血管瘤论坛 血管瘤坏死治疗 细胞结构和功能在坏死疗法上的意义

细胞结构和功能在坏死疗法上的意义

发布者: 血管瘤论坛   2020-1-13 09:56   1758  

       细胞是人体结构和功能单位,体内所有的生理功能和生化反应,几乎都是在细胞结构的物质基础上进行的。包括:①细胞内的生理和生物化学过程,通过微细的细胞内结构来完成同化和异化作用。②细胞和周围环境的物质交换过程,通过细胞膜进行细胞浆和细胞间组织液的物质交换,细胞间组织液又与血管和淋巴管间存在着物质交换过程。③神经一内分泌参与调节。

       坏死疗法对肿瘤细胞的杀伤机制,主要通过以下几个方面的细胞内直接代谢过程:①高渗作用:高浓度尿素和氯化钠注入血管瘤内,造成血管瘤组织高渗透压环境,细胞浆内液体向外渗透,而药液向细胞浆内渗入,使细胞浆蛋白质变性,细胞核固缩。②细胞膜溶解作用:尿素具有角质溶解作用,可使细胞膜发生溶解、破裂、细胞浆外溢,导致细胞死亡。③药物直接破坏作用:高渗尿素和氯化钠渗入细胞浆内或通过破裂的细胞膜直接进入细胞浆内,引起细胞核固缩、蛋白质变性、线粒体破坏、溶酶体破裂而释放出大量的溶酶,溶酶发挥消化作用,使细胞自己消化自己,加速细胞死亡。

       细胞结构大致可分为3部分:细胞膜、细胞核和细胞浆。在普通光镜下只能把细胞分成这3部分,而对它们的微细结果只有用电子显微镜才能观察到。关于细胞概念,可以认为细胞主要是由以上3部分及一系列微细结构所构成。细胞的表面有细胞膜,使细胞与周围环境分开,细胞浆内含有结构与功能不同的各种细胞器,即线粒体、内质网(亦称内浆网)、高尔基体、溶酶体、核膜。除了这些细胞器外,细胞浆基质中还有游离的核蛋白体、微丝、糖原和脂肪滴等。细胞核有核膜、染色质及核仁等成分。

       细胞膜一切细胞都包着一层薄膜。称细胞膜。除细胞膜外,还有核膜、内质网、高尔基体、线粒体等膜性结构,统称为生物膜。生物膜在结构上都以双分子层的磷脂为基架,内中镶1.嵌着蛋白质和其他脂类。

       细胞膜不仅仅起包裹作用,防止细胞内容流出,还有各种受体蛋白和酶类,它们可根据作用膜上的化学信号改变自己的活性。另一些细胞(如淋巴细胞)上有特殊的抗体物质存在,和相应的抗原作用时可引起免疫反应。如坏死疗法中癌组织变性的生物大分子或蛋白性物质即能刺激机体产生免疫反应物质,被视为内源性抗原与免疫原。坏死的肿瘤组织作为抗原可激发抗体的形成及使淋巴细胞致敏,并释放出生物活性物质,参与细胞免疫反应。

关于细胞膜泵已为医学及生物学界公认。就细胞膜而言,细胞内K+正常时其浓度超过膜外很多,约达30倍。Na+浓度正常时则膜外超过膜内,约达12倍。维持着K+在细胞内高浓度和Na+在细胞外高浓度,就是由于膜上存在一种钠-钾泵(简称钠泵)。坏死疗法中高浓度尿素能使细胞膜溶解,渗透性增高,使钠泵作用受到破坏或直接使细胞膜溶解破裂,胞浆外渗或外溢,细胞内环境破坏,导致瘤细胞死亡。

       2.细胞浆细胞浆并非均匀一致的浆状物质,其中含有各种具有一定结构并进行着一定功能活动的小器官,称做细胞器及基质(基质含大量蛋白质和糖等)。

       (1)线粒体:线粒体是细胞的“发电厂”,糖、脂类和氨基酸在线粒体内被氧化为水和二氧化碳,放岀时能量转为ATP,供给机体的一切生理活动所需的能量。

       线粒体具有复杂的特有结构,外围以双层膜包绕,外层膜平滑,内层膜向内皱折而形成许多小幡,并被嶠分成许多相通的小室。幡的表面覆盖有大量的球形颗粒。

       物质在生物体内的氧化分解称为生物氧化。人体能利用呼吸时吸入的氧将摄入体内的糖、脂肪、蛋白质等氧化分解,释放能量,最终转变为水和二氧化碳。故细胞在进行生物氧化时常表现为细胞摄取氧气,并释放出二氧化碳,而肺吸入氧和呼出二氧化碳的作用实际上是体内各种组织利用氧气和放出二氧化碳的总结果,因此有人将生物氧化称细胞呼吸。

