09_10_02

активную форму цитоплазматической ДНКа зы в активную, вызывающую внутринуклео сомальное расщепление ядерной ДНК.

4. Элиминация апоптозных телец осуществ ляется путём фагоцитоза их соседними клет ками и макрофагами. Процесс происходит настолько быстро, что наблюдать его на гисто логических препаратах чрезвычайно сложно, кроме того, при этом не успевает развиться воспалительная реакция. Немедленный фа гоцитоз обеспечивается особыми адгезивны ми свойствами апоптозных телец за счёт экс прессии на их мембранах определённых молекул, связывающихся с фосфатидилсери новыми рецепторами (фосфатидилсерин), тромбоспондиновыми рецепторами и лекти нами. Немедленный фагоцитоз апоптозных телец считается основным фактором, блоки рующим воспалительную реакцию на погиб шие клетки. Таким образом, апоптоз совер шается очень быстро, в среднем менее чем за 30 мин, и «чисто» — без воспалительной ре акции.

МОРФОЛОГИЯ АПОПТОЗА

При СМ нормальных тканей находящиеся в состоянии апоптоза клетки наблюдать край не трудно в связи с его относительной редко стью, а также немедленным фагоцитозом со седними клетками апоптозных телец. Кроме того, при рутинных окрасках апоптоз легко можно спутать с некрозом, сопровождающим ся кариорексисом и кариопикнозом. Поэто му наиболее достоверными морфологически ми методами верификации апоптоза считаются методы, основанные на обнаруже нии неспаренных участков ДНК в местах её расщепления эндонуклеазами (метод метки in situ уридиновыми основаниями — TUNEL тест) и иммуногистохимические ме тоды выявления некоторых каспаз, промото ров апоптоза и мембранных рецепторов, ин дуцирующих апоптоз.

МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ АПОПТОЗА

Морфологические признаки апоптоза обнару живаются, как правило, в отдельных клетках. При подсчёте апоптозных телец в тканевых срезах частота (индекс апоптоза) составляет десятые и тысячные доли процента. Морфоло гические признаки апоптоза описывают в виде изменения ядер, цитоплазмы и клеточной мембраны [4]. Клетки в состоянии апоптоза приобретают округлую форму, теряют контак

Повреждения 69

ты с соседними клетками, сморщиваются и имеют изрезанные, фрагментированные ядра, с конденсированным под кариолеммой хрома тином, сморщенную цитоплазму, теряют мик роворсинки и межклеточные мостики (десмо сомные контакты).

При постановке TUNEL теста ядерный хрома тин клеток, вступивших в апоптоз, имеет спе цифическую флюоресценцию при использова нии флюоресцентной метки или приобретает коричневое окрашивание в случае пероксидаз ной метки. TUNEL тест выявляет клетки со сморщенными ядрами с конденсированным хроматином звёздчатой формы, клетки с ин тенсивно окрашенными пикнотичными ядра ми, округлые апоптозные тельца (рис. 2 25 и 2 26 на вклейке).

Апоптозные тельца отличаются небольшими размерами, сравнимыми с размерами лимфо цитов с высоким ядерно цитоплазматическим соотношением, округлыми контурами и кон денсированными хроматином и цитоплазмой. Существенным отличием является также отсут ствие воспалительной реакции на апоптоз.

УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ПРИЗНАКИ АПОПТОЗА

ЭМ является одним из наиболее важных мето дов верификации апоптоза (рис. 2 27 на вклей ке). Клетки в состоянии апоптоза имеют сле дующие ультраструктурные характеристики.

•Отсутствие специализированных структур клеточной поверхности — микроворсинок, межклеточных контактов. В отличие от не кроза, речь идёт всегда об изменениях в от дельных клетках.

•Уменьшение размеров клетки в связи с конденсацией цитоплазматических орга нелл, изменения формы клетки. Часто клет ка расщепляется на несколько апоптозных телец, каждое из которых имеет свой фраг мент ядра, ограниченный двухконтурной ядерной мембраной, и индивидуальный на бор органелл.

