- 病理學(xué)(全國(guó)中醫(yī)藥行業(yè)高等教育“十四五”規(guī)劃教材)
- 劉春英 高維娟主編
- 9294字
- 2023-08-24 15:29:55
第二節(jié) 細(xì)胞和組織的損傷
若病理性刺激超過(guò)了細(xì)胞和組織的耐受和適應(yīng)能力,可引起細(xì)胞和組織功能代謝障礙及形態(tài)結(jié)構(gòu)變化,稱為損傷(injury)。細(xì)胞受損后的病理改變表現(xiàn):先呈代謝性變化,繼而出現(xiàn)組織化學(xué)和超微結(jié)構(gòu)變化,隨后出現(xiàn)光鏡和肉眼可見(jiàn)的形態(tài)學(xué)變化。損傷的程度與損傷因素的性質(zhì)、作用強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間以及受損細(xì)胞和組織的耐受性等有關(guān)。
一、損傷的原因和機(jī)制
凡能引起疾病發(fā)生的原因均可引起細(xì)胞和組織損傷,包括生物性、理化性和營(yíng)養(yǎng)性等外界致病因素,免疫性、神經(jīng)內(nèi)分泌性、遺傳性及先天性等機(jī)體內(nèi)部因素,以及精神、心理和社會(huì)因素等。
損傷的發(fā)生機(jī)制主要涉及ATP耗竭細(xì)胞膜和線粒體損傷、活性氧類物質(zhì)和胞質(zhì)內(nèi)游離鈣的增多、氧自由基蓄積等。它們相互作用或是互為因果,導(dǎo)致?lián)p傷的發(fā)生和發(fā)展。
二、可逆性損傷
可逆性損傷,舊稱變性(degeneration),是指由于代謝障礙導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間質(zhì)出現(xiàn)異常物質(zhì),或原有正常物質(zhì)異常蓄積的一系列形態(tài)學(xué)改變,常伴有細(xì)胞功能下降。蓄積的物質(zhì)包括水分、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、黏多糖、色素和固態(tài)鈣鹽等,因而可將細(xì)胞和組織的可逆性損傷分為以下幾種類型。
(一)細(xì)胞水腫
細(xì)胞水腫(cellular swelling)也稱水變性(hydropic degeneration),是指細(xì)胞內(nèi)(包括細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器)出現(xiàn)水分異常蓄積,常是細(xì)胞損傷中最早出現(xiàn)的病變,好發(fā)于肝、心、腎等器官的實(shí)質(zhì)細(xì)胞。
1.原因和發(fā)生機(jī)制 由于受缺氧、感染、中毒等因素的影響,細(xì)胞線粒體受損,ATP生成減少,細(xì)胞的能量供應(yīng)不足,細(xì)胞膜上Na+-K+泵功能障礙,或細(xì)胞膜直接受損,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈉離子和水分過(guò)多積聚。
2.病理變化 肉眼觀,病變組織、器官體積增大,重量增加,邊緣鈍圓,被膜緊張,切面隆起、邊緣外翻,顏色較蒼白、混濁且無(wú)光澤,似被沸水燙過(guò),舊稱為混濁腫脹(圖1-9)。光鏡下,細(xì)胞體積腫大,胞質(zhì)稀疏淡染,出現(xiàn)許多紅染細(xì)顆粒狀物(為腫脹的線粒體和擴(kuò)張的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)),故又稱為顆粒變性。嚴(yán)重者胞質(zhì)異常疏松透亮,線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可解體、離斷或發(fā)生空泡變,細(xì)胞核也可發(fā)生腫脹,細(xì)胞體積進(jìn)一步增大,超過(guò)正常的3~4倍,稱為氣球樣變(ballooning change)(圖1-10)。
3.影響和結(jié)局 細(xì)胞水腫常為細(xì)胞的輕度或中度損傷,可引起器官功能降低。病因去除后,細(xì)胞形態(tài)可恢復(fù)正常。如病變進(jìn)一步發(fā)展,則可能引起脂肪變,甚或崩解壞死。

