Физиологические механизмы ожирения (морфо- и патогенез)
Процесс ожирения клеток до сих пор является предметом дискуссии. Это отразилось и на соответствующей терминологии. B терминах «жировое перерождение», «жировая дистрофия», «жировая декомпозиция» подчеркивается ведущее значение деструкции самой цитоплазмы, ее лабильных бел- ково-липоидных комплексов; белок при этом коагулирует и выпадает в виде зерен, что характеризует мутное набухание, а затем выпадает, т.
e. становится видимым и жир (см. выше Фанероз).Многие авторы поэтому указывают, что мутное набухание своим исходом может иметь жировое перерождение, что это лишь стадия одного процесса. И. M. Сеченов писал, что жировое перерождение, это и «есть почти общий способ распадения для всех тканей тела в случае, если они перестают почему бы то ни было действовать». Аналогичны и другие высказывания, подчеркивающие в фанерозе жира объективный признак отмирания клетки, аутолиза ее цитоплазмы [Гамперль, Гербут (H. Hamperl, Herbut)].Борьба мнений развернулась главным образом по вопросу, является ли дегенерация или декомпозиция основным фактором в появлении жиро-ли- поидных веществ в протоплазме или такое ожирение связано с поступлением жира извне (жировая инфильтрация, резорбтивное ожирение). Возникла и промежуточная позиция, подчеркивающая в качестве ведущего инфильтративный момент; но в одних случаях эта инфильтрация извне касается здоровой клетки («простое ожирение»), в других — дегенеративно измененной протоплазмы («дегенеративное ожирение»).
Многочисленные эксперименты с искусственным воспроизведением феномена ожирения паренхиматозных органов (печени, миокарда, почек) дали следующие результаты.
A. H. Лебедев (1883) показал, что при отравлении фосфором жи- ровоеперерождениепеченивозникаетлишьтогда,когда до опыта жировые депо у животного не были полностью истощены голоданием. Если животное K началу опыта потеряло все запасы жира, то и ожирения печени не возникает.
Розенфельд (Rosenfeld, 1903) заставлял собак голодать, после чего откармливал их инородным жиром, который можно было химически идентифицировать. После такого откорма животные снова голодали, при этом из печени жир исчезал (микроскопически), в клетчатке же тела оставались некоторые его запасы. Затем животные отравлялись фосфором, а извлекавшийся потом из печени жир оказывался не обычным жиром собаки, а инородным жиром, который оставался в клетчатке животного после откорма. Как и A. H. Лебедев, Розенфельд не получал ожирения печени у отравленных фосфором животных, если он предварительно доводил их до полного истощения.Эти исследования дали их авторам основание заключить, что жировое перерождение имеет инфильтративную природу, что жир приносится B клетку извне, а не образуется в ней в порядке декомпозиции или трансформации[31].
Такое истолкование приведенных опытов встречает возражения. Так, указывается, что A. H. Лебедев и Розенфельд недостаточно учитывали создающийся при голодании недостаток липотропных факторов, т.е. таких веществ, как холин, метионин, а это могло препятствовать конверсии нейтральных жиров, определяемых при микроскопическом исследовании, в фосфатиды, обычными методами неопределимые.
Сущность липотропного действия холина (близкого к витамину B2) и метионина (облегчающего синтез холина) заключается в фосфорилировании нейтрального жира, т. e. в образовании фосфатидов, которые затем подвергаются окислению. При недостатке холина и метионина нарушается растворимость нейтральных жиров, что и приводит к ожирению в виде капель, скапливающихся в протоплазме клеток.
Основные возражения А. И. Лебедеву и Розенфельду были сделаны В. К. Линдеманом (1900). Последний подчеркивал, что сходство жира печени у животных, отравленных фосфором, флоридзином, с бараньим жиром и пальмовым маслом (употреблявшимся Розенфельдом при откармливании подопытныхживотных),не было абсолютным не только в отношении вводимого жира и жира в печени, но и в отношении жира печени и жира подкожной клетчатки.
