Uszkodzenie i śmierć komórki
Typy reakcji komórek
Typy reakcji komórek
Typy reakcji komórek
Typy reakcji komórek
na czynniki uszkadzające:
na czynniki uszkadzające
na czynniki uszkadzające
na czynniki uszkadzające
1. Ostre uszkodzenie:
1.1 odwracalne
1.2 nieodwracalne, prowadziące do:
MARTWICY (Necrosis): najczęstsza postać śmierci komórki pod wpływem
szkodliwych czynników zewnętrznych
APOPTOZY (Apoptosis): programowana śmierć komórek nie wywołująca
reakcji zapalnej
2. Uszkodzenia przewlekłe (subletalne), mogą prowadzić do:
2.1 zmian submikroskopowych
2.2 adaptacji :
Zanik
Rozrost
Przerost
Metaplazja
2.3 spichrzania
2.4 patologicznego wapnienia
2.5 starzenia komórki
Judyta Andrynowska, Mateusz Styk, Katarzyna Pałka  grupa 3
Uszkodzenie i śmierć komórki
Czynniki uszkadzające komórkę:
Niedobór tlenu
Fizyczne: oparzenia, odmrożenia, działanie prądu o wysokim napięciu,
napromienienie, nagłe zmiany ciśnienia.
Chemiczne: kwasy, zasady, trucizny.
Zakaz
ne
Immunologiczne: reakcja anafilaktyczna, autoagresja.
Genetyczne: bloki metaboliczne, anemie, zmiany chromosomalne np. trisomie.
Zaburzenia odżywiania
Jak komórka jest zabijana:
Błona komórkowa: uszkadzają ją bakterie i toksyny
Mitochondria: zwiększenie przepuszczalności wew. błony
nadprzewodzący kanał brak ATP
Brak ATP: zahamowanie wszystkich czynności pospolity w
uszkodzeniu niedokrwiennym i toksycznym
Reaktywne formy tlenu
Wapń: aktywacja enzymów (fosfolipazy uszkadzają błony,
endonukleazy chromatynę itd.)
Uszkodzenia komórek w niedokrwieniu i niedotlenieniu.
Hipoksja (niedotlenienie)  to niedobór tlenu, z dalszym dostarczaniem składników
odżywczych, co umożliwia glikolizę beztlenową i odprowadzanie kwasu mlekowego przez
pewien czas,
Niedokrwienie (ishaemia)  to nie tylko niedobór tlenu, ale także brak dostarczania
substancji odżywczych i odprowadzania kwasu mlekowego powstałego w glikolizie.
Judyta Andrynowska, Mateusz Styk, Katarzyna Pałka  grupa 3
Uszkodzenie i śmierć komórki
Podział uszkodzeń powstałych w procesie niedokrwienia i niedotlenienia:
1. Uszkodzenia odwracalne:
Zasadniczy powód zmian w mechanizmie uszkodzenia w czasie niedotlenienia to
zahamowanie produkcji ATP w procesie fosforylacji oksydacyjnej, co wywołuje dalsze
zmiany:
" Zaburzenie w pracy pompy sodowo-potasowej  sód wraz z wodą jest akumulowany
w komórce zaś potas jest wyrzucany z komórki, komórka staje się obrzmiała,
podobnie jak mitochondria,
" Zaburzenie metabolizmu energetycznego  nie działa fosforylacja oksydacyjna a
uruchamiana jest glikoliza, powstający kwas mlekowy powoduje zakwaszenie,
" Obniżenie syntezy białek  brak energii = ATP, oraz dysocjacja rybosomów od ER,
" Zaburzenia czynności - np. brak kurczliwości komórek niedokrwionego mięśnia,
" Inne zmiany  degradacja cytoszkieletu, uwypuklenia błony komórkowej,
degradacja struktury błon komórkowych, w błonach tworzenie tzw. figur
mielinowych.
