• внезапной и продолжительной нехваткой питательных веществ;
• резким недостатком кислорода (аноксия);
• сильнейшими физическими и химическими травмами из-за интенсивного воздействия тепла, токсичных веществ или давления.
Некроз используют для описания всех изменений, через которые клетки и ткани проходят в процессе гибели. Клетки и органеллы не могут контролировать собственный объем и начинают набухать. В результате они лопаются и изливают свое содержимое на близлежащие области. Это очень грязный процесс, вызывающий локальную воспалительную реакцию.
Запрограммированная гибель клетки: апоптоз
В отличие от некроза, запрограммированная гибель клеток (PCD – от англ. programmed cell death) представляет собой планируемый или регулируемый сценарий гибели. PCD – это строго регламентированная процедура, происходящая в развитии организма по плану. Естественная, или «физиологическая», гибель клеток может происходить в определенных тканях на отдельных этапах развития либо затрагивать весь жизненный цикл (например, при обновлении иммунных клеток). PCD удаляет нежелательные и потенциально опасные клетки. Таким образом, PCD может возникать из-за различных стимулов, однако сам механизм гибели клеток подчинен определенному процессу под названием «апоптоз».
На этом рисунке показаны основные стадии апоптоза. Митохондрии сохраняются в клетке до самых поздних стадий, так как апоптоз является энергетически затратным процессом.
Понятие «апоптоз» происходит от греческого слова, обозначающего «листопад». Этот термин ввели патологоанатом Эндрю Уилли и его коллеги в 1971 году. Апоптоз – это «встроенная» программа гибели внутри клеток, эффективный и чистый способ избавления от нежелательных и умирающих клеток. Несмотря на то что термины «PCD» и «апоптоз» часто используются как синонимы, бывают случаи, когда PCD не является апоптозом. Например, клетки, выстилающие матку, запрограммированы на гибель к началу менструации, но по факту они погибают от некроза в результате недостаточного кровоснабжения.
В отличие от некротических клеток, на апоптозные действует ряд белков, которые называются каспазами. Апоптозные клетки не разбухают, а, наоборот, сжимаются и со временем распадаются на мембранно-связанные везикулы (апоптозные тельца). На поверхности этих везикул располагаются специальные маркеры, которые привлекают белые кровяные тельца (фагоциты), поглощающие клетки. Клеточные компоненты оборачиваются защитной протеиновой оболочкой, благодаря чему в апоптозе, в отличие от некроза, нет «утечки» потенциально вредных субстратов.
Темная сторона апоптоза
Апоптоз отвечает за поддержание нормального тканевого баланса, но в то же время связан и с рядом заболеваний. Следовательно, у апоптоза, как и у некроза, есть своя темная сторона.
Слишком слабый апоптоз (в клетке с аномальной устойчивостью к апоптозу) вызывает следующее.
Врожденные дефекты.
Лишние клетки не отмирают.
Аутоиммунные заболевания.
Накапливаются аутоиммунные реактивные клетки.
Рак.
Клетки с поврежденными генами, управляющими ростом, не умирают и продолжают расти.
Чрезмерный апоптоз (когда апоптоз активируется в клетке, в которой его быть не должно) может иметь следующие последствия.
Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД).
Белые кровяные тельца (Т-клетки) начинают погибать после заражения вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). Подробнее см. «Иммунодефицит» на стр. 163.
Дегенеративные заболевания нервной системы.
Начинают гибнуть нейроны, что ведет к ухудшению работы мозга. Подробнее см. параграф «Нейроны» на стр. 190–191.
Инсульт.
Временный недостаток кислорода в клетках головного мозга приводит к их гибели от апоптоза.
Глава 3 Идеальная обертка
Покровная система
Известная компания по уходу за кожей говорит нам: «Любите кожу, в которой вы живете». И это справедливо, ведь кожа у нас одна. Хотя на самом деле кожа обновляется чуть ли не каждый месяц, но меняется только ее поверхностный слой…
Кожа относится к покровной системе. Кожа и ее производные формируют покровный слой, или интегумент (от лат. integumentum – покрытие). Кожа не только покрывает всю поверхность тела, но и выстилает ротовую полость, а также анальный канал. Так почему же мы должны любить свою кожу? Вот несколько причин:
• это самая заметная часть тела, влияющая на внешний вид;
• кожа бывает разных оттенков;
• это основной барьер между нами и внешним миром – кожа является первой линией защиты от вредных химических веществ и микробов;
• кожа помогает контролировать температуру тела;
• под действием солнца она вырабатывает важнейший укрепитель костей – витамин D;
• кожа эластична, но прочна, непроницаема, но не позволяет организму высыхать;
• кожа передает сенсорную информацию об окружающей среде;
• она помогает защитить нас от ультрафиолетового излучения.
Что здесь можно не любить? Конечно же, кожа заслуживает должного внимания. В отличие от многих герметичных оболочек, кожа представляет собой необычайно активный и разноплановый, дышащий и секреторный орган. Кроме того, она весьма скрупулезно следит за всем, что попадает внутрь. Например, если бы мы были жирорастворимым химическим веществом и отчаянно пытались пройти фейсконтроль в клуб под названием «организм», то нам стоило бы обходить стороной ступни, чтобы на входе не прождать слишком долго. Быстрее всего мы пройдем фейсконтроль в мошонке. Так что, если нам вдруг захочется поскорее попасть в организм, заходить лучше оттуда.
Кожный покров состоит из трех слоев: эпидермиса, дермы и нижнего слоя – гиподермы.
Слои кожного покрова
Существует три защитных слоя покровной ткани. Внешний слой, или эпидермис, прочно соединен с более глубоким слоем – дермой. Именно на такую глубину набиваются татуировки. Под этими слоями располагается гиподерма, которая состоит в основном из жировых клеток и соединяет кожу с мышцами и костями.
К вспомогательным структурам кожи относят волосы и ногти, а также секреторные железы, выделяющие пот или маслянистое вещество под названием «себум» (кожное сало). Все они образуются из одного эмбрионального слоя, который затем развивается в эпидермис и простирается вплоть до дермы.
