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细胞、组织的损伤

  1.1.1.1病因
  生活机体的细胞和组织经常不断地接受内外环境各种因子的影响,并通过自身的反应和调节机制对刺激进行应激反应,这种反应能力可保证细胞和组织的正常功能,维护细胞、器官甚至整个机体的生存,但细胞和组织并非能适应所有刺激的影响,当刺激的性质、强度和持续时间超过一定的界限时,细胞就会受损伤,甚至死亡。细胞地损伤的原因很多,可以归纳为:缺氧、化学物质和药物、物理因素、生物因子、营养失衡、内分泌因素、免疫反应、遗传变异、衰老、社会-心理-精神因素和医源性因素等若干大类。
  1.1.1.2发病机制
  (1)细胞膜的破坏:细胞内、外多种有害因素可以破坏细胞膜的结构和功能,从而导致细胞损伤。
  (2)活性氧类物质(AOS)的损伤作用:AOS以其对于脂质、蛋白质和DNA的氧化作用而损伤细胞。
  (3)细胞浆内高游离钙的损伤作用:细胞浆内高游离钙可引起胞浆内的磷脂酸和内切核酸酶等的活化。这两种酶可以降解磷脂,蛋白质,ATP和DNA,从而引起细胞损伤。
  (4)缺氧的损伤作用:缺氧可导致线粒体氧化磷酸化受抑制,使ATP合成减少,使细胞内各种代谢发生障碍,活性氧类物质增多,从而引起细胞的损伤。
  (5)化学性损伤:作用途径包括:直接的细胞毒性作用;代谢产物对于靶细胞的细胞毒性作用;诱发免疫性损伤;诱发DNA损伤。
  (6)遗传变异:可导致结构蛋白合成低下,使细胞因缺乏生命必需蛋白而死亡;核分裂受阻;合成异常生长调节蛋白;酶合成障碍,引发先天性代谢病或后天性酶缺陷。
  形态学变化
  1.1.1.3 变性
  变性是指细胞或细胞间质受损伤后因代谢发生障碍所引起的某些可逆性形态学变化,表现为细胞浆内或间质内出现异常物质或正常物质数量异常增多。
  一般来说,变性是可复性改变,原因消除后,变性的细胞结构和功能仍可恢复。但严重的变性可发展为坏死。
  (1)细胞水肿或称为水样变性:细胞受损时,最常见的情况就是细胞水肿。细胞水肿是细胞轻度损伤后常发生的早期病变,好发于肝、心、肾等实质细胞的胞浆。
  光镜下:弥漫性胞浆肿大,胞浆淡染清亮,核可稍大,重度水肿的细胞称为气球样变(见于病毒性肝炎)。电镜下,除可见胞浆基质疏松变淡外,尚可见线粒体肿胀及嵴变短、变少甚至消失,内质网广泛解体、离断和发生空泡性变化。相应的器官(心、肝、肾等实质性器官)在肉眼观上体积增大,颜色变淡。
  细胞水肿是轻度损伤的表现,原因消除后可恢复正常。
  (2)脂肪变性:细胞浆内甘油三酯(中性脂肪)的蓄积称为脂肪变性。正常情况下,除脂肪细胞外,一般细胞很少见脂滴或仅见少量脂滴,如这些细胞中出现脂滴明显增多,则称为脂肪变性。脂滴的成分多为中性脂肪,但也可为磷脂和胆固醇。电镜下,细胞胞浆内脂肪表现为脂肪小体,进而融合成脂滴。
  脂肪变性多发生于代谢旺盛耗氧较大的器官如肝脏、心脏和肾脏,以肝最为常见,因为肝是脂肪代谢的重要场所。
  1)肝脂肪变性:肝细胞脂肪酸代谢过程的某个或多个环节,由于各种因素的作用而发生异常,可引发脂肪变性。
