Общая патология человека: пигментный обмен

И.В. ДАВЫДОВСКИЙ Общая патология человека. Второе издание, переработанное и дополненное. «Медицина», Москва — 1969.

Общая патология человека/Пигментный обмен

Пигментный обмен

Все органы и ткани животного и растительного мира имеют ту или иную окраску, что связано с наличием в них веществ определенного цвета. Некоторые из этих веществ могут быть растворены в тканях и, следовательно, недоступны для обычного морфологического определения, другие же имеют вид зерен, кристаллов, капель, поддающихся гистохимическому анализу. Как в том, так и в другом случае мы говорим о пигментации. Очевидно, что не всякий цвет ткани или изменения этого цвета будут обусловлены отложением пигмента или исчезновением его. Оттенки цвета мышц, печени, почек, легких и т.д. связаны прежде всего с кровенаполнением или со структурными изменениями, с различным содержанием воды, жира, гликогена, воздуха и т.д. Эти изменения в оттенках цвета никакого отношения к вопросу о пигментациях не имеют. Все патологические формы пигментации можно разделить на эндогенные и экзогенные.
Ниже будут рассмотрены только эндогенные пигментац и и. Об экзогенных пигментациях типа антракоза (отложение в легких угольной пыли), силикоза (запыление солями силиция), силико-сидероза, алюминоза и т.п. см. руководства по частной патологической анатомии. Ограниченное значение имеют бытовые и лекарственные пигментации - татуировка, аргироз (или аргирия), бисмутия, хризиас и т.д. А р г и р и я наблюдается при длительном применении с лечебной целью препаратов серебра. Отложение серебра отмечается преимущественно в коже, а именно в областях, подверженных действию солнца, главным образом в складках кожи. Пылинки серебра обнаруживаются в пограничных мембранах потовых желез, в соединительнотканных клетках вокруг сальных желез и волосяных фолликулов, в эндотелии капилляров печени, селезенки и почечных клубочков.
При отложении солей висмута (б и с м у т и я) изменения в тканях аналогичны таковым при аргирии. Наблюдается при длительном применении препаратов висмута.
Хризиас - отложение в тканях соединений золота, применяемых при лечении острой красной волчанки, туберкулеза легких, ревматоидного артрита и др. В коже, принимающей оттенки от светло-серого до синеватого и буро-желтого, золото, откладывается в стенках капилляров. Аналогична локализация отложений и во внутренних органах, особенно в почках (иногда с расстройствами мочеотделения), печени, в толстых кишках (колиты).

Эндогенные пигментации

Пигментации относятся к эндогенным, когда пигмент возникает во внутренней среде организма из тех или иных химических веществ, например из белков или предсуществующих растворенных пигментов, связанных с белками, например из гемоглобина крови. Соответственно этому эндогенные пигментации подразделяются на протеиногенные и гемоглобиногенные.
Следует указать на биологическое и физиологическое значение эндогенных пигментов и пигментации.
Так, пигмент кожи меланин играет роль приспособительного фактора в отношении лучистой энергии, действию которой подвергаются в той или иной мере всякий человек и животные. Меланин предохраняет организм от патогенного действия лучистой энергии, умеряя последнее. Нормальное красящее вещество крови - гемоглобин - является носителем кислорода, т.е. дыхательным пигментом, а продукты его превращения утилизируются для построения новых частиц гемоглобина и для выработки желчных пигментов. У растений роль дыхательного пигмента играет хлорофилл.
По химическому составу близкими к гемоглобину являются: миоглобин мышц, порфирины, а также пигмент цитохром и дыхательный фермент Варбурга. Дыхательные пигменты типа порфиринов, цитохромов открываются в тканях и клетках методом люминесценции.
Огромное значение указанных пигментов в жизнедеятельности организма, в приспособительных актах по отношению факторов внешней среды нашло свое отражение в развитии специфических органов, регулирующих выработку пигментов в различных количественных и качественных соотношениях в зависимости от экологических факторов, видовых, расовых особенностей, обменных сдвигов, в связи с питанием, размножением и т.д.
Старые наблюдения Дарвина (1859) показали, что животные с более темной окраской шерсти отличаются большей интенсивностью обмена и большей устойчивостью к инфекционным заболеваниям.
Некоторые пищевые вещества типа витаминов также являются пигментными частицами, сообщающими органам и тканям особые оттенки. Другими словами, пигменты и пигментации являются не только эндогенными продуктами обмена, но и адекватным отражением экзогенных воздействий, в частности факторов питания.
Регуляторами пигментного обмена являются: вегетативная нервная система, железы внутренней секреции, система органов кроветворения и ретикуло-эндотелиальная ткань.