       线粒体的主要功能是使作用物脱下的氢通过电子传递体系逐步传递给氧,同时进行氧化磷酸化。物质在线粒体中氧化所释放的能量有50%可形成ATP中的高能磷酸键,人体生命活动所需的能量绝大部分是在线粒体生成的,故线粒体犹如细胞内的“发电厂”。线粒体的外膜、内膜(包括伸入基质的幡)、膜间隙及间液中均含有很多的酶,其中大部分酶是和生物氧化有关的。对线粒体氧化磷酸化的结构基础,现观察到嶠上的突起,突起的大部分呈球形,它以柄部和内膜基底部连接,头部,柄部和基底部共同组成三分子体,后者重复排布,镶嵌磷脂和结合蛋白,组成内膜。

       一般认为头部相当于ATP合成酶(偶联因子F1),柄部为棒状蛋白分子,可能是将氢和氧化合时所释放的能量转给ADP生成ATP的部分,与偶联过程有关。基底部可能是电子传递系统所在。在上述三分子体的基底部,四周环绕着4种电子传递复合物,基底部和4种复合物之间由双层磷脂、胆固醇和结构蛋白镶嵌充填,在偶联磷酸化时,三分子体可与复合物靠拢,将磷脂挤出,完成偶联磷酸化作用。

       线粒体中有一些蛋白质可与Ca*结合,因此它也是细胞内储存Ca"的装置,另外有“钙泵”。在坏死疗法中,高渗尿素和氯化钠渗入胞浆内,使胞浆蛋白质变性,线粒体膜溶解破坏,导致线粒体破坏,最后引起细胞死亡。

       (2)内质网:由单层膜构成的大小不等的小泡或管状的膜性结构,其中含有大量的核糖体。颗粒附着者称粗面内质网,为外输性蛋白的合成处。表面无核蛋白体附着者为滑面内质网,与类固醇激素合成、糖原合成、盐酸分泌有关,浆细胞中粗面内质网发达,覆盖上皮中较少。

       (3)核蛋白体:由RNA和蛋白质构成,亦称核蛋白体,其所含的核糖核酸,称核蛋白粒核糖核酸(rRNA),是在细胞核内合成的,每个核蛋白由两个单位合成,分别称大亚单位和小亚单位,大小亚单位沉淀系数(S)分别为60S和40S。

       核蛋白体是制造蛋白质的小器官,只有当蛋白质开始进行合成时,核蛋白体的两个亚单位才结合在一起,一旦蛋白质停止合成,核蛋白粒就解离为它的亚单位。另外常如串珠般连在一起,小串为几个,大串可达40~50个,在一条信息核糖核酸(mRNA)链上进行蛋白质合成,叫多聚核蛋白粒。游离在细胞浆中的核蛋白体,称游离核蛋白体,它主要合成结构蛋白,也称内源性蛋白质。附着在内质网膜上的核蛋白体,称固着核蛋白体,它主要合成分泌蛋白或输出蛋白质。

       Mg2+对核蛋白体的稳定很重要,Mg2+减少到一定程度时核蛋白体就解离为两个小亚单位。

       在分裂繁殖活跃的胚胎细胞、幼稚血细胞、浆细胞中游离的核蛋白体较丰富。分化不良、生长迅速的肿瘤细胞中核蛋白体也往往较多,可解释为何大多数癌细胞的胞浆在光镜下呈嗜碱性染色,因为它的磷酸基团对苏木精等碱性液有亲和力。

       (4)高尔基体:亦称为内网器,是一种特殊的滑面内质膜,由许多扁束、大泡和小泡构成,在功能上和一些内分泌细胞进一步加工有关。内网质有通路到高尔基体,糖、脂质、蛋白的结合均在其中进行,溶酶体的外膜也在其中形成。

