HÜCRE ADAPTASYONU

(1)

• Fizyolojik stresler ve patolojik uyaranlarla

karşılaştıklarında bunlara uyum (ADAPTASYON) gösterip, canlılıklarını ve işlevlerini koruyarak yeni bir denge durumuna ulaşırlar.

HÜCRE ADAPTASYONU

(2)

Normal hücre

Hücresel adaptasyon

Reversibl hücre hasarı İrreversibl hücre hasarı

Hücre ölümü

Nekroz Apopitoz

Hücre hasar etkeni

(3)

Hücresel Adaptasyonlar

• Atrofi

• Hipertrofi

• Hiperplazi

• Metaplazi

(4)

ATROFİ:

• Hücre içeriğinin kaybolması ile hücrenin boyut ve fonksiyonlarında azalma

• Hücre yaşamını sürdürebilmesinin mümkün olduğu daha küçük bir boyuta iner ve hücrenin boyutları ile azalan

beslenme, kanlanma veya trofik uyarı arasında yeni bir denge durumuna ulaşılır.

• Sıklıkla otofaji artışı ile birliktedir (Hücre kendi

organellerini sindirir). Hücre içinde otofajik vakuollerin sayısı artar.

Atrofi çeşitleri:

1. Fizyolojik atrofi

Gebelikten sonra uterus küçülmesi

2. Patolojik atrofi

(5)

• Kullanılmama atrofisi: Alçıya alınan ekstremitede kas atrofisi ve osteoporoz

• Denervasyon atrofisi: Travmatik sinir kesisi

• Kan akımı azalmasına bağlı atrofi: İskemi Ateroskleroz ile ileri yaşta beyin atrofisi

• Yetersiz beslenmeye bağlı atrofi

• Endokrin stimülasyon kaybına bağlı atrofi: Menopozda endometrium atrofisi,vaginal epitel atrofisi

• Senil atrofi: Yaşlanma ile kalp ve beyinde hücre kaybı

• Basınç atrofisi: Tümörler çevre dokuya basınç yaparak

atrofiye sebep olur.

(6)

Atrofi

(7)

(8)

(9)

HİPERTROFİ

• Hücre boyutlarında artış

 Organ boyutlarında artış

• Bölünme yeteneği olmayan hücrelerde görülen uyum yanıtı Ör: Kalp kası, İskelet kası

1. Fizyolojik (sporcularda çizgili kas hipertrofisi) 2. Patolojik (Hipertansiyon veya aort kapak

hastalığı nedeniyle kalp hipertrofisi)

(10)

Stres devam ediyor

(11)

HİPERPLAZİ

Hücre sayısında artış

Çoğalma yeteneği olan hücrelerde görülen bir uyum yanıtı Hiperplazi ve hipertrofi birlikte görülebilir.

Ör: Gebelikte uterus büyümesi Fizyolojik hiperplazi

1. Hormonal hiperplazi

Pubertede meme, gebelikte uterus hiperplazisi 2- Kompansatuvar hiperplazi

Parsiyel hepatektomiden sonra KC rejenerasyonu Patolojik hiperplazi

Aşırı hormonal stimülasyon hücreleri etkileyerek hiperplaziye yol açar.

Endometrial hiperplazi

(12)

(13)

METAPLAZİ:

• Olgun bir hücre türünün yerini, hücre hasarından korunma amacı ile, başka bir olgun hücrenin

(hasara daha dayanıklı) alması

• Kök hücrelerin genetik olarak yeniden programlanması ile gerçekleşir.

• Fonksiyon bozukluğu ve irritasyonun uzun süreli olduğu durumda malign transformasyon riski

oluşur.

(14)

Bronş mukozasında yassı hücre metaplazisi

(Sigara, A vit eksikliği)

Özofagusta Barrett

metaplazisi

(15)

HÜCRESEL HASAR-ÖLÜM

• Hücre hasarı nedenleri (etyoloji)

• Hücre hasarı mekanizması (patogenez)

• Hücre hasarı morfolojisi

Hücre hasarı

İç ve dış etkenlerin sonucunda uyum sağlayamayacağı derecede strese maruz

kaldığında hücre metabolizması ve fonksiyonlarının bozulması

(16)

Hücre hasarı etyolojisi (nedenleri):

1. Hipoksi (Oksijen eksikliği):

– Aerobik oksidatif solunumu engeller.