2. Uszkodzenia nieodwracalne - praktycznie śmierć lub apoptoza,  objawy :
" Poprzerywanie błony komórkowej,
" Produkcja energii w mitochondriach spada poniżej minimum zapotrzebowania,
" Charakterystyczne zmiany w czynności i strukturze jądra:
" Pyknosis  kondensacja zagęszczenie chromatyny,
" Karyorrhexis  fragmentacja jądra,
" Karyolisys  rozpuszczenie jądra przez DNAzy,
" Fragmentacja cytoplazmy,
" Wydzielenie enzymów do krwi (np. z mięśnia sercowego po zawale),
" Trawienie komórki przez własne hydrolazy po ich uwolnieniu z lizosomów,
" Ewentualne wapnienie dystroficznej masy komórkowej.
3. Uszkodzenie komórek w reperfuzji.
Komórki które są niedokrwione ulegają obumarciu często jednak wiele komórek umiera
zaraz po przywróceniu krążenia  reperfuzji, powodem jest powstawanie i działanie na
komórkę reaktywnych form tlenu. W niedotlenieniu enzymy usuwające wolne rodniki
(katalaza dysmutaza), działają w sposób upośledzony i w momencie reperfuzji, gdy
napływa dużo tlenu, powstaje wiele rodników tlenowych działających toksycznie na
komórkę, powodują:
Judyta Andrynowska, Mateusz Styk, Katarzyna Pałka  grupa 3
Uszkodzenie i śmierć komórki
" Przepuszczalność błon mitochondriom i pogłębiają deficyt produkcji ATP,
" Lipidy błon komórkowych są utleniane i błony ulegają degradacji,
" Utlenianie białek np. enzymy i białka jądrowe,
" Uszkodzenia DNA.
Mechanizmy ochrony komórek przed reaktywnymi formami tlenu:
" Antyoksydanty np. Wit. A, C, E, glutation,
" Żelazo i miedz
 katalizatory,
" Enzymy np. katalaza, peroksydaza glutationowa, dysmutaza ponadtlenkowa.
CECHY MORFOLOGICZNE USZKODZENIA ODWRACALNEGO I
MARTWICY KOMÓREK.
Obrzmienie miąższowe (degeneratko parenchymatosa, offuscatio
parenchymatosa),
[ Zwyrodnienie wodniczkowe (degeneratko hydropica) ]
Definicja: Zwiększony napływ wody do cytoplazmy.
Przyczyny:
Woda gromadzi się nie tylko w cytoplazmie, ale również w mitochondriach, a następnie w
siateczce śródplazmatycznej. Ustanie jej napływu powoduje ustąpienie zwyrodnień. Sam
mechanizm oparty jest na selektywnej przepuszczalności błony komórkowej, która
utrzymuje odpowiedni gradient stężeń soli mineralnych ( Na, K, Cl ) Do działania pompy
sodowo-potasowej konieczne jest użycie związku wysokoenergetycznego ATP. W
przypadku niedotlenienia nie jest możliwe jego pozyskiwanie. Następuje gromadzenie w
komórce jonów Na i Cl, które wiążą wodę i wywołują obrzmienie cytoplazmy, bądz

mitochondriów.
Skutki:
ultrastrukturalnie  poszerzenie kanałów siateczki śródplazmatycznej, zanikające
grzebienie w mitochondriach, pojawiają się figury mielinowe, powstają odkształcenia błony
komórkowej, zanik mikrokosmków, oddzielenie rybosomów od szorstkiej siateczki
śródplazmatycznej.
Judyta Andrynowska, Mateusz Styk, Katarzyna Pałka  grupa 3
Uszkodzenie i śmierć komórki
histologicznie  powiększona i zaokrąglona komórka, przejaśnienia lub ziarnisty obraz
cytoplazmy, zwyrodnienie wodniczkowe
makroskopowo  obrzmiały, większy, cięższy i bledszy narząd np. nerka nie mieści się w
torebce, a brzegi  wywijają się po nacięciu. Powierzchnia przekroju jest przyćmiona,
gdyż powiększone mitochondria rozpraszają światło
Przyczyna:
Zwyrodnienie wodniczkowe naskórka, bądz
nabłonka wielowarstwowego płaskiego, błon
śluzowych często wskazuje na zakażenia wirusowe.
