетке в основном соответствует очагам внутриклеточного лизиса или локализации аутофагосом. Следовательно, оправдано мнение, что отложения липофусцина - это признак имевших место внутриклеточных альтеративных процессов, протекающих с участием лизосом или непосредственно в цитозоле. Известна точка зрения, согласно которой образование с возрастом внутриклеточных отложений липофусцина следует рассматривать как один из факторов морфогенеза (патоморфоза) клеточного старения. Во всяком случае, эти отложения, как уже отмечалось, существенно сокращают рабочий объем клеток. Липофусцин обычно появляется в тех участках клетки, где имеется непереваренный мембранный материал или липидный детрит, оказавшиеся устойчивыми к ферментативной деградации при воздействии лизосомальных гидролаз. Накопление липофусцина закономерно наблюдается при свободно-радикальных повреждениях клеточных структур. Однако сам по себе пигмент для клеток не токсичен.

Вплоть до настоящего времени нет полной ясности не только относительно происхождения липофусциновых гранул, но и того, не решаются ли с участием липофусцина в специфических условиях, характеризующих стареющие постми-тотические клетки (нейроны, кардиомиоциты), какие-либо позитивные функциональные или цитокомпенсаторные задачи. Замечено, что липофусциногенез усиливается при стрессе и особенно при дистрессе, когда нарушаются корреляции между внутриклеточными, прежде всего окислительно-восстановительными, процессами и образованием аутофагосом. Фокальная аутофагия - частая и типичная реакция клеток на сублетальные повреждения. Предполагается, что она служит одним из механизмов поддержания клеточного гомеостаза в неблагоприятных для жизнедеятельности клеток условиях.
Несколько особняком стоят данные о бесспорно позитивном значении накопления с возрастом (для людей - 50 лет и далее) липофусцина в хрусталике глаза. Известно, что свет, проникающий в глаз, с одной стороны, вызывает формирование зрительных образов и, таким образом, обеспечивает важнейшую функцию - зрение. С другой - он же, особенно в синей и фиолетовой областях спектра, оказывает деструктивное действие на структуры зрительного анализатора. «Возрастное пожелтение» в связи с отложениями в хрусталике липофусцина, выполняющего роль светофильтра, снижает неблагоприятные эффекты света. Отмеченное обстоятельство учитывается в производстве очковой оптики для пожилых.

Выше говорилось, что возрастному процессу присущи явления диспротеиноза, связанного, в частности, с аутоиммунными механизмами. В качестве примера приводился амилоидоз с формированием отложений амилоида внутри клеток. Более частыми находками в цитоплазме стареющих долгоживущих клеток являются отложения липидов.

Высшая степень повреждения клеток, в том числе при старении, - клеточная смерть, в соответствие с современными представлениями, может быть представлена двумя морфологическими вариантами - некрозом и апоптозом. При некрозе наблюдается сочетание дезинтеграционных процессов в ядре и цитоплазме клеток. Одновременно обращают внимание на набухание (онкоз) и дегенерацию плазматической мембраны и внутриклеточных ультраструктур. Если некроз возникает при повреждающих воздействиях, в том числе под влиянием свободных радикалов, то апоптоз типичен для инволютивных процессов. В частности, при старении организма возникают атрофические процессы в органах, функционирование которых регулируется гормонами (предстательная железа, молочная железа).

В условиях возрастного ослабления эндокринного стимулирования развивается атрофия органов с характерными признаками апоптоза. Апоптоз начинается, по-видимому, с изменений ядра: происходят конденсация хроматина, фрагментация внутриядерной ДНК, активация или инактивация специфических функций генетического аппарата клетки. Сами клетки уменьшаются в объеме, сморщиваются, образуются выпячивания, содержащие фрагменты цитоплазмы. Далее ядро и цитоплазма фрагментируются, образуются апоптозные тельца. Важным признаком апоптоза является интактность (сохранность) лизосом и других внутриклеточных органелл. Апоптозные тельца захватываются макрофагами, где происходит их переваривание. По-видимому, роль апоптоза в потере клеток при старении не ограничивается его участием только в процессах физиологической атрофии. Иммуногистохимическими методами установлено, что важную роль апоптоз играет в развитии повреждений при умеренной ишемии, а также при действии неблагоприятных физических и химических факторов. Отличительные черты некроза и апоптоза подробно рассмотрены Т.П. Денисовой и Л.И. Малининой.