– İskemi (en sık hipoksi sebebi), kanın yetersiz oksijenlenmesi (pnömoni), kanın oksijen

taşıma kapasitesinde azalma (CO

zehirlenmesi, kan kaybı), kalp yetmezliği – İskemi: Arteriyel kan akımının kesintiye

uğraması veya venöz dönüşün engellenmesi) 2. Fiziksel ajanlar:

Mekanik travma, ısı değişiklikleri, radyasyon,

elektrik şoku, atmosferik basınç değişiklikleri

(17)

3. Kimyasal ajan-ilaçlar:

Zehirler, ilaçlar (uygunsuz kullanım, aşırı duyarlılık), çevre kirliliği, tuz-şeker

4. Enfeksiyon ajanları:

Virüs, bakteri, parazit

5. İmmünolojik reaksiyonlar:

Allerjik reaksiyonlar, otoimmün hastalıklar 6. Genetik bozukluklar

7. Nutrisyonel bozukluklar

Protein- kalori yetersizliği, hayvansal yağlardan zengin beslenme, beslenme aşırılıkları)

8. Yaşlanma

Hücreler ve dokuların kendini onarma

yetenekleri - direnç 

(18)

Hücre hasarı mekanizması (patogenezi)

• Hücrenin zedeleyici etkenlere yanıtı zedeleyici etkenin tipi, süresi ve şiddetine bağlı

(İskemi süresi, toksin maruziyetinin dozu, süresi) Geri dönüşlü (reversibl) → Geri dönüşsüz

(irreversibl)

• Zedelenme sonuçları hücre tipi, durumu ve uyum yeteneğine bağlı

Hücre ölümü bacaktaki çizgili kasta- 2-3 saat,

kalp kasında 20-30 dk sonra olur.

(19)

• Zedelenme etkene bağlı olarak hücre

bileşenlerinden biri veya daha fazlasının biyokimyasal ve fonksiyonel düzeyde

bozulmasıyla oluşur.

(20)

Hücre hasarı mekanizması (patogenezi)

• Hedefler:

1. ATP sentezi yapan mitokondriler

2. Membran bütünlüğünün bozulması (sitoplazma memb., organel memb.)

3. Enzim ve yapısal proteinlerin sentezinin engellenmesi

4. Genetik materyal hasarı

(21)

Hücre hasarı mekanizması (patogenezi)

• Yol:

1. ATP’ nin azalması

2. Mitokondri zedelenmesi

3. Kalsiyum dengesinin bozulması, intrasitoplazmik Ca birikimi

4. Serbest oksijen radikalleri birikimi (lipid peroksidasyonu)

5. Genetik materyal hasarı

6. Membranlarda geçirgenlik artışı (mitokondri,

lizozom, hücre membranı)

(22)

1. ATP azalması:

• ATP, 2 yolla yapılır.

– ATP, mitokondrilerde oksidatif fosforilasyon ile üretilir – Anaerobik glikojenoliz (hücre içi glikojen / dolaşımdaki

glikojen)

Karaciğer gibi glikojen deposundan zengin hücreler beyin gibi glikoliz kapasitesi düşük organlara göre hipoksi ye(oksijen eksikliği) daha dayanıklıdır.

• ATP kaybı nedenleri:

– Oksijen ve besin alımının azalması – Mitokondri zedelenmesi

– Bazı toksinler (siyanid gibi)

(23)

• ATP hücre içinde tüm yapım ve yıkım işlemlerinde gereklidir.

(membran transportu, protein sentezi, lipid yapımı, fosfolipid yıkımı gibi)

• ATP düzeyinin %5-10’un altına inmesi pekçok kritik hücresel olayı başlatır.

1. Sitoplazma membranındaki enerji bağımlı Na pompası aktivitesi bozulur  Hücre içinde Na birikimi ve dışarı potasyum çıkışına neden olur.

2. Anaerobik glikoliz 

Glikojen depoları hızla boşalır, laktik asit birikir ve ph (pekçok hücresel enzimin etkinliği azalır)

3. Ca pompası bozulur:

Hücre içine Ca dolar- Organeller zarar görür.

4. Ribozomlar düz ER’dan ayrılır

 Protein sentezi bozulur.

 Mitokondri ve lizozom membranlarında geri dönüşsüz zedelenme meydana gelir.

(24)

• Sitoplazmik Ca artışı, reaktif oksijen türevleri  MİTOKONDRİ ZEDELENMESİ

1. Oksidatif fosforilasyon durur.

2. Mitokondri membran geçirgenliği 

 Sitokrom C ve diğer pro-apoptotik proteinler sitoplazmaya geçer.

APOPTOZ

2. Mitokondri zedelenmesi:

(25)

• Hücre içinde Ca mitokondri ve düz ER’da yüksek oranda bulunur.

• Normalde sitoplazma içinde Ca miktarı çok düşük oranda

(mitokondri ve düz ER ve hücre dışına göre) tutulmaya çalışılır.

 ATP bağımlı Ca taşıyıcıları sağlar

• Sitoplazmik Ca artışı:

1. Çeşitli yıkım enzimlerini aktifleştirir.