Stłuszczenie ( steatosis )
Definicja: gromadzenie kropli tłuszczów prostych w cytoplazmie.
Przyczyny:
Rozpad tłuszczów i zwiększenie stężenia wolnych kwasów tłuszczowych występuje w
uszkodzonych komórkach. Jest ono pospolite w komórkach o bogatym metabolizmie
tłuszczowym ( wątroba, mięśnie łącznie z mięśniem sercowym )
Ważne! Otłuszczenie jest to wrastanie tkanki tłuszczowej między komórki miąższowe danego
narządu ( np. serca, trzustki ) Dla serca może mieć to znaczenie szczególnie dla prawej komory
i przegrody międzykomorowej, gdzie jest odpowiedzialne za tzw. kardiomiopatię arytmogenną.
Martwica ( necrosis )
Definicja: ciąg zmian morfologicznych zachodzących po śmierci komórki w
żywym organizmie. Polega na postępującej destrukcji, głównie enzymatycznej
i denaturacji białek komórek nieodwracalnie uszkodzonych.
Ważne! Po śmierci całego organizmu tkanki ulegają autolizie.
Judyta Andrynowska, Mateusz Styk, Katarzyna Pałka  grupa 3
Uszkodzenie i śmierć komórki
Obraz:
makroskopowo - martwa tkanka jest żółtawa lub szaro-żółtawa, homogenna, matowa.
Barwa ulega zmianie podczas procesów gnicia.
histopatologicznie  tkanka homogenna, eozynochłonna z niewidocznymi komórkami.
Zmiany narastają powoli w ciągu 1-2 dni.
Podział:
o martwica skrzepowa ( necrosis coagulativa ) - denaturacja białek w obrzmiałej
obumarłej komórce, w której dochodzi do rozpadu jądra i organelli
cytoplazmatycznych w wyniku katabolizmu.
Charakterystyczny obraz, to długo widoczne cienie obumarłych komórek w postaci
kwasochłonnych kul lub ( w m. sercowym ) pasm. Koagulacja białek zachodzi w silnie
zakwaszonej tkance, co hamuje aktywność lityczną enzymów. Pierwotnie sucha tkanka
chłonie więcej wody i ulega fragmentacji oraz uprzątnięciu przez leukocyty, makrofagi.
W przypadku zawału mięśnia sercowego utrata kurczliwości ogniska zawału
następuje po ok. 1-2 min, zaś nieodwracalne uszkodzenie kardiomiocytów po ok. 20  40
min. Enzymy wypłukane z ogniska można zbadać po 2h, natomiast w pełni widoczny
makroskopowo obraz zawału stwierdza się po 12h.
Skutek: martwa tkanka wywołuje stan zapalny, jak wiadomo martwica skrzepowa
doprowadza do niedokrwienia tkanek ( wyjątek! mózg )
o martwica rozpływowa ( necrosis colliquativa ) - całkowite rozpłynięcie się martwej
tkanki w gęstą kleistą masę wskutek enzymatycznego trawienia komórek i tkanki.
Mogą do niej prowadzić napływające granulocyty kwasochłonne.
ropa ( pus )  martwa tkanka z napływającymi granulocytami obojętnochłonnymi
typowa dla mózgu, poza tym, niektóre bakterie i grzyby mogą być przyczyną martwicy
rozpływywnej, zaś w wirusowym zapaleniu wątroby: martwica skrzepowa hepatocytów,
rozpływna i apoptoza (ciałka Councilmana) występują razem.