Исследуя жир перерожденного миокарда человека и жир подкожной клетчатки, В. К. Линдеман обнаружил резкую разницу в их составе. Тот же автор указывает, что масло всегда отличимо от жира говяжьего и что при лактации рассасывания подкожного жира не происходит. Необходимо, наконец, учитывать несовершенство даже современных гистохимических методов идентификации различных форм липоидов, прежде всего потому, что они растворимы друг в друге.
M. Люис и В. Люис (M. Lewis и W. Lewis, 1911), культивируя ткани в плазме, содержащей жировую суспензию, обнаружили появление рефрак- тильных капелек в митохондриях, а в конечном итоге — картину жирового перерождения. При культивировании ткани в физиологическом растворе они этой картины не получили. Был сделан вывод, что абсорбции липоидов из внешней среды предшествует фаза деструкции митохондрий. B этих опытах остается, однако, неясным, почему деструкция белково-липоидного комплекса митохондрий не сопровождалась освобождением стабильного жира, в них заключенного. He правильнее ли будет истолковать результаты произведенных опытов как феномен резорбтивного ожирения (см. ниже) и фагоцитоза.
Что в процессе деструкции клеточной протоплазмы, ее органоидов может наблюдаться типичное жировое перерождение, т.е. «эндоцеллюлярный липо- генез» (В. К. Линдеман), доказывается многочисленными опытами с культурами и переживающими тканями. Так, в опытах с отравлением культур тканей фосфором наблюдалось типичное жировое перерождение цитоплазмы. Из наблюдений В. К. Линдемана и Венчера над переживанием эпидермиса, из старых работ Реклингаузена (Recklinghausen) по вопросу переживания печени, почек следует, что жир появляется в клеточной протоплазме, возможно, образуясь непосредственно из ее белка, как полагал В. К. Линдеман и др.
Декомпозиционные процессы в волокнах миокарда с картиной жирового перерождения легко осуществляются с помощью хлористого аммония; под воздействием последнего на кусочек нормального миокарда уже через 8—10 часов обнаруживаются свободные капельки жира как продукт декомпозипии белково-липоидного комплекса.
Положительные результаты были получены на почках [Диринг (Diering)], печени [Гелли (Helly)]. Бредт (H. Bredt, 1948, 1957) показал, что при артериосклерозе стенка сосуда сначала пропитывается белком, содержащим холестерин, а позже, по мере потери белком воды, холестерин становится видимым. Липоидный фанероз можно обнаружить в межуточных субстанциях, в менисках, сухожилиях, межпозвоночных хрящах у пожилых людей, в гиалинизированных клубочках сморщенной почки, в белковых цилиндрах, тромбах, массах амилоида и т.д.
Предпринимались попытки подойти к решению вопроса, учитывая величину капелек жира, обнаруживаемых в цитоплазме. Однако выяснилось, что мельчайшие капельки жира, происходящие при распаде митохондрий, в дальнейшем сливаются, подчиняясь действию столкновения частиц, производящих в цитоплазме броуновское движение. B результате из многочисленных и очень мелких капелек образуется одна большая, выполняющая всю клетку, наподобие того, что имеет место в жировой клетчатке. Допускается, что при таком полном ожирении клетки может наступать ее деструкция и дальнейшее слияние освободившихся капель в еще большие по размерам. Такие свободные капли жира, попадая в кровеносную систему, могут вызывать микроэмболию малого круга кровообращения.
Согласно гистохимическим исследованиям, жировое перерождение сопровождается увеличением общего количества экстрагируемых липоидов [Дайбл (H. Dible, 1934—1938)]. B то же время по мере развития процесса изменяется соотношение насыщенных жиров к ненасыщенным: количество последних резко падает[32], потому что начинают накапливаться насыщенные жиры из продуктов питания. Такому накоплению способствует не только увеличение проницаемости протоплазмы для жиров, но и падение способности клетки утилизировать жир. Это падение обусловлено дефицитом кислорода, что и является непосредственной причиной феномена дегенерации как такового.
Выдвигается, наконец, взгляд, что жировое перерождение обусловлено не демаскировкой жира протоплазмы и не инфильтрацией извне, а его синтезом (Коган и Кувабара, 1957), что в ожирении клетки следует видеть не понижение, а повышение жизнедеятельности, прежде всего ассимилятор- ной функции (В.