•Сохранность и интегративность органелл. Митохондрии не набухают, в них не проис ходит разрыва внутренней мембраны. Харак терными для апоптоза являются такие ульт раструктурные изменения, как агрегация рибосом в полукристаллоидные структуры, появление пучков микрофиламентов под ци толеммой, расположенных параллельно мем бране. Почти всегда наблюдается кратковре

70 ПАТОЛОГИЯ Глава 2

менное расширение цистерн гладкого эндоп лазматического ретикулума с формированием пузырей, наполненных жид костью, которая выводится из клетки. При сканирующей ЭМ на поверхности клетки видны кратерообразные впячивания.

•Конденсация ядерного хроматина под ка риолеммой в виде полусфер и глыбок. В ядре обнаруживаются осмиофильные тельца, сформированные транскрипционными ком плексами, поступающими из ядрышек. Ядро меняет свою форму, становится изрезанным, фрагментируется, ядерные поры концентри руются только в участках, где отсутствует маргинация хроматина.

•Фигуры фагоцитоза апоптозных телец дру гими клетками. Клетка в состоянии апопто за становится объектом фагоцитоза для со седних паренхиматозных и стромальных клеток, прежде всего — для макрофагов. Фа гоцитоз происходит настолько быстро, что в условиях in vivo апоптозные клетки сохраня ются лишь в течение нескольких минут, что затрудняет их наблюдение.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКРОЗА И АПОПТОЗА

Некроз и апоптоз являются разновидностями смерти клеток в живом организме. Отличия апоптоза от некроза связаны с различиями в их распространённости, с генетическими, био химическими, морфологическими и клиничес кими проявлениями.

Существенным отличием апоптоза от некроза является то, что апоптоз распространяется все гда только на отдельные клетки или их груп пы, в то время как некроз может захватывать территории от части клетки до целого органа.

Апоптоз возникает в клетках при определён ных генетических перестройках, которые во многом изучены ещё недостаточно. При апоп тозе усиливается экспрессия генов, контроли рующих пролиферацию и дифференцировку клеток (см. рис. 2 23) из группы клеточных онкогенов (c fos, c myc, c bcl2) и антионкоге нов (p53). Активация клеточных онкогенов должна вести к усилению пролиферации кле ток, но при одновременной активации анти онкогена p53 наступает апоптоз. Описанные взаимоотношения между генами демонстриру ют возможность координации процессов про лиферации и гибели клеток, заложенной в ге

нетическом аппарате клеток. Так как взаимо действия между генами осуществляются по средством их белковых продуктов, то поэтому в клетке усиливается белковый синтез в момент апоптоза. Ингибирование этого син теза может предотвращать апоптоз.

Морфологические отличия апоптоза от не кроза касаются в основном ультраструктур ных перестроек и наиболее достоверно выяв ляются специальными морфологическими методами.

НАРУШЕНИЯ РЕГУЛЯЦИИ АПОПТОЗА В ПАТОЛОГИИ И ЕГО КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Нарушение регуляции апоптоза приводит к возникновению дисбаланса между процессами митоза и гибели клеток в тканях, что воздей ствует на тканевый гомеостаз и обнаруживает ся при многих заболеваниях. Можно выделить три варианта нарушений регуляции апоптоза, обнаруживаемых при различных заболеваниях.

•Чрезмерный апоптоз (по сравнению с про лиферацией). Это приводит к чрезмерной клеточной гибели (например, ВИЧ инфек ция, фульминантные формы гепатитов В и С) или к атрофии (нейродегенеративные за болевания, хроническая ишемия миокарда).