Протеиногенные пигменты

К эндогенным пигментам белкового происхождения, т.е. к хромопротеинам, относятся: меланин, липофусцин и липохромы.

А. Меланин и меланозы

Меланин - пигмент буро-черного цвета - является физиологической принадлежностью мальпигиева слоя эпидермиса, эпителия волосяных луковиц, отчасти самой дермы. С отложениями меланина связан цвет кожи, волос, оперения птиц и т.п. В коже негра общее количество меланина достигает 1 г. Меланин обнаруживается в больших количествах при загаре, в веснушках, в родимых пятнах кожи. Его можно видеть в клетках соединительной ткани мягких мозговых оболочек, особенно в окружности продолговатого мозга, преимущественно у лиц с темным волосяным покровом. Много меланина залегает по ходу увеального тракта глаза, в хориальном слое, в пигментном эпителии сетчатки, в радужной оболочке, а также в центральной нервной системе.
Химический состав меланина окончательно не уточнен. По-видимому, он различен, с чем связано и значительное разнообразие оттенков цвета (черный, бурый, желтый, красный).
Меланины относятся к тирозиновой группе пигментов и представляют собой продукт естественной полимеризации диоксифеноловых производных (типа тирозина) в высокомолекулярное вещество. Очевидным источником меланина, кроме тирозина, адреналина, является триптофан - дериват индола, возникающего в процессе нормального пищеварения.
Индол, скатол могут быть получены из меланина при воздействии на него едкой щелочью. Тирозин может быть превращен в меланин с помощью тирозиназы, которая приравнивается к специфическому ферменту - допа-оксидазе - ввиду ее свойства окислять допу, т.е. дигидро-оксифенилаланин, в меланин. Допа и является универсальным источником образования темных протеиногенных пигментов. Допу обозначают поэтому как промеланин; соединение это бесцветное.
Доказана возможность прямого превращения тирозина в допу под воздействием ультрафиолетовых лучей и в присутствии солей железа, что приближает нас к выяснению механизма возникновения загара (Roth-man, 1942).
В естественных условиях меланин связан с белками (меланопротеид). Он содержит много серы и не содержит железа. Правда, имеются указания, что не всякий меланин содержит серу; последняя отсутствует, например, в пигменте хориальной оболочки глаза. Высказывается мнение, что и в меланине кожи сера является лишь загрязнением, извлекаясь из тканей кожи вместе с пигментом.
Меланин не флюоресцирует. Он обладает высокой резистентностью по отношению к различным химическим агентам, как и прочие высокомолекулярные полимеры; нерастворим в обычных органических растворителях, если они не являются крепкими щелочами. Меланин хорош" восстанавливает серебро, обесцвечивается (отбеливается) сильными окислителями, например перекисью водорода, соляной кислотой, марганцовокислым калием, галоидами (хлор, бром).
Пигментный обмен интимно связан с белковым и аминокислотным обменом. Реакция меланинообразования, т.е. превращения промеланина в меланин, осуществляется на территории определенных клеток, содержащих допа-оксидазу; клетки эти получили название меланобластов. В коже меланобластами являются особые клетки мальпигиева слоя эпидермиса, а именно клетки с разветвленными отростками ("дендритические" меланоциты), а также светлые клетки.
Если срезы кожи, полученные на замораживающем микротоме, погружать в раствор допы, то интенсивное окрашивание возникает только в клетках, содержащих допа-оксидазу. На основе этой реакции делается заключение, что если какие-либо клетки содержат меланин, но не дают положительной реакции с дигидрооксифенилаланином, то этот пигмент принесен в них извне и ими фагоцитирован. Такие клетки называют меланофорами или хроматофорами. Как правило, они относятся к гистиоцитам. Их легко обнаружить в сосочковом слое кожи, в мягких мозговых оболочках.
Вопрос о природе меланобластов, т.е. дендритических и светлых клеток эпидермиса, окончательно не разрешен. Оспаривается положение о меланобластах как о специфическом виде клеток. Предполагается, что меланинообразование при каких-то условиях может возникать в клетках и тканях всех зародышевых листков, например в слизистой оболочке кишечника (см. ниже). Необходимо учитывать также, что допа циркулирует в крови и может быть фагоцитирован клетками различных тканей и органов. Многие авторы отстаивают позицию неврогенного происхождения меланобластов. Последние, по авторитетному мнению Masson (1926), возникают из неврального гребня, т.е. в течение эмбриональной жизни за счет шванновских клеток, составляющих футляр нервной сети кожи. Эти клетки мигрируют в глубокие слои эпидермиса, принимая вид то дендритических, то светлых.
В пользу наиболее популярной неврогенной теории свидетельствуют частота сочетания гипермеланоза кожи с нейрофиброматозом, а также структурные особенности некоторых родимых пятен (см. ниже).