圖1-9 肝細(xì)胞水腫(肉眼觀)
肝臟體積增大,重量增加,邊緣鈍圓,被膜緊張,切面隆起、邊緣外翻,顏色較蒼白、混濁且無(wú)光澤

圖1-10 肝細(xì)胞氣球樣變(光鏡下)
肝細(xì)胞體積腫大,胞質(zhì)異常疏松透亮;肝索腫脹并相互擠壓,組織結(jié)構(gòu)不清晰
(二)脂肪變
脂肪變(fatty change)是指非脂肪細(xì)胞的胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)脂質(zhì)異常蓄積。因肝臟是脂類代謝的主要場(chǎng)所,脂肪變最常見(jiàn)于肝細(xì)胞,亦可見(jiàn)于心肌細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞等。
1.原因和發(fā)生機(jī)制 因缺氧(如長(zhǎng)期貧血或淤血)、中毒(如長(zhǎng)期慢性酒精中毒,磷、砷、四氯化碳、氯仿等中毒)、嚴(yán)重感染(如白喉、傷寒、猩紅熱等)、營(yíng)養(yǎng)障礙(如膽堿、蛋氨酸等合成磷脂的物質(zhì)缺乏)、糖尿病及肥胖等原因,干擾了脂肪酸代謝,使其堆積在細(xì)胞內(nèi)。肝細(xì)胞發(fā)生脂肪變的機(jī)制大致如下:①肝細(xì)胞質(zhì)內(nèi)脂肪酸增多:如高脂飲食或營(yíng)養(yǎng)不良時(shí)體內(nèi)脂肪組織分解,過(guò)多的游離脂肪酸經(jīng)由血液入肝;或因缺氧導(dǎo)致肝細(xì)胞內(nèi)乳酸大量轉(zhuǎn)化為脂肪酸;或因氧化障礙使脂肪酸利用下降,脂肪酸相對(duì)增多。②甘油三酯合成過(guò)多:如過(guò)量飲酒可改變線粒體和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能,促進(jìn)α-磷酸甘油合成甘油三酯。③脂蛋白、載脂蛋白減少:缺氧、中毒或營(yíng)養(yǎng)不良時(shí),肝細(xì)胞中脂蛋白、載脂蛋白合成減少,脂肪輸出受阻而堆積于細(xì)胞內(nèi)。
2.病理變化 肉眼觀,輕度脂肪變時(shí)器官形態(tài)可無(wú)明顯變化,中、重度脂肪變的器官體積增大,邊緣變鈍,顏色淡黃,質(zhì)地較軟,切面有油膩感(圖1-11)。光鏡下,脂肪變的細(xì)胞內(nèi)可見(jiàn)大小不等的脂滴,大者可充滿整個(gè)細(xì)胞而將細(xì)胞核擠向一側(cè),形似脂肪細(xì)胞。在石蠟切片HE染色中,因脂質(zhì)被有機(jī)溶劑溶解,故脂滴呈空泡狀(圖1-12、圖1-13)。在冰凍切片中,脂滴可被保留下來(lái),經(jīng)過(guò)蘇丹Ⅲ、鋨酸、油紅等特殊染色可使脂滴呈現(xiàn)不同顏色。
心肌脂肪變常出現(xiàn)在嚴(yán)重貧血、缺氧或慢性中毒時(shí),常累及左心室內(nèi)膜下和乳頭肌部位。脂肪變的心肌呈黃色,與正常心肌的暗紅色間隔出現(xiàn),形成紅黃相間的虎皮狀斑紋,故稱為虎斑心。有時(shí)心外膜增生的脂肪組織可沿間質(zhì)伸入心肌細(xì)胞間,稱為心肌脂肪浸潤(rùn),與心肌脂肪變不同。

圖1-11 肝脂肪變(肉眼觀)
肝臟體積增大,邊緣變鈍,顏色淡黃,質(zhì)地較軟,觸之有油膩感

圖1-12 肝細(xì)胞脂肪變(光鏡下)
肝細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)大小不等的脂肪空泡,大者可充滿整個(gè)細(xì)胞而將細(xì)胞核擠向一側(cè)

圖1-13 細(xì)胞脂肪變模式圖
3.影響和結(jié)局 輕度脂肪變常不影響臟器的功能,嚴(yán)重者可導(dǎo)致功能障礙。脂肪變是一種可復(fù)性病變,原因去除后可以恢復(fù);若病因持續(xù)作用,則可導(dǎo)致細(xì)胞壞死。
(三)玻璃樣變
玻璃樣變(hyaline change)是指在細(xì)胞內(nèi)或間質(zhì)中出現(xiàn)蛋白質(zhì)異常蓄積,因其HE染色呈均質(zhì)、粉紅染、半透明,故又稱為透明變性。根據(jù)病變部位,可將玻璃樣變分為以下幾種類型。
1.纖維結(jié)締組織玻璃樣變 是膠原纖維老化的表現(xiàn),與膠原蛋白的交聯(lián)、變性、融合有關(guān)。常見(jiàn)于瘢痕組織和動(dòng)脈粥樣硬化的纖維斑塊等處。肉眼觀,病變呈灰白色、半透明,質(zhì)地堅(jiān)韌、失去彈性。光鏡下,纖維細(xì)胞明顯減少,膠原纖維增粗并互相融合成梁狀、帶狀或片狀的粉紅染均質(zhì)結(jié)構(gòu)(圖1-14)。

圖1-14 脾被膜玻璃樣變(光鏡下)
脾臟表面被膜增厚,呈粉紅染均質(zhì)結(jié)構(gòu)
2.細(xì)小動(dòng)脈壁玻璃樣變 常見(jiàn)于緩進(jìn)型高血壓和糖尿病時(shí)腎、腦、脾及視網(wǎng)膜等的細(xì)小動(dòng)脈(圖1-15)。因血漿蛋白滲入動(dòng)脈內(nèi)膜下以及內(nèi)膜下基質(zhì)的蓄積,使細(xì)小動(dòng)脈管壁增厚、變硬,管腔狹窄甚至閉塞,故又稱為細(xì)小動(dòng)脈硬化。玻璃樣變的細(xì)小動(dòng)脈壁彈性減弱,脆性增加,易繼發(fā)擴(kuò)張甚至破裂出血。同時(shí),細(xì)小動(dòng)脈硬化管腔狹窄可造成受累臟器發(fā)生缺血損傷。

