Морфология

Микроскопические признаки апоптоза

При световой микроскопии в нормальных тканях клетки в состоянии апоптоза наблюдать крайне трудно в связи с его относительной редкостью, а также немедленным фагоцитозом соседними клетками фрагментов распавшихся клеток (апоптозных телец). Кроме того, при рутинных окрасках апоптоз легко можно спутать с некрозом, сопровождающимся кариорексисом и кариопикнозом. Поэтому наиболее достоверными морфологическими методами верификации апоптоза считаются способы, основанные на обнаружении неспаренных участков ДНК в местах её расщепления эндонуклеазами (метод метки in situ уридиновыми основаниями - TUNEL-тест, см. рис. 2-6) и иммунногистохимические методы выявления некоторых видов каспаз, промоторов апоптоза и мембранных рецепторов, индуцирующих апоптоз. Клетки в состоянии апоптоза приобретают округлую форму, теряют контакты с соседними клетками, сморщиваются и имеют изрезанные, фрагментированные ядра, с конденсированным под кариолеммой хроматином, сморщенную цитоплазму, теряют микроворсинки и межклеточные мостики (десмосомальные контакты). Апоптозные тельца отличаются небольшими размерами, сравнимыми с размерами лимфоцитов, с высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением, округлыми контурами и конденсированными хроматином и цитоплазмой. Существенным отличием является также отсутствие воспалительной реакции на апоптоз.

Морфологические признаки апоптоза заключаются в изменениях ядер, цитоплазмы и клеточной мембраны. Они всегда обнаруживаются в отдельных клетках. При подсчёте апоптозных телец в тканевых срезах его частота (индекс апоптоза) составляет десятые и тысячные доли процента. При постановке TUNEL-теста ядерный хроматин клеток, вступивших в апоптоз, имеет специфическую флюоресценцию при использовании флюоресцентной метки или приобретает коричневое окрашивание в случае пероксидазной метки. TUNEL-тест выявляет клетки со сморщенными ядрами с конденсированным хроматином, звёздчатой формы, клетки с интенсивно окрашенными пикнотичными ядрами, округлые апоптозные тельца.

Ультраструтурные признаки апоптоза

Клетки в состоянии апоптоза имеют ультраструктурные характеристики.

• Отсутствуют специализированные структуры клеточной поверхности (микроворсиноки, межклеточные контакты). В отличие от некроза речь идёт всегда об изменениях в отдельных клетках.

• Уменьшение размеров клетки в связи с конденсацией цитоплазматических органелл, изменения формы клетки. Часто клетка расщепляется на несколько апоптозных телец, каждое из которых имеет свой фрагмент ядра, ограниченный двухконтурной ядерной мембраной, и индивидуальный набор органелл.

• Сохранность и интегративность органелл, прежде всего митохондрий. При этом имеется аггрегация рибосом в полукристаллоидные структуры, появление пучков микрофиламентов под цитолеммой, расположенных параллельно мембране. Почти всегда наблюдается кратковременная дилятация гладкого эндоплазматического ретикулума с формированием пузырей, наполненных жидкостью, которая выводится из клетки. При сканирующей электронной микросокпии поверхность клетки приобретает кратерообразные впячивания.

• Конденсация ядерного хроматина под кариолеммой в виде полусфер и глыбок. В ядре обнаруживаются осмиофильные тельца, сформированные транскрипционными комплексами, поступающими из ядрышек. Ядро меняет свою форму, становится изрезанным, фрагментируется, ядерные поры концентрируются только в участках, где отсутствует маргинация хроматина.

• Клетка в состоянии апоптоза становится объектом фагоцитоза для соседних парнехиматозных и стромальных клеток и, прежде всего, для макрофагов. Фагоцитоз происходит настолько быстро, что в условиях in vivo апоптозные клетки сохраняются лишь в течение нескольких минут, что затрудняет их наблюдение.