14.1: Адаптація

Last updated
Save as PDF

Page ID: 24742

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

У цьому розділі обговорюються клітинні ефекти, але клітинні та хімічні ефекти не можуть бути зручно розділені, оскільки клітини побудовані з різних хімічних речовин різних типів. Специфічні внутрішньоклітинні хімічні зміни можуть відбуватися як зміни в клітці і можуть впливати або на її зовнішній вигляд, або функцію. Фактичні механізми, що призводять до пошкодження клітин, зазвичай носять біохімічний характер.

Адаптація Пояснення

Для підтримки гомеостазу клітини і тканини:

«Справитися» з новими вимогами, що пред'являються до них, постійно адаптуючись до змін тканинного середовища.
Зазвичай здатні на дивовижну ступінь клітинної адаптивності.
Пристосуватися таким чином, який може бути корисним за характером (фізіологічним) або згубним (патологічним).

Прикладами фізіологічної адаптації є:

Збільшення клітин скелетних м'язів у спортсменів за рахунок фізичних вправ і збільшення метаболічного попиту.
Збільшення кількості і розмірів епітеліальних клітин в грудях жінок в результаті ендокринної стимуляції під час вагітності.

Коли ці клітини або тканини пошкоджуються, організм намагається адаптуватися і відновити або обмежити шкідливий вплив. Часто адаптаційні зміни призводять до клітин або органів, які не можуть нормально функціонувати. Ця недосконала адаптація є патологічною зміною.
Прикладами патологічних пристосувань є:

Клітинні зміни у людей, які курять сигарети: Війчастий стовпчастий епітелій змінюється на немиготливий плоскоклітинний епітелій в трахеї та бронхах курців сигарет. Заміна плоскоклітинного епітелію може краще протистояти роздратуванню сигаретного диму. Однак випадання війок і слизових виділень стовпчастого епітелію зменшують трахеобронхіальні захисні механізми.
Заміна нормальних клітин печінки фіброзними клітинами у хронічних алкоголіків (відомий як цироз печінки): Сильно циротична печінка не здатна до нормального обміну речовин, підтримання харчування та детоксикації ксенобіотиків.

Якщо зміна незначна, може призвести до клітинної адаптації, і клітини повернуться в норму. Коли пошкодження дуже важкі, результатом може стати загибель клітин або постійна функціональна недієздатність.
Клітинна адаптація до токсичних агентів включає три основних види:

Збільшення активності клітин.
Зниження активності клітин.
Зміна морфології клітин (структура та зовнішній вигляд) або функції клітин.

Специфічні типи стільникових адаптацій

Атрофія. Атрофія - це зменшення розмірів клітин. Якщо задіяно достатня кількість клітин, тканина або орган також можуть зменшитися в розмірах. Коли клітини атрофуються, вони мають:

Зниження потреби в кисні.
Зниження синтезу білка.
Зменшення кількості і розміру органел.

Найбільш частими причинами атрофії є зменшення використання клітин, відсутність гормональної або нервової стимуляції, зниження харчування, зниження припливу крові до тканин, природне старіння.

Прикладом атрофії є зменшення розмірів м'язів і м'язових клітин у осіб, ноги яких паралізовані, в гіпсі або нечасто використовуються, як коли пацієнт знаходиться на постільному режимі.

Гіпертрофія

Гіпертрофія - це збільшення розмірів окремих клітин. Це часто призводить до збільшення розміру тканини або органу. При гіпертрофії клітин компоненти клітини збільшуються в цифрах з підвищеною функціональною здатністю задовольняти підвищені потреби клітин. Гіпертрофія зазвичай виникає в ситуаціях, коли орган або тканина не можуть адаптуватися до підвищеного попиту шляхом утворення більшої кількості клітин. Це зазвичай спостерігається в серцевих і скелетних м'язових клітині, які не діляться, утворюючи більше клітин. Поширеними причинами гіпертрофії є підвищена робота або навантаження на орган або гормональна стимуляція.

Прикладом гіпертрофії є компенсаторне збільшення розмірів клітин в одній нирці після того, як інша нирка була видалена або знаходиться в хворому стані.

Гіперплазія

Гіперплазія - це збільшення кількості клітин в тканині. Це, як правило, призводить до збільшення маси тканини і розміру органу. Вона виникає тільки в тканині, здатних до мітозу, таких як епітелій шкіри, кишечника, залоз. Деякі клітини не діляться і, таким чином, не можуть зазнати гіперплазії, наприклад, нервові та м'язові клітини. Гіперплазія часто є компенсаторним заходом для задоволення збільшення потреб організму. Гіперплазія - часта реакція на токсичні агенти і пошкодження тканин, таких як рани або травми. При загоєнні ран відновленню рани сприяє гіперплазія сполучної тканини (наприклад, фібробластів і кровоносних судин). У багатьох випадках при знятті токсичного стресу тканину приходить в норму. Гіперплазія може виникнути внаслідок гормональної стимуляції, наприклад, збільшення грудей та матки через збільшення вироблення естрогену під час вагітності.

