细胞、组织的适应与损伤

第一章细胞、组织的适应与损伤,武汉大学医学部病理学教研室,细胞死亡,变性,萎缩、肥大增生、化生,坏死凋亡,正常细胞、适应细胞、可逆性损伤细胞和死亡细胞间的关系,可逆性损伤细胞,适应细胞,正常细胞,第一节 细胞和组织的适应,概念 细胞和由其构成的组织、器官、机体对于持续性内外环境各种有害因子和刺激作用而产生的非损伤性应答反应，称为适应（adaptation）。适应性反应，改变其自身的代谢、功能和结构以达到新的平衡，以耐受刺激，避免损伤。适应在形态学上表现为萎缩、肥大、增生和化生。机制 细胞特殊的受体功能 或 调节，或合成新的蛋白质等，任何一个环节，如基因表达及其调控，与受体结合的信号转导，蛋白质的转录、运送和输出。 实质上是细胞生长和分化受到调整的结果，可认为介于正常和损伤之间的一种状态。,细胞和组织的适应,萎 缩,肥 大,增 生,化 生,一、萎缩（atrophy）概念：萎缩指已发育正常的实质细胞、组织或器官的体积缩小。可伴发实质细胞数量的减少。分类生理性萎缩:胸腺、更年期后卵巢病理性萎缩病理(形态)变化 分解大于合成代谢,病理性萎缩 a 营养不良性萎缩 局部性：脑动脉粥样硬化脑萎缩 全身性：恶性肿瘤、长期饥饿全身器官、组织 萎缩,肾盂积水（表面观）,肾盂积水（切面观）,b 压迫性萎缩 肾盂积水肾萎缩,c 废用性萎缩 下肢骨折固定后下肢肌肉萎缩 神经感受器失去正常刺激,向心,离心冲动减少甚至消失。 d 去神经性萎缩 脊髓灰质炎前角运动神经元损伤肌肉萎缩神经对局部组织器官代谢的调节作用消失（如:小儿麻症）,e 内分泌性萎缩 垂体功能减退性腺、肾上 腺等萎缩 临床上，某种萎缩可由多种因素所致。如骨 折后肌肉萎缩,病理变化 尚未完全清楚,涉及蛋白 分解大于合成代谢肉眼: 体积 重量 色泽 退化;功能下降,镜下：主质细胞体积变小或数量变少，间质（如纤、脂）则增生，故质韧,萎缩细胞仍保持原状，但胞浆浓染，核也浓缩深染。影响和结局： 功能降低:肌肉力量;骨骨折;脑痴呆 去因 可复常态,持续 最终可死亡,老年性脑萎缩 正常脑,心脏肥大与萎缩,正常心脏,萎缩的细胞、组织、器官体积减小，重量减轻，细胞器退化，细胞浆内出现脂褐素。,心肌萎缩镜下观,二、肥大（hypertrophy),概念：肥大指细胞、组织或器官体积的增大。 功能增加，蛋白质合成大于分解代谢 细胞器增多； 实质细胞肥大,可伴有细胞数量的增加 分类 生理性肥大 妊娠子宫壁0.4-5cm也属内分泌性 病理性肥大 代偿性肥大 举重运动员 高血压（功能负荷过重） 内分泌性肥大 妊娠时子宫平滑肌 形态变化,心肌肥大（肉眼观）,左心室肥大,心肌肥大（镜下观）,三. 增生 (hyperplasia),概念：指组织或器官内实质细胞数量增多称为增生，造成组织、器官体积的增大。有分裂能力的器官常细胞增生可伴发细胞肥大,无分裂能力的组织器官仅肥大. 局部生长因子或生长因子受体 ,细胞有丝分裂增强所致、凋亡受抑制分类(原因) 生理性增生 代偿性增生 肝 激素性增生 青春期乳房 内膜 病理性增生 激素性增生(过量雌激素内膜增生-功血) 肥大与增生常相伴存在 但持续病理性增生 可致肿瘤性增生,正常乳腺,分泌期乳腺(增生),四.