Meccanismi di protezione e compensazione delle cellule in caso di danno. Meccanismi di risarcimento dei danni

L'azione dei fattori patogeni sulla cellula e lo sviluppo del danno è accompagnata dall'attivazione o dall'attivazione di una reazione volta ad eliminare o ridurre l'entità del danno e le sue conseguenze. Il complesso di queste reazioni garantisce l'adattamento della cellula alle mutate condizioni della sua attività vitale. I principali meccanismi adattativi comprendono reazioni di compensazione, ripristino e sostituzione di strutture e disfunzioni perse o danneggiate, protezione delle cellule dall'azione di agenti patogeni, nonché una diminuzione regolatoria della loro attività funzionale. L'intero complesso di tali reazioni può essere suddiviso condizionatamente in due gruppi: intracellulare ed extracellulare (intercellulare).

I principali meccanismi intracellulari di compensazione in caso di danno includono quanto segue.

Compensazione per violazioni del processo di approvvigionamento energetico delle cellule.

Uno dei modi per compensare i disturbi del metabolismo energetico dovuti al danno ai mitocondri è l'intensificazione del processo di glicolisi. Un certo contributo alla compensazione dei disturbi nell'approvvigionamento energetico dei processi intracellulari in caso di danno viene fornito dall'attivazione degli enzimi di trasporto e dall'utilizzo dell'energia ATP (adenina nucleotide transferasi, creatina fosfochinasi, ATPasi), nonché dalla diminuzione della l’attività funzionale della cellula. Quest'ultimo aiuta a ridurre il consumo di ATP.

Protezione delle membrane cellulari e degli enzimi.

Uno dei meccanismi di protezione delle membrane cellulari e degli enzimi è la limitazione delle reazioni dei radicali liberi e del perossido da parte degli enzimi di difesa antiossidante (superossido dismutasi, catalasi, glutatione perossidasi). Un altro meccanismo per proteggere le membrane e gli enzimi dagli effetti dannosi, in particolare gli enzimi lisosomiali, potrebbe essere l'attivazione dei sistemi tampone cellulari. Ciò provoca una diminuzione del grado di acidosi intracellulare e, di conseguenza, un'eccessiva attività idrolitica degli enzimi lisosomiali. Un ruolo importante nella protezione delle membrane cellulari e degli enzimi dai danni è svolto dagli enzimi microsomiali che assicurano la trasformazione fisico-chimica degli agenti patogeni attraverso la loro ossidazione, riduzione, demetilazione, ecc. L'alterazione cellulare può essere accompagnata dalla derepressione genetica e, di conseguenza, dall'attivazione dei processi di sintesi dei componenti di membrana (proteine, lipidi, carboidrati) per sostituire quelli danneggiati o persi.

Compensazione dello squilibrio di ioni e liquido.

La compensazione dello squilibrio nel contenuto di ioni nella cellula può essere ottenuta attivando i meccanismi di approvvigionamento energetico delle "pompe" ioniche, nonché proteggendo le membrane e gli enzimi coinvolti nel trasporto degli ioni. Un certo ruolo nel ridurre il grado di squilibrio ionico ha l'azione dei sistemi tampone. L'attivazione dei sistemi tampone intracellulari (carbonato, fosfato, proteine) può aiutare a ripristinare i rapporti ottimali di K + , Na + , Ca 2 + altri riducendo il contenuto di ioni idrogeno nella cellula. Una diminuzione del grado di squilibrio ionico, a sua volta, può essere accompagnata da una normalizzazione del contenuto del fluido intracellulare.

Eliminazione delle violazioni nel programma genetico delle cellule.

Il danno a un segmento di DNA può essere rilevato e riparato con la partecipazione di enzimi di sintesi riparativa del DNA. Questi enzimi rilevano e rimuovono il segmento di DNA alterato (endonucleasi ed enzimi di restrizione), sintetizzano un frammento di acido nucleico normale invece di quello rimosso (DNA polimerasi) e inseriscono questo frammento appena sintetizzato al posto di quello rimosso (ligasi). Oltre a questi complessi sistemi enzimatici di riparazione del DNA, nella cellula sono presenti enzimi che eliminano i cambiamenti biochimici “su piccola scala” nel genoma. Questi includono demetilasi che rimuovono i gruppi metilici, ligasi che eliminano le rotture nelle catene del DNA che si verificano sotto l'azione delle radiazioni ionizzanti o dei radicali liberi.

Compensazione dei disturbi dei meccanismi di regolazione dei processi intracellulari.

Tali reazioni includono: un cambiamento nel numero di recettori per ormoni, neurotrasmettitori e altre sostanze fisiologicamente attive sulla superficie cellulare, nonché la sensibilità dei recettori a queste sostanze. Il numero di recettori può cambiare a causa del fatto che le loro molecole sono in grado di affondare nella membrana o nel citoplasma della cellula e salire sulla sua superficie. La natura e la gravità della risposta ad essi dipendono in gran parte dal numero e dalla sensibilità dei recettori che percepiscono gli stimoli regolatori.

L'eccesso o la carenza di ormoni e neurotrasmettitori o i loro effetti possono essere compensati anche a livello dei secondi mediatori: i nucleotidi ciclici. È noto che il rapporto tra cAMP e cGMP cambia non solo a causa dell'azione di stimoli regolatori extracellulari, ma anche di fattori intracellulari, in particolare fosfodiesterasi e ioni calcio. La violazione dell'attuazione degli influssi regolatori sulla cellula può essere compensata anche a livello dei processi metabolici intracellulari, poiché molti di essi si basano sulla regolazione dell'intensità del metabolismo in base alla quantità del prodotto della reazione enzimatica (il principio del feedback positivo o negativo).

Diminuzione dell'attività funzionale delle cellule.

Come risultato di una diminuzione dell'attività funzionale delle cellule, viene assicurata una diminuzione del dispendio di energia e substrati necessari per l'implementazione della funzione dei processi plastici. Di conseguenza, il grado e l'entità del danno cellulare sotto l'azione di un fattore patogeno sono significativamente ridotti e, dopo la cessazione della sua azione, si nota un ripristino più intenso e completo delle strutture cellulari e delle loro funzioni. I principali meccanismi che forniscono una diminuzione temporanea della funzione cellulare comprendono una diminuzione degli impulsi efferenti dai centri nervosi, una diminuzione del numero o della sensibilità dei recettori sulla superficie cellulare, la soppressione regolatoria intracellulare delle reazioni metaboliche e la repressione dell'attività dei singoli ormoni .

L'adattamento delle cellule in condizioni di danno avviene non solo a livello metabolico e funzionale. Danni ripetuti o significativi a lungo termine provocano cambiamenti strutturali significativi nella cellula, che hanno un valore adattivo. Si ottengono attraverso processi di rigenerazione, ipertrofia, iperplasia, ipotrofia.

Rigenerazione.(rigeneratio – rinascita; restauro) si intende la sostituzione delle cellule e/o dei suoi singoli elementi strutturali in cambio di quelle che sono morte, sono state danneggiate o hanno completato il loro ciclo vitale. La rigenerazione delle strutture si accompagna al ripristino delle loro funzioni. Si distinguono le cosiddette forme di rigenerazione cellulare e intracellulare (subcellulare). Il primo è caratterizzato dalla riproduzione cellulare mediante mitosi o amitosi. La rigenerazione intracellulare si manifesta con il ripristino degli organelli: mitocondri, nucleo, reticolo endoplasmatico e altri invece di quelli danneggiati o morti.

Ipertrofia(iper - eccessivamente, aumentare, trofeo - nutrire) è un aumento del volume e della massa degli elementi strutturali, in particolare delle cellule. L'ipertrofia degli organelli cellulari intatti compensa la violazione o l'insufficienza delle funzioni dei suoi elementi danneggiati.