Метаплазія

Метаплазія - це перетворення з одного типу зрілої клітини в інший тип зрілої клітини. Це процес заміни клітин. Метапластична відповідь часто виникає при хронічному подразненні і запаленні. Це призводить до того, що тканина більш стійка до зовнішнього стресу, оскільки замінні клітини здатні вижити за обставин, в яких вихідний тип клітин не міг вижити. Однак клітинні зміни зазвичай призводять до втрати функції, яку виконували початкові клітини, які були втрачені та замінені.
Прикладами метаплазії є:

Загальний стан, при якому людина страждає від хронічного рефлюксу кислоти з шлунка в стравохід (Гастроезофагеальна рефлюксна хвороба). Нормальні клітини стравоходу (плоский епітелій) чутливі до рефлюксной кислоти і гинуть. Вони замінюються стовпчастими клітинами шлунка, стійкими до кислотності шлунка. Цей патологічний стан відомий під назвою «Стравохід Барретта».
Зміна клітин трахеї і бронхів хронічних курців сигарет з миготливого стовпчастого епітелію на немиготливий шаруватий плоскоклітинний епітелій. Місця метаплазії часто також є місцями для неопластичних перетворень. Замісним клітинам не вистачає захисного механізму, що виконується віями в рухомих частинках вгору і з трахеї.
При цирозі печінки, який є поширеним станом хронічних алкоголіків, нормальні функціональні печінкові клітини замінюються нефункціональної фіброзною тканиною.

дисплазія

Дисплазія - це стан аномальних змін клітин або порушення росту клітин, при якому клітини структурно змінюються за розміром, формою та зовнішнім виглядом від вихідного типу клітин. Клітинні органели також стають ненормальними. Загальною особливістю диспластичних клітин є те, що ядра більше норми, а диспластичні клітини мають мітотичну швидкість вище, ніж попередні нормальні клітини. Причини дисплазії включають хронічне роздратування і інфекцію. У багатьох випадках дисплазія може бути зворотна, якщо стрес зняти і повернутися нормальні клітини. В інших випадках дисплазія може бути постійною або являти собою передракові зміни.

Прикладом дисплазії є атипові клітини шийки матки, які передують раку шийки матки. Планове обстеження клітин шийки матки - це звичайний скринінговий тест на дисплазію та можливий рак шийки матки на ранній стадії (тест Папаніколау).
Рак виникає на місці синдрому Барретта і в бронхах хронічних курців (бронхогенний плоскоклітинний рак).

Анаплазія

Анаплазія відноситься до клітин, які є недиференційованими. Вони мають нерегулярні ядра і клітинну будову з численними мітотичними фігурами. Анаплазія часто асоціюється зі злоякісними новоутвореннями і служить одним з критеріїв оцінки агресивності раку. Наприклад, анапластична карцинома - це той, при якому зовнішній вигляд клітин змінився від високодиференційованої клітини походження до типу клітин, що не має нормальних характеристик вихідної клітини. Загалом, анапластичні клітини втратили нормальний клітинний контроль, який регулює поділ і диференціювання.

неоплазія

Неоплазія - це новий розростання тканини і прийнято називати пухлиною. Розрізняють два види неоплазії: доброякісну і злоякісну. Злоякісні неоплазії - це онкологічні захворювання. Оскільки рак є такою важливою і складною медичною проблемою, то раку присвячений окремий розділ.

Взаємодії

Взаємодія між двома або більше токсичними агентами може спричинити пошкодження хіміко-хімічними взаємодіями, хіміко-рецепторними взаємодіями або шляхом модифікації першим агентом реакції клітини та тканини на другий агент. Взаємодія може відбуватися при одночасному впливі і якщо вплив двох агентів відокремлено вчасно.

Хіміко-хімічні взаємодії в основному вивчалися в токсикології забруднювачів повітря, де було показано, що несприятлива дія деяких окислювачів може посилюватися в присутності інших аерозолів.

Взаємодії на місці рецептора були виявлені в ізольованих перфузійних експериментах з легенями. Толерантність до кисню може бути прикладом, коли попереднє вплив однієї концентрації кисню пом'якшує подальший вплив 100% кисню шляхом модифікації клітинного і ферментативного складу легені.

Пошкодження альвеолярної зони антиоксидантом бутильованим гідрокситолуолом (ВНТ) у мишей може бути значно посилено подальшим впливом концентрації кисню, яка, в іншому випадку, мала б мало, якщо будь-який очевидний ефект.

Синергетична взаємодія між ВНТ і киснем у мишей призводить до інтерстиціального легеневого фіброзу. Гостре або хронічне захворювання легенів може бути викликано не тільки одним агентом, але і в багатьох випадках взаємодією декількох агентів.

Перевірка знань

1) Збільшення клітин скелетних м'язів у спортсменів внаслідок фізичних вправ і підвищеної метаболічної потреби є прикладом:
а) патологічної адаптації
б) фізіологічної адаптації

Відповідь: Фізіологічна адаптація - це правильна відповідь.
Збільшення клітин скелетних м'язів у спортсменів за рахунок фізичних вправ і збільшення метаболічного попиту є прикладом фізіологічної адаптації, оскільки збільшення м'язів є корисним, а не шкідливим.

2) Клітинна відповідь, при якій спостерігається збільшення кількості клітин в тканині, відома як:
а) атрофія
б) гіпертрофія в
) гіперплазія
г) метаплазія

Відповідь: Гіперплазія - це правильна відповідь.
Гіперплазія - це збільшення кількості клітин в тканині.

3) Стан аномальних змін клітин або порушеного росту клітин, при якому клітини структурно змінюються за розміром, формою та зовнішнім виглядом від вихідного типу клітин, відомий як:
а) дисплазія
б) анаплазія в
) неоплазія

Відповідь: Дисплазія - це правильна відповідь.
Дисплазія - це стан аномальних змін клітин або порушення росту клітин, при якому клітини структурно змінюються за розміром, формою та зовнішнім виглядом від вихідного типу клітин.