       (5)溶酶体:为微小的膜性囊泡,含有大量的水解酶。为细胞消化器官,也有防御保护功能,能将吞饮和吞噬的物质分解。

       瘤细胞内溶酶体的情况随其组织学类型、代谢活性、分化状况等因素而异,在侵袭力强的瘤细胞中溶酶体的数目增多,释放大量的酶可为瘤细胞的浸润开路。在放疗和化疗以后,瘤细胞中的溶酶体异常增多,而起到分解瘤细胞本身作用,称自噬现象。

       坏死疗法中,尿素和氯化钠用小剂量时细胞缩小,核固缩、核膜陷、线粒体肿胀、空泡变性、溶酶体肿胀和破裂,大剂量时细胞结构模糊或消失。发生溶酶体的破裂可导致瘤细胞死亡。

       (6)中心体、微管、微丝:中心体由两个中心粒组成,后者由9个平行微管三联体构成,呈中空的圆筒状。中心体有丝分裂时向细胞两极拉开,借纺锤体(微管)将染色体牵向两端,故在分裂繁殖活跃的肿瘤中,中心体易于见到。

       微管由13条较微细的丝状结构所组成,可作为细胞支架、细胞传导器及物质的胞内流动轨道,特别与有丝分裂有关。

       微丝长短不一,可为钙盐沉着提供支架。以上丝状成分普遍存在于细胞浆之中。按其粗细分成两类,最细为肌动蛋白,只有6f«n;直径较粗的是肌球蛋白和微管,直径为16~22nm,直径较细为7〜llnm称中间丝。根据化学成分和免疫特点,中间丝分为5大类,它们广泛存在于上皮细胞的角蛋白、肌肉中的结蛋白、间充质起源的波形纤维蛋白、神经中的神经丝和星形细胞中的胶原纤维蛋白中,中间丝在病理诊断上已广为应用。

       3.细胞核细胞核在结构上可分为4部分,即核膜、核浆、核仁及染色质。

       核膜系包绕在细胞核外面的粗面内质网,因而是由两层膜构成的,核膜上有小孔,称作核膜孔,其作用是调节或控制核和细胞浆之间的物质流通。已知RNA是由细胞核移至细胞浆的,蛋白质则可向两方向移动。核膜的外面还和细胞浆中其他膜性细胞器如内质网等相连接。

       核仁是核内的球形小体,不同的细胞、核仁大小和数目不同。神经元细胞核仁大,肌肉细胞核仁小,核仁固体中约有80%蛋白质,11%RNA,8%DNA。

       核浆,是指核仁和染色质以外的液体部分,内部有制造RNA的原料及有关的酶类等。细胞核所含核糖核酸约占细胞的含量30%,其中约有20%在核仁。

       染色质,在细胞不分裂静止期,胞核中染色质以伸展形式存在,不易见到。在细胞进行分裂期间,染色质浓缩为染色体,人体含22对常染色体,1对性染色体。染色体主要由核酸和蛋白质组成,其中的DNA最有特征性,细胞结构和功能决定于所含的蛋白质,合成何种蛋白质取决于核内DNA的结构和调节。

       细胞核的化学组成有DNA和RNA两类核酸,碱性的组蛋白和非组蛋白的其他蛋白质以及磷脂和K+,Ca2+,Mg”等。

       细胞核中组蛋白属于碱性蛋白,等电点pH大于或等于10。组蛋白带正电荷。可借静电引力与DNA结合,形成染色质。染色质以两种方式存在,若DNA双螺旋结构紧密盘曲,凝聚成团者叫异染色质。若结构松解而伸展、稀疏呈线者叫常染色质。

       恶性肿瘤的细胞核体积大,形状不规则,.核膜皱褶、内陷或外凸,且较厚,核仁体积大且数目多、不规则,核仁丝粗,反映合成蛋白质功能旺盛,正常细胞发生癌变反映核代谢的调节障碍。

       在坏死疗法中高浓度的尿素和氯化钠通过细胞膜进入胞浆内,使细胞核膜溶解破裂,胞核固缩,核蛋白变性,胞核破碎,或细胞结构模糊不清,致使细胞死亡。

       局部组织或细胞死亡称为坏死。

       肿瘤细胞的坏死主要表现为核固缩f核碎裂-核溶解,最后胞核、胞浆,胞膜全部崩解。


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