По-видимому, старение все же не следует отождествлять с программируемой смертью клеток (апоптозом), поскольку значительное число стареющих клеток долго сохраняют жизнеспособность, теряя лишь способность к репродукции ДНК. Важно другое: при старении наряду с пролиферативной активностью снижается и синтетическая функция клеток, что существенно ограничивает процессы самообновления клеток и тканей, репаративные процессы при повреждениях, адекватную реакцию на стресс. Нарушается регуляция содержания макромоле-кулярных соединений в клетке, особенно это относится к быстрому разрушению дефектных макромолекул и их удалению из клетки.

Важная роль в процессе старения принадлежит стволовым клеткам. Стволовые мезенхимальные клетки костного мозга, например, характеризуются плюрипотентностью. В соответствующих случаях они покидают костный мозг и концентрируются в патологически измененных областях организма (зоны воспаления, инсульта), где выполняют заместительную, организационно-индуцирующую, трофическую (в широком смысле) функции. Допускается, что именно стволовые клетки разного продуктивного потенциала и разной локализации в организме составляют основу физиологической и в ряде ситуаций репаративной регенерации тканей и органов. Есть мнение, что с возрастом количество стволовых клеток уменьшается, что может быть важным звеном морфогенеза инволютивных изменений. Сокращение популяции стволовых клеток следует рассматривать как морфологическую основу ослабления регенераторных процессов у лиц пожилого и старческого возраста.В процессе старения существенно изменяются структурная организация и свойства внеклеточного матрикса, в том числе вследствие посттрансляционной модификации белков и накопления деградированных молекул.

Указанные изменения распространяются на соединительную ткань. Так, в коллагене с возрастом происходит образование межмакромолекулярных ковалент-ных сшивок. В связи с этим он становится менее растворимым, менее доступным для действия коллагеназы, приобретает большую термостабильность, а соединительная ткань теряет присущие ей плотность и элластичность. Продукты неферментативного гликозилирования могут стимулировать макрофаги и другие клетки к выработке протеаз и некоторых цитокинов, играющих важную роль в деструкции тканей. В эксперименте показано, что подавление реакций гликозилирования уменьшает возрастные дегенеративные изменения в соединительной ткани, в частности в стенках сосудов. У больных сахарным диабетом подобные изменения особенно выражены и приводят к микроангиопатиям с нарушениями кровоснабжения тканей в микроциркуляторном звене.

Накопление во внеклеточном матриксе протеогликанов связано с нарушениями протеолитических процессов и с ослаблением кровоснабжения в микроциркуляторном русле органов и тканей стареющих людей. Происходит прогрессирующая дегенерация коллагеновых волокон. Деградированные макромолекулы ухудшают метаболическую ситуацию, пластические процессы и качественные характеристики матрикса. Накопление продуктов неферментативного гликозилирования белков хрусталика и деградация белковых молекул его матрикса лежат в основе развития старческой катаракты.

Представленные выше сведения относятся к общепатологическим процессам, выявляемым при старении организма. Их следует дополнить данными о тканевых и органных изменениях. Кроме того, полезно остановиться на некоторых общих вопросах, важных для полноценной прижизненной и посмертной клинико-анатомической оценки старения, состояния старости, болезней и недугов соответствующего возрастного периода у конкретных людей.

Бесспорно, все органы и системы определенным образом изменяются с возрастом у всех людей, включая и тех, кто дожил без болезней до старческой дряхлости. Столь же очевидно (и это отмечалось выше), что возрастные атрофические изменения различаются по времени возникновения, темпам развития, выраженности в разных органах одного и того же человка, индивидуальным особенностям (влияние возраста, пола, наследственности на регенераторные и инволютивные процессы). Недоучет этого положения может стать причиной заблуждений или даже ошибок в умах и действиях практикующих врачей. В частности, речь идет о достаточно типичной гипердиагностике болезней у пожилых и старых людей, громоздких клинических диагнозах с перечислением впечатляющего списка нозологических единиц.