化生 (metaplasia),概念：指一种分化成熟的细胞(受理化因素作用)被另一种分化成熟的细胞所替代的过程称化生。特点 化生并非直接转化而是由具有分裂增殖和多向分化潜能的幼稚未分化细胞、储备细胞或干细胞横向分化而成； 发生在同类型组织（同源性细胞）之间。 见于慢性刺激作用下发生于具有再生能力的上皮或间叶组织。特异性低取代特异性较高细胞类型，间叶不可复常见化生 鳞状上皮化生（简称鳞化） 柱状纤毛上皮鳞状上皮 肠上皮化生 胃粘膜上皮含潘氏或杯状细胞的肠型粘膜上皮 间叶组织化生 成纤维细胞成骨母或软骨母骨、软骨,正常支气管粘膜上皮,支气管粘膜上皮鳞状化生,小肠绒毛,正常胃壁组织,肠上皮化生,结缔组织化生（骨化生）,意义: 利弊兼有增强局部抵抗力，起保护作用失去原有组织的功能 反而削弱了局部的防御能力更为重要的是 可发生恶变,化生,单纯性萎缩,数量性萎缩,肥大,增生,正常组织,第二节 细胞和组织的损伤,1. 外因 生物性因素 物理性因素 化学性因素 营养性因素 2. 内因 免疫因素 遗传因素 神经内分泌因素 年龄性别因素 3. 社会心理因素 社会因素 心理因素 精神、行为因素 医源性因素,一、损伤的原因及机制,原 因,细胞、组织的损伤,原因 1.常见的物理因子,机械性损伤 组织细胞破裂高温 细胞内酶变性低温 血管收缩 组织缺血缺氧电流 引起高温 刺激组织（尤其是神经组织）射线 直接或间接损伤生物大分子,2.常见的化学因子,类型 化学物质；药物作用部位接触部位 如皮肤；富集部位 如肺；代谢部位 如肝脏；排泄部位 如肾脏机制直接的细胞毒作用 如氰化物代谢产物对于靶细胞的细胞毒性作用 如CCl4诱发免疫性损伤 如青霉素、氯霉素诱发DNA损伤,3.常见的生物因子,细菌本身的侵袭力分泌内、外毒素引起变态反应病毒干扰宿主细胞的代谢产生毒性蛋白质引起变态反应真菌分泌毒素寄生虫毒性代谢产物或分泌物,4.缺氧,也是导致细胞和组织损伤最重要和最常见的原因之一。缺氧细胞内氧化磷酸化过程障碍 代谢、功能和结构发生变化。 原因有血管性疾病或血栓； 心肺功能衰竭 血液携带氧的能力降低或丧失，贫血、CO中毒,细胞损伤机制,1.细胞膜破坏影响信息与物质交换免疫应答细胞分裂分化功能 2.活性氧类物质（AOS）的损伤自由基氧（O，OH），H2O2等脂质、蛋白质DNA过氧化细胞损伤的基本环节,3.细胞浆内高游离钙的损伤游离钙促进胞浆内磷脂酶和内切酶等对脂质、蛋白质和核酸、ATP等降解细胞损伤的终末环节 4.缺血缺氧的损伤氧获得或利用障碍细胞内ATP无氧酵解增强，细胞酸中毒活性氧类物质,5.化学性损伤 包括药物。可为全身性（中毒）和局部性（接触强酸碱）。具器官特异性，CCl4-肝损害。本身具直接细胞毒作用（氰化物）；代谢产物；诱发过敏反应等免疫损伤；诱发DNA损伤。 6.遗传变异 化学物质和药物、病毒、射线等，可损伤核内DNA，诱发基因突变和染色体畸变，使细胞发生遗传变异。通过：结构蛋白合成低下；阻止重要功能细胞核分裂；合成异常生长调节蛋白；引发先天性或后天性酶合成障碍。 .ATP的耗竭 2.