圖1-15 脾中央動(dòng)脈玻璃樣變(光鏡下)
脾中央動(dòng)脈管壁增厚,有呈粉紅染均質(zhì)的蛋白質(zhì)沉積,管腔明顯狹窄
3.細(xì)胞內(nèi)玻璃樣變 指蓄積于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的異常蛋白質(zhì)形成均質(zhì)、紅染的圓形小體。如蛋白尿時(shí),腎小管上皮細(xì)胞重吸收的蛋白質(zhì)增多,與溶酶體融合而形成細(xì)胞內(nèi)的玻璃樣小滴;酒精性肝病時(shí),肝細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞中間絲前角蛋白變性,形成Mallory小體;慢性炎癥時(shí),漿細(xì)胞胞質(zhì)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中免疫球蛋白蓄積,形成Russell小體等。
(四)淀粉樣變
淀粉樣變(amyloid change)是指細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)淀粉樣物質(zhì)異常蓄積。淀粉樣物質(zhì)是淀粉樣蛋白質(zhì)和黏多糖的復(fù)合物,其中包括約90%的淀粉樣原纖維蛋白和10%的黏多糖,因其在用碘染色時(shí)與淀粉的反應(yīng)相似,故稱為淀粉樣物質(zhì)。
淀粉樣變最常累及肝、脾、腎和腎上腺等器官,肉眼觀,器官體積增大,質(zhì)地堅(jiān)實(shí),切面呈灰白色半透明狀,嚴(yán)重時(shí)組織呈蠟樣結(jié)構(gòu)。淀粉樣物質(zhì)主要蓄積在細(xì)胞間質(zhì)、小血管基膜下或沿著網(wǎng)狀纖維支架分布。光鏡下,HE染色呈現(xiàn)均勻一致的淡粉紅色,與膠原纖維玻璃樣變不易鑒別。遇碘可被染成棕褐色,再加稀硫酸后呈藍(lán)色,與淀粉遇碘時(shí)的反應(yīng)相似。
在阿爾茨海默病等神經(jīng)性疾病中,可以觀察到神經(jīng)系統(tǒng)中出現(xiàn)大量β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein,Aβ)的蓄積,導(dǎo)致老年斑及淀粉樣腦血管病等特征性病變,許多學(xué)者認(rèn)為它可能導(dǎo)致腦部或其他器官退化或功能障礙。
(五)黏液樣變
黏液樣變(mucoid change)是指細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)黏多糖(葡萄糖胺聚糖、透明質(zhì)酸等)和蛋白質(zhì)異常蓄積。常見(jiàn)于間葉組織腫瘤、超敏反應(yīng)性炎癥(如急性風(fēng)濕?。┑男难鼙?、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾?。ㄈ缂谞钕俟δ艿拖拢┑恼嫫ぜ捌は陆M織、營(yíng)養(yǎng)不良時(shí)的骨髓和脂肪組織等。
肉眼觀,呈灰白色半透明膠狀。光鏡下,病變處間質(zhì)疏松,纖維間充滿黏液樣基質(zhì),HE染色呈灰藍(lán)色,其中有一些散在星芒狀、多角形細(xì)胞,其突起彼此相連。
當(dāng)病因去除后,黏液樣變可吸收消散,但長(zhǎng)期存在可引起纖維組織增生而發(fā)生硬化。
(六)病理性色素沉著
病理性色素沉著(pathologic pigmentation)是指色素在細(xì)胞內(nèi)、外的異常蓄積。病理性色素包括含鐵血黃素、脂褐素、黑色素及膽紅素等多種由體內(nèi)生成的內(nèi)源性色素,以及如炭末、煤塵及文身色素等由外界進(jìn)入機(jī)體的外源性色素。常見(jiàn)的病理性色素有以下幾種。
1.含鐵血黃素(hemosiderin) 是來(lái)自血紅蛋白代謝的衍生物。巨噬細(xì)胞吞噬紅細(xì)胞,并由溶酶體降解紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白,來(lái)自血紅蛋白的Fe3+與蛋白質(zhì)結(jié)合形成電鏡下可見(jiàn)的鐵蛋白微粒,鐵蛋白微粒進(jìn)而聚集成為光鏡下可見(jiàn)的大小、形態(tài)不一的棕褐色折光顆粒,稱為含鐵血黃素。如左心衰竭導(dǎo)致慢性肺淤血時(shí),漏出至肺泡腔的紅細(xì)胞被巨噬細(xì)胞吞噬后形成含鐵血黃素,含有含鐵血黃素顆粒的巨噬細(xì)胞被稱為心衰細(xì)胞(圖1-16)。當(dāng)溶血性貧血時(shí)大量紅細(xì)胞被破壞,可出現(xiàn)全身性含鐵血黃素沉著,主要見(jiàn)于肝、脾、淋巴結(jié)和骨髓等器官內(nèi)。
2.脂褐素(lipofuscin) 是細(xì)胞受到自由基過(guò)氧化損傷的標(biāo)志,細(xì)胞的自噬溶酶體內(nèi)出現(xiàn)未被徹底消化的細(xì)胞器碎片殘?bào)w,因其光鏡下呈褐色微細(xì)顆粒而得名。正常情況下,附睪管上皮細(xì)胞、睪丸間質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可含有少量脂褐素,老年人及一些慢性消耗性疾病患者的肝細(xì)胞、腎上腺皮質(zhì)網(wǎng)狀帶細(xì)胞以及心肌細(xì)胞等出現(xiàn)萎縮時(shí),其胞質(zhì)內(nèi)可有大量脂褐素沉著,使器官或組織的顏色變深或呈褐色。
3.黑色素(melanin) 是指由黑色素細(xì)胞生成的黑褐色微細(xì)顆粒。正常人皮膚、毛發(fā)、虹膜、脈絡(luò)膜等處都有黑色素的存在。局部性黑色素沉著可見(jiàn)于某些慢性炎癥、色素痣及惡性黑色素瘤等(圖1-16)。腎上腺皮質(zhì)功能低下的Addison病患者可出現(xiàn)全身性皮膚、黏膜的黑色素沉著。