Iperplasia(iper - eccessivamente, plaseo - forma) è caratterizzato da un aumento del numero di elementi strutturali, in particolare degli organelli nella cellula. Spesso nella stessa cellula sono presenti segni sia di iperplasia che di ipertrofia. Entrambi i processi forniscono non solo la compensazione del difetto strutturale, ma anche la possibilità di un aumento del funzionamento cellulare.

Meccanismi intercellulari (extracellulari) di interazione e adattamento delle cellule in caso di loro danno. All'interno dei tessuti e degli organi, le cellule non sono separate. Interagiscono tra loro scambiandosi metaboliti, sostanze fisiologicamente attive, ioni. A sua volta, l'interazione delle cellule dei tessuti e degli organi nel corpo nel suo insieme è assicurata dal funzionamento dei sistemi linfatico e circolatorio, dalle influenze endocrine, nervose e immunitarie.

Una caratteristica dei meccanismi di adattamento intercellulare (extracellulare) è che sono implementati principalmente con la partecipazione di cellule che non sono state direttamente colpite da un fattore patogeno (ad esempio, iperfunzione dei cardiomiociti al di fuori della zona di necrosi nell'infarto del miocardio).

In base al livello e alla scala, tali reazioni durante il danno cellulare possono essere suddivise in organo-tessuto, intrasistema e intersistema.

Un esempio di reazione adattativa a livello di tessuto organico è l'attivazione della funzione delle cellule epatiche o renali intatte quando le cellule di una parte di un organo sono danneggiate. Ciò riduce il carico sulle cellule che sono state esposte agli effetti patogeni e aiuta a ridurre l'entità del danno.

Tra le reazioni intrasistemiche c'è la costrizione delle arteriole con una diminuzione del lavoro del cuore (ad esempio, nell'infarto del miocardio), che garantisce e previene (o riduce l'entità) del danno alle loro cellule.

Il coinvolgimento nelle reazioni adattative di diversi sistemi fisiologici si osserva, ad esempio, durante l'ipossia generale. Allo stesso tempo, viene attivato il lavoro dei sistemi metabolici respiratorio, circolatorio, sanguigno e tissutale, che riduce la mancanza di ossigeno e di substrati metabolici nei tessuti, aumenta il loro utilizzo e, per questo motivo, riduce il grado di danno alle loro cellule .

L'attivazione dei meccanismi di adattamento intracellulari e intercellulari in caso di danno, di norma, previene la morte cellulare, garantisce l'adempimento delle loro funzioni e contribuisce all'eliminazione delle conseguenze dell'azione di un fattore patogeno. In questo caso si parla di cambiamenti reversibili nelle cellule. Se la forza dell'agente patogeno è elevata e/o la protezione e l'adattamento sono insufficienti, si sviluppa un danno irreversibile alle cellule che muoiono.

CONCLUSIONE

Qualsiasi processo patologico procede con un grado e una scala di danno cellulare maggiori o minori. Nonostante la varietà dei fattori patogeni che agiscono sulle cellule, queste rispondono in linea di principio con lo stesso tipo di reazioni. Ciò si basa su meccanismi tipici di alterazione cellulare. A sua volta, il danno cellulare, di regola, è accompagnato dall'attivazione di fattori di protezione, compensazione, compensazione e adattamento, che mirano a fermare o limitare l'azione del fattore dannoso, nonché ad eliminare le conseguenze della sua influenza . La conoscenza di questi meccanismi è la base per lo sviluppo di principi e metodi per rilevare i processi patologici, prevederne il decorso, nonché le modalità di terapia patogenetica e la prevenzione del danno cellulare in essi.

LETTERATURA

Zaiko N.N., Byts Yu.V. fisiologia patologica. - Kiev "Logos", 1996. - 647 p.

Litvitskij P.F. Fisiopatologia. Corso di lezioni. – M.: Medicina. - 1995. - 745 pag.

Argomento 1

Fisiologia cellulare patologica

Scopo della lezione: Studiare l'eziologia, i meccanismi di sviluppo e manifestazione del danno cellulare.

La fisiologia patologica studia l'attività vitale di un organismo malato. Il suo compito principale è studiare i modelli più generali di sviluppo della malattia.

Per comprendere il complesso processo specifico della malattia, è necessario iniziare la sua analisi con disturbi tipici e non specifici, prima di tutto a livello di base, a livello della cellula. Il danno cellulare è uno dei principali meccanismi per lo sviluppo di molti processi patologici che si verificano sotto l'influenza di fattori fisici, chimici e biologici. Il danno alle cellule è direttamente correlato alla disfunzione dei tessuti, degli organi e dell'attività vitale dell'organismo nel suo insieme. Allo stesso tempo, il danno cellulare contiene meccanismi protettivi e compensatori volti ad eliminare sia il fattore patogeno che le conseguenze della sua azione.

Lo sviluppo di metodi di ricerca morfologici, funzionali e biochimici ha contribuito allo studio dei principali meccanismi e modelli del processo di danno cellulare a livello subcellulare e molecolare. E questo, a sua volta, ci consente di rivelare l'essenza della patogenesi di molte malattie, che determina il significato di questo argomento nel corso dello studio della fisiologia patologica.

Processi adattativi-compensativi nella cellula in caso di suo danno

Processi compensativi-adattivi - Si tratta di cambiamenti morfologici e funzionali dell'organismo volti a ricostituire le funzioni perdute. A differenza del danno, questi processi sono accompagnati da un aumento o normalizzazione del livello di attività vitale e assicurano l'adattamento del corpo alle mutate condizioni di esistenza in condizioni patologiche. I processi adattivi-compensativi includono:

· Ipertrofia - un aumento delle dimensioni di un organo o tessuto dovuto all'aumento delle dimensioni di ciascuna cellula.

· Iperplasia - aumento delle dimensioni di un organo o di un tessuto a seguito dell'aumento del numero delle cellule che lo costituiscono.

· Rigenerazione - ripristino (rimborso) degli elementi strutturali del tessuto per sostituire i morti.

· Organizzazione - sostituzione di tessuti non vitali e corpi estranei con tessuto connettivo.

· Metaplasia - la transizione di un tipo di tessuto ad un altro all'interno di uno strato germinale.

Meccanismi di adattamento cellulare in caso di danno

Compensazione dei disturbi energetici

aumento della risintesi di ATP;

attivazione del trasporto di ATP;

attivazione di meccanismi di riciclaggio.

2. Protezione delle membrane cellulari e degli enzimi:

· Aumento dei fattori di protezione antiossidante.

· Attivazione del sistema tampone.

· Incremento dell'attività di detossificazione enzimatica dei microsomi.

· Attivazione dei meccanismi di riparazione dei componenti di membrana e degli enzimi.

3. Ridurre il grado o eliminare lo squilibrio degli ioni fluidi nelle cellule:

· Riduzione del grado di interruzione di corrente.

Riducendo il grado di danno alle membrane e agli enzimi.

· Attivazione di sistemi tampone.

4. Eliminazione delle violazioni del programma genetico:

Eliminazione delle rotture nei filamenti del DNA (attivazione degli enzimi della sintesi riparativa del DNA).

Eliminazione (blocco) del segmento di DNA alterato (endonucleasi: rilevano e rimuovono il segmento di DNA alterato);

Sintesi di un frammento di DNA normale invece di uno danneggiato o perso (DNA polimerasi - sintetizzano un frammento normale di un acido nucleico invece di uno cancellato; ligasi - inseriscono un frammento appena sintetizzato al posto di uno remoto).

5. Compensazione dei disturbi dei meccanismi di regolazione dei processi intracellulari:

Cambiamento nel numero di recettori funzionanti;

Cambiamenti nell'affinità dei recettori cellulari per fattori regolatori;

Cambiamenti nell'attività dei sistemi adenilato e guanilato ciclasi;

· Cambiamenti nell'attività e nel contenuto dei regolatori metabolici intracellulari.