  肉眼可见肝增大,边缘钝、色淡黄、较软,切面油腻感。镜下:重度脂肪变的肝细胞,其胞核被胞浆内蓄积的脂肪压向一侧,形似脂肪细胞,并可彼此融合成大小不等的脂囊。脂肪变性在肝小叶中的分布与其病因有关,例如肝淤血时小叶中央区缺氧最严重,所以脂肪变性首先在此处发生,长期淤血后,小叶中央区细胞大多萎缩、变性或消失,于是小叶周边区细胞也发生缺氧而发生脂肪变性。磷中毒时,肝细胞脂肪变性主要发生在肝小叶周边区。肝细胞脂肪变性通常不引起肝功能障碍,重度脂肪变性的肝细胞可坏死,并可继发肝硬化。
  2)心肌脂肪变性:最常累及左心室的内膜下和乳头肌。肉眼上表现为大致横行的黄*色条纹,与未脂肪变的暗红色心肌相间,形似虎皮斑纹,称为虎斑心。镜下:心肌在正常情况下也可含有少量脂滴,脂肪变性时则明显增多,脂肪空泡多较细小,呈串珠状排列,主要位于肌纤维Z带附近和线粒体分布区,常为贫血和中毒的结果。通常心肌的功能并不受影响。显著的心肌变性如今并不多见。要与心肌脂肪浸润相区别。
  3)肾脂肪变性:严重贫血、中毒或缺氧时,或肾小球毛细血管通透性升高,肾小管特别是近曲小管的上皮细胞可吸收漏出的脂蛋白而导致脂肪变性。脂滴起初多见于基底部。肉眼观:肾稍肿大,切面上可见皮质增厚,略呈浅黄*色。
  (3)玻璃样变:玻璃样变又称玻璃样变性或透明变性,泛指细胞内、纤维结缔组织间质内或细动脉壁等处发生蛋白质蓄积,在HE染色中表现为均匀粉染毛玻璃样半透明改变。玻璃样变性是一个比较笼统的病理概念,包括许多性质不同的疾病,只是在病理改变上大致相同,即变性物质呈现玻璃样、均质性、红染的物质。
  1)细胞内玻璃样变:见于细胞内异常蛋白质蓄积形成均质、红染的近圆形小体通常位于细胞浆内,例如,肾小管上皮细胞的玻璃小滴变性(蛋白尿时由原尿中重吸收的蛋白质)、浆细胞胞浆中的Russell小体和酒精性肝病时肝细胞胞浆中Malloy小体等。
  2)纤维结缔组织中玻璃样变:是胶原纤维老化的表现,常见于瘢痕、肾小球纤维化、变性动脉粥样硬化的斑块。镜下:增生的胶原纤维变粗、融合,形成均质、粉色或淡红染的索、片状结构。其中很少纤维细胞和血管。肉眼观:大范围透明变性的纤维结缔组织,呈灰白色,均质半透明,较硬韧。
  3)细动脉壁玻璃样变:又称细动脉硬化,常见于缓进性高血压和糖尿病患者,弥漫地累及肾、脑、脾和视网膜等处的细小动脉壁。玻璃样变的细小动脉原因有蛋白质蓄积而呈增厚,均质性红染,管腔狭窄,可导致血管变硬,血液循环外周阻力增加和局部缺血;管壁弹性减弱,脆性增加,因而继发扩张,导致破裂出血。
  (4)淀粉样变:在细胞外的间质内,特别是小血管基底膜处,有蛋白质-粘多糖复合物蓄积,并显示淀粉样呈色反应,即遇到碘时呈棕褐色,再遇稀硫酸由棕褐色变为深蓝色。淀粉样变可为全身性的,也可为局部性的。全身性分为原发性和继发性,继发性者的淀粉样物质来源不明,常继发于严重的慢性炎症,原发性者的淀粉样物质来源于免疫球蛋白的轻链。局部性淀粉样变发生于皮肤、眼结膜、舌、喉、气管和肺、膀胱、胰岛(糖尿病时)等处,也可蓄积于恶性淋巴病瘤神经内分泌瘤的间质内。
