Определение. Апоптоз[5] — запрограммированная, физиологическая гибель клеток. Ускорение апоптоза — одна из форм повреждения тканей, поэтому это явление рассматривается не только в курсе гистологии или нормальной физиологии, но и в курсе патологической анатомии. Угнетение апоптоза — один из факторов опухолевого злокачественного перерождения клеток.
Встречаемость. Апоптоз как патологическое явление чрезвычайно распространен. Он участвует в реализации патогенетических механизмов многих (а при дальнейшем изучении, возможно, окажется, что едва ли не всех) факторов повреждения, таких как гипоксия, токсические, физические, аутоиммунные воздействия на ткань. Известна его роль в развитии таких широко распространенных заболеваний, как ишемическая болезнь сердца, вирусный гепатит В и некоторых других — информация о роли апоптоза в патогенезе различных заболеваний в медицинской литературе нарастает в едва ли не в геометрической прогрессии.
Условия возникновения. Условием развития апоптоза в клетке является активация генетической информации, ранее находившейся в архивированном состоянии. Факторами патологической активации апоптоза служат те же физические и химические факторы, которые способны вызвать некроз ткани, только при относительно слабом их воздействии.
Биологический смысл такого реагирования тканей остается не вполне ясным. По нашему мнению, он может заключаться в следующем. Известно, что в ткани присутствуют клетки разного возраста. Возможно, что при патологическом воздействии организм жертвует «старыми» и, следовательно, функционирующими не очень эффективно клетками, которым «все равно скоро умирать», в пользу более молодых клеток, способных активнее противостоять повреждающему воздействию. То есть, таким образом повышается к.п.д. или соотношение «затраты/отдача». Не исключено также, что это — механизм уничтожения клеток с необратимо поврежденной ДНК (возможно, что это те же «старые» клетки).
Другим вариантом объяснения смысла ускорения апоптоза может быть, с нашей точки зрения, следующий. В норме апоптоз клеток является антиподом их размножению, и в норме размножение и физиологическая гибель клеток находятся в состоянии хоть и неустойчивого, но равновесия. При слабом воздействии повреждающих факторов обмен веществ и выработка энергии в клетках неизбежно страдают. Понятно, что в этих условиях клетка не может себе позволить тратить скудные энергетические запасы на свое деление и синтез факторов пролиферации, являющихся стимулом к размножению других клеток — ей бы сохранить свою структурную целостность, обеспечив минимально допустимый уровень обменных процессов. Возможно, что при остановке размножения клеток баланс «деление/апоптоз» нарушается, и последний активизируется в условиях, когда клетка не испытывает на себе регулирующего действия неких гуморальных факторов, выделяющихся в норме ею и соседними клетками.
Механизмы возникновения.Под действием повреждающего фактора происходит повреждение ДНК. При этом включаются клеточные механизмы «ремонта» ДНК, которые могут приводить к восстановлению ее структуры. Если же восстановления не происходит, то активируются гены, обеспечивающие реализацию механизма апоптоза. Параллельно под действием того же фактора клеточная мембрана становится более проницаемой для ионов Са2+, в присутствии которых активизируется ряд ферментов, в частности, эндонуклеаза ядра, обеспечивающая фрагментацию ДНК, трансглютаминаза цитозоля, ответственная за перекрестное связывание белков, протеаза, обеспечивающая разрушение цитоскелета.
Первоначально фрагментируется и лизируется ядро, а затем цитоплазма распадается на т.н. апоптотические тельца, фагоцитируемые близлежащими клетками.
Предполагается, что когда повреждающий фактор сильный и способен вызвать некроз, (но до него дело не доходит, поскольку человек умирает раньше), апоптоз может развиваться довольно быстро — в течение нескольких минут.
Макроскопическая картина.Макроскопически апоптоз никак не проявляется — проявляются его последствия.
Микроскопическая картина.При апоптозе в ткани среди внешне сохранных клеток появляются клетки-тени, не содержащие ядра (рис.36.1а), которые могут располагаться по одиночке или мелкими группками по нескольку клеток, что раньше обозначалось как моноцеллюлярные или групповые некрозы. Примечательно, что в отличие от некроза, демаркационного вала из нейтрофильных лейкоцитов вокруг зоны апоптоза не формируется.
Клиническое значение. Ускоренный апоптоз — это форма реализации одного из защитных механизмов — атрофии, о которой речь пойдет в одном из последующих параграфов. Он же является одним из механизмов реализации аутоиммунных заболеваний, посредством которых Т-киллеры уничтожают антигенно модифицированные клетки организма, также как те же Т-киллеры борются с трансплантатом. Апоптоз — фактор, уменьшающий количество действующих кардиомиоцитов и обусловливающий развитие кардиосклероза при ишемической болезни и некоторых других хронических заболеваниях этого органа. Несомненно, что защитная и повреждающая роли апоптоза в организме шире, чем мы это себе представляем на сегодняшний момент.