圖1-16 含鐵血黃素、黑色素及膽紅素(光鏡下)
左圖箭頭所示為慢性肺淤血時(shí)心衰細(xì)胞內(nèi)的含鐵血黃素顆粒,中圖箭頭所示為惡性黑色素瘤腫瘤細(xì)胞內(nèi)的黑色素顆粒,右圖箭頭所示為亞急性重型肝炎肝組織內(nèi)的膽紅素顆粒
4.膽紅素(bilirubin) 是正常膽汁的主要色素,在正常生理情況下,大部分膽紅素由血紅蛋白、肌紅蛋白及其他含血色素蛋白分解衍生而來(lái)。肝臟不斷地將膽紅素?cái)z取、結(jié)合、酯化及排泄入毛細(xì)膽管中,保證了機(jī)體膽紅素代謝平衡。在膽道堵塞及某些肝臟疾患時(shí),肝細(xì)胞、毛細(xì)膽管及小膽管內(nèi)可見(jiàn)許多膽紅素蓄積,此色素在胞質(zhì)中呈金黃色折光小顆?;驁F(tuán)塊狀(圖1-16)。血中膽紅素過(guò)多時(shí),患者鞏膜、黏膜、皮膚及其他組織可出現(xiàn)黃染,稱為黃疸。
(七)病理性鈣化
病理性鈣化(pathologic calcification)是指在骨和牙齒以外的組織內(nèi)出現(xiàn)固態(tài)鈣鹽沉積。鈣鹽的主要成分是磷酸鈣、碳酸鈣及其他礦物質(zhì)。
1.原因和發(fā)生機(jī)制 病理性鈣化按照原因可分為營(yíng)養(yǎng)不良性鈣化和轉(zhuǎn)移性鈣化兩種。營(yíng)養(yǎng)不良性鈣化較為多見(jiàn),是發(fā)生于變性、壞死組織或異物內(nèi)的鈣化,常見(jiàn)于結(jié)核壞死灶、脂肪壞死灶、動(dòng)脈粥樣硬化斑塊、壞死的寄生蟲(chóng)體或蟲(chóng)卵、血栓和其他異物等,可能與局部堿性磷酸酶的增多有關(guān)。轉(zhuǎn)移性鈣化是指全身性鈣、磷代謝障礙時(shí),血鈣和(或)血磷增高導(dǎo)致鈣鹽沉積于正常組織內(nèi)。如甲狀旁腺功能亢進(jìn)及骨腫瘤造成骨質(zhì)嚴(yán)重破壞時(shí),大量骨鈣進(jìn)入血液,使血鈣增高,可在腎小管、肺泡和胃黏膜等處形成轉(zhuǎn)移性鈣化。
2.病理變化 肉眼觀,鈣鹽沉積處呈灰白色堅(jiān)硬的顆?;驁F(tuán)塊,可刺激周圍纖維組織增生將其包裹。光鏡下,HE染色呈藍(lán)色不規(guī)則的顆?;驁F(tuán)塊狀物。X線檢查可見(jiàn)不透光的高密度陰影。
3.影響和結(jié)局 少量的鈣鹽沉積,可被溶解、吸收;當(dāng)大量鈣鹽沉積時(shí),則較難完全吸收,可作為一種異物長(zhǎng)期存在于機(jī)體組織中,并刺激周圍纖維組織增生將其包裹,也可在鈣化的基礎(chǔ)上發(fā)生骨化,對(duì)機(jī)體的影響依具體情況而有所不同。如血管壁鈣化后可導(dǎo)致血管變硬、彈性減弱,易發(fā)生破裂出血;結(jié)核病灶的鈣化,可使其內(nèi)的結(jié)核桿菌失去活力,局部病變停止發(fā)展,使病情處于相對(duì)穩(wěn)定階段。但是結(jié)核桿菌往往可在病灶中存活很長(zhǎng)時(shí)間,一旦機(jī)體抵抗力低下,疾病可能會(huì)復(fù)發(fā)。轉(zhuǎn)移性鈣化中,腎、肺、胃黏膜等部位發(fā)生鈣鹽沉積,可造成這些組織的功能下降甚至喪失。
綜上所述,各種正?;虍惓N镔|(zhì)在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間質(zhì)內(nèi)蓄積可引起不同類型的可逆性損傷,常見(jiàn)類型總結(jié)如表1-1。
表1-1 常見(jiàn)可逆性損傷總結(jié)

