1.3
Adaptacja komórkowa I: Wprowadzenie i zanik
Komórki mogą przystosowywać się do zmian środowiskowych, aby zachować funkcję i uniknąć uszkodzenia; proces ten nazywa się adaptacją komórkową. Zaadap…
Komórki dostosowują się do wymagań fizjologicznych lub stresu patologicznego, dostosowując swój rozmiar, liczbę lub funkcję.
Główne formy adaptacji komórkowej to zanik, hipertrofia, hiperplazja i metaplazja.
Zanik polega na zmniejszeniu rozmiaru komórek, a w niektórych tkankach także na zmniejszenie liczby komórek, co często prowadzi do kurczenia się tkanek lub narządów. Najczęściej dotknięte narządami są mięśnie szkieletowe, mózg, serce oraz tkanki rozrodcze.
Zanik fizjologiczny rozwija się naturalnie wraz z wiekiem, na przykład kurcząc się grasicy po dzieciństwie.
Patologiczny zanik często rozwija się w odpowiedzi na chorobę przewlekłą lub długotrwały stres.
Na przykład zanik mózgu może być spowodowany schorzeniami takimi jak przewlekła niedochemia mózgu i często wiąże się z miażdżycą.
Komórki zanikowe zawierają mniej organelli, takich jak mitochondria i szorstkie siatkówki endoplazmatyczne, co zmniejsza ogólną aktywność metaboliczną.
Dodatkowo autofagia, proces w którym komórki rozkładają wewnętrzne składniki, przyczynia się do zanikania, zwłaszcza podczas niedoboru składników odżywczych lub stresu.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What is cellular atrophy and how does it affect tissues?
Cellular atrophy is a reduction in cell size that often leads to tissue or organ shrinkage. Commonly affected organs include skeletal muscle, the brain, the heart, and reproductive tissues. Atrophy can be physiological, occurring naturally with aging such as thymic involution, or pathological, resulting from chronic disease, disuse, reduced blood supply, or loss of nerve supply.
Q2: What causes cells to become atrophic at the cellular level?
Atrophic cells contain fewer organelles, including mitochondria and rough endoplasmic reticulum, reducing metabolic activity. Key mechanisms include decreased protein synthesis, increased protein degradation, and cellular injury apoptosis and autophagy, processes that degrade and recycle cellular components during nutrient deprivation or stress.
Q3: How does aging relate to physiological atrophy?
Physiological atrophy develops naturally with aging as cells adapt to reduced physiological demands. The thymus gland shrinks after childhood, and lymphoid tissue decreases during adolescence. These changes are normal developmental processes distinct from pathological atrophy caused by disease or chronic stress.
Q4: What is lipofuscin and why does it accumulate in atrophic cells?
Lipofuscin is a yellow-brown pigment composed of indigestible materials that accumulate in long-lived cells such as the heart, liver, and brain during prolonged atrophy. It serves as a marker of aging and oxidative stress, contributing to age-related skin pigmentation and reflecting the cell's inability to completely degrade all internal components.
Q5: How does atrophy differ from other forms of cellular adaptation?
Atrophy involves decreased cell size causing tissue shrinkage, while hypertrophy increases cell size without creating new cells, and hyperplasia increases cell number. Metaplasia involves reversible replacement of one cell type by another due to chronic irritation. Unlike dysplasia, which involves disordered growth, atrophy is a reversible adaptation to altered physiological demands.
Q6: What is the difference between physiological and pathological atrophy?
Physiological atrophy occurs during normal development or aging, such as postpartum uterine reduction or decreased lymphoid tissue in adolescence. Pathological atrophy results from abnormal conditions including disuse, sustained pressure, reduced blood supply (ischemia), or loss of nerve supply (denervation), often associated with chronic disease.
Q7: Why do atrophic cells have reduced metabolic activity?
Atrophic cells reduce their number of organelles, particularly mitochondria and rough endoplasmic reticulum, which are essential for energy production and protein synthesis. This reduction in organelles directly lowers the cell's metabolic demand, allowing it to survive with fewer resources during periods of stress, nutrient deprivation, or reduced physiological demand.