– Fosfolipazlar – Proteazlar

(Proteinlerin yıkımı )

– Endonukleazlar  DNA ve kromatin parçalanması – Adenozin trifosfatazlar  ATP yıkımı

2. Apoptozu başlatır (Mitokondri geçirgenliğini arttırarak veya kaspaz denilen apoptozu başlatan enzimleri aktifleştirerek)

Membran (lizozom, mitokondri) hasarı

3. Sitoplazmik Ca artışı:

(26)

Dış yörüngelerinde eşlenmemiş tek bir elektronu bulunan kimyasal maddeler

• İnorganik ve organik kimyasallar ile reaksiyona girmek için aşırı derecede reaktif

• Süperoksid (O2¯), hidrojen peroksid (H2O2¯), hidroksil (OH¯)

• Normalde mitokondride enerji üretimi sırasında oluşur, ancak

ortadan kaldırılır. Bu fonksiyon bozulduğunda birikir- OKSİDATİF STRES.

• Hasar mekanizması:

– DNA’da mutasyonlar, kırılmalar

– Proteinlerin oksidasyonu ve parçalanması – Lipid peroksidasyonu

4. Serbest oksijen radikallerinin birikimi

(27)

• Hücrede normalde DNA hasarını onarma mekanizmaları vardır.

• Hasar onarılamayacak kadar ağır olduğunda APOPTOZ uyarılır.

5. Genetik materyal hasarı:

(28)

• Hücre Zedelenmesi:

1. Geri Dönüşlü (Reversibl) 2. Geri Dönüşsüz (İrreversibl)

Temel olay: Membran Hasarı

• Önce fonksiyon kaybı, sonra morfolojik değişiklikler

İskemi durumunda kalp kası hücreleri 1-2dk

içinde kasılamaz hale gelir, 20-30 dk sonra ölüm

olur.

(29)

Zedelenmede morfolojik değişiklikler

• Reversibl (geri dönüşlü) hasar

-

hücresel şişme

-

yağlanma (yağ metabolizmasında rol oynayan hücrelerde- karaciğer, kalp)

mikroveziküler makroveziküler

(30)

• Oksidatif fosforilasyonda azalma (mitokondride ATP sentezinin bozulması) → Anaerobik glikolizde artma

• Laktik asit artışı

• pH düşmesi

• Çekirdek kromatininde topaklaşma

• Hücre şişmesi (plazma

membranındaki ATP bağımlı iyon pompası bozulur.)

• Mitokondri ve ER başta olmak üzere organeller şişer.

• Ribozomlar granüllü ER’dan ayrılır- protein sentezi bozulur.

• Plazma memb.da kabarcıklar ortaya çıkar.

Reversibl (geri dönüşlü) hasar

(31)

(32)

İskemik ve hipoksik hücre hasarı:

İrreversibl (geri dönüşsüz) hasar:

(Geçiş noktası ?)

• Kritik olay:

1. Geri dönüşümsüz mitokondri hasar

2. Plazma ve organel membranlarında bozulma

• Lizozom parçalanması – Sindirim enzimleri açığa çıkar- organeller parçalanır.

• Nükleer büzüşme, parçalanma, erime

• Myelin figürler: Hücre membranından oluşan büyük

fosfolipid kitleleri

(33)

(34)

Hücre Ölümü

NEKROZ:

Her zaman patolojik

Membran zedelenmesi şiddetli

Lizozom membran bütünlüğü bozulur ve enzimler sitoplazmaya geçer. Organeller sindirilir.

Plazma membran bütünlüğü bozulur. Hücre içeriği dışarı çıkar ve çevrede inflamasyon yanıtı oluşur.

Ana hücre ölüm yolu

APOPTOZ:

Çoğunlukla fizyolojik (görevini tamamlamış veya zararlı olabilecek hücrelerin ortadan kaldırılması, dokudaki hücre sayısının sabit

tutulmaya çalışılması) nadiren patolojik (DNA zedelenmesi) Programlı hücre ölümü (sıkı kontrol, aktif enerji)

Membran bütünlüğü tam olarak bozulmaz. İnflamatuar reaksiyon gelişmez.

(35)

(36)

Nekroz tipleri:

• Koagülasyon nekrozu

(Beyin dışı dokularda, hipoksiye bağlı hücre ölümünün karakteristik görüntüsüdür.)

Doku çatısı bir süre de olsa korunur.

• Likefaksiyon nekrozu

(Beyinde hipoksiye bağlı hücre ölümünün karakteristik görüntüsüdür + Enfeksiyöz durumlarda)

• Kazeifikasyon nekrozu (Ör: tüberküloz)

• Yağ nekrozu

(yağ dokusunu oluşturan hücrelerin ölümündeki

görüntüdür.)

(37)

Koagulasyon Nekrozu

(38)

Likefaksiyon Nekrozu Kazeifikasyon Nekrozu

Yağ Nekrozu

(39)

Hücre İçi Birikimler

• Metabolik bozukluklar sonucu hücre içinde anormal miktarda çeşitli maddeler birikir.

• Hücre içinde

• 1-hücrede normalde de bulunan bir madde:

su,yağ,protein,karbonhidrat

• 2-anormal bir madde: eksojen; infeksiyöz bir ajana ait bir madde veya endojen; anormal metabolizma sonucu

ortaya çıkan bir ürün

• 3-bir pigment

• birikebilir.

(40)