Cuprins prefaţĂ

Al doilea tip de tumefiere – tumefierea de amplitudine înal­tă, apare ca rezultat al creşterii permeabilităţii membranei in­ter­ne a mitocondriilor. Consecinţa acestui proces este nivelarea şi frag­men­tarea cristelor mitocondriale. Tumefierea de amplitudine înal­tă poate fi corectată prin creşterea nivelului de ATP şi a con­cen­traţiei de magneziu. Alterarea membranei externe a mitocon­dri­ilor este un proces ireversibil, însoţit de pierderea granulelor matricei. Etapa finală e caracterizată prin distrugerea membra­ne­­lor interne şi externe ale mitocondriilor, formarea pe membrana internă a precipitatelor de fosfat de calciu, ce contribuie la cal­ci­ficarea ireversibilă a mitocondriilor.

Deformarea cristelor mitocondriale cu micşorarea numă­ru­lui acestora atestă o activitate funcţională joasă a mitocondriilor, în timp ce creşterea numărului de criste denotă intensificarea ener­­go­­­genezei conform necesităţilor celulei.

Paralel cu modificările cantitative şi calitative ale cristelor mitocondriale se determină modificări structurale ale granulelor matricei mitocondriale. Aceste granule cu diametrul de la 20 la 50 nm acumulează cationi bivalenţi. Matricea granulelor e formată din proteine, lipide, ioni de potasiu, magneziu, fosfor. Creş­­terea volumului granulelor se determină în celulele ce con­ţin în exces ioni de calciu. Hipertrofia granulelor poate fi depis­ta­tă în ischemia miocardului, în hepatocite la intoxicaţii cu CCl₄, în celulele musculare în caz de tetanos. Micşorarea numărului de granule sau chiar lipsa acestora se constată în celulele tumorale, în epiteliocitele intestinale şi hepatocite supuse ischemiei.

Creşterea numărului şi dimensiunilor mitocondriilor s-a de­pis­tat în celulele tumorale, în celulele ţesuturilor hipertrofiate şi în inflamaţii, în glandulocitele tiroidei, paratiroidelor, glandelor mamare, glandelor salivare şi bronhiale.

O dereglare funcţională a mitocondriilor comună pentru toate leziunile descrise este decuplarea oxidării şi a fosforilării oxidative.

Cristele mitocondriale conţin ATP-sintetază, care cuplează oxi­­darea substanţelor în ciclul Krebs şi fosforilarea ADP-ului până la ATP. În urma cuplării acestor procese energia eli­­be­­rată în procesul oxidării este stocată în legăturile macroerge ale ATP-ului. Ulterior energia eliberată din ATP poate fi folosită pentru realizarea funcţiilor celulare multiple.

Procesul de fosforilare oxidativă din mitocondrii posedă un ran­­dament energetic mai mare comparativ cu procesul de gli­co­liză anaerobă din citozol. Astfel, dintr-o moleculă de glucoză în primul caz se formează 38 molecule de ATP, iar în al doilea doar 2 molecule.

Sunt cunoscuţi numeroşi factori ca 2,4-dinitrofenolul, di­cu­­marolul, bilirubina, care pot decupla oxidarea de fosforilare cu eliberarea energiei sub formă de căldură. Decuplarea acestor procese conduce la diminuarea sintezei de ATP şi penuria ener­­ge­­tică a celulei, ceea ce alterează procesele energodependente atât în insăşi mitocondrii, cât şi în alte structuri celulare (pom­­pele ionice din plasmolemă ş.a.). Astfel, consecutiv decuplării proceselor de oxidare şi fosforilare mitocondriile îşi pierd ca­pa­­citatea de a acumula ionii de calciu şi potasiu, ceea ce micşo­rea­­ză potenţialul transmembranar, provoacă ieşirea ionilor de Ca²⁺ din mitocondrii, spargerea electrică a membranei mitocondriale sub acţiunea propriului potenţial. Conform viziunii contempo­ra­­ne, anume alterarea mitocondriilor prezintă un factor decisiv în dezvoltarea proceselor patologice celulare ireversibile.

Penuria energetică a celulei drept consecinţă a leziunilor mito­con­driale afectează pompele ionice de Na⁺ şi K⁺, ceea ce ani­­hi­­lează gradientul ionic, gradientul electric cu depolarizarea mem­­bra­­nei citoplasmatice şi mitocondriale. Menţinerea gradien­te­lor de Ca⁺⁺ este datorată activităţii canalelor de Ca⁺⁺ potenţial de­­pen­­dente şi a pompelor ionice – Ca⁺⁺ – ATP-aza de pe mem­bra­na citoplasmatică, care expulzează Ca⁺⁺ din celulă în ex­te­rior, Ca⁺⁺ – ATP-aza din membrana reticulului citoplasmatic, ca­re re­cap­tează ionii de Ca din citoplasmă şi îi înmagazinează în interiorul reticulului şi în pompa similară de pe membrana mito­con­driilor. Consecinţă a leziunilor mitocondriale este anihilarea gra­dien­­tului de Ca⁺⁺ mitocondrii-hialoplasmă şi mărirea con­cen­traţiei aces­­tui ion în hialoplasmă. Concentraţia sporită de calciu în hialoplasmă are mai multe consecinţe: persistenţa contracţiei miofi­b­rilelor, activarea proteazelor lizozomale, a ATP-azelor, en­­donucleazelor, fosfolipazelor.

6.5. Leziunile lizozomilor

Lizozomii sunt organite veziculare, formate în aparatul Golgi şi dispersate în toată citoplasma. Lizozomii reprezintă un sistem digestiv intracelular, ce conferă celulei posibilitatea de a digera diferite particule străine. În lizozomi s-au depistat pes­te 50 hidrolaze acide (catepsine, ribonucleaze, hialuronidaza, fosfataza acidă), fos­fa­­taza alcalină, iar principalele substanţe pe care le digeră sunt proteinele, acizii nuc­leici, mucopolizaharidele, lipidele şi glicogenul.

Manifestare a leziunilor lizozomale este tumefierea şi desta­­bi­­lizarea membranelor lizozomale.

În mod normal membrana lizozomală împiedică contactul en­zimelor din interiorul lizozomilor cu elementele din cito­plas­mă, şi astfel sunt evitate procesele autolitice eventuale. Desta­­bi­­li­­zarea sau chiar ruperea membranei lizozomale conduce la ieşi­rea hidrolazelor în citosol, la hidroliza compuşilor organici din hialop­­lasmă şi a organitelor celulare şi, în final, la autodegra­da­rea, autoliza celulei.

Tumefierea şi destabilizarea membranelor lizozomale cu creş­terea permeabilităţii acestora sunt provocate de hipoxie, aci­­do­­ză, peroxidarea lipidelor membranare şi se instalează la acţi­­unea radiaţiei ionizante, a endotoxinelor bacteriene în toate ti­pu­­rile de şoc, hipovitaminoze, hipervitaminoza A. Consecinţă a lezării lizozomilor este ieşirea hidrolazelor lizozomale în hialo­plas­­mă cu degradarea substratelor specifice, inclusiv a prote­ine­lor, cu iniţierea proceselor autolitice intracelulare, care conduc la dezintegrarea celulei. Totodată enzimele lizozomale ies din ci­­to­­plasma celulelor afectate în spaţiul intercelular, pătrund în me­­diul intern, inclusiv şi în sânge (enzimemia) cu dezintegrarea structurilor distanţate de focarul afecţiunii celulare primare.