С другой стороны, существует тенденция объяснять жалобы пожилых пациентов их возрастом, причем с оттенком неизбежности и, следовательно, неподконтрольности этих жалоб. По мере старения у пожилого человека как бы «ожидается» все большее число хронических расстройств и болезней. В такой ситуации при догматическом отношении специалист может априорно отнестись к любому стареющему человеку как к старому, а к любому старому человеку как к заведомо больному. Как показывают клинико-патологоанатомические разборы, отмеченное действительно нередко дезориентирует врача, вследствие чего больной обследуется недостаточно, а основное заболевание или его серьезные осложнения остаются нераспознанными.Старость действительно сопровождается повышенной частотой болезней, но не является их причиной.

Вместе с тем необходимо учитывать влияние ряда хронических болезней на прогрессирова-ние возрастных изменений у лиц молодого и среднего возраста, что в качестве одной из ведущих причин имеет, по-видимому, длительные гипоксические состояния.

Клинико-патологоанатомический анализ убеждает в необходимости дифференцированного отношения к болезням, которые часто обнаруживаются у лиц пожилого и старческого возраста. Перечень «недугов старости», приведенный, в частности, в известной монографии И.В. Давыдовского и отражающий классические представления, включает в себя расстройства памяти и поведения, слабоумие, атонические, паретические, невротические состояния, старческий катар бронхов и другие нарушения. Автор считает специфическим для старости недугом общего значения одряхление (старческий маразм в классической терминологии) - закономерный финал старения.

Таким старым людям, которые не могут существовать без посторонней помощи, присущи пять «гериатрических гигантов»: спутанное сознание, травмы в связи с падениями, малоподвижность или неподвижность, недержание мочи, пролежни. В наше время однако есть основания оценивать состояние старости более оптимистично. Современная медицина выработала подходы и располагает фармакологическими и иными средствами более или менее эффективной коррекции составляющих комплекса «недугов старости». Перед фундаментальной наукой и практической медициной сегодняшнего дня поставлена задача найти средства снижения скорости (темпов) старения.В экономически развитых странах наиболее частыми причинами смерти старых людей, обусловленными патологией, являются болезни сердца и сосудов, злокачественные новообразования, цереброваскулярная патология, в том числе инсульты, грипп, пневмонии.

В настоящее время осознана проблема риска развития патологических проявлений в связи с приемом пожилыми и старыми пациентами лекарств. Клинико-патологоанатомические сопоставления убеждают в необходимости учитывать все многообразие и вариабильность, прежде всего индивидуальную, морфофункциональных возрастных изменений (возрастной фон) при проведении лекарственной терапии. Задача, которую приходится решать, сложна, поскольку она требует комплексной оценки состояния организма пожилого и старого человека. Одновременно должны быть учтены и возможные «нетипичные» клинические проявления (бессимптомное течение, маски болезней). Прогресс в диагностике и лечении болезней у пожилых и старых людей и в уменьшении числа расхождений клинического и патолого-анатомического диагнозов возможен на основе комплексного анализа морфофункциональных особенностей стареющего и старого организма и клинико-морфологических вариантов течения болезней у пожилых и старых пациентов.

Министерство здравоохнанения Республики Беларусь

УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов

медицинский университет»

Кафедра Общей и клинической биохимии

Реферат на тему:

Изменение соединительной ткани при старении,коллагенозах и заживлении ран

Выполнила:

Студентка 37 группы 2 курса

Лечебного факультета

Минина Е.Г.

Проверил:

Гребенников И.Н.

Витебск, 2011

Введение.

Нарушения обмена веществ и энергии на:

Молекулярном уровне;

Клеточном уровне;

Органном и тканевом уровнях;

Уровне целостного организма.

Неравномерными, разнонаправленными изменениями обмена веществ и энергии - характеризуется старение.

Установление нарушения обмена веществ и энергии.

Лечение болезней обмена веществ и энергии.

Заключение.

Литература.

Введение.

Нарушение обмена веществ и энергии лежат в основе повреждений органов и тканей, ведущих к возникновению болезни . Происходящие при этом изменения в протекании химических реакций сопровождаются большими или меньшими сдвигами в энергообразующих и энергопоглощающих процессах. Различают 4 уровня, на которых могут происходить нарушения обмена веществ и энергии: молекулярный; клеточный; органный и тканевой; целостный организм. Нарушения обмена веществ и энергии на любом из этих уровней могут носить первичный или вторичный характер. Во всех случаях они реализуются на молекулярном уровне, на котором изменения обмена веществ и энергии приводят к патологическим нарушениям функций организма.