Judyta Andrynowska, Mateusz Styk, Katarzyna Pałka  grupa 3
Uszkodzenie i śmierć komórki
o martwica serowata ( caseificatio ), inaczej serowacenie - typ martwicy skrzepowej w
gruz
licy ( także spotykany w kila, ziarnicy złośliwej i niektórych nowotworach )
Białe, kruche masy podobne do sera. Tkanka całkowicie amorficzna, homogenna,
kwasochłonna. W gruz
licy martwicy towarzyszy ziarnina, w kile zaś masy
martwicze są  gumiaste , ponieważ w kilaku (gumma) nie są do końca strawione
włókna elastynowe.
o martwica enzymatyczna tk. tłuszczowej ( cytosteatonecrosis )  najczęściej w tk.
tłuszczowej okołotrzustkowej, w ostrym zapaleniu trzustki ( pancreatitis acuta )
enzymy trzustkowej są uczynnione, trawią trzustkę oraz otaczająca ją tk.
tłuszczową ( proteazy, lipazy, nukleazy ). Martwa tkanka jest kredowo biała,
powstają mydła wapniowe, mydła sodowe i potasowe są zaś wypłukiwane. Czasami
martwica tk. tłuszczowej obejmuje okolice niedaleko trzustki np. tk. tłuszczową
podskórną ( enzymy krążąc we krwi mogą wywoływać zmiany z dala od trzustki ).
Zgorzel ( gangrena )  martwica tkanki, w której zachodzi gnicie w wyniku zakażenia
bakteriami beztlenowymi z rodzaju Clostridium.
Dzielimy ją na:
zgorzel suchą ( gangraena sicca )  mumifikacja martwej tkanki, początkowo bladej,
a póz
niej czerniejącej ( wyniku powstawania siarczków żelaza ) Konieczne jest
wysychanie tkanek. Zgorzelowy palec może sam odpaść na skutek samoamputacji.
Powodem jest napływ na granicę miedzy tk. żywą, a martwą leukocytów trawiących
tkankę.
Przykładem jest tzw. stopa cukrzycowa ( miażdżyca tętnic i mikroangiopatia
sprzyjają martwicy z niedokrwienia, do której dołączają się bakterie )
zgorzel wilgotna ( gangraena humida )  powstaje w tk. bez możliwości wysychania
np. zgorzel miazgi zębowej, zgorzel jelita np. uwięzła przepuklina, skręt jelita,
wgłobienie - krew jest nadal tłoczona choć jej dopływ jest zablokowany, dochodzi
do martwicy krwotocznej, natomiast bakterie beztlenowe, zawarte w jelicie,
rozpoczynają proces gnicia. Po otwarciu jamy brzusznej widać czarne zgorzelinowe
pętle jelita ( siarczek żelaza )
Skutek: może doprowadzić do zapalenia otrzewnej.
zgorzel gazowa  wywoływana przez Clostridium oedematis maligni, mogące
produkować gaz, szerzący się w tk. pod postacią pęcherzyków.
Judyta Andrynowska, Mateusz Styk, Katarzyna Pałka  grupa 3
Uszkodzenie i śmierć komórki
Apoptoza
Definicja: odmienny od martwicy typ śmierci komórkowej, nie wywołujący
reakcji zapalnej, polegający na samodestrukcji komórki.
Występowanie:
programowana śmierć komórek w embriogenezie
hormonozależna inwolucja tkanek
apoptoza komórek proliferujących
apoptoza komórek nowotworowych
apoptoza  zużytych neutrofilów w zapaleniu ostrym
ubytek komórek immunologicznych
apoptoza wywołana przez limfocyty cytotoksyczne
atrofia narządu po zatkaniu dróg odprowadzających
apoptoza komórek w chorobach wirusowych
śmierc komórek pod wpływem czynników uszkadzających, jednak zbyt słabych by
wywołać martwicę
Morfologia:
obkurczanie komórek apoptycznych
kondensacja chromatyny jądrowej
rozpad jądra i cytoplazmy z tworzeniem się ciałek apoptycznych oraz ich fagocytoza
przez makrofagi i kom. otoczenia bez wywoływania reakcji zapalnej
błony komórkowe pozostają stosunkowo długo zachowane, aż do fragmentacji
komórek na ciałka apoptyczne
Pola apoptycznych limfocytów widać w chorobie węzłów chłonnych Rosai  Dorfmana.
Komórki apoptyczne w ciałkach Haskala w grasicy. Korzystając z techniki fluorescencji
bezpośredniej można dostrzec apoptyczne komórki nabłonka chłonące znaczne ilości IgM.