А. Оппель, 1910).Электронная микроскопия не внесла ясности в рассматриваемый вопрос. Утверждается, что в митохондриях, именно в центре их, располагаются липоиды, а снаружи — белки (чем косвенно подтверждается возможность липофанероза). O прямом превращении в жир митохондрий клеток печени говорят Оберлен и Рулье, мышечных волокон — Myp (Moore) с сотрудниками. Против такого превращения выступает Пох (Poch).
Нередко говорят о резорбтивном ожирении. Имеется в виду поступление в ткани липоидов, доставляемых с током крови или лимфы. По сути дела, это — разновидность инфильтративного ожирения, или «экстрацеллюлярный липогенез» по В. К. Линдеману. Классическим примером резорбтивного ожирения может служить образование «зернистых шаров» в очагах распада вещества мозга, где освободившиеся амебовидные клетки микроглии, фагоцитируя массы мозгового детрита и расщепляя его своими ферментами, преобразуются в шары, целиком выполненные мелкими жировыми и белковыми зернами (рис. 16). По-видимому, речь идет не о простом фагоцитозе обособленных жировых частиц, а о переработке внутри протоплазмы сложных белково-липоидных комплексов с последующим выявлением свободных липоидов. Очень вероятно, что и во всех других случаях резорбтивного ожирения происходит не только адсорбция или фагоцитоз готовых, т. e. свободных, липоидов, но и ряд их химических превращений при участии внутриклеточных ферментов. Теоретическое значение этого положения особенно важно при решении вопроса о возможности переноса жира измест его первоначального отложения.
Резорбтивные формы ожирения являются одновременно и преходящими. Резорбированный жир или перерабатывается на месте в процессе липодиере- за, что имеет место в нормальной легочной ткани, или уносится с током лимфы, крови и в дальнейшем также расщепляется.
Bce изложенное позволяет сделать следующие заключения.
1. Липоиды, простые и сложные, в самых различных соотношенияхмогут появляться в клеточной протоплазме и внеклеточно как в результате поступления их извне (жировая и н ф и л ь т p а ц и я), так и в процессе д e к о м- п о з и ц и и самого субстрата, будет ли это цитоплазма, ее органоиды, или различные «функциональные» жиро-липоидные комплексы, расположенные вне клеток.
Процесс является реактивным и в том, и в другом случае.2. Жирноинфильтративные процессы, будучи по существу физиологическим явлением, могут усиливаться в связи с увеличением поступления жиров с пищей, а также с всасыванием жира из каких-либо очагов распада или из физиологических депо (резорбтивное ожирение, транзиторное ожирение), наконец, из циркулирующей крови, богатой липоидами того или иного состава. Таков, например, липоидоз (атероматоз) артерий при естественной или экспериментально вызванной гиперхолестеринемии.
3. Жирноинфильтративные процессы могут быть показателем глубоких сдвигов в липоидном обмене и сопровождаться качественными отклонениями в составе липоидов,инфильтрирующих клетки и ткани. Сюда относятся все липоидозытипа Гоше, Нимана—Пика, Ганда—Шюллера—Христиана, а также формы нейтрального ожирения печени, наблюдаемого в условиях дефицита липотропных фактов, что нарушает ход фосфорилирования и конверсию нейтральных жиров в фосфатиды.
Рис. 16. Зернистые шары на месте очага некроза вещества мозга. B клетках содержатся зерна тканевого детрита.
4. Жирноинфильтративные процессы на высоте их развития сопровождаются деструкцией клеток и тканей. Таковы: атероматозный распад и язвы аорты при атеросклерозе (липоидозе), разрушение инфильтрированных жиром клеток печени при жирном циррозе у пеллагриков, алкоголиков; сюда же относятся жирныекисты при дистрофии жировой клетчатки живота, плечевого, тазового пояса (см. ниже о липогрануле- матозе).
5. Жировая декомпозиция цитоплазмы является в принципе процессом физиологическим, как и трансформация в жиры белков и углеводов. Ha какой-то высоте этот процесс приобретает все черты жирового некробиоза.