6. Diminuzione dell'attività funzionale della cellula:

Diminuzione degli impulsi effettori dai centri nervosi;

Ridurre il numero o la sensibilità dei recettori;

Soppressione intracellulare delle reazioni metaboliche;

Repressione dell'attività dei singoli geni.

7. Rigenerazione:

Cellulare (mitosi, amitosi);

Restauro degli organelli (mitocondri, EPR, nucleo).

8. Ipertrofia.

9. Iperplasia.

Meccanismi di adattamento cellulare in caso di loro danneggiamento

L'azione dei fattori patogeni su una cellula è accompagnata dall'attivazione (o attivazione) di varie reazioni e processi volti ad eliminare o ridurre il grado di danno e le sue conseguenze, oltre a garantire la resistenza cellulare al danno. La totalità di queste reazioni garantisce l'adattamento (adattamento) della cellula alle mutate condizioni della sua attività vitale.

Il complesso delle reazioni adattative delle cellule è condizionatamente suddiviso in intracellulare e intercellulare (Fig. 5– 21 ).

21 Meccanismi di adattamento cellulare in caso di suo danno»

Riso. 5–21 .Meccanismi di adattamento cellulare in caso di danno.

Meccanismi adattativi intracellulari

I meccanismi adattativi intracellulari includono le seguenti reazioni e processi.

Tabella di disposizione Y

Compensazione per interruzioni di corrente

I meccanismi di compensazione dei disturbi nell'approvvigionamento energetico della cellula sono mostrati in Fig. 1. 5- 22 .

LAYOUT inserire il file "PF Fig 05 22 Meccanismi di compensazione per violazioni dell'approvvigionamento energetico della cellula "

Riso. 5–22 .Meccanismi di compensazione dei disturbi nell'approvvigionamento energetico della cellula in caso di suo danneggiamento.

Quando una cellula è danneggiata, di norma, i mitocondri vengono danneggiati in misura maggiore o minore e la risintesi di ATP diminuisce nel processo di respirazione dei tessuti. Questi cambiamenti servono come segnale per l'attivazione di meccanismi compensatori: - aumento della produzione di ATP nel sistema della glicolisi; - aumento dell'attività degli enzimi coinvolti nei processi di ossidazione e fosforilazione (con un grado di danno cellulare debole o moderato); – attivazione degli enzimi di trasporto energetico dell'ATP (adenina nucleotide transferasi, CPK); – aumentare l’efficienza degli enzimi di utilizzo dell’energia ATP (ATPasi); - restrizioni sull'attività funzionale della cellula; - ridurre l'intensità dei processi plastici nella cellula.

Protezione delle membrane e degli enzimi

La protezione delle membrane cellulari e degli enzimi è effettuata da quelli mostrati in Fig. 5- 23 meccanismi.

LAYOUT inserire il file "PF Fig 05 23 Meccanismi di protezione delle membrane e degli enzimi cellulari»

Riso. 5–23 .Meccanismi di protezione delle membrane cellulari e degli enzimi in caso di danno cellulare. AOZ - fattori di protezione antiossidante.

Pertanto, gli enzimi di difesa antiossidanti (SOD, che inattiva i radicali O 2; catalasi e glutatione perossidasi, che scompongono rispettivamente H 2 O 2 e lipidi) riducono gli effetti patogeni delle reazioni dei radicali liberi e del perossido; l'attivazione dei sistemi tampone cellulari porta ad una diminuzione dell'acidosi intracellulare (una conseguenza dell'acidosi è l'eccessiva attività idrolitica degli enzimi lisosomiali); l'aumento dell'attività degli enzimi microsomiali (in particolare degli enzimi del reticolo endoplasmatico) migliora la trasformazione fisico-chimica degli agenti patogeni attraverso la loro ossidazione, riduzione, demetilazione, ecc.; la derepressione genetica determina l'attivazione della sintesi dei componenti della membrana (proteine, lipidi, carboidrati) per sostituire quelli danneggiati o persi.

Eliminazione/riduzione del grado di squilibrio tra ioni e liquido

I meccanismi per ridurre la gravità o eliminare lo squilibrio di ioni e acqua nella cellula sono mostrati in fig. 5- 24 .

DISPOSIZIONE EG Figura 5– 24

LAYOUT inserire il file "PF Fig 05 24 Meccanismi per ridurre il grado di squilibrio ionico»

Riso. 5–24 .Meccanismi per ridurre (eliminare) lo squilibrio di ioni e acqua nella cellula quando è danneggiata.

Una significativa riduzione del grado di disturbi dello scambio di fluidi e ioni è fornita da: - attivazione dei processi di approvvigionamento energetico delle pompe ioniche; – aumento dell’attività degli enzimi coinvolti nel trasporto degli ioni; - un cambiamento nell'intensità e nella natura del metabolismo (ad esempio, un aumento della glicolisi è accompagnato dal rilascio di K + , il cui contenuto nelle cellule danneggiate è ridotto a causa dell'aumento della permeabilità delle loro membrane); – normalizzazione dei sistemi tampone intracellulari (ad esempio, l’attivazione di carbonato, fosfato, tamponi proteici aiuta a ripristinare il rapporto ottimale nel citosol e nella distribuzione transmembrana di K + , Na + , Ca 2+ e altri, in particolare, riducendo [H + ] nella cella). È stato dimostrato che una diminuzione del grado di squilibrio ionico, a sua volta, può essere accompagnata da una normalizzazione del contenuto e della circolazione del fluido intracellulare, del volume delle cellule e dei loro organelli.

Eliminazione dei difetti genetici

I meccanismi per eliminare i difetti nel programma genetico della cellula e nell'espressione genica sono mostrati in Fig. 5- 25 .

LAYOUT inserire il file "PF Fig 05 25 Eliminazione dei difetti nel programma genetico della cellula"

Riso.5–25 .Eliminazione dei difetti nel programma genetico della cellula e meccanismi per la sua attuazione.

L'eliminazione dei cambiamenti su piccola scala nel genoma viene effettuata dalle demetilasi. Rimuovono i gruppi metilici e le ligasi, eliminano le rotture nelle catene del DNA che si verificano sotto l'azione di radiazioni ionizzanti, radicali liberi, ecc. La riparazione del DNA, sia escissionale che ricombinante, è di particolare importanza. L'eliminazione delle violazioni dei meccanismi di attuazione del programma genetico della cellula può normalizzare nucleo e citotomia, trascrizione, traduzione, ecc.

Normalizzazione dei meccanismi di regolazione dei processi intracellulari

Le reazioni che compensano le violazioni dei meccanismi di percezione delle influenze regolatorie da parte della cellula sono mostrate in Fig. 5- 26 .

LAYOUT inserire il file "PF Fig 05 26 Meccanismi di compensazione dei disturbi della regolazione cellulare”

Riso. 5–26 .Meccanismi di compensazione dei disturbi della regolazione cellulare in caso di danno cellulare.

Inoltre, in una cellula danneggiata, i meccanismi di feedback nelle vie metaboliche vengono interrotti (ad esempio, la concentrazione dei prodotti finali secondo il principio del feedback positivo o negativo modifica l'attività degli enzimi all'inizio della catena).