Judyta Andrynowska, Mateusz Styk, Katarzyna Pałka  grupa 3
Uszkodzenie i śmierć komórki
Mechanizm apoptozy:
U podstaw leża dwa procesy: rozkład białek za pomocą proteazy cysternowej oraz
tworzenie wiązań między białkami przez transglutaminazy.
Apoptoza jest procesem energozależnym, który charakteryzuje kaskada zdarzeń
molekularnych:
1. faza sygnałów wstępnych: brak stymulacji komórki do przeżycia, uszkodzenie,
działanie cytotoksycznych limfocytów, bądz
przyłączanie TNF  ą do
odpowiedniego receptora
2. faza kontrolno  decyzyjna: uczynnianie kaspaz wykonawczych
3. faza wykonawcza: rozkładanie cytoszkieletu i macierzy jądra komórkowego przez
uczynnione kaspazy
4. faza uprzątania: fagocytowanie komórek apoptycznych i pofragmentowanych ciałek
apoptycznych
Przykłady apoptozy:
niedobór czynników wzrostu  niektóre komórki do swojego wzrostu wymagają
występowania cytokin i czynników wzrostu np.
limfocyty T po zniszczeniu bakterii nie otrzymują czynników stymulujących, co w
efekcie pozbawia bodz
ca stymulującego limfotyów B, więc ich klon ulega regresji
poprzez apoptozę.
kom. nerwowe potrzebują czynnika wzrostu nerwów, jego brak powoduje
przemieszczenie czynników proapoptycznych z rodziny Bcl-2 do mitochondrium, co
powoduje zwiększenie przepuszczalności zew. bł. mitochondrialnej i uwalnianie cyt.
c, co jest sygnałem do fazy wykonawczej apoptozy
czynniki uszkadzające DNA  może do tego dojść w wyniku napromieniania, bądz

stosowania chemioterapeutyków. Komórka usiłuje naprawić błędy DNA przy pomocy
białka p53, zatrzymując kom. w fazie G1. Jeżeli sygnał proliferacyjny jest nieudany, to
komórka jest kierowana na drogę apoptozy. W przypadku mutacji, która powoduje
niedobór b. p53 komórka kontynuuje cykl kom. bez zatrzymania dla naprawy DNA. Tak
dzieje się w przypadku niektórych nowotworów, co prowadzi do kumulacji błędów.
Judyta Andrynowska, Mateusz Styk, Katarzyna Pałka  grupa 3
Uszkodzenie i śmierć komórki
apoptoza wywołana przez cytotoksyczne limf. T  rozpoznając komórki z obcym
antygenem wykazują ekspresję ligandu Fas, co prowadzi do połączenia z receptorem Fas
komórki zabijanej. Uruchamia to kaspazy rozpoznawcze (8) i wiedzie to do apoptozy.
Alternatywnie limf. T produkuje perforynę, która atakując bł. kom. komórki docelowej,
prowadzi do utworzenia porów. Przez nie wnikają do komórki np. granzymy B, proteazy
serynowe, które aktywują kaspazy.
apoptoza przez rodzinę receptorów TNF  połączenie tej cytokiny z recepturem powoduje
jego asocjację z białkami przekaz
nikowymi TRADD i FADD, aktywującymi kaspazy. Rec.
Fas na kom. układu immunologicznego wiąże się z Fas na powierzchni limf T. Przez białko
przekaz
nikowe FADD aktywuje kaspazy efektorowe, prowadząc do apoptozy. W ten
sposób eliminowane są niektóre limfocyty T ( np. w mechanizmie tolerancji
immunologicznej )
Skutki:
powstawanie nowotworów - w przypadku braku białka p53, lub w nowotworach
hormonozależnych
choroby autoimmunologiczne - brak tolerancji w wyniku braku eliminacji
limfocytów T
nadmierna apoptoza i śmierć komórki - w przypadku limf T pomocniczych w AIDS
procesy neurodegeneracyjne
Judyta Andrynowska, Mateusz Styk, Katarzyna Pałka  grupa 3