А.Д. Тимофеевский (1947), культивируя меланобластомы (см. гл. VIII), обнаружил, что они дают рост по типу невроглиальных тканей. Он же наблюдал образование пигмента и в культурах беспигментных меланом.
Ряд авторов продолжает придерживаться точки зрения, согласно которой меланинообразование - это функция эпителия эпидермиса кожи. По мере продвижения в зону кератинизации положительная реакция с допа-оксидазой в клетках эпидермиса ослабевает, а пигмент приобретает свойство воспринимать золото. При этом допускается превращение меланина в меланоиды типа каротина, т.е. растительного пигмента. Какая-то, причем иногда значительная, часть пигмента погружается в сосочковый слой дермы, где и обнаруживается внеклеточно, или в так называемых хроматофорах. Погружаться в дерму могут, по-видимому, и меланобласты, из которых затем формируются невусные клетки родимых пятен (см. ниже). Неврогенная теория допускает первичное образование меланобластов в коже без последующего внедрения их в эпидермис. У некоторых животных, например у мышей, меланобласты кожи, еще не содержащие пигмента, мигрируют на большие расстояния. Подобной миграцией, возможно, следует объяснить возникновение и у человека загадочных меланом различных внутренних органов, где пигмент не вырабатывается. Нормально меланин выделяется почками (с мочой) и, по-видимому, кишечником. Допускается его возникновение в гистиоцитах слизистой оболочки толстых кишок. Выделяемый почками меланин можно обнаружить в эпителии, в просвете петель Генле, а также в собирательных трубочках.
Меланин играет очень важную роль в экологии человека, подвергающегося воздействию лучей солнца, естественной радиации различной интенсивности. Известно, что достаточно интенсивная реакция покровов влечет за собой на многие месяцы и даже годы интенсивную пигментацию кожи. Загар является каждодневным опытом, иллюстрирующим подвижность меланобластических реакций и их органическую целесообразность.
Будучи глубоко специализированным органом и к тому же самым первым посредником во взаимоотношении организма со средой, кожа и ее функция меланогенеза отражают в себе эти взаимоотношения и тесную связь пигментации покровов с биологическими потребностями организма. Эффект концентрированного воздействия среды, ассимилированного в ходе истории, породил и расовые пигментации, закрепленные наследственностью.
Меланин кожи имеет прямое отношение к поглощению тепла. Так, кожа блондина абсорбирует только 57% тепловой энергии полуденного солнца (наблюдения, сделанные в Лондоне), кожа брюнета - до 65%, кожа негра - 84%. Однако образование меланина не связано с тепловой энергией, получаемой извне. Наоборот, продукция пигмента идет быстрее при сравнительно низкой температуре. Аналогичный опыт был сделан с кожей альбиноса (организмы, кожный покров которых не содержит меланина - см. ниже); такая кожа пигментируется, если ее несколько часов содержать при низкой температуре.

Животные, выращиваемые при низкой температуре, имеют более темную шерсть, чем животные, выращиваемые при более высокой температуре. Образование пигмента в клетках может идти автономно, т.е. независимо от каких-либо регуляций извне. Так, эксплантаты кожного эпителия птичьих эмбрионов дают культуры меланофоров с черным пигментом, характерным для перьев. Однако возникновение красного меланина (у малиновки) происходило только под действием полового гормона.
Автономность меланинообразования может быть показана в опытах с трансплантацией. Если кусочек кожи головы эмбриона (четырехчасовой стадии) малиновки перенести на крыло эмбриона леггорна, то из этого эмбриона получится белая птица с окрашенным оперением на месте пересадки. Однако после линьки на месте окрашенных перьев вырастают белые (Ramies, 1939). В этом опыте окрашенный участок на крыле несомненно возник из зародыша пера реципиента, а самый пигмент продуцировался меланофорами донора, которые мигрировали с пересаженного лоскута в пролиферирующий эпителий зародыша пера реципиента.

Отправить ответ

avatar
  Subscribe  
Сообщать