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第二章损伤的修复 修复 repair 是指机体对损伤所造成的组织缺损进行修补恢复的过程 修复的形式 再生 regeneration 是指由损伤周围的同种细胞分裂增生来完成修复 如果完全恢复了原组织的结构及功能 则称为完全性再生 纤维性修复是指由纤维结缔组织来修复 以后形成瘢痕 不完全再生 第一节再生生理性再生再生病理性再生生理性再生 指在生理过程中 有些细胞 组织不断老化 消耗 由新生的同种细胞不断补充 以保持原有结构和功能的再生 病理性再生 指病理状态下细胞 组织缺损后发生的再生 一 细胞周期和不同类型细胞的再生潜能 一 细胞周期 cell cycle 细胞周期 间期 分裂期 M期 G1期 DNA合成前期 S期 DNA合成期 G2期 分裂前期 二 各类细胞的再生潜能按再生能力的强弱 可将人体细胞分为三类 1 不稳定细胞 1abilecells 具有很强的再生能力表皮细胞 呼吸道 消化道 泌尿生殖道粘膜被覆细胞 淋巴造血细胞 间皮细胞等 2 稳定细胞 stablecells 有较强的再生潜能包括各种腺体或腺样器官的实质细胞 如肝 胰 涎腺 内分泌腺 汗腺 皮脂腺和肾小管的上皮细胞等 还有各种结缔组织和平滑肌细胞 3 永久性细胞 permanentcells 再生能力微弱或无再生能力 这类细胞有神经细胞 骨骼肌细胞及心肌细胞 二 各种组织的再生过程 上皮组织 鳞状上皮 创缘或底部的基底层细胞分裂增生 粘膜上皮 腺上皮 腺上皮缺损 基底膜尚存 完全再生腺结构完全破坏 难以再生 肝细胞再生 肝脏部分切除 短期内能使肝脏恢复原来的大小 肝细胞坏死 网状支架完整 恢复正常结构 肝细胞坏死 网状支架塌陷 结构紊乱的肝细胞团 一 上皮组织的再生 被覆上皮 二 纤维组织的再生静止状态的纤维细胞 成纤维细胞 分裂 增生 产生胶原纤维未分化的间叶细胞变成纤维细胞 三 软骨组织和骨组织的再生软骨组织缺损较小时 完全再生 软骨组织缺损较大时 纤维性修复 骨组织再生能力强 骨折后可完全修复 四 血管的再生1 毛细血管的再生 内皮细胞分泌蛋白水解酶 基底膜分解 内皮细胞以生芽方式增生 向刺激方向迁移 形成内皮细胞条索 在血流的长机冲击下形成毛细血管腔 相互吻合构成毛细血管网 基底膜形成 改建形成小动脉和小静脉 2 大血管的修复内膜恢复原来结构肌层瘢痕修复 五 肌组织的再生1 横纹肌的再生损伤轻 肌原纤维部分发生坏死 而肌膜未被破坏时 可完全再生修复 整个肌纤维被破坏 纤维性修复 2 平滑肌再生平滑肌断裂时 纤维性修复 3 心肌再生能力极弱 破坏后一般都是纤维性修复 六 神经组织的再生1 中枢神经的再生脑 脊髓内的神经细胞破坏后 由神经胶质细胞及纤维组织修复 形成胶质瘢痕 2 外周神经的再生外周神经受损时 如果与其相连的神经细胞仍然存活 则可完全再生 如果神经纤维断离的两端相隔太远或断端之间有组织阻隔 或截肢失去远端 再生轴突均不能达到远端 而与增生的结缔组织混杂在一起 卷曲成团 形成创伤性神经纤维瘤 外周神经的再生 外周神经受损时 在下列条件下可以再生 与受损神经相连的神经细胞存活 断离的两端距离 2 5cm 三 细胞再生的影响因素受损组织的再生能力受损组织修复的完好程度取决于细胞外基质细胞因子的调控等 一 细胞外基质 ECM 细胞外基质 extracellularmatrix 是由细胞产生的细胞间的大分子物质 主要成分有 胶原蛋白弹力蛋白 elastin 粘附性糖蛋白和整合素基质细胞蛋白蛋白多糖和透明质酸素 细胞外基质的主要作用1 把细胞连接在一起 支撑和维持组织的生理结构和功能 2 提供各种细胞所需的微环境 影响细胞的形态 分化 迁移 增殖和生物学功能 3 在调控胚胎发育 组织重建与修复 创伤愈合 纤维化及肿瘤的侵袭中有重要意义 损伤修复过程中 ECM经代谢调整 其成分也会有所改变 如 型胶原减少而I型胶原增多 使组织修复能力增强 在实质脏器慢性炎症时 ECM增生过度 使器官发生纤维化 硬化 二 生长因子1 概念生长因子 growthfactor 是细胞受到损伤因素刺激后 释放出的一些具有刺激同类细胞或同一胚层发育来的细胞增殖 促进修复和组织重建的多肽类物质 2 生长因子促进细胞增殖的作用机制生长因子与靶细胞膜上的相应受体结合 激活磷酸激酶 从而产生第二信使 利用第二信使的放大效应激活细胞核的转录因子 启动DNA合成 引起细胞增殖 3 主要生长因子及其作用 三 抑素与接触抑制抑素 chalone 是指能抑制细胞增殖的多肽 抑素具有组织特异性 几乎任何组织都可以产生一种抑素抑制本身的增殖 接触抑制 contactinhibition 是指在组织缺损或细胞培养时 细胞分裂 增生的过程中 