三、不可逆性損傷
細(xì)胞的不可逆性損傷即細(xì)胞死亡,包括壞死和凋亡兩大類型。凋亡主要見(jiàn)于細(xì)胞的生理性死亡,但也可見(jiàn)于某些病理過(guò)程中,壞死則是細(xì)胞病理性死亡的主要形式。
(一)壞死
以酶溶性變化為特點(diǎn)的活體內(nèi)局部細(xì)胞和組織的死亡,稱為壞死(necrosis)。各種引起損傷的原因達(dá)到一定強(qiáng)度和持續(xù)一定時(shí)間,均可引起壞死,如理化性因素、生物性因素、局部缺血等。除了強(qiáng)烈的病因作用直接導(dǎo)致外,壞死常由可逆性損傷發(fā)展而來(lái)。壞死的細(xì)胞和組織代謝完全停止(不包括分解代謝),功能全部喪失,并逐漸出現(xiàn)一系列特征性的形態(tài)學(xué)改變,是細(xì)胞和組織最嚴(yán)重的、不可逆性變化。
1.基本病理變化 在一般情況下,壞死都是逐漸發(fā)生的。最初只有生化改變,如糖原減少、核蛋白凝聚及分解等,在光鏡下與正常細(xì)胞幾乎沒(méi)有區(qū)別。細(xì)胞和組織壞死后合成代謝雖已停止,但參加分解代謝的酶類仍有活性,尤其是溶酶體破裂后,大量水解酶等的釋放,逐漸破壞細(xì)胞的各種微細(xì)結(jié)構(gòu)。壞死發(fā)生6~10小時(shí)后,當(dāng)酶溶性變化相當(dāng)明顯時(shí)才能在光鏡下逐漸見(jiàn)到細(xì)胞核和各種細(xì)胞器的溶解破壞,故又稱為漸進(jìn)性壞死。
(1)細(xì)胞核的改變 是細(xì)胞壞死的主要形態(tài)學(xué)標(biāo)志,表現(xiàn):①核固縮:由于核脫水使染色質(zhì)濃縮,染色加深,核體積縮小;②核碎裂:核染色質(zhì)崩解為小碎片,核膜破裂,染色質(zhì)碎片分散在胞質(zhì)內(nèi),也可由核固縮裂解成碎片而來(lái);③核溶解:染色質(zhì)中的DNA和核蛋白分別被DNA酶和蛋白酶分解,細(xì)胞核失去對(duì)堿性染料的親和力而染色變淡,甚至只能見(jiàn)到核的輪廓終至消失(圖1-17)。壞死細(xì)胞核的變化過(guò)程,不一定都經(jīng)過(guò)上述各個(gè)階段,具備其中任意一條均可判斷為壞死。不同類型的壞死,核的變化也有所區(qū)別,如液化過(guò)程占明顯優(yōu)勢(shì)的壞死,可主要表現(xiàn)為核溶解。