Ottimizzazione dell'attività funzionale delle cellule

Un importante meccanismo di difesa cellulare è una diminuzione della gravità o la completa cessazione dell'esecuzione delle sue funzioni specifiche da parte della cellula. Ciò consente di ridistribuire le risorse e quindi aumentare la capacità della cellula di adattarsi per compensare i cambiamenti causati dal fattore dannoso. Allo stesso tempo, l’energia spesa per l’esecuzione di una specifica funzione cellulare rende più facile per la cellula compensare i cambiamenti metabolici causati da un fattore dannoso. Di conseguenza, il grado e l'entità del danno cellulare sotto l'azione di un fattore patogeno sono significativamente ridotti e, dopo la cessazione della sua azione, si nota un ripristino più intenso e completo delle strutture cellulari e delle loro funzioni. I principali meccanismi che forniscono una temporanea diminuzione della funzione cellulare includono: - una diminuzione degli impulsi effettori provenienti dai centri nervosi; – diminuzione del numero o della sensibilità dei recettori sulla superficie cellulare; – soppressione regolatoria intracellulare delle reazioni metaboliche; – repressione dell’attività dei singoli geni.

Tipici cambiamenti adattativi nel danno cellulare

L'adattamento delle cellule in condizioni di danno avviene non solo a livello metabolico e funzionale. Danni prolungati, ripetuti o significativi portano a cambiamenti strutturali significativi nella cellula, che hanno un valore adattativo. Tale adattamento all'azione dei fattori dannosi avviene attraverso cambiamenti adattativi tipici della cellula o del sistema cellulare (atrofia, ipertrofia, iperplasia, metaplasia, displasia). Ad esempio, in condizioni di congestione venosa cronica nel fegato, la carenza di ossigeno degli epatociti è accompagnata dalla loro atrofia. I processi di atrofia, ipertrofia, iperplasia, nonché la rigenerazione sono discussi nelle "Appendici" (vedi il "Libro di consultazione dei termini" su CD).

Proteine ​​da shock termico

Quando una cellula è esposta a fattori dannosi (sbalzi di temperatura, ipossia, fattori chimici, infezioni virali, ecc.), la sintesi delle proteine ​​da shock termico (HSP, da Heat Shock Proteins; in altre parole, proteine ​​dello stress) viene intensificata. Questo può proteggere la cellula dai danni e prevenire la morte cellulare. I più comuni sono gli HSP con M r 70.000 (hsp70) e 90.000 (hsp90).

Il meccanismo d'azione di queste proteine ​​è vario e consiste nella regolazione dell'assemblaggio, del ripiegamento e dello spiegamento di altre proteine. Pertanto, le proteine ​​dello stress prevengono l’accumulo di aggregati proteici nella cellula. Un esempio di maggiore resistenza dovuta alle proteine ​​da shock termico sono le cellule tumorali che esprimono un livello aumentato di HSP70, che le protegge dai danni e dalla morte.

MECCANISMI ADATTANTI INTERCELLULARI

I meccanismi intercellulari (sistemici) di adattamento al danno sono caratterizzati dall'interazione delle cellule tra loro. Tale interazione avviene in diversi modi: - scambio di metaboliti e sostanze biologicamente attive locali (ad esempio citochine o ioni; - sviluppo di risposte immunitarie; - cambiamenti nella circolazione linfatica e sanguigna o influenze neuroendocrine.

Esempi di risposte adattive

Con ipossia sistemica una diminuzione del contenuto di ossigeno nel sangue può portare a danni alle cellule, in particolare al cervello. Questo riflesso (attraverso la stimolazione dei chemocettori) stimola l'attività del centro respiratorio. Di conseguenza aumento della ventilazione alveolare che elimina o riduce la mancanza di ossigeno nel sangue e nei tessuti.

Danno cellulare in condizioni di ipoglicemia può essere ridotto a seguito di una risposta adattativa: un aumento della produzione di ormoni che contribuiscono alla aumento della glicemia nel plasma sanguigno (GPC) e il suo trasporto nelle cellule: glucagone, adrenalina, glucocorticoidi, ormone somatotropo (GH), ecc.

Diminuzione dell'afflusso di sangue (ischemia). qualsiasi parte del tessuto, di regola, è accompagnata da un aumento compensatorio del flusso sanguigno ai tessuti attraverso i vasi collaterali (bypass).

Fattori patogeni di natura antigenica attivare i meccanismi di difesa immunitaria: il sistema di sorveglianza immunobiologica con l'aiuto di fagociti, anticorpi e/o linfociti T inattiva gli antigeni endo ed esogeni che possono danneggiare le cellule dell'organismo.

Questi e altri sistemi normalmente forniscono una risposta adeguata dell'organismo nel suo complesso ai vari effetti di origine endogena ed esogena.

In condizioni patologiche, sono coinvolti nell'attuazione dei meccanismi di protezione, compensazione e ripristino delle strutture danneggiate e delle funzioni compromesse di cellule, organi e tessuti.

Aumento della resistenza cellulare ai danni

Le misure e i mezzi per aumentare attivamente la resistenza delle cellule intatte all'azione di fattori patogeni e stimolare i meccanismi adattativi in ​​caso di danno cellulare sono mostrati in fig. 5- 27.

LAYOUT EG A mio parere, Figura 5– 27 troppo largo, il testo dovrebbe essere ridisposto. Ho chiesto a Sergej Ivanovic.

LAYOUT inserire il file "PF Fig 05 27 Misure per ridurre il grado di danno cellulare»

Riso. 5–27 .Misure per ridurre la laurea(eliminazione)danno cellulare.

Misure preventive e terapeutiche per il danno cellulare

Gli agenti volti a proteggere le cellule intatte dai danni (preventivi) o a stimolare i meccanismi adattativi durante la loro alterazione (terapeutici) si dividono in non farmacologici, farmacologici e combinati.

Rimedi non farmacologici utilizzato principalmente per prevenire danni cellulari. Questi fondi aumentano la resistenza delle cellule di organi e tessuti, nonché del corpo nel suo insieme, a una serie di agenti patogeni. Ad esempio, allenare il corpo (secondo un determinato schema) con ipossia moderata, fattori di stress, attività fisica e raffreddamento aumenta la resistenza a ipossia significativa, ischemia, freddo, agenti infettivi, radiazioni ionizzanti e altri agenti. A questo proposito, l'allenamento con questi e altri influssi viene utilizzato per prevenire danni cellulari in varie malattie e anche come uno dei metodi per stimolare i processi riparativi.

L'aumento della resistenza cellulare durante l'allenamento si basa sull'aumento dell'affidabilità e della potenza dei sistemi regolatori, dei meccanismi di approvvigionamento energetico e plastico delle cellule, delle loro reazioni compensatorie, riparatrici e protettive, della riparazione del DNA, dei meccanismi di sintesi proteica, dei processi di formazione di strutture subcellulari e altri cambiamenti che aumentano la resistenza delle cellule agli agenti dannosi.

Medicinali (PM) vengono utilizzati principalmente per attivare meccanismi adattativi dopo l'esposizione ad un agente patogeno. La maggior parte dei farmaci viene utilizzata a scopo di terapia etiotropica o patogenetica. Tra i principali effetti volti a ridurre la forza dell'effetto patogeno sulle cellule e/o a bloccare il meccanismo di sviluppo del processo patologico figurano: - ridurre il grado o eliminare le violazioni dei processi di fornitura di energia alle cellule; – protezione del loro apparato di membrana e degli enzimi; – correzione e protezione dei meccanismi di trasporto transmembrana, distribuzione intracellulare degli ioni e controllo del volume cellulare; -prevenzione dei danni all'apparato genetico della cellula; – correzione dei meccanismi di regolazione e integrazione dei processi intracellulari.

Impatti combinati dare il massimo effetto: sia terapeutico che profilattico.

Principi generali di terapia e prevenzione del danno cellulare

I principi generali di terapia e prevenzione comprendono principi etiotropici, patogenetici e sanogenetici.

Effetti etiotropici eliminare, fermare, ridurre la forza e / o la durata dell'azione dei fattori patogeni sulle cellule e anche eliminare le condizioni favorevoli all'attuazione di questa azione.