Нормальное протекание метаболических реакций на молекулярном уровне обусловлено гармоничным сочетанием процессов катаболизма и анаболизма. При нарушении катаболических процессов прежде всего возникают энергетические трудности, нарушаются регенерация АТФ, а также поступление необходимых для биосинтетических процессов исходных субстратов анаболизма. В свою очередь, первичное или связанное с изменениями процессов катаболизма повреждение анаболических процессов ведет к нарушению воспроизведения функционально важных соединений - ферментов, гормонов и др. Нарушение различных звеньев метаболических цепей неравнозначно по своим последствиям. Наиболее существенные, глубокие патологические изменения катаболизма происходят при повреждении системы биологического окисления при блокаде ферментов тканевого дыхания, гипоксии и др. или повреждении механизмов сопряжения тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования (например, разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования при тиреотоксикозе). В этих случаях клетки лишаются основного источника энергии, почти все окислительные реакции катаболизма блокируются или теряют способность аккумулировать освобождающуюся энергию в молекулах АТФ. При ингибировании реакций цикла трикарбоновых кислот выработка энергии в процессе катаболизма сокращается примерно на две трети. При нарушении нормального течения гликолитических процессов (гликолиза, гликогенолиза) организм лишается способностиадаптироваться к гипоксии, что особенно отражается на функционировании мышечной ткани. Нарушение использования углеводов, уникальных метаболических источников энергии в условиях недостатка кислорода, является одной из причин существенного снижения мышечной силы у больных сахарным диабетом. Ослабление гликолитических процессов затрудняет метаболическое использование углеводов, ведет к гипергликемии, переключению биоэнергетики на липидные и белковые субстраты, к угнетению цикла трикарбоновых кислот в результате недостатка щавелево-уксусной кислоты. Возникают условия для накопления недоокисленных метаболитов - кетоновых тел, усиливается распад белков, интенсифицируется глюконеогенез. Развиваются ацетонемия, азотемия, ацидоз .

- 26.35 Кб

Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет

Кафедра биологической химии

Реферат на тему:

Изменения соединительной ткани при старении, коллагенозах и заживлении ран

Выполнила:

Студентка 2 курса

лечебного факультета

18 группы

Виноградова Д.А.

Преподаватель:

Козловская С.П.

Витебск, 2014

План:

1. Биохимические изменении соединительно ткани при старении Стр.3

2. Диффузные болезни соединительной ткани (коллагенозы) Стр.3
3. Изменение соединительной ткани при заживлении ран Стр.6

4. Заключение Стр.13

5. Список используемой литературы Стр.14

Биохимические изменения соединительной ткани при старении

Общим возрастным изменением, которое свойственно всем видам соединительной ткани, является уменьшение содержания воды и отношения основное вещество/волокна. Показатель этого соотношения уменьшается как за счет нарастания содержания коллагена, так и в результате снижения концентрации гликозаминогликанов. В первую очередь значительно снижается содержание гиалуроновой кислоты. Однако не только уменьшается общее количество кислых гликозаминогликанов, но изменяется и количественное соотношение отдельных гликанов. Одновременно происходит также изменение физико-химических свойств коллагена (увеличение числа и прочности внутри- и межмолекулярных поперечных связей, снижение эластичности и способности к набуханию, развитие резистентности к коллагеназе и т.д.), повышается структурная стабильность коллагеновых волокон (прогрессирование процесса «созревания» фибриллярных структур соединительной ткани). Следует помнить, что старение коллагена in vivo неравнозначно износу. Оно является своеобразным итогом протекающих в организме метаболических процессов, влияющих на молекулярную структуру коллагена.

Диффузные болезни соединительной ткани (коллагенозы)

Основное место в патологии соединительной ткани (далее СТ) занимают системные ее поражения, которые обусловлены нарушениями обмена веществ или иммунного гомеостаза и отражают несостоятельность различных функций СТ. Существуют первичные и вторичные системные поражения СТ. Первичные поражения бывают врожденные и наследственные. Врожденные и наследственные первичные системные поражения СТ обусловлены пороками развития и нарушениями обмена веществ. К ним, в частности относятся мукополисахаридозы, синдром Морфана, несовершенный остеогенез.