  (5)粘液样变性:粘液样变性是指间质内有粘多糖(透明质酸等)和蛋白质蓄积。常见于间叶组织肿瘤、风湿病、动脉粥样硬化和营养不良的骨髓和脂肪组织等。甲状腺功能低下时,全身皮肤的真皮及皮下组织的基质中有较多类粘液及水分潴留,形成粘液性水肿。镜下:间质疏松,有多突起的星芒状纤维细胞散在于淡蓝色粘液样基质中。粘液样变性当病因消除后可以逐渐消褪,但如长期存在,则可引起纤维组织增生,从而导致组织硬化。
  (6)病理性色素沉着:有色物质(色素)在细胞内、外的异常蓄积称为病理性色素沉着,有外源性的如炭末及纹身进入皮内的色素。也有内源性色素,主要是由体内生成的沉着的色素,包括含铁血黄素、脂褐素、胆红素、黑色素等。常见的病理性色素有以下几种:
  1)含铁血黄素:巨噬细胞摄入血管中逸出的红细胞,并由其溶酶体降解,使来自红细胞的血红蛋白的Fe3+与蛋白质结合成电镜下可见的铁蛋白微粒,若干铁蛋白微粒,聚集成为光镜下可见的棕黄*色。较粗大的折光颗粒,称为含铁血黄素。左心衰竭时,肺内淤血时红细胞被巨噬细胞吞噬,细胞吞噬后形成含铁血黄素,在患者痰中出现心衰细胞,即吞噬红细胞的巨噬细胞。当溶血性贫血时大量红细胞被破坏,可出现全身性含铁血黄素沉着,主要见于肝、脾、淋巴结和骨髓等器官。
  2)脂褐素:是蓄积于胞浆内的黄褐色微细颗粒,电镜显示为来自噬溶酶体内未被消化的细胞器碎片残体,其中50%为脂质。附睾上皮细胞,睾丸间质细胞和神经节细胞的胞浆内正常时便含有脂褐素。老人及一些慢性消耗性疾病患者的肝细胞、肾上腺皮质网状带细胞以及心肌细胞等萎缩时,其胞浆内有多量脂褐素沉着,所以此色素又有消耗性色素之称。脂褐素在电镜下,呈典型的残存小体结构。
  3)黑色素:是由黑色素细胞生成的黑褐素微细颗粒,为大小不一的棕褐色或深褐色颗粒状色素。正常人皮肤、毛发、虹膜、脉络膜等处都有黑色素的存在。局部性黑色素沉着见于色素痣、恶性黑色素瘤等。肾上腺皮质功能低下的Addison病患者可出现全身性皮肤、粘膜的黑色素沉着。
  4)胆红素:也是吞噬细胞形成的一种血红蛋白衍生物,血中胆红素过多时则把组织染成黄*色,称为黄疸。胆红素一般为溶解状态,但也可为黄褐色折光小颗粒或团块。在胆道堵塞及某些肝疾患者中肝细胞、毛细胆管及小胆管内可见许多胆红素。
  (7)病理性钙化:在骨和牙齿以外的软组织内有固体性钙盐(主要是磷酸钙和碳酸钙)的沉积称为病理性钙化。HE染色时钙盐呈蓝色颗粒状,甚至片块状。病理性钙化主要有营养不良性钙化和转移性钙化两种。
  1)营养不良性钙化:继发于局部变性、坏死组织或其他异物内的钙化,此时,体内钙磷代谢正常,血钙不升高。这种钙化很常见,结核坏死灶、脂肪坏死灶、动脉粥样硬化斑块内的坏死区、坏死的寄生虫虫体、虫卵等均可继发营养不良性钙化。
  2)转移性钙化:转移性钙化较少见。由于钙磷代谢障碍所致正常肾小管、肺泡壁、胃粘膜等处的多发性钙化称为转移性钙化。甲状旁腺功能亢进,骨肿瘤破坏骨组织、维生素D过多摄入等可引发高血钙,导致转移性钙化。
  钙化对机体的影响视具体情况而异。转移性钙化可使钙化的组织、细胞功能丧失,但结核病灶的钙化可以使其中的结核杆菌失去活力,减少复发的危险,然而结核杆菌在结核钙化灶中往往可以继续存活很长时间,一旦机体抵抗力下降,则仍有可能复发。