Misure sanogenetiche mirano ad attivare meccanismi di adattamento (compensazione, protezione, ripristino e adattamento delle cellule) alle mutevoli condizioni.

Influenze patogenetiche volto a rompere i collegamenti del meccanismo di sviluppo (patogenesi) del processo patologico. Quando una cellula è danneggiata, correggono e/o stimolano i meccanismi di approvvigionamento energetico delle cellule, ne proteggono le membrane e gli enzimi, i meccanismi di trasporto transmembrana, la distribuzione intracellulare degli ioni e il controllo del volume cellulare, prevengono l'azione di fattori che causano cambiamenti nell'apparato genetico delle cellule, modificare le influenze regolatorie sulle cellule.

Principi, obiettivi ed esempi di misure per correggere e proteggere i meccanismi di approvvigionamento energetico cellulare con la loro alterazione sono riportati nella tabella. 5–4.

Layout Y Tabella 5‑4

Tabella 5–4.Principi di correzione e protezione dei meccanismi di approvvigionamento energetico delle cellule in caso di loro danno

I principi	Obiettivi	Esempi
Forniscono il trasporto di O 2 , substrati metabolici nelle cellule e intensificano la risintesi di ATP in esse
	Aumentare l'apporto di ossigeno, glucosio, acidi grassi e altri substrati alle cellule.	inalazione di ossigeno; miscela di glucosio-insulina-potassio
	Facilitare e stimolare il trasporto transmembrana di O 2 e substrati metabolici nelle cellule e nei mitocondri.	Ialuronidasi; carnitina
	Stimolare la risintesi dell'ATP durante la glicolisi e la respirazione dei tessuti	Antiipoxanti
Ridurre il consumo energetico nelle celle	Ridurre la funzione cellulare	Farmaci che bloccano gli effetti del sistema simpatico-surrenale (bloccanti); Sostanze che inibiscono l'attività delle fosfodiesterasi; Farmaci che riducono l'attività delle proteine ​​chinasi; antagonisti del calcio; ipotermia
Proteggere gli enzimi e le membrane degli organelli coinvolti nella risintesi, nel trasporto e nell'utilizzo dell'energia ATP	(Vedi Tabelle 4-5)	(Vedi Tabelle 4-5)

Protezione delle membrane cellulari e degli enzimi

Obiettivi degli interventi ed esempi di farmaci per protezione delle membrane cellulari e degli enzimi sono riportati in tabella. 5–5.

Layout Y Tabella 5‑5

Tabella 5–5.Protezione delle membrane cellulari e degli enzimi in caso di danni

Obiettivi	Esempi
Reazioni dei radicali liberi e del perossido lipidico
Ridurre la formazione di radicali liberi e prodotti tossici della perossidazione lipidica mediante:
aumentare l'utilizzo di O 2 da parte dei mitocondri e aumentare la coniugazione di ossidazione e fosforilazione;	Antiipoxanti, Carotene (retinolo); riboflavine
accettazione e disintossicazione dai radicali liberi	Antiossidanti (SOD, tocoferoli, mannitolo)
distruzione e (o) inattivazione dei perossidi organici e inorganici	Glutatione perossidasi, glutatione transferasi, catalasi
Idrolasi
Ridurre il grado di alterazione delle membrane e degli enzimi cellulari	antagonisti del calcio Bloccanti delle fosfolipasi, lipasi, proteasi (delagil, nicotinamide, ecc.)
Membrane lisosomiali
Prevenire il rilascio di idrolasi in eccesso dai lisosomi	Farmaci stabilizzatori di membrana (glucocorticoidi, FANS) Antiossidanti

Obiettivi, esempi di attività e gruppi di farmaci utilizzati correzione e protezione dei meccanismi di scambio ionico e liquido sono riportati in tabella. 5-6.

L'eliminazione dello squilibrio degli ioni nella cellula, di norma, è accompagnata dalla normalizzazione del suo contenuto di acqua e non richiede un trattamento speciale. Tuttavia, numerose malattie richiedono farmaci che riducano il contenuto totale di liquidi nel corpo, compreso il liquido intracellulare, come i diuretici (Tabella 5-6).

Layout Y Tabella 5‑6

Tabella 5–6.Principi di correzione e protezione dei meccanismi di trasporto ionico e di controllo del volume cellulare

Obiettivi	Esempi
Trasporto transmembrana e distribuzione intracellulare degli ioni
Riduce la perdita di K+ e l'accumulo nelle cellule di Na+, Ca 2+, acqua	Mezzi che regolano il trasferimento transmembrana di K + e Na + (ad esempio lidocaina, mexitil, strofantina, farmaci contenenti K +, ecc.) Farmaci che inibiscono il trasporto del Ca 2+ attraverso le membrane (calcio antagonisti) Soluzioni osmoticamente attive e tamponate (bicarbonati, fosfati, mannitolo, soluzione ipertonica di glucosio)
Approvvigionamento energetico delle cellule
Vedi la tabella. 4–4	Vedi la tabella. 4–4
]Lo stato delle membrane cellulari e degli enzimi
Vedi la tabella. 4–5	Vedi la tabella. 4–5

Per prevenire l'azione di fattori che causano cambiamenti nell'apparato genetico cellule: - attuare misure organizzative e igieniche speciali (indossare tute, schermare sorgenti di radiazioni radioattive); - applicare farmaci che aumentano la resistenza delle cellule del corpo all'azione di fattori mutageni, principalmente radiazioni ionizzanti. Queste sostanze sono chiamate radioprotettori (farmaci radioprotettivi o anti-radiazioni). Radioprotettori(a seconda della loro origine e del meccanismo d'azione) si dividono in biologici e farmacologici. Radioprotettori biologici aumentare la radioresistenza delle cellule del corpo attivando meccanismi non specifici e riducendo la sensibilità delle cellule ai fattori mutageni. A questo proposito, vengono utilizzati principalmente a scopo profilattico. Come radioprotettori biologici vengono utilizzate vitamine C, PP, ormoni, coenzimi, adattogeni (estratti e tinture di eleuterococco, ginseng, Schisandra chinensis, ecc.). Radioprotettori farmacochimici hanno un effetto protettivo dovuto alla stimolazione dei meccanismi di riparazione del DNA, all'inibizione della replicazione (quando la struttura del DNA è il più vulnerabile possibile), nonché all'inattivazione dei prodotti delle reazioni dei radicali liberi e del perossido. Tra i radioprotettori farmacochimici ampiamente utilizzati vi sono gli aminotioli (ad esempio cistamina, propammina), indolilalchilammine (mexammina, serotonina), ammine biogene (istamina, tiramina, adrenalina), polisaccaridi. L'individuazione e l'eliminazione delle mutazioni è facilitata anche da azioni volte a proteggere le membrane cellulari e gli enzimi (vedere Tabelle 5-4), compresi gli enzimi della sintesi riparativa del DNA.

Per correggere le influenze normative sulle cellule vengono utilizzati preparati di ormoni, neurotrasmettitori, nucleotidi ciclici, ecc .. I metodi e gli schemi per il loro utilizzo sono diversi a seconda della natura del danno e del processo patologico che si sviluppa in relazione a questo.