圖1-17 壞死時(shí)細(xì)胞核變化模式圖
(2)細(xì)胞質(zhì)的改變 由于核糖體喪失減少、胞質(zhì)變性蛋白質(zhì)增多、糖原顆粒減少等原因,細(xì)胞質(zhì)嗜酸性增強(qiáng),呈嗜酸性紅染。線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹形成空泡、線粒體基質(zhì)無(wú)定形鈣致密物堆積、溶酶體釋放酸性水解酶溶解細(xì)胞成分等,是細(xì)胞壞死時(shí)細(xì)胞質(zhì)的主要超微結(jié)構(gòu)變化。
(3)間質(zhì)的改變 間質(zhì)對(duì)各種損傷的耐受性大于實(shí)質(zhì)細(xì)胞,故在實(shí)質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)壞死后的一段時(shí)間內(nèi),間質(zhì)可無(wú)明顯改變。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,在各種溶解酶的作用下,間質(zhì)的基質(zhì)崩解,膠原纖維腫脹、崩解、斷裂或液化。壞死的細(xì)胞和崩解的間質(zhì)融合成一片模糊、無(wú)結(jié)構(gòu)的紅染物質(zhì)。
壞死組織作為機(jī)體內(nèi)的一種異物,可引起周圍組織的炎癥反應(yīng),表現(xiàn)為血管充血、出血與炎細(xì)胞反應(yīng),此即壞死與機(jī)體死亡后組織自溶的區(qū)別。此外,壞死細(xì)胞內(nèi)具有組織特異性的各種酶釋放入血,可作為臨床診斷某些細(xì)胞壞死的參考指標(biāo)。
肉眼觀,組織壞死早期常不易辨認(rèn),臨床上把這種已失去生活能力的早期壞死組織稱為失活組織。其特點(diǎn):失去正常光澤,較混濁;缺乏正常組織的彈性,組織回縮不良;沒(méi)有正常血液供應(yīng),摸不到血管搏動(dòng),局部溫度降低,切割不流血;失去正常觸覺(jué)、痛覺(jué)及運(yùn)動(dòng)功能(如腸蠕動(dòng)消失)等。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,肉眼才能辨認(rèn)出范圍較大的壞死組織。這種組織已不能復(fù)活,但卻是細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的良好培養(yǎng)基,為防止感染、促進(jìn)愈合,在治療中需將其清除。
2.壞死的類型 由于酶溶性變化和蛋白質(zhì)變性凝固等變化所占比例的不同,壞死組織主要呈現(xiàn)凝固性壞死和液化性壞死兩個(gè)基本類型,此外還包括干酪樣壞死、脂肪壞死、纖維素樣壞死和壞疽等特殊類型。
(1)凝固性壞死 凝固性壞死(coagulative necrosis)常發(fā)生于心、脾、腎等實(shí)質(zhì)器官的缺血性壞死。因蛋白質(zhì)變性凝固且溶酶體酶水解作用較弱,組織呈凝固狀態(tài)。肉眼觀,壞死灶呈灰白或灰黃色,質(zhì)地堅(jiān)實(shí)而干燥,周圍可形成暗紅色充血出血帶,與正常組織分界較明顯(圖1-18)。光鏡下,壞死區(qū)細(xì)胞結(jié)構(gòu)消失,但組織結(jié)構(gòu)的基本輪廓可保存一段時(shí)間,壞死區(qū)周圍形成充血、出血和炎癥反應(yīng)帶(圖1-19)。
干酪樣壞死(caseous necrosis)屬于特殊類型的凝固性壞死,是結(jié)核病的特征性病變。肉眼觀,因病灶中含有較多脂質(zhì),壞死組織呈黃色,松軟細(xì)膩,狀如干酪,故而得名。光鏡下,壞死組織徹底崩解為無(wú)結(jié)構(gòu)的紅染顆粒狀物質(zhì)(圖1-20)。由于壞死灶內(nèi)含有抑制水解酶活性的物質(zhì),干酪樣壞死物不易發(fā)生溶解,也不易被吸收。
(2)液化性壞死 由于壞死組織中可凝固的蛋白質(zhì)較少或富含水分及磷脂(如腦組織),或中性粒細(xì)胞、阿米巴滋養(yǎng)體等釋放大量蛋白水解酶,使壞死組織發(fā)生溶解液化而呈液態(tài),稱為液化性壞死(liquefactive necrosis)。常見(jiàn)于腦組織壞死后形成的腦軟化灶(圖1-21)、化膿性炎癥時(shí)大量中性粒細(xì)胞導(dǎo)致壞死組織溶解液化所形成的膿液以及阿米巴滋養(yǎng)體引起的阿米巴膿腫等。肉眼觀,壞死組織呈羹狀、凝乳狀、果醬樣等液態(tài)的不同形式。光鏡下,壞死組織內(nèi)細(xì)胞完全被消化,局部組織快速被溶解。

圖1-18 脾凝固性壞死(肉眼觀)
脾臟切面可見(jiàn)錐形壞死灶(綠色三角形邊框內(nèi)所示),呈灰白色,質(zhì)實(shí)而干燥,周圍可形成暗紅色充血出血帶,與正常組織分界較明顯

圖1-19 腎凝固性壞死(光鏡下)
低倍鏡下,腎梗死灶內(nèi)腎小球、腎小管及血管等組織輪廓仍可辨認(rèn),但細(xì)胞均已壞死,微細(xì)結(jié)構(gòu)消失。視野下方可見(jiàn)壞死區(qū)與正常腎皮質(zhì)交界處有大量炎細(xì)胞浸潤(rùn)

圖1-20 肺粟粒性結(jié)核(光鏡下)
可見(jiàn)結(jié)核結(jié)節(jié)中心為干酪樣壞死區(qū),呈無(wú)結(jié)構(gòu)的紅染顆粒狀物質(zhì)