  1.1.1.4 细胞死亡
  细胞因受严重损伤而累及胞核时,呈现代谢停止、结构破坏和功能丧失等不可逆性变化,此即细胞死亡。死亡的原因很多,一切损伤因子只要作用达到一定强度或持续一定时间,从而使受损组织的代谢完全停止,就会引起细胞、组织的死亡。在多数情况下,坏死是由组织、细胞的变性逐渐发展来的,称为渐进性坏死。在此期间,只要坏死尚未发生而病因被消除,则组织、细胞的损伤仍可恢复(可复期)。但一旦组织、细胞的损伤严重,代谢紊乱,出现一系列的形态学变化时,则损伤不能恢复(不可复期)。在个别情况下,由于致病因子极为强烈,坏死可迅速发生,有时甚至可无明显的形态学改变。细胞死亡包括坏死和凋亡两大类型。
  (1)坏死
  坏死是活体内范围不等的局部细胞死亡。死亡细胞的质膜崩解,结构自溶,并引发急性炎症反应。
  坏死的基本病变是在细胞死亡后几小时,在光镜下可见坏死细胞呈现自溶性变化,细胞核的改变是细胞坏死的主要形态学标志,细胞核一般依序呈现核固缩、核碎裂、核溶解。
  在复习时要重点掌握坏死的类型,坏死可分为凝固性坏死、液化性坏死和纤维素样坏死三基本类型,前两种坏死又有一些特殊类型。
  1)凝固性坏死:坏死细胞的蛋白质凝固,还常保持其结构轮廓,所以称为凝固性坏死,镜下,在较早期可见坏死组织的细胞结构消失,但组织结构的轮廓仍保存。例如肾的贫血性梗死初期,虽然细胞已呈坏死改变,但肾小球、肾小管以及血管等的轮廓仍可辨认。凝固性坏死好发于心肌、肝、脾、肾等。
  凝固性坏死的特殊类型:
  ①干酪样坏死:是由结核杆菌引起的彻底的凝固性坏死,是结核病的特征性病变。肉眼观:坏死呈白色或微黄,细腻,形似奶酪。镜下:不见坏死部位原有组织结构的残骸,甚至不见核碎屑,只见一些无定形的颗粒状物质。
  ②坏疽:是身体内直接或间接地与外界大气相通部位的较大范围坏死,并因有腐败菌生长而继发腐败。坏疽又分为干性坏疽、湿性坏疽、气性坏疽三个类型。
  干性坏疽是凝固性坏死加上坏死组织水分蒸发变干的结果,大多见于四肢末端,水分容易蒸发的体表组织坏死,例如动脉粥样硬化、血栓闭塞性脉管炎和冻伤等疾患。此时动脉受阻而静脉仍通畅,再加上空气蒸发,所以病变部位干枯皱缩,呈黑褐色,腐败菌感染一般较轻,与周围健康组织有明显的分界线。
  湿性坏疽多发生于与外界沟通但水分不易蒸发的内脏坏死,如坏疽性阑尾炎,肠性坏疽等。湿性坏疽由于坏死组织含水分较多,适合腐败菌生长繁殖,故腐败菌感染严重,局部明显肿胀,呈深蓝、暗绿或乌黑色。由于病变发展较快,炎症比较弥漫,故坏死组织与周围健康组织分界不明显。同时组织腐败坏死所产生的毒性产物,可引起严重的全身中毒症状。常见的湿性坏疽有坏疽性阑尾炎、肠坏疽、肺坏疽及产后坏疽性子宫内膜炎等。四肢当其动脉闭塞而静脉回流又受阻,伴有淤血水肿时也可发生湿性坏疽。
  气性坏疽主要见于严重的深达肌肉的开放性创伤合并产气荚膜杆菌、恶性水肿杆菌等产气菌感染时细菌分解坏死组织产生大量气体,使坏死组织内含气泡呈蜂窝状。气性坏疽发展迅速,后果严重,需紧急处理。