线粒体损伤 3.膜渗透性的缺陷 4.细胞内钙的流入和钙外环境稳定的破坏 5.氧自由基的积聚,代谢性变化,超微结构变化,光镜下可见的形态学变化,肉眼下可见的形态学变化,病理变化或病变(lesions),二、细胞、组织损伤的形态学变化,变性 较轻 可逆性损伤,细胞死亡 严重 不可逆性,细胞损伤,可逆性损伤（变 性 degeneration）,概念 是指细胞或细胞间质内出现各种异常物质或原有正常物质的异常增多的现象。有些属于细胞内物质的积聚或沉积。所以狭义变性仅两种形式：细胞肿胀和脂肪变。类型细胞肿胀脂肪变性玻璃样变性病理性钙化,1.细胞水肿 cellular swelling , hydropic degeneration,指各种原因导致的细胞内水分增多，亦称水变性。 细胞轻度损伤后常发生的早期病变。见于心、肝、肾 发生机制,缺血、缺氧、感染、中毒、电离辐射等,细胞线粒体受损,ATP生成减少,胞膜Na+-K+泵功能障碍,水分进出细胞的平衡失调,细胞膜直接受损,细胞水肿,原因：急性感染、中毒、缺氧和高热等 机理：常见于线粒体丰富，代谢活跃的器官，如心、肝、肾细胞膜损伤通透性线粒体受损 APT Na+-K+泵 病理变化：镜下：体积，胞质疏松淡染，出现颗粒状物质。 肉眼：混浊无光泽，体积增大，包膜紧张，切面隆起，边缘外翻。影响和结局：可逆性 功能降低 病因加重细胞水肿细胞坏死,病理变化 光镜下：体积增大，胞浆淡染、清亮。,肝细胞气球样变,正常肝细胞,2.脂肪变性 fatty degeneration，fatty change,概念 非脂肪细胞的细胞质内甘油三酯（中性脂肪）的蓄积称为脂肪变，或称脂肪变性。常见于代谢旺盛耗氧多的器官，如肝脏、心脏、肾脏，尤其以肝脏最为常见。发生机制（以肝脏为例）,脂肪酸,酮体+CO2,甘油三酯,-磷酸甘油,脂蛋白,载脂蛋白,输送入血,氧化,（饮酒）,（缺氧、营养不良、中毒）,（高脂、 缺氧）,食物(中性脂),肝脂(中性脂肪)+磷脂,组织脂(磷脂)不可见性,储脂(中性脂肪)可见性,血,血,肝脂肪代谢图示,来源：肠道吸收脂库动员来去路：少部分进行氧化，供能。大部分结合成脂蛋白入血运到脂库或其它组织利用。少部分磷脂和类脂形成细胞各种膜结构成分即结构脂肪。上述任何一过程破坏便可脂变,如: 中性脂肪合成过多; 脂蛋白合成障碍: A、磷脂、胆碱缺乏 B、中毒引起内质网结构破坏或抑制酶活性 脂肪酸氧化障碍。 细胞结构破坏。,病理变化（以脂肪肝为例）肉眼观：肝脏体积增大，包膜光滑、紧张，色淡黄，边缘钝圆，切面油腻感。,镜下观：肝细胞浆内可见大小不一的圆形、空泡状脂滴，有时脂滴可融合为一大空泡，将胞核挤向细胞一侧，形似脂肪细胞。,肝细胞脂肪变性,肝细胞脂肪变性（苏丹染色）,肝细胞脂肪变性（锇酸染色）,心肌脂肪变性（虎斑心） 严重贫血时，脂变心肌呈黄色与正常心肌红色相间，似虎皮的斑纹,影响和结局：功能 , 病因持续，可发展为细胞坏死(肝硬变、心衰等),3.玻璃样变性 hyaline degeneration,概念 指常规HE染色在细胞内、间质中或细动脉壁出现均质、红染、半透明的蛋白质蓄积。