MORFOLOGICZNE WYKŁADNIKI ZABURZEŃ ODDYCHANIA KOMÓRKOWEGO:
NIEDOTLENIENIE (hypoxia)
USZKODZENIE RODNIKAMI TLENOWYMI
STARZENIE SIĘ (seniliatas)
ZANIKI (atrophiae)
Aktywne formy tlenu
O2.- rodnik nadtlenkowy (superoxide radical)
Wytwarzany głównie w błonach komórkowych (cytochromowa i NADH reduktaza ubichinonowa). Redukowany do H2O2
H2O2 nadtlenek wodoru (hydrogen peroxide)
Wytwarzany podczas różnych kreacji metabolicznych
.OH rodnik hydroksylowy (hydroxyl radical)
Wytwarzany w przebiegu tzw. reakcji Fentona
Fe2+ + H2O2 ----> Fe3+ + .OH + OH-
NO. tlenek azotu (nitric oxide)
Wytwarzany i oddziaływujący na komórki śródbłonka. reaguje gwałtownie z rodnikiem nadtlenkowym O2.- i daje wyjątkowo aktywny i toksyczny nadtlenek azotu ONOO-
O3 ozon (ozone)
Uszkodzenie popromienne tkanek
Promieniowanie jonizujące α, β, γ, protony
↓ → ciepło
Jonizacja i wzbudzenie
↓
tlen (tzw. efekt tlenowy) → Etap chemiczny: radioliza wody,
wytworzenie się wolnych rodników
neutralizacja chemiczna i
naprawa” enzymatyczna
Uszkodzenie DNA
↙ ↓ ↘ ↘
Mutacje mutacje martwice zatrzymanie podziałów
↙ ↓ ↘ ↙
KANCEROGENEZA ODLEGŁE OSTRE EFEKTY
SKUTKI
GENETYCZNE
Biologiczny przykład sprawności mechanizmów naprawczych uszkodzenia rodnikowe
Deinococcus radiodurans ◄[δεινός (deinos) – „straszny” + κόκκος (kokkos)- „pestka, ziarno, kulka”]
została odkryta w 1956 r. w mięsie sterylizowanym promieniowaniem jonizującym. Odporna na promieniowanie do 15 000 Gy (dawka LD50 dla człowieka = 5 Gy, dawka sterylizująca dla Escherichia coli – 1000 Gy)
Ostatnio sugeruje się, że nieznany mechanizm naprawczy może być zależny od napływu jonów molibdenu (specjalne enzymy naprawcze ?) lub wynika ze szczególnej konformacji przestrzennej kwasów nukleinowych (badania USHUS w Bethesda)
Stłuszczenie i martwica wątroby
CCl4 w hepatocytach
↓ siateczka gładka
powstanie rodników CCl3
↓ „przeciekajace”rodniki tlenowe
powstanie rodników kwasów tłuszczowych
dalsze utlenianie lipidów
(reakcja autokatalityczna dokonująca się wzdłuż błon mikrosomalnych)
↙↘
uszkodzenie błon siateczki endoplazmatycznej
odłączenie się polisomów
ubytek akceptorów lipidowych, spadek produkcji białek
uwolnienie produktów peroksydacji lipidów
uszkodzenie błon komórkowych
wzrost przepuszczalności dla jonów Na++, Ca++ oraz H2O2
obrzęk komórki
zablokowanie mitochondriów, enzymów cytosolowych, denaturacja białek
Uszkodzenie alkoholowe wątroby
Telomery jako „zegar biologiczny”
Wykładniki morfologiczne starzenia się (ang. aging, łac. senilitas):
• nieregularność kształtu i zabarwienia jader komórkowych, są one płatowe
• pojawienie się zjawiska kariokinezy bez cytokinezy (aneuploidia)
• mitochondia są polimorficznei zwakuolizowane (zwyrodnienie onkocytarne ◄[ gr. „ό̉γκος”(onkos) - „masa, nabrzmienie, grudka”])
• zwiekszenie ilosci lipofuscyny
• zmniejszenie się objetości siateczki śródplazmatycznej, dezorganizacja aparatu Golgiego
• zaniki
Podstawowe zjawiska podczas starzenia się:
• zmniejszenie szybkosci fosforylacji oksydatywnej (spadek metabolizmu komórkowego)
• zmniejszenie sprawnosci naprawy uszkodzeń kwasów nukleinowych
• glikozylacja białek
• zmniejszenie uwodnienia białek (zmiana stanu koloidalnego hialoplazmy – histereza białek: zmniejszenie dyspersji białek)
• zmnijeszenie sprawnosci białek opiekuńczych (zmiana ich konformacji)
• zmniejszenie sprawnosci enzymów zabezpieczajacych przed rodnikami tlenowymi i rodnikami lipidowymi
Lipofuscinosis
Zanik ang. atrophy, łac. atrophia
Przyczyny:
• atrophia senile
• atrophia ex inaninatione (cachexia)
• atrophia e comprssione
• atrophia ex inactivitate
- neurogenes
- endocrinogenes np.:
choroby tarczycy: cachexia strumpirativa,
przysadki: choroba Glińskiego –Simmondsa, choroba Sheenana...
bombelspec