如果细胞相互接触 则停止移动和分裂的现象 四 干细胞在组织修复和细胞再生中的作用 一 干细胞的定义是一类未成熟 未分化的细胞群 在特定的条件下 具有再生各种组织细胞 甚至器官的功能 二 干细胞的分类1 胚胎干细胞 是指起源于着床前胚胎内细胞群的全能干细胞 具有向三个胚层分化的能力 可以分化为成体所有类型的成熟细胞 2 成体干细胞 是指存在于各组织器官中具有自我更新和一定分化潜能的不成熟细胞 有造血干细胞 皮肤干细胞 间充质干细胞 肌肉干细胞 肝脏干细胞神经干细胞等 这些干细胞大部分都可以横向分化为至少2 3种以上的其他组织细胞 三 干细胞在组织修复和细胞再生中的作用1 胚胎干细胞 用来修复甚至替换丧失功能的组织和器官 神经变性疾病 糖尿病和心肌梗死等都可以从干细胞移植中获益 2 成体干细胞 有望利用病人自身健康组织的干细胞 诱导分化成可代替病变组织功能的细胞来治疗各种疾病 第二节纤维性修复是指肉芽组织增生 溶解吸收局部坏死组织及其他异物 填补组织缺损 以后转化为胶原纤维为主的瘢痕组织 完成修复的过程 一 肉芽组织 granulationtissue 由新生的毛细血管以及增生的成纤维细胞构成 并伴有炎症细胞浸润 肉眼观为鲜红色 颗粒状 柔软湿润 形似鲜嫩的肉芽 一 肉芽组织的成分及形态光镜下肉芽组织的成分是 三多一少 毛细血管多 成纤维细胞和肌成纤维细胞多 炎症细胞多 胶原纤维少 肉眼观呈鲜红色 细颗粒状 柔软湿润 触之易出血 无痛觉 肉芽组织示意图 毛细血管 成纤维细胞 炎症细胞 瘢痕组织 二 肉芽组织的作用及结局肉芽组织的作用 抗感染保护创面 填补创口及其他组织缺损 机化或包裹坏死组织 血栓 炎性渗出物及其他异物 肉芽组织的结局肉芽组织长出后一周逐渐成熟 最终转变为瘢痕组织 间质水分逐渐吸收炎症细胞减少 消失成纤维细胞成熟为纤维细胞 同时产生大量胶原纤维部分毛细血管闭塞 消失 少数改建为小动脉 小静脉 二 瘢痕组织的形态及作用瘢痕 scar 组织是指肉芽组织经改建成熟形成的纤维结缔组织 一 瘢痕组织的形态光镜下瘢痕组织的成分是 三少一多 即毛细血管少 成纤维细胞少 炎症细胞少 胶原纤维多 呈均质红染状 玻璃样变性 肉眼观局部呈收缩状态 颜色苍白或灰白半透明 质硬韧 缺乏弹性 二 瘢痕组织对机体的影响1 瘢痕组织的形成对机体有利的一面 保持组织器官的完整性能把损伤的创口或其他缺损长期地填补并连接起来 保持组织器官的坚固性由于瘢痕组织含大量胶原纤维 这种填补及连接也是相当牢固的 2 瘢痕组织的形成对机体不利的一面 瘢痕收缩 瘢痕性粘连 器官硬化 瘢痕疙瘩瘢痕组织增生过度 如果这种肥大性瘢痕突出于皮肤表面并向周围不规则地扩延 称为瘢痕疙瘩 keloid 三 肉芽组织和瘢痕组织的形成过程及机制包括 血管生成血管内皮生长因子和血管生成素与内皮细胞相应受体结合细胞外基质调控 纤维化多种生长因子可启动成纤维细胞向损伤部位迁移 增殖修复过程中增生的成纤维细胞受生长因子刺激合成细胞外基质并在细胞外积聚 组织重构创伤愈合过程中 在活化型金属蛋白酶和金属蛋白酶组织抑制剂的共同作用下 调控细胞外基质的合成与降解 导致结缔组织的重构 第三节创伤愈合创伤愈合 woundhealing 是指机体遭受外力作用 皮肤等组织出现离断或缺损后的愈复过程 一 皮肤创伤愈合 一 创伤愈合的基本过程1 伤口的早期变化组织坏死 出血炎症反应形成凝块 痂皮 2 伤口收缩2 3日后开始 2周左右停止 伤口收缩的意义在于缩小创面 伤口收缩是由伤口边缘新生的肌成纤维细胞的牵拉作用引起 3 肉芽组织增生和瘢痕形成第3天开始长出肉芽组织 第5 6天起大量胶原纤维形成1个月左右瘢痕完全形成 4 表皮再生创伤发生24小时内 伤口边缘的基底细胞开始增生 向伤口中心迁移 形成单层上皮 当这些细胞彼此相遇时 则停止迁移 以后覆盖在肉芽组织表面并增生 分化成为鳞状上皮 肉芽组织生长不良或过度 将影响表皮的生长 5 其他组织再生皮肤附属器 毛囊 汗腺及皮脂腺 如遭完全破坏 则不能完全再生 而出现纤维性修复 二 创伤愈合的类型根据损伤程度及有无感染 创伤愈合分为两种类型 一期愈合 healingbyfirstintention 二期愈合 healingbysecondintention 皮肤创伤愈合的种类及其特点 二 骨折愈合骨折 bonefracture 通常可分为外伤性骨折和病理性骨折两大类 骨折愈合过程可分为以下几个阶段 1 血肿形成2 纤维性骨痂形成骨折后2 3天 从骨膜处向血肿内长入肉芽组织逐渐取代血肿 继而形成瘢痕组织 纤维性骨痂 3 骨性骨痂形成纤维性骨痂 分化出骨母细胞 形成类骨组织 钙盐沉积 编织骨纤维性骨痂 分化出软骨母细胞 形成软骨组织 软骨化骨 骨组织 4 骨痂改建编织骨 成熟的板层骨在破骨细胞和骨