透明变 是一组物理性状相同，但其化学成分、发生机制各异的病变。常见三种类型：细胞内玻璃样变性纤维结缔组织玻璃样变性细动脉壁玻璃样变性,（1）细胞内玻璃样变性 部位：肾小管上皮细胞、肝细胞、慢性炎症灶中浆细胞、某些肿瘤细胞等。 病理变化：表现为胞浆内圆形、红染玻璃样物质。,肾小管上皮细胞内玻璃样变,酒精性肝病肝细胞中Mallory Hyaline,（2）结缔组织玻璃样变部位：瘢痕组织、各种组织纤维化等。机理：1)胶元纤维肿胀、崩解、融合 2)缺血糖蛋沉积于胶原纤维间。病变：1)镜下：A、结缔组织细胞减少乃至消失 B、胶元纤维化变粗融合 2)肉眼：A、量少，无明显改变B、量多，呈半透明灰白色，质坚韧。,糖衣脾,脾细动脉玻璃样变,正常细动脉,（3）血管壁玻璃样变性： 部位：细动脉等。 机理：1)通透性增高，血浆蛋白渗出、浸润、凝固； 2)内皮细胞和平滑肌细胞合成与分泌基底膜物质增多 病理变化：1)内膜下血浆蛋白凝固； 2)管壁厚、腔窄、质地硬。 后果：1)细动脉弹性降低 2)管腔狭窄,（4）淀粉样变 amyloidosis,在细胞外间质，尤其是小血管基底膜处。蓄积物为蛋白质-粘多糖复合物，呈淀粉样显色反应。HE染色中呈均质性淡红色，类似玻璃样变性。,肾淀粉样变,（5）粘液样变性 mucoid degeneration,间质内有粘多糖和蛋白质的蓄积。 HE染色中表现为灰蓝色胶状液体。,肿瘤间质粘液样变,（6）病理性色素沉着 pathologic pigmentation,概念 指色素在细胞内、外的异常蓄积。沉着的色素主要有内源性和外源性两大类。常见的类型含铁血黄素-棕黄色、具有折光性的色素脂褐素-黄褐色、细颗粒状色素黑色素-黑褐色、细颗粒状色素,含铁血黄素（慢性肺淤血）,巨噬细胞吞噬降解血红蛋白所产生的Fe3+与蛋白质结合而形成的铁蛋白微粒聚集体。光镜下为巨噬细胞胞浆内外棕黄色较粗大的折光颗粒。 意义：陈旧性出血,脂褐素（心肌萎缩）,细胞内自噬溶酶体内未被消化的细胞器碎片残体。光镜下为胞浆内黄褐色微细颗粒。意义：正常时，可见于附睾、睾丸间质、神经节等细胞中。老年及一些慢性消耗性疾病的心、肝细胞萎缩时（消耗性色素）。,黑色素（黑色素瘤）,由黑色素细胞中酪氨酸氧化聚合而成的黑色素颗粒，其生成受到（促肾上腺皮质激素释放素）和（色素细胞刺激素）的促进意义：局部性增多色素痣、恶性黑色素瘤全身性增多肾上腺皮质功 能低下,外源性色素沉着(碳末沉着症),（7）病理性钙化 pathologic calcification,概念 在骨和牙齿外的软组织内有固体性钙盐沉积,称-，可位于细胞内或细胞外。成分 沉积的钙盐主要是磷酸钙、碳酸钙，少量铁、镁镜下 呈蓝色颗粒状或片块状分类营养不良性钙化（常见）主要发生于局部变性坏死组织、其它异物内无全身钙、磷代谢障碍，血钙不升高见于结核病、血栓、动粥斑块等。可能与局部碱性磷酸酶增多有关转移性钙化（少见）由于钙磷代谢障碍（高血钙）所致最易沉积于胃粘膜、肾小管、肺泡壁等处常见于甲状旁腺功能亢进、骨肿瘤等疾病,虫卵钙化（肝血吸虫病）,粥样灶钙化（动脉粥样硬化）,（二）不可逆性损伤细胞死亡 cell death,概念 细胞因受严重（致死性）损伤，呈现代谢停止、结构破坏和功能丧失等不可逆性变化，即细胞死亡。