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EDITORIALE PER L'EDIZIONE DELLA BIBLIOTECA "PATRIMONIO FILOSOFICO"

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1. Compensazione per violazioni dell'approvvigionamento energetico delle cellule:

a) intensificazione della sintesi di ATP nel processo di glicolisi, nonché della respirazione tissutale nei mitocondri intatti;

b) attivazione di meccanismi di trasporto dell'ATP;

c) attivazione di meccanismi di utilizzo dell'energia ATP;

2. Protezione delle membrane cellulari e degli enzimi:

a) aumento dell'attività dei fattori del sistema di difesa antiossidante;

b) attivazione di sistemi tampone;

c) aumento dell'attività degli enzimi di disintossicazione dei microsomi;

d) attivazione di meccanismi per la sintesi di componenti di membrana ed enzimi;

3. Ridurre il grado o l'eliminazione dello squilibrio di ioni e liquidi nelle cellule:

a) ridurre il grado di interruzione dell'alimentazione elettrica;

b) ridurre il grado di danno alle membrane e agli enzimi;

c) attivazione di sistemi tampone;

4. Eliminazione delle violazioni nel programma genetico delle cellule:

a) eliminazione delle rotture nei filamenti di DNA;

b) eliminazione dei segmenti di DNA alterati;

c) sintesi di un frammento di DNA normale invece di uno danneggiato o perduto;

5. Compensazione dei disturbi della regolazione dei processi intracellulari:

a) cambiamento nel numero di recettori cellulari “funzionanti”;

b) cambiamento nell'affinità dei recettori cellulari per fattori regolatori;

c) cambiamento nell'attività dei sistemi adenilato e guanilato ciclasi;

d) cambiamenti nell'attività e nel contenuto dei regolatori metabolici intracellulari (enzimi, cationi, ecc.);

6. Diminuzione dell'attività funzionale delle cellule.

7. Rigenerazione

8. Ipertrofia

9. Iperplasia.

1. Compensazione per violazioni del processo di approvvigionamento energetico delle cellule.

Uno dei modi per compensare i disturbi del metabolismo energetico dovuti al danno ai mitocondri è l'intensificazione del processo di glicolisi. Un certo contributo alla compensazione dei disturbi nell'approvvigionamento energetico dei processi intracellulari in caso di danno è dato dall'attivazione degli enzimi per il trasporto e l'utilizzo dell'energia ATP (adenina nucleotide transferasi, creatinfosfochinasi, ATPasi), nonché dalla diminuzione nell’attività funzionale della cellula. Quest'ultimo aiuta a ridurre il consumo di ATP.

2. Protezione delle membrane cellulari e degli enzimi.

Uno dei meccanismi di protezione delle membrane cellulari e degli enzimi è la limitazione delle reazioni dei radicali liberi e del perossido da parte degli enzimi di difesa antiossidante (superossido mutasi, catalasi, glutatione perossidasi). Un altro meccanismo per proteggere le membrane e gli enzimi dagli effetti dannosi, in particolare gli enzimi lisosomiali, potrebbe essere l'attivazione dei sistemi tampone cellulari. Ciò provoca una diminuzione del grado di acidosi intracellulare e, di conseguenza, un'eccessiva attività idrolitica degli enzimi lisosomiali. Un ruolo importante nella protezione delle membrane cellulari e degli enzimi dai danni è svolto dagli enzimi microsomiali che assicurano la trasformazione fisico-chimica degli agenti patogeni attraverso la loro ossidazione, riduzione, demetilazione, ecc. L'alterazione cellulare può essere accompagnata dalla derepressione genetica e, di conseguenza, dall'attivazione dei processi di sintesi dei componenti di membrana (proteine, lipidi, carboidrati) per sostituire quelli danneggiati o persi.

3. Compensazione dello squilibrio di ioni e liquido.

La compensazione dello squilibrio nel contenuto di ioni nella cellula può essere ottenuta attivando i meccanismi di approvvigionamento energetico delle "pompe" ioniche, nonché proteggendo le membrane e gli enzimi coinvolti nel trasporto degli ioni. Un certo ruolo nel ridurre il grado di squilibrio ionico ha l'azione dei sistemi tampone. L'attivazione dei sistemi tampone intracellulari (carbonato, fosfato, proteine) può aiutare a ripristinare i rapporti ottimali di ioni K+, Na+, Ca2+ in altri modi riducendo il contenuto di ioni idrogeno nella cellula. Una diminuzione del grado di squilibrio ionico, a sua volta, può essere accompagnata da una normalizzazione del contenuto del fluido intracellulare.

4. Eliminazione delle violazioni nel programma genetico delle cellule.

Le sezioni danneggiate del DNA possono essere rilevate ed eliminate con la partecipazione degli enzimi riparatori del DNA. Questi enzimi rilevano e rimuovono il segmento di DNA alterato (endonucleasi ed enzimi di restrizione), sintetizzano un frammento di acido nucleico normale invece di quello rimosso (DNA polimerasi) e inseriscono questo frammento appena sintetizzato al posto di quello rimosso (ligasi). Oltre a questi complessi sistemi enzimatici di riparazione del DNA, nella cellula sono presenti enzimi che eliminano i cambiamenti biochimici “su piccola scala” nel genoma. Questi includono demetilasi che rimuovono i gruppi metilici, ligasi che eliminano le rotture nelle catene del DNA che si verificano sotto l'azione delle radiazioni ionizzanti o dei radicali liberi.

5. Compensazione dei disturbi dei meccanismi di regolazione dei processi intracellulari.

Tali reazioni includono: un cambiamento nel numero di recettori per ormoni, neurotrasmettitori e altre sostanze fisiologicamente attive sulla superficie cellulare, nonché la sensibilità dei recettori a queste sostanze. Il numero di recettori può cambiare a causa del fatto che le loro molecole sono in grado di affondare nella membrana o nel citoplasma della cellula e salire sulla sua superficie. La natura e la gravità della risposta ad essi dipendono in gran parte dal numero e dalla sensibilità dei recettori che percepiscono gli stimoli regolatori.

L'eccesso o la carenza di ormoni e neurotrasmettitori o i loro effetti possono essere compensati anche a livello dei secondi mediatori: i nucleotidi ciclici. È noto che il rapporto tra cAMP e cGMP cambia non solo a causa dell'azione di stimoli regolatori extracellulari, ma anche di fattori intracellulari, in particolare fosfodiesterasi e ioni calcio. La violazione dell'attuazione degli influssi regolatori sulla cellula può essere compensata anche a livello dei processi metabolici intracellulari, poiché molti di essi si basano sulla regolazione dell'intensità del metabolismo in base alla quantità del prodotto della reazione enzimatica (il principio del feedback positivo o negativo).

6. Diminuzione dell'attività funzionale delle cellule.

Come risultato della diminuzione dell'attività funzionale delle cellule, viene assicurata una diminuzione del dispendio di energia e substrati necessari per l'implementazione della funzione e dei processi plastici. Di conseguenza, il grado e l'entità del danno cellulare sotto l'azione di un fattore patogeno sono significativamente ridotti e, dopo la cessazione della sua azione, si nota un ripristino più intenso e completo delle strutture cellulari e delle loro funzioni. I principali meccanismi che forniscono una diminuzione temporanea della funzione cellulare comprendono una diminuzione degli impulsi efferenti dai centri nervosi, una diminuzione del numero o della sensibilità dei recettori sulla superficie cellulare, la soppressione regolatoria intracellulare delle reazioni metaboliche e la repressione dell'attività dei singoli geni .

7. Rigenerazione

Con questo processo si intende la compensazione delle cellule o delle loro singole strutture in cambio di cellule morte, danneggiate o che abbiano completato il loro ciclo vitale. La rigenerazione delle strutture si accompagna al ripristino delle loro funzioni. Assegnare forme cellulari e intracellulari di rigenerazione. Il primo è caratterizzato dalla riproduzione cellulare mediante mitosi o amitosi. Il secondo è il ripristino degli organelli cellulari invece di quelli danneggiati o morti. La rigenerazione intracellulare, a sua volta, è divisa in organoide e intraorganoide. Per rigenerazione organoide si intende il ripristino e l'aumento del numero di strutture subcellulari e per rigenerazione intraorganoide si intende il numero dei loro singoli componenti (aumento delle creste nei mitocondri, lunghezza del reticolo endoplasmatico, ecc.).

