病理学/细胞可逆性损伤

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细胞、组织的适应与损伤 - 细胞、组织的适应 - 细胞和组织损伤的原因和机制 - 细胞死亡 - 细胞老化
细胞可逆性损伤(reversible injury)的形态学变化称变性(degeneration),是指细胞或细胞间质受损伤后,由于代谢障碍使细胞内或细胞间质内出现异常物质或正常物质异常蓄积的现象,通常伴有细胞功能低下。造成蓄积的原因是这些正常或异常物质的产生过多或产生速度过快,细胞组织缺乏相应的代谢、清除或转运利用机制,而使其聚积在细胞器、细胞质、细胞核或细胞间质中。去除病因后,细胞水肿、脂肪变等大多数此类损伤可恢复正常,因此是非致死性、可逆性损伤。
所有有害因素都是首先在分子水平发挥它们的作用的。能够辨别出细胞适应、可逆性损伤或不可逆性损伤等形态学变化的时间长短,取决于细胞病变性质和观察方法的敏感度。但总的来说,受影响的细胞先呈现生化代谢变化,继而出现组织化学和超微结构变化(例如缺血后数分钟至数十分钟),然后再出现光镜下和肉眼可见的形态学变化(例如缺血后数小时至数日)。较轻度的损伤在原因消除后大多可恢复正常,通常称为可逆性损伤。严重的细胞损伤是不可逆的,直接或最终导致细胞死亡。

细胞水肿[编辑]

细胞水肿(cellular swelling)或称水变性(hydropic degeneration), 常是细胞损伤中最早出现的改变,起因于细胞容积和胞质离子浓度调节机制的功能下降。

细胞水肿的机制[编辑]

细胞水肿时因线粒体受损,ATP生成减少,细胞膜Na+-K+泵功能障碍,导致细胞内钠离子积聚,吸引大量水分子进入细胞,以维持细胞内外离子等渗。之后,无机磷酸盐、乳酸和嘌呤核苷酸等代谢产物蓄积,增加渗透压负荷,进一步加重细胞水肿。凡是能引起细胞液体和离子内稳态变化的损害,都可导致细胞水肿,常见于缺血、缺氧、感染、中毒时肝、肾、心等器官的实质细胞。

细胞水肿的病理变化[编辑]

病变初期,细胞线粒体和内质网等细胞器变得肿胀,形成光镜下细胞质内的红染细颗粒状物。若水钠进一步积聚,则细胞肿大明显,细胞基质高度疏松呈空泡状,细胞核也可肿胀,胞质膜表面出现囊泡,微绒毛变形消失,其极期称为气球样变,如病毒性肝炎时。有时细胞水肿的改变不易在光镜下识别,而整个器官的改变却可能较明显。肉眼观察受累器官体积增大,边缘圆钝,包膜紧张,切面外翻,颜色变淡。

脂肪变[编辑]

甘油三酯蓄积于非脂肪细胞的细胞质中,称为脂肪变(fatty change或steatosis),多发生于肝细胞、心肌细胞、肾小管上皮细胞和骨骼肌细胞等,与感染、酗酒、中毒、缺氧、营养不良、糖尿病及肥胖等有关。

脂肪变的病理改变[编辑]

轻度脂肪变,肉眼观受累器官可无明显变化。随着病变的加重,脂肪变的器官体积增大,淡黄色,边缘圆钝,切面呈油腻感。电镜下,细胞质内脂肪成分聚成有膜包绕的脂质小体,进而融合成脂滴。光镜下见脂肪变的细胞质中出现大小不等的球形脂滴,大者可充满整个细胞而将胞核挤至一侧。在石蜡切片中,因脂肪被有机溶剂溶解,故脂滴呈空泡状。在冷冻切片中,应用苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ等特殊染色,可将脂肪与其他物质区别开来。
肝细胞是脂肪代谢的重要场所,最常发生脂肪变,但轻度肝脂肪变通常并不引起肝脏明显形态变化和功能障碍。脂肪变在肝小叶内的分布与病因有一定关系。如慢性肝淤血时,小叶中央区缺氧较重,故脂肪变首先发生于小叶中央区;磷中毒时,小叶周边带肝细胞对磷中毒更为敏感,故以小叶周边带肝细胞受累为著;严重中毒和传染病时,脂肪变则常累及全部肝细胞。显著弥漫性肝脂肪变称为脂肪肝,重度肝脂肪变可进展为肝坏死和肝硬化。
慢性酒精中毒或缺氧可引起心肌脂肪变,常累及左心室内膜下和乳头肌部位。脂肪变心肌呈黄色,与正常心肌的暗红色相间,形成黄红色斑纹,称为虎斑心。有时心外膜增生的脂肪组织可沿间质伸入心肌细胞间,称为心肌脂肪浸润(fatty infiltration), 并非心肌细胞脂肪变性。重度心肌脂肪浸润可致心脏破裂,引发猝死。
肾小管上皮细胞也可发生脂肪变,光镜下脂滴主要位于肾近曲小管细胞基底部,为过量重吸收的原尿中的脂蛋白,严重者可累及肾远曲小管细胞。

脂肪变的机制[编辑]

肝细胞脂肪变的机制大致如下:

  • 肝细胞质内脂肪酸增多:如高脂饮食或营养不良时,体内脂肪组织分解,过多的游离脂肪酸经由血液入肝;或因缺氧致肝细胞乳酸大量转化为脂肪酸;或因氧化障碍使脂肪酸利用下降,脂肪酸相对增多;
  • 甘油三酯合成过多:如大撮饮酒可改变线粒体和滑面内质网的功能,促进α-磷酸甘油合成新的甘油三酯;
  • 脂蛋白、载脂蛋白减少:缺血、缺氧、中毒或营养不良时,肝细胞中脂蛋白、载脂蛋白合成减少,细胞输出脂肪受阻而堆积于细胞内。