包括 坏死 细胞病理性死亡的主要形式 凋亡 见于细胞的生理性死亡、某些病理过程,1. 坏死 necrosis,概念 坏死是以酶溶性变化为特点的活体内局部组织、细胞的死亡。可迅即发生，可由变性发展而来。 坏死后基本表现细胞器崩解和蛋白质变性。细胞、组织代谢停止、功能丧失，胞内物质漏出并引发周围组织急性炎症性反应。一系列形态改变，主要是由自身的溶酶体酶消化（自溶）引起的，也可由急性炎时中性粒溶酶体酶（异溶）引起。1）坏死的基本病变 坏死后镜下见自溶性变化常要几小时后 （1） 细胞核的变化-是细胞坏死的主要形态学标志 核固缩 pyknosis 核碎裂 karyorrhexis 核溶解 karyolysis DNA酶和蛋白酶激活，分解核DNA和核蛋白（2） 细胞浆的改变（3） 间质的改变,（1）细胞核的形态变化模式图,核固缩,核固缩-Electronic Microscopy,核碎裂-EM,核溶解-EM,肝细胞坏死,肝细胞坏死（前图放大）,（2）细胞浆的改变 嗜酸性增强。RNA（核蛋白体减少）的丢失及蛋白质变性增多，增强与其伊红染料的亲和力。膜通透性增加，CPK、谷丙及谷草转氨酶、淀粉酶释放入血，可作为诊断心肝胰疾病的参考指标。 有助于损伤早期诊断。 （3）间质的变化 间质对各种损伤因子的耐受性大于实质细胞，后期酶的作用，基质解聚，胶原肿胀、崩解、液化成一片无结构模糊的红染物质。,2）坏死的类型凝固性坏死液化性坏死纤维素样坏死坏疽,失活组织特点： 坏死形态改变需一定时间，早期肉眼不易辨认。临床上将失去生活能力的组织称为失活组织，在治疗中必须将其清除。 外观无光泽，暗淡混浊；失去正常组织弹性,捏起或切割回缩不良无血液供应，故温度,血管无搏动、清创时无新鲜血液流出;失去正常感觉及运动功能,（1）凝固性坏死 coagulative necrosis,概念 尚保留原有坏死组织细胞轮廓，呈灰白或灰黄、干燥的凝固状。发生可能与局部酸中毒使结构蛋白发生变性，也使溶酶体酶变性，阻断了自溶过程（凝固酶作用）。特点坏死组织水分减少，坏死与健康组织之间分界明显细胞微细结构消失，组织结构的轮廓可长时间保存 好发部位 心肌、肝、肾、脾等脏器 病理变化肉眼观：灰白或灰黄，干燥、坚实、混浊镜下观 组织结构的轮廓保存 特殊类型 干酪样坏死,凝固性坏死（肾梗死）,凝固性坏死（肾梗死）,干酪样坏死 caseous necrosis,主要见于结核病肉眼观 坏死区呈黄色，质松软、细腻状似干酪而得名镜下观 坏死彻底，为无结构颗粒状红染物。,淋巴结结核,淋巴结结核,淋巴结结核（前图放大）,（2）液化性坏死 liquefactive necrosis,概念 由于坏死组织很快因酶性分解而成液状，称液化性坏死。含蛋白质少，或组织富含水分和磷脂（脑），或坏死细胞自身及浸润的中性粒细胞等释放大量水解酶，则组织易发生酶性分解而溶解液化。好发部位最常发生于脑和脊髓；细菌、阿米巴滋养体感染也常发生于富含各种酶（胰酶）的胰腺特殊类型 -脂肪坏死创伤性脂肪坏死酶解性脂肪坏死-见于急性胰腺炎 细胞释放胰酶分解脂肪酸