8. Ipertrofia.

L'ipertrofia è un aumento del volume e della massa degli elementi strutturali di un organo, cellula. L'ipertrofia degli organelli cellulari intatti compensa la violazione o l'insufficienza della funzione dei suoi elementi danneggiati.

9. Iperplasia.

L'iperplasia è caratterizzata da un aumento del numero di elementi strutturali, in particolare degli organelli nella cellula. Spesso nella stessa cellula sono presenti segni sia di iperplasia che di ipertrofia. Entrambi questi processi forniscono non solo la compensazione del difetto strutturale, ma anche la possibilità di un aumento del funzionamento cellulare.

L'azione dei fattori patogeni su una cellula è naturalmente accompagnata dall'attivazione (o attivazione) di reazioni volte ad eliminare o ridurre l'entità del danno e le sue conseguenze. Il complesso di queste reazioni garantisce l'adattamento (adattamento) della cellula alle mutate condizioni della sua attività vitale. I principali meccanismi adattativi comprendono reazioni di compensazione, ripristino, sostituzione di strutture e disfunzioni perse o danneggiate, protezione delle cellule dall'azione di agenti patogeni, nonché una diminuzione regolatoria della loro attività funzionale. L'intero complesso delle reazioni adattative può essere suddiviso condizionatamente in due gruppi: intracellulare e intercellulare.

Meccanismi adattativi intracellulari in caso di danno:

Tra questi ci sono i seguenti.

1) intensificazione della risintesi dell'ATP durante la glicolisi, nonché della respirazione dei tessuti nei mitocondri intatti;
2) attivazione dei meccanismi di trasporto energetico dell'ATP;
3) attivazione dei meccanismi di utilizzo dell'energia ATP.

Protezione delle membrane cellulari e degli enzimi:

1) aumento dell'attività dei fattori del sistema di difesa antiossidante;
2) attivazione di sistemi tampone;
3) aumento dell'attività degli enzimi di disintossicazione dei microsomi;
4) attivazione di meccanismi per la riparazione di componenti di membrana ed enzimi.

1) ridurre il grado di interruzione dell'approvvigionamento energetico;
2) ridurre il grado di danno alle membrane e agli enzimi;
3) attivazione di sistemi tampone.

Eliminazione delle violazioni del programma genetico delle cellule:

1) eliminazione delle rotture nei filamenti di DNA;
2) eliminazione (blocco) di segmenti di DNA alterati;
3) sintesi di un frammento di DNA normale invece di uno danneggiato o perso.

1) cambiamento nel numero di recettori cellulari "funzionanti";
2) cambiamento nell'affinità dei recettori cellulari per fattori regolatori;
3) cambiamento nell'attività dei sistemi adenilato e (o) guanilato ciclasi, altri sistemi "intermediari";
4) un cambiamento nell'attività e (o) nel contenuto dei regolatori metabolici intracellulari (enzimi, cationi, ecc.).

Diminuzione dell'attività funzionale delle cellule.

Rigenerazione.

Ipertrofia.

Iperplasia.

Compensazione per violazioni dell'approvvigionamento energetico delle cellule:

Quando una cellula è danneggiata, di norma, i mitocondri soffrono in misura maggiore o minore e la risintesi di ATP diminuisce nel processo di respirazione dei tessuti.
Questo serve come segnale per aumentare la "produzione" di ATP nel sistema della glicolisi. Con un grado di danno debole o moderato, l'attivazione della risintesi dell'ATP può essere ottenuta aumentando l'attività degli enzimi coinvolti nei processi di ossidazione e fosforilazione.

L'attivazione degli enzimi di trasporto e utilizzo dell'energia ATP (adenina nucleotide transferasi, creatina fosfochinasi, ATPasi), nonché la limitazione dell'attivazione funzionale cellulare, contribuiscono in modo significativo alla compensazione dei disturbi nell'approvvigionamento energetico dei processi intracellulari in caso di danno. Quest'ultimo contribuisce a una significativa riduzione del consumo di energia ATP.

Protezione delle membrane cellulari e degli enzimi:

Uno dei meccanismi significativi di danno all'apparato di membrana e agli enzimi cellulari è l'intensificazione delle reazioni dei radicali liberi e del perossido. L'intensità di queste reazioni è limitata principalmente dagli enzimi di difesa antiossidante: superossido dismutasi (che inattiva i radicali dell'ossigeno), catalasi e glutatione perossidasi, che scompongono rispettivamente il perossido di idrogeno e i lipidi.

Un altro meccanismo per proteggere le membrane e gli enzimi dagli effetti dannosi, in particolare gli enzimi lisosomiali, potrebbe essere l'attivazione dei sistemi tampone cellulari.
Ciò provoca una diminuzione del grado di acidosi intracellulare e, di conseguenza, un'eccessiva attività idrolitica degli enzimi lisosomiali.

Un ruolo importante nella protezione delle membrane cellulari e degli enzimi dai danni è svolto dagli enzimi microsomiali (principalmente il reticolo endoplasmatico), che assicurano la trasformazione fisico-chimica degli agenti patogeni attraverso la loro ossidazione, riduzione, demetilazione, ecc. L'alterazione cellulare può essere accompagnata dalla derepressione genica e , di conseguenza, attivazione dei processi di sintesi e riparazione dei componenti di membrana (proteine, lipidi, carboidrati) per sostituire quelli danneggiati o persi.

Ridurre il grado o l'eliminazione dello squilibrio di ioni e liquidi nelle cellule:

Quando le cellule sono danneggiate, lo squilibrio tra ioni e liquidi può essere eliminato attivando i meccanismi di approvvigionamento energetico delle "pompe" ioniche, oltre a proteggere le membrane e gli enzimi coinvolti nel trasporto degli ioni. Un certo ruolo nel ridurre il grado di squilibrio ionico è svolto da un cambiamento nell'intensità della natura del metabolismo, nonché dall'azione dei sistemi tampone intracellulari.
Pertanto, l'aumento della glicolisi, combinato con la degradazione del glicogeno, è accompagnato dal rilascio di ioni potassio dalle sue molecole, il cui contenuto nelle cellule danneggiate è ridotto a causa dell'aumento della permeabilità delle loro membrane.

L'attivazione dei sistemi tampone intracellulari (carbonato, fosfato, proteine) può aiutare a ripristinare il rapporto ottimale nello ialoplasma e la distribuzione transmembrana di potassio, sodio, calcio, ecc., in particolare riducendo il contenuto di ioni idrogeno nella cellula. Una diminuzione del grado di squilibrio ionico, a sua volta, può essere accompagnata da una normalizzazione del contenuto e della circolazione del fluido intracellulare, del volume delle cellule e dei loro organelli, nonché dei parametri elettrofisiologici.

Eliminazione delle violazioni nel programma genetico delle cellule:

I cambiamenti nella struttura del DNA che portano al danno cellulare possono essere rilevati ed eliminati con la partecipazione degli enzimi di sintesi riparativa del DNA. Questi enzimi assicurano il rilevamento e la rimozione della regione alterata del DNA (sono chiamati endonucleasi o restrittasi), la sintesi di un frammento di acido nucleico normale invece di quello rimosso (utilizzando le DNA polimerasi) e l'inserimento del frammento appena sintetizzato al suo posto di quello rimosso (con la partecipazione delle ligasi).
Oltre a questi complessi sistemi enzimatici di riparazione del DNA, nella cellula sono presenti enzimi che eliminano i cambiamenti biochimici "su piccola scala" nel genoma. Questi includono demitelasi che rimuovono i gruppi metilici; ligasi che eliminano le rotture nelle catene del DNA che si verificano sotto l'influenza di trattamenti ionizzanti o radicali liberi, ecc.