•Недостаточный апоптоз по отношению к уровню пролиферативных процессов, что на блюдается при гиперпластических процес сах, опухолевом росте, а также аутоиммун ных болезнях. Снижение уровня апоптоза в тканях способствует выживанию мутирован ных клеток и может привести к развитию опухолей, что наблюдается при мутациях p53 и в гормонально зависимых карциномах МЖ, предстательной железы и яичника. Не достаточный апоптоз «запрещённых» клонов активированных по каким либо причинам В лимфоцитов, продуцирующих аутоантите ла, может приводить к развитию аутоиммун ных болезней.

•Н е з а в е р ш ё н н ы й а п о п т о з в связи с отсутствием фагоцитоза апоптозных телец обнаружен нами при раке лёгкого [126, 154]. Незавершённый характер апоптоза (без пос ледующего фагоцитоза апоптозных телец) можно считать проявлением его патологии при опухолевом росте, так как известно, что при различных патологических процессах апоптоз, как правило, завершается немед

ленным фагоцитозом апоптозных телец, чем, возможно, и объясняется отсутствие воспа лительной реакции вокруг апоптозных телец. В ряде случаев апоптозные тельца могут под вергаться вторичному аутолизу за счёт соб ственных лизосомальных ферментов с образованием постапоптозного детрита, не отличимого от некротического. В свою оче редь, незавершённый апоптоз с последую щим аутолизом апоптозных телец (приводит к выходу клеточных онкогенов, факторов ро ста, цитокинов) может являться мощным ис точником митогенных факторов, стимулиру ющих пролиферацию сохранных живых опухолевых клеток. Таким образом, можно предположить, что незавершённый апоптоз в раке лёгкого с последующим аутолизом апоптозных телец может в ещё большей сте пени стимулировать рост опухоли.

Значение апоптоза для клиники велико, по скольку его развитие связано с большинством общепатологических процессов. Особое значе ние апоптоз имеет при развитии атрофии, им мунопатологических процессов, воспаления и опухолевого роста. Примерами апоптоза в условиях патологии могут служить процессы атрофии паренхимы органов после обтурации выводных протоков (атрофия поджелудочной и околоушной слюнной желез) или мочеточ ников (атрофия почек при гидронефрозе). Апоптоз может развиваться при повреждаю щем действии вирусов на клетки. Например, при вирусных гепатитах отмечается апоптоз ге патоцитов — тельца Каунсилмена. Апоптоз клеток воспалительного инфильтрата наблюда ется в очагах иммунного (лимфоциты) и гной ного (ПЯЛ) воспаления. Гибель В и T лимфоцитов, а также смерть клеток мише ней в ходе реакций клеточного иммунитета и отторжения трансплантата также происходят

Повреждения 71

путём апоптоза. Апоптоз развивается в клет ках корковой части тимуса при воздействии кортикостероидных гормонов и формировании иммунологической толерантности. Большое значение апоптоз имеет при опухолевом росте и может быть искусственно усилен химиотера певтическими и лучевыми воздействиями на опухоль.

Смерть клеток при ишемии

Ишемия — снижение или полное прекращение кровообращения в органах — в зависимости от степени выраженности и продолжительности вызывает развитие разных вариантов смерти клеток. При незначительной степени ишемии, а также при хроническом течении ишемизи рованные клетки подвергаются атрофии и апоптозу. При остро развивающейся выражен ной ишемии в органах возникают различные варианты некроза: инфаркт (коагуляционный

иколликвационный некроз) и гангрена (сухая

ивлажная).

Ишемическая смерть клеток может считаться наиболее часто встречающимся вариантом. Она закономерно развивается в органах и тка нях при различных заболеваниях сердца и со судов (прежде всего при ИБС), цереброваску лярных заболеваниях, атеросклерозе, ГБ и васкулитах.

Морфогенетическая особенность смерти кле ток при ишемии обусловлена тем, что разру шение ультраструктур в результате аноксии начинается с повреждения митохондрий, что ведёт к энергетическому дефициту, активации анаэробного гликолиза, нарушению работы ионных насосов и накоплению Са2+ в клетках, активации Са2+ зависимых фосфолипаз и про теаз, разрушающих мембраны.