Нарушение внутриклеточного переваривания чаще всего обусловлено первичным изменением ферментативной активности гидролитических ферментов лизосом либо вторичным повреждением лизосом, возникающим в ходе переваривания.
Снижение переваривающей способности в лизосомах может быть связано с тем, что фагоцитируемые структуры — трудноперевариваемые вещества.
Избыточная активность гидролитических ферментов сопровождается аутолизом (самоперевариванием) клетки. Усиление гидролитической активности (ферментативного переваривания высокомолекулярных веществ до низкомолекулярных в присутствии воды) и, в частности, протеолитической активности (переваривания белков и полипептидов до олигопептидов и аминокислот) может возникать при разнообразных патологиях.
Ведущими факторами увеличения активности гидролаз являются высокая кислотность и повышенная проницаемость мембран при нарушении аэробного фосфорилирования с накоплением продуктов промежуточного обмена (низкомолекулярных органических кислот), а также запуске свободнорадикального перекисного окисления липидов.
Повышение активности лизосомальных ферментов при многочисленных патологиях клетки с ее последующим аутолизом объясняется несколькими механизмами. При нарушениях жизнедеятельности клетки происходит активация перекисных процессов, прежде всего в мембранах (свободно-радикальное перекисное окисление липидов). Это сопровождается дезинтеграцией мембран в связи с накоплением амфифильных соединений. Снижаются барьерные свойства мембран лизосом, что запускает механизмы лизосомального ферментного расщепления. Имеет значение и накопление в клетке продуктов промежуточного обмена жиров и углеводов, связанное с гипоксией и переходом клетки к анаэробно-гликолитическим процессам обмена. Высокое содержание низкомолекулярных органических кислот ведет к метаболическому ацидозу, то есть смещению кислотно-щелочного равновесия в кислую сторону. Повышение кислотности также вызывает повышение активности гидролитических ферментов лизосом.
Снижение активности лизосомальных ферментов может привести к болезням накопления (дистрофиям). Сниженная активность внутриклеточного переваривания связана с изменением восстановления лизосом, что обусловлено понижением синтетической активности гр. ЭПС и/или комплекса Гольджи. Это сопровождается уменьшением количества первичных лизосом и низким уровнем активности протеолитических ферментов.
В такой клетке замедляется процесс разрушения старых органелл, частей клетки. В результате в ней накапливаются дегенеративные, старые структуры. Процесс может осложняться неполным перевариванием во вторичных лизосомах. В клетке появляются остаточные тельца, содержащие измененные и полупереваренные элементы клетки. Все это ведет к нарастающим дистрофическим процессам.
Внутриклеточное переваривание и активность лизосомальных ферментов играют важную роль в фагоцитозе. Фагоцитоз встречается во многих клетках, но наиболее характерен для специализированных клеток лейкоцитарного ряда (нейтрофильных гранулоцитов, моноцитов и макрофагов).
Патология фагоцитарной активности клетки может наблюдаться в любой из стадий фагоцитоза. Нарушение миграции фагоцитирующей клетки в направлении фагоцитируемой структуры связано с изменением рецепторного аппарата фагоцита (синдром ленивых лейкоцитов), токсическим повреждением клетки экзо — и эндотоксинами, нарушением энергетического обеспечения клетки, кальциевого обмена, грубой патологией микроциркуляции в зоне повреждения. Даже достигнув зоны повреждения, фагоцит может не проникнуть через эндотелиальную выстилку из-за затрудненного прикрепления лейкоцита к ней (изменение селектиновых и интегриновых комплексов).
Скорость перемещения фагоцитов может быть ограничена за счет высокого уровня антагонистов, блокирующих выделение или активность хемотаксических факторов. Хемотаксические факторы (хемотаксины) — вещества, стимулирующие миграцию клеток в направлении их высокой концентрации (положительный хемотаксис). Среди факторов, подавляющих миграцию лейкоцитов, выделяют высокий уровень глюкокортикоидов, нестероидных противовоспалительных препаратов и др.
Следующая стадия — узнавание и прилипание нарушается при изменении МНС комплексов второго класса, рецепторных комплексов на мембране фагоцитирующей клетки. Это приводит к тому, что клетка не узнает структуру, которую следует фагоцитировать. Дисфункция может быть обусловлена токсическими повреждениями фагоцита в зоне патологии, действием гормональных факторов.
Фагоцитоз дезорганизуется при патологии механизмов полимеризации и деполимеризации микротрубочек и тонких микрофиламентов, выраженном изменении содержания ионов кальция, действии гуморальных факторов, нарушении энергетического обмена в лейкоците.
Нарушение внутриклеточного переваривания может быть связано с недостаточной активностью протеолитических ферментов или одного из них. Это явление обусловлено низким уровнем ферментативной активности содержимого первичных лизосом, малым числом лизосом. Кроме того, снижение внутриклеточного переваривания вызывает токсическое действие экзо — и эндотоксинов, нарушающее жизнедеятельность клетки. Клетка гибнет, а переваривание не осуществляется в полном объеме. Защитная оболочка бактерии также может сделать невозможным внутриклеточное переваривание, приводя к относительной недостаточности ферментативной активности лизосом.
Нарушения фагоцитоза вызывают снижение резистентности организма, особенно к бактериальной флоре, что сопровождается склонностью организма к воспалительным заболеваниям.