Compensazione dei disturbi dei meccanismi di regolazione dei processi intracellulari:

I cambiamenti nel numero di recettori per ormoni, neurotrasmettitori e altre sostanze fisiologicamente attive sulla superficie della cellula e sui suoi organelli, così come la sensibilità (affinità) dei recettori per queste sostanze, sono tra le reazioni che compensano efficacemente le violazioni del sistema meccanismi di percezione delle influenze regolatorie da parte della cellula. Il numero di recettori può variare, in particolare, a causa del fatto che le loro molecole sono in grado di affondare nella membrana o nel citoplasma della cellula e risalire sulla sua superficie. La natura e la gravità della risposta dipendono in gran parte dal numero e dalla sensibilità dei recettori che percepiscono gli stimoli regolatori.

Un eccesso o una carenza di ormoni e neurotrasmettitori, nonché fluttuazioni significative della loro attività, possono essere "smorzati" a livello dei cosiddetti secondi mediatori della realizzazione dello stimolo nervoso, in particolare i nucleotidi ciclici e il sistema del fosfoinositolo . È noto, ad esempio, che il rapporto tra cAMP e cGMP cambia non solo a causa dell'azione di stimoli regolatori intracellulari, ma anche di fattori intracellulari, in particolare fosfodiesterasi e ioni calcio. La violazione dell'attuazione degli influssi regolatori sulla cellula può essere compensata in una certa misura a livello dei processi metabolici intracellulari, poiché molti di essi procedono sulla base della regolazione dell'intensità del metabolismo in base alla quantità del prodotto dell'enzima reazione (il principio del feedback positivo o negativo).

Diminuzione dell'attività funzionale delle cellule:

Tra i meccanismi adattativi delle cellule danneggiate è importante una diminuzione controllata e regolata della loro attività funzionale. Ciò provoca una diminuzione del consumo energetico di ATP, substrati metabolici e ossigeno, necessari per l'attuazione della funzione e la fornitura dei processi plastici. Di conseguenza, il grado e l'entità del danno cellulare sotto l'azione di un fattore patogeno sono significativamente ridotti e, dopo la cessazione della sua azione, si nota un ripristino più intenso e completo delle strutture cellulari e delle loro funzioni. Tra i principali meccanismi che causano una temporanea diminuzione della funzione cellulare vi sono la diminuzione dei centri efficaci, la diminuzione del numero o della sensibilità dei recettori sulla superficie cellulare, la soppressione regolatoria intracellulare delle reazioni metaboliche e la repressione dell'attività dei singoli geni.

L'adattamento delle cellule in condizioni di danno avviene non solo a livello metabolico e funzionale. Danni ripetuti o significativi a lungo termine provocano cambiamenti strutturali significativi nella cellula, che hanno un valore adattivo. Si ottengono attraverso processi di rigenerazione, ipertrofia, iperplasia.

Rigenerazione(dal lat. rigeneratio - rinascita, restaurazione). Si intende il risarcimento di cellule e (o) singoli elementi strutturali in cambio di cellule morte, danneggiate o che abbiano completato il loro ciclo vitale. La rigenerazione delle strutture si accompagna al ripristino delle loro funzioni. Si distinguono le cosiddette forme di rigenerazione cellulare e intracellulare (subcellulare). Il primo è caratterizzato dalla riproduzione cellulare mediante mitosi o amitosi. La rigenerazione intracellulare si manifesta con il ripristino degli organelli: mitocondri, nucleo, reticolo endoplasmatico e altri invece di quelli danneggiati o morti.

Iperplasia(dal greco ipereccessivo, aumento + greco plasis - formazione, formazione). È caratterizzato da un aumento del numero di elementi strutturali, in particolare di organelli nella cellula. Spesso nella stessa cellula si osservano segni sia di iperplasia che di ipertrofia. Entrambi i processi forniscono non solo la compensazione del difetto strutturale, ma anche la possibilità di un aumento del funzionamento cellulare.

Meccanismi intercellulari (sistemici) di adattamento cellulare in caso di danno:

All'interno dei tessuti e degli organi, le cellule non sono separate. Interagiscono tra loro scambiando metaboliti, F AV, ioni. A sua volta, l'interazione delle cellule e degli organi nel corpo nel suo insieme è assicurata dal funzionamento dei sistemi e della circolazione sanguigna, dalla sorveglianza immunobiologica, dalle influenze endocrine e nervose.

Pertanto, una diminuzione del contenuto di ossigeno nel sangue (che causa o può causare danni alle cellule, principalmente al cervello) stimola di riflesso i neuroni del centro respiratorio attraverso la stimolazione dei chemocettori. Ciò porta ad un aumento del volume della ventilazione alveolare ed elimina o riduce il grado di mancanza di ossigeno nel sangue e nei tessuti. Danni derivanti da un aumento della produzione di ormoni che aumentano i livelli di glucosio nel sangue e lo trasportano nelle cellule: adrenalina, glucocorticoidi, ormone somatotropo, ecc.

Un esempio di reazione adattativa di tipo circolatorio può essere un aumento del flusso sanguigno attraverso i vasi collaterali (bypass) quando il lume dell'arteria principale di qualsiasi organo o tessuto è chiuso.

I meccanismi immunitari di sorveglianza e protezione vengono attivati ​​sotto l'azione di un fattore patogeno di natura antigenica. Un sistema immunocompetente che coinvolge fagociti, anticorpi e (o) linfociti T inattiva gli antigeni endo ed esogeni che possono danneggiare le cellule del corpo. Normalmente, i sistemi sopra e altri forniscono una risposta adeguata dell'organismo nel suo insieme a vari effetti di origine endogena ed esogena. In patologia, sono coinvolti nella regolazione e attuazione dei meccanismi di protezione, compensazione e ripristino delle strutture danneggiate e delle funzioni compromesse di cellule e tessuti.

Una caratteristica dei meccanismi di adattamento intercellulare è che vengono implementati principalmente con la partecipazione di cellule che non sono state direttamente influenzate da un fattore patogeno (ad esempio, iperfunzione dei cardiomiociti al di fuori della zona di necrosi nell'infarto del miocardio). In base al livello di attuazione della reazione di adattamento intercellulare in caso di danno cellulare, può essere suddiviso in tessuto organo, intrasistema, intersistema.

Un esempio di reazione a livello del tessuto organico è l'attivazione della funzione delle cellule epatiche o renali danneggiate quando le cellule di una parte di un organo sono danneggiate. Ciò riduce il carico sulle cellule esposte agli effetti patogeni, aiuta a ridurre il grado della loro alterazione e l'attuazione dei processi riparativi.
Tra le reazioni intrasistemiche c'è il restringimento delle arteriole con una diminuzione del lavoro del cuore (ad esempio, con infarto miocardico), che mantiene un elevato livello di pressione di perfusione nei tessuti e previene (o riduce l'entità) del danno alle loro cellule .

Il coinvolgimento di diversi sistemi fisiologici nelle reazioni adattative si osserva, ad esempio, durante l'ipossia generale. Allo stesso tempo, viene attivato il lavoro dei sistemi metabolici respiratorio, circolatorio, sanguigno e tissutale, che riduce la mancanza di ossigeno e di substrati metabolici nei tessuti, aumenta il loro utilizzo e, per questo motivo, riduce il grado di danno alle loro cellule .

L'attivazione dei meccanismi di adattamento intracellulari e intercellulari in caso di danno, di norma, previene la morte cellulare, garantisce l'adempimento delle loro funzioni e contribuisce all'eliminazione delle conseguenze dell'azione di un fattore patogeno. In questo caso si parla di cambiamenti reversibili nelle cellule. Se la forza dell'agente patogeno è elevata e (o) i meccanismi protettivi e adattativi sono insufficienti, si sviluppa un danno cellulare irreversibile e le cellule muoiono.