圖1-21 腦軟化灶(光鏡下)
見(jiàn)于流行性乙型腦炎,腦組織內(nèi)可見(jiàn)因腦組織液化而形成的染色較淺、質(zhì)地疏松的篩狀軟化灶,呈圓形或卵圓形,邊界清楚
脂肪壞死(fat necrosis)屬于特殊類型的液化性壞死。分為酶解性和創(chuàng)傷性兩種。前者常見(jiàn)于急性胰腺炎時(shí),胰酶釋放導(dǎo)致胰腺周圍脂肪組織的分解;后者多見(jiàn)于乳房創(chuàng)傷。病灶內(nèi)可見(jiàn)脂肪壞死后釋放出的脂肪酸與鈣離子結(jié)合而形成的鈣皂,肉眼觀呈灰白色。
(3)纖維素樣壞死 纖維素樣壞死(fibrinoid necrosis)舊稱纖維素樣變性,是結(jié)締組織和小血管壁常見(jiàn)的壞死形式。病灶處可形成絮狀、顆粒狀或小條塊狀無(wú)結(jié)構(gòu)強(qiáng)嗜酸性紅染物質(zhì),與纖維素染色性質(zhì)相似,故而得名。常見(jiàn)于某些超敏反應(yīng)性疾病如風(fēng)濕?。▓D1-22)、結(jié)節(jié)性多動(dòng)脈炎、惡性高血壓病等。其發(fā)生機(jī)制與抗原-抗體復(fù)合物引發(fā)的膠原纖維腫脹崩解、結(jié)締組織免疫球蛋白沉積及血液纖維蛋白滲出變性有關(guān)。
(4)壞疽 較大范圍的組織壞死后繼發(fā)不同程度的腐敗菌感染,使壞死組織呈黑褐色者,稱為壞疽(gangrene)。常見(jiàn)于肢體末端或與外界相通的內(nèi)臟。由于腐敗菌分解壞死組織產(chǎn)生的硫化氫與紅細(xì)胞破壞后游離出來(lái)的Fe2+結(jié)合產(chǎn)生硫化鐵而致壞疽處呈黑褐色。根據(jù)形態(tài)學(xué)特點(diǎn),可將壞疽分為三種:①干性壞疽(dry gangrene):多發(fā)生于肢體末端,常因動(dòng)脈粥樣硬化、血栓閉塞性脈管炎等引起。由于動(dòng)脈阻塞,但靜脈回流尚通暢,水分易蒸發(fā),故壞死組織含水分較少,腐敗菌感染較輕,病變發(fā)展相對(duì)緩慢。肉眼觀,壞死組織干燥皺縮,呈黑褐色,與周圍正常組織之間界限清楚(圖1-23)。②濕性壞疽(moist gangrene):多見(jiàn)于與外界相通的內(nèi)臟(如闌尾、小腸、肺、子宮、口腔等),也可見(jiàn)于動(dòng)脈阻塞同時(shí)伴有靜脈回流受阻的肢體。因壞死組織含水分較多,腐敗菌感染嚴(yán)重,局部出現(xiàn)明顯腫脹,呈暗綠或污黑色,有惡臭,與周圍正常組織之間界限不清。壞死組織分解產(chǎn)生的大量毒性物質(zhì)可造成敗血癥,引起嚴(yán)重的全身中毒癥狀。③氣性壞疽(gas gangrene):是特殊類型的濕性壞疽,常繼發(fā)于深達(dá)肌肉的開(kāi)放性創(chuàng)傷(特別是戰(zhàn)傷),合并產(chǎn)氣莢膜桿菌等厭氧菌感染。細(xì)菌分解壞死組織,同時(shí)產(chǎn)生大量氣體,使壞死組織高度腫脹呈蜂窩狀,按之有捻發(fā)感。氣性壞疽病變發(fā)展迅速,全身中毒癥狀明顯,后果嚴(yán)重,需緊急處理。

圖1-22 風(fēng)濕性心肌炎心肌間質(zhì)纖維素樣壞死(光鏡下)
心肌間質(zhì)小血管旁可見(jiàn)絮狀、條索狀、顆粒狀強(qiáng)嗜酸性紅染物質(zhì),其間可見(jiàn)風(fēng)濕細(xì)胞

圖1-23 足部干性壞疽(肉眼觀)
病變部位干燥皺縮,呈黑褐色,與周圍正常組織之間界限清楚
3.壞死的結(jié)局
(1)溶解吸收 壞死灶較小時(shí),壞死組織在來(lái)自壞死組織本身和中性粒細(xì)胞釋放的蛋白水解酶的作用下發(fā)生溶解,并經(jīng)淋巴管或血管吸收,不能被吸收的碎片被巨噬細(xì)胞吞噬清除。
(2)分離排出 壞死灶較大不易被完全溶解吸收時(shí),其周圍發(fā)生炎癥反應(yīng),白細(xì)胞釋放蛋白水解酶,加速病灶邊緣壞死組織的溶解吸收,使壞死灶與健康組織分離。皮膚黏膜表面的壞死組織脫落后可形成缺損,較表淺的稱為糜爛,較深的稱為潰瘍。深部的壞死組織液化后可沿自然管道排出,所殘留的空腔稱為空洞(圖1-24)。