Системные первичные поражения СТ приобретенного характера включают большую группу диффузных болезней СТ – коллагеновых болезней (коллагенозы), характеризующиеся генерализованным поражением СТ. Этиологическими факторами могут явиться: лекарственная непереносимость (антибиотиков, сульфанидамидов), охлаждение, инфекция (чаще стрептококковая), чрезмерная инсоляция, вибрация, физическая или психическая травма. Определенное значение имеют нарушения функции гипоталамо-гипофизарно- надпочечниковой системы и наследственная предрасположенность.

Заболевания систем СТ являются классическим примером органоспецифических аутоиммунных болезней. Об этом свидетельствуют:

· наличие аутоантител;

· обнаружение в очаге поражения комплексов антиген-антитело;

· скопление в пораженных тканях плазматических и лимфоидных клеток, имеющих отношение к продукции циркулирующих антител;

· гипергаммаглобулинемия;

· эффективность лечения иммунодепрессантами, в частности, кортикостероидами;

· сочетание с другими аутоиммунными болезнями (тиреоидитом Хасимото и др.).

Инициальным звеном процесса является стимуляция иммунокомпетентной системы каким-либо антигеном с участием аутоантигена, выработкой аутоантител и рядом иммунных нарушений. Появлению аутоантигенов способствует высвобождение кислых гидролаз в очаге дезорганизации СТ, усиление гидролитического расщепления тканей и клеток. Антитела образуются против всех элементов СТ и направлены против антигенов собственных тканей. Могут развиваться аутоиммунные синдромы, связанные с циркулирующими антителами – аутоиммунная гемолитическая анемия, аутоиммунная тромбоцитопения, гломерулонефрит и др.

Возможен и второй механизм развития диффузных болезней – нарушение метаболизма коллагена, в частности, повышенная скорость его биосинтеза, формирование малоустойчивых коллагеновых структур с повышенным распадом, образование избыточного фиброза. Но и в этом случае повреждения коллагена могут быть обусловлены циркулирующими в крови комплексами антиген-антитело.

Несмотря на большое своеобразие отдельных нозологических форм диффузных болезней СТ все они объединены рядом общих признаков, из которых основной – иммунообусловленный системный воспалительный процесс. Кроме того, всем этим заболеваниям свойственны лихорадка, артриты, рецидивирующие полисерозиты, разнообразная висцеральная патология (миоэндокардиты, гломерулонефриты или амилоидоз почек, поражения печени, гепатолиенальные синдромы, генерализованная лимфаденопатия), в большинстве случаев рецидивирующее и прогрессирующее течение.

Иммунное повреждение тканей – основной компонент патогенеза диффузных болезней СТ. При различных нозологических формах оно выражено неодинаково, лишено строгой нозологической специфичности.

К диффузным болезням СТ относятся:

· ревматизм, характеризующийся преимущественным поражением сердца и сосудов;

· ревматоидный артрит – поражения, главным образом, суставов;

· симметричный полисиновит, приводящий к постепенной деструкции суставов;

· системная склеродермия – прогрессирующее полисиндромное заболевание с характерным изменение кожи, опроно-двигательного аппарата, внутренних органов (легкие, сердце, пищеварительный тракт, почки) и распространенными вазоспастическими нарушениями по типу синдрома Рейно, в основе которых лежат поражения СТ с преобладанием фиброза и сосудистая патология в виде облитерирующего эндартериита;

· системная красная волчанка, проявляющаяся поражением всей СТ, многих органов и систем;

· узелковый периартериит – системное поражение сосудов с вовлечением в процесс всех слоев сосудистой стенки (панартериит);

· синдром Гудпасчера – иммуновоспалительное заболевание мелких сосудов легких и почек, характеризующееся классической триадой – легочные кровотечения, гломерулонефрит, антитела к антигенам основной мембраны капилляров легких и почек (см. выше);

· болезнь Бехтерева – преимущественно поражение составно-связочного аппарата позвоночника, периферических суставов с вовлечением в процесс сердца, почек, аорты;

· синдром Шегрена («сухой синдром») – аутоиммунное поражение экзокринных (прежде всего слезных и слюнных) желез, сопровождающееся их гипофункцией, сочетающееся с системными иммуновоспалительными заболеваниями;

· ряд других болезней.