  2)液化性坏死:是坏死组织因酶分解而变为液态。最常发生在含可凝固的蛋白少和脂质多的脑和骨髓,也称为软化。化脓,脂肪坏死和由细胞水肿而来的溶解性坏死都属于液化性坏死。
  脂肪坏死是液化性坏死的特殊类型,主要分为外伤性脂肪坏死和酶解性脂肪坏死两种。外伤性脂肪坏死好发于皮下脂肪组织尤其是女性乳房,脂肪细胞破裂,脂肪外溢,引起巨噬细胞和异物巨细胞吞噬脂质,反应局部形成肿块,镜下可见其中含有大量含有脂滴的巨噬细胞(泡沫细胞)和多核异物巨细胞。酶解性者见于急性胰腺炎。此时胰腺组织受损,胰酶外逸并被激活,从而引起胰腺自身消化和胰腺周围器官的脂肪组织被胰脂酶分解,其中的脂肪酸与组织中的钙结合形成钙皂,表现为不透明的斑点和斑块。
  3)纤维素样坏死:曾称为纤维素样变性,好发于结缔组织和血管壁,是变态反应性结缔组织病(风湿病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、结节性多动脉炎)和急进性高血压的特征性病变。坏死组织呈细丝、颗粒状红染的纤维素样,聚集成片状。
  坏死的结局:不同原因引起的不同组织的坏死,其结局也不一样,细胞坏死后发生自溶,并在坏死局部引发急性炎症反应,坏死组织有的溶解吸收,有的分离排出、机化、包裹或钙化,结核病灶的干酪样坏死常发生包裹钙化。
  1)溶解吸收:坏死组织溶解,经由淋巴管、血管吸收或被巨噬细胞清除。小范围坏死可被完全吸收,消除较大范围坏死液化后可形成囊腔。
  2)分离排出:较大坏死组织不能完全吸收,则发生炎性反应,使坏死组织与健康组织分离形成缺损。皮肤、粘膜较深的坏死性缺损形成溃疡,发生在内脏器官则形成空洞。
  3)机化:坏死组织不能完全溶解吸收或分离排出,则由新生毛细血管和纤维母细胞等组成肉芽组织,吸收、取代坏死物的过程称机化,最后形成瘢痕组织。
  4)包裹、钙化:坏死组织较大或难以溶解吸收或不完全机化,则由周围结缔组织加以包裹,其中的坏死组织如结核病灶的干酪样坏死也可发生钙化。
  (3)凋亡
  凋亡大多为生理性死亡,是细胞衰老过程中各个细胞功能逐渐减退的结果。凋亡可见于许多生理和病理过程中,如各种更替性组织衰亡更新,也可见于照射及应用细胞抑制剂和数目性萎缩之时。肿瘤细胞也发生凋亡。这种坏死是活体内单个细胞或小团细胞的死亡,不是整个实质区内细胞同时死亡,死亡细胞的质膜(细胞膜和细胞器膜)不破裂,不引发死亡细胞的自溶也不引起急性炎症反应。凋亡的发生与基因调节有关。也有人称为程序性死亡(PCD)。凋亡对人体的生理平衡和疾病的发生具有重要意义。
  电镜下凋亡的细胞皱缩,质膜完整,胞浆致密,细胞器密集,不同程度退变,核染色质致密形成大小不一的团块边集于核膜处,进而核裂解,胞浆多发性芽突,并迅速脱落形成凋亡小体。凋亡小体迅速在局部被吞噬细胞吞噬,光镜下凋亡小体多呈圆形、卵圆形,大小不等,胞浆浓缩,强嗜酸性,故有人称之为嗜酸性小体。病毒性肝炎中所见的嗜酸性小体实为肝细胞的凋亡小体。


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