圖1-24 肺膿腫中膿液流出
形成空洞(肉眼觀)
(3)機(jī)化 如果壞死灶較大,不能被完全吸收,也不能被分離排出時(shí),可由肉芽組織從周圍長(zhǎng)入,并將其取代,最終形成瘢痕組織。這種由肉芽組織取代壞死組織、血栓或其他異物的過(guò)程稱為機(jī)化(organization)。
(4)包裹和鈣化 如果壞死灶太大,不能完全被溶解吸收或機(jī)化,則由周圍增生的纖維組織將其包裹,包裹的壞死灶中心在某些條件下溶解后可形成囊腔,也可發(fā)生鈣鹽沉積而形成營(yíng)養(yǎng)不良性鈣化。
4.壞死對(duì)機(jī)體的影響 壞死組織的功能已全部喪失,對(duì)機(jī)體的影響取決于壞死組織器官的生理重要性、壞死范圍大小、壞死組織周圍同類組織的適應(yīng)代償能力等。
(二)凋亡
凋亡(apoptosis)是活體內(nèi)單個(gè)細(xì)胞或小團(tuán)細(xì)胞的死亡,是在生理和病理狀態(tài)下觸發(fā)的由基因調(diào)控的有序的細(xì)胞主動(dòng)消亡過(guò)程,亦稱程序性細(xì)胞死亡(programmed cell death,PCD)。凋亡與胚胎發(fā)生發(fā)展、個(gè)體形成、器官的細(xì)胞平衡穩(wěn)定等密切相關(guān),因此,凋亡并非僅是細(xì)胞損傷的產(chǎn)物。細(xì)胞凋亡過(guò)程比較復(fù)雜,包括凋亡信號(hào)傳導(dǎo)、凋亡相關(guān)基因激活后按照預(yù)定程序合成執(zhí)行凋亡的各種酶類,酶通過(guò)級(jí)聯(lián)反應(yīng)降解底物,導(dǎo)致凋亡細(xì)胞出現(xiàn)特征性形態(tài)改變和生化改變。
1.凋亡的形態(tài)改變和生化改變 凋亡細(xì)胞最初的形態(tài)改變?yōu)榘ぐ櫩s、胞質(zhì)致密、細(xì)胞器密集、核染色質(zhì)邊集,進(jìn)而胞核裂解,胞質(zhì)出芽脫落并形成含核碎片和(或)細(xì)胞器成分等的膜包被凋亡小體(apoptotic body)。在整個(gè)凋亡過(guò)程中,凋亡細(xì)胞的質(zhì)膜不破裂、不引發(fā)死亡細(xì)胞的自溶,也不引起炎癥反應(yīng)。最終,凋亡小體可被局部巨噬細(xì)胞和鄰近的其他實(shí)質(zhì)細(xì)胞(如上皮細(xì)胞)吞噬降解(圖1-25)。由于凋亡程序的執(zhí)行蛋白(凋亡蛋白酶、核酸內(nèi)切酶)活化,DNA被降解成180~200bp的成倍片段,在瓊脂糖電泳時(shí)呈現(xiàn)梯形條帶,為凋亡細(xì)胞特征性的生化改變。

圖1-25 細(xì)胞凋亡和壞死模式圖
2.凋亡和壞死的區(qū)別 凋亡在許多方面不同于壞死,二者的區(qū)別見(jiàn)表1-2。
表1-2 凋亡與壞死的區(qū)別

3.凋亡與疾病 由于細(xì)胞凋亡在確保細(xì)胞正常生長(zhǎng)發(fā)育、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)方面具有重要的意義,因此凋亡調(diào)控失??梢l(fā)多種疾病,如細(xì)胞凋亡不足則導(dǎo)致腫瘤、自身免疫性疾病和病毒感染性疾??;如細(xì)胞凋亡過(guò)度,可引起神經(jīng)元退行性變(阿爾茨海默?。⑿难芗膊?、免疫缺陷病等。
四、細(xì)胞老化
(一)細(xì)胞老化的概念
細(xì)胞老化(cellular aging)是細(xì)胞在生物體年齡增長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)生的退行性變化的總和。每個(gè)生物體及細(xì)胞都須經(jīng)過(guò)生長(zhǎng)、發(fā)育、老化及死亡等階段,是生命發(fā)展的必然結(jié)果。老化的細(xì)胞,其結(jié)構(gòu)蛋白、酶蛋白和受體蛋白合成減少,抗損傷功能下降。細(xì)胞老化是個(gè)體老化的基礎(chǔ),常導(dǎo)致老年病的產(chǎn)生,機(jī)體其他疾病的發(fā)生率也會(huì)增加。
(二)細(xì)胞老化的機(jī)制
細(xì)胞老化被認(rèn)為與真核細(xì)胞染色體末端存在的端粒結(jié)構(gòu)有關(guān)。端粒在維持染色體穩(wěn)定、控制細(xì)胞生長(zhǎng)和壽命方面起重要作用,細(xì)胞每分裂一次都造成端??s短50~200個(gè)核苷酸,直到細(xì)胞衰老不再分裂,而端粒酶可使已縮短的端粒再延長(zhǎng),絕大多數(shù)分化成熟的體細(xì)胞不表現(xiàn)端粒酶活性,細(xì)胞分裂50次左右便自行停止。但在生殖細(xì)胞、干細(xì)胞及永生化的癌細(xì)胞中,端粒酶活性增加,細(xì)胞可無(wú)限制分裂。另外,損傷因子作用下細(xì)胞內(nèi)染色體突變,復(fù)制錯(cuò)誤不斷積累,生成異常的蛋白質(zhì),使原有的蛋白多肽和酶的功能喪失等因素,也會(huì)加快細(xì)胞老化進(jìn)程。
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