此外当动脉粥样硬化或高脂血症时、可在某些非脂肪细胞如巨噬细胞和平滑肌细胞胞质中充有过量的胆固醇和胆固醇酯,可视为特殊类型的细胞内脂质蓄积。此类巨噬细胞显著增多并聚集在皮下组织时,称为黄色瘤。

玻璃样变[编辑]

细胞内或间质中出现半透明状蛋白质蓄积,称为玻璃样变,或称透明变(hyaline degeneration),HE染色呈嗜伊红均质状。玻璃样变是一组形态学上物理性状相同,但其化学成分、发生机制各异的病变。

玻璃样变的机制[编辑]

玻璃样变产生的机制可能是由于蛋白质合成的先天遗传障碍或蛋白质折叠的后天缺陷,使一些蛋白质的三级结构和氨基酸序列发生变异,导致变性胶原蛋白、血浆蛋白和免疫球蛋白等的蓄积。

玻璃样变的病理变化[编辑]

根据病变部位,玻璃样变可分为:

  • 细胞内玻璃样变:通常为均质红染的圆形小体,位于细胞质内。如肾小管上皮细胞具有吞饮作用的小泡,重吸收原尿中的蛋白质,与溶酶体融合,形成玻璃样小滴;浆细胞胞质粗面内质网中免疫球蛋白蓄积,形成Rusell小体;酒精性肝病时,肝细胞胞质中细胞中间丝前角蛋白变性,形成Mallory小体。
  • 纤维结缔组织玻璃样变:见于生理性和病理性结缔组织增生,为纤维组织老化的表现。其特点是胶原蛋白交联、变性、融合,胶原纤维增粗变宽,其间少有血管和纤维细胞。肉眼呈灰白色,质韧、半透明。见于萎缩的子宫和乳腺间质、瘢痕组织、动脉粥样硬化纤维斑块及各种坏死组织的机化等。
  • 细小动脉壁玻璃样变:又称细小动脉硬化(arteriolosclerosis), 常见于缓进型高血压和糖尿病的肾、脑、脾等脏器的细小动脉壁,因血浆蛋白质渗入和基底膜代谢物质沉积使细小动脉管壁增厚,管腔狭窄,血压升高,受累脏器局部缺血。玻璃样变的细小动脉壁弹性减弱,脆性增加,易继发扩张、破裂和出血。

淀粉样变[编辑]

淀粉样变(amyloid change)是细胞间质内淀粉样蛋白质和黏多糖复合物蓄积,因具有淀粉染色特征而得名。淀粉样变也是一类形态学和特殊染色相近,但化学结构和产生机制不同的病变。

淀粉样变的机制[编辑]

淀粉样蛋白成分来自于免疫球蛋白轻链、肽类激素、降钙素前体蛋白和血清淀粉样A蛋白等。淀粉样蛋白的新生多肤链由核糖体合成,可分为α链或β链。因机体不含消化大分子的β-折叠结构的酶,故β-淀粉样蛋白及其前体物质易积存在组织之中。

淀粉样变的病理变化[编辑]

淀粉样变物质主要沉积于细胞间质、小血管基膜下或沿网状纤维支架分布。HE染色其镜下特点为淡红色均质状物,并显示淀粉样呈色反应:刚果红染色为橘红色,遇碳则为棕褐色,再加稀硫酸便呈蓝色。
淀粉样变可为局部性或全身性。局部性淀粉样变发生于皮肤、结膜、舌、喉和肺等处,也可见于阿尔茨海默病的脑组织及霍奇金病、多发性骨髓瘤、甲状腺髓样癌等肿瘤的间质内。全身性淀粉样变可分为原发性和继发性两类,前者主要来源于血清α-免疫球蛋白轻链,累及肝、肾、脾和心等多个器官;后者来源不明,主要成分为肝脏合成的非免疫球蛋白(淀粉样相关蛋白),见于老年人和结核病等慢性炎症及某些肿瘤的间质中。

黏液样变[编辑]

病理性色素沉着[编辑]

含铁血黄素[编辑]

脂褐素[编辑]

黑色素[编辑]

胆红素[编辑]

病理性钙化[编辑]

骨和牙齿之外的组织中固态钙盐沉积,称为病理性钙化(pathological calcification), 其可位于细胞内或细胞外。病理性钙化是许多疾病常见的伴随病变,钙盐的主要成分是磷酸钙和碳酸钙及少量铁、镁或其他矿物质。

病理性钙化的类型[编辑]

  • 营养不良性钙化:若钙盐沉积于坏死或即将坏死的组织或异物中,称为营养不良性钙化 (dystrophic calcification),此时体内钙磷代谢正常。见于结核病、血栓、动脉粥样硬化斑块、心脏瓣膜病变及搬痕组织等, 可能与局部碱性磷酸酶增多有关。
  • 转移性钙化:由于全身钙磷代谢失调(高血钙)而致钙盐沉积于正常组织内,称为转移性钙化(metastatic calcification)。主要见于甲状旁腺功能亢进、维生素D摄入过多、肾衰及某些骨肿瘤,常发生在血管及肾、肺和胃的间质组织。

病理性钙化的病理变化[编辑]

病理性钙化在显微镜下呈蓝色颗粒状至片块状,肉眼呈细小颗粒或团块,触之有沙砾感或硬石感。大片病理性钙化,可导致组织和器官变形、硬化和功能障碍。病理性钙化的另一形式是在胆囊、肾盂、膀胱、输尿管和胰腺等部位,形成由碳酸钙和胆固醇等构成的结石。