Смешанные формы диффузных болезней СТ, характеризуются наличием признаков двух или более болезней, как, например, синдром Шарпа. Этот синдром проявляется сочетанием клинических признаков свойственных системной красной волчанке, склеродермии, ревматоидному артриту и дерматомиозиту, а также высоким титром антител к ядерному рибонуклеопротеиду в сыворотке крови; прогноз синдрома относительно благоприятный.

К смешанным болезням СТ относят и саркоидоз – системное заболевание из группы гранулематозов, характеризующееся развитием эпителиоидно-клеточных гранулем, дистрофией, деструкцией, склерозом различных тканей и органов с нарушением функции.

Изменение соединительной ткани при заживлении ран

Фибробласты участвуют в заживлении ран. При заживлении ран эпидермис играет важную роль, которая заключается не только в восстановлении целостности кожных покровов, но и в регуляции роста и созревании грануляционной ткани. Преждевременная или затянувшаяся эпидермизация раневого дефекта вызывает формирование некачественного рубца. В связи с этим метаболические изменения в эпидермисе лежат в основе структурно-функциональных превращений на уровне кожи, возникающие при ликвидации раневого дефекта. Происходящие в эпидермисе перестройки связаны с переходом клеток на измененный, оптимизированный, с точки зрения гомеостаза, уровень функционирования. Наибольшим структурно-метаболическим сдвигам подвергнут ростковый слой Мальпиги, включающий в себя базальный и шиповатый слои, клетки которых определяют формирование вышележащих слоев эпидермиса.

Дефицит витамина С.

Дистрофию соединительной ткани

Цинга́- болезнь, вызываемая острым недостатком витамина C (аскорбиновая кислота), который приводит к нарушению синтеза коллагена, и соединительная ткань теряет свою прочность.

Синдром Элерса-Данлоса

Синдром Элерса-Данло (Ehlers-Danlos) (СЭД; Q79.6) - генетически гетерогенное заболевание, обусловленное разнообразными мутациями в генах коллагена, либо в генах, отвечающих за синтез ферментов, принимающих участие в созревании волокон коллагена. Характеризуется гиперэластичностью кожи, подкожными сферулами, переразгибанием суставов, лёгкой ранимостью тканей и геморрагическим синдромом. Истинная распространённость неизвестна вследствие сложности верификации и большого числа лёгких форм, частота диагностированных случаев - 1 на 5000 новорождённых, тяжёлые формы встречают редко (1:100 000).

Латиризм - эпидемическая болезнь, неоднократно наблюдавшаяся во Франции, Италии, Алжире и Ост-Индии в неурожайные годы, когда жители, из-за дороговизны хлеба, пользовались, как пищевым средством, чиной или гороховником Lathyrus из сем. Papilionaceae. Различают несколько видов Lathyrus, из которых ядовитые семена дают L. cicera и L. clymenum. Болезнь наступает иногда уже после шестинедельного употребления семян чины, иногда же спустя несколько месяцев и поражает не только людей, но также и некоторых животных (лошадей, свиней, уток). Болезнь, во многом напоминающая спинно-мозговую сухотку, обусловлена, по всем вероятиям, поражением спинного мозга и характеризуется преимущественно явлениями паралича, особенно нижних конечностей. Чрезвычайно типична неправильная походка подобных больных. Иногда болезнь заканчивается гангреной нижних конечностей, как при хроническом отравлении спорыньей. Болезнь поражает преимущественно юный возраст; мужчин чаще, чем женщин.

Список используемой литературы

1.http://med-books.info/ veterinariya

2.http://znaiu.ru

3.http://forum.biomedis.ru

Описание работы

Общим возрастным изменением, которое свойственно всем видам соединительной ткани, является уменьшение содержания воды и отношения основное вещество/волокна. Показатель этого соотношения уменьшается как за счет нарастания содержания коллагена, так и в результате снижения концентрации гликозаминогликанов. В первую очередь значительно снижается содержание гиалуроновой кислоты. Однако не только уменьшается общее количество кислых гликозаминогликанов, но изменяется и количественное соотношение отдельных гликанов. Одновременно происходит также изменение физико-химических свойств коллагена (увеличение числа и прочности внутри- и межмолекулярных поперечных связей, снижение эластичности и способности к набуханию, развитие резистентности к коллагеназе и т.д.), повышается структурная стабильность коллагеновых волокон (прогрессирование процесса «созревания» фибриллярных структур соединительной ткани).

Рост, развитие и наступающий затем процесс старения сопровождаются значительными изменениями в соединительной ткани. В биохимическом аспекте они сводятся к следующему:

2. Количество основного вещества с возрастом уменьшается, а содержание коллагеновых волокон - увеличивается.

3. Снижается количество поперечных связей в эластине и уменьшается эластичность соединительно-тканных образований.

4. Количество поперечных связей в коллагене, напротив, увеличивается, вследствие чего увеличивается прочность коллагенового волокна и умень-шается доступность его коллагеназе.

5. В процессе старения замедляется интенсивность метаболизма компонентов соединительной ткани.

6. Уменьшается концентрация гидроксипролина в сыворотке крови и суточная экскреция его с мочой.

7. В составе коллагеновых и эластических волокон увеличивается содержание кальция, что ведёт к ригидности некоторых видов соединительной ткани.

8. Количество связанной воды уменьшается, что приводит к снижению тургора тканей.

Структура и функции соединительной ткани могут нарушаться в патологии, в частности, при мукополисахаридозах и коллагенозах.

Мукополисахаридозы - группа тяжёлых наследственных заболеваний, связанных с генетически обусловленным отсутствием одного из ферментов, участвующих в катаболизме ГАГ или протеогликанов, которые при этом накапливаются в лизосомах, что приводит к развитию тяжёлых клинических проявлений. При некоторых видах мукополисахаридозов происходит выделение с мочой нерасщеплённых фрагментов ГАГ. Клиническая симптоматика различных видов мукополисахаридозов имеет свои особенности, но всех их объединяет нарушение умственного и физического развития ребёнка, деформации скелета, помутнение роговицы, нарушение структуры и функций различных соединительнотканных структур, сокращение продолжительности жизни. В настоящее время эти заболевания не поддаются лечению, но они могут быть диагностированы в период беременности путём определения активности соответствующих ферментов в клетках амниотической жидкости.

Коллагенозы - группа заболеваний, при которых повреждаются все структурные компоненты соединительной ткани: клетки, волокна, основное вещество. К коллагенозам относятся ревматизм, ревматоидный артрит, системная красная волчанка, системная склеродермия, узелковый периартериит, дерматомиозит. Коллагенозы являются следствием не только генетических нарушений, но и могут иметь приобретённый характер.

Рубцовоизменённая соединительная ткань (рубец) - особый вид соединительной ткани, образующейся в ответ на повреждение любых тканей в результате травмы или воспалительного процесса. В заживающей ране фибробласты интенсивно синтезируют коллаген, неколлагеновые белки, холестерин, триацилглицерины, фосфолипиды, гликозаминогликаны, протеогликаны, гликопротеины. Затем происходит формирование рубцовой ткани, в процессе которого уменьшается количество клеток, почти полностью расщепляются липиды, неколлагеновые белки, протеогликаны, а также избыток коллагена и формируется рубец. Рубец - это плотная соединительная ткань, полностью воспроизводящая конфигурацию дефекта ткани, которую он заполняет. Сформировавшийся рубец состоит, главным образом, из коллагеновых волокон, структура которых не имеет регулярного строения, а также очень небольшого количества нерасщеплённых липидов, гликозаминогликанов, неколлагеновых белков. Коллаген вызывает адгезию и агрегацию тромбоцитов, что способствует образованию защитной плёнки на поверхности раны и её заживлению. Иногда могут формироваться гипертрофические обезображивающие рубцы келлоидного характера, содержащие в своём составе много липидов, ГАГ и продуктов их деградации при пониженном содержании коллагена. Кортикотропный гормон гипофиза, глюкокортикоиды, паратгормон, ионизирующее излучение, стресс, дефицит полноценного белка и витамина С в диете замедляют заживление ран. К гормонам, стимулирующим синтез коллагена и способствующим заживлению ран, относятся соматотропин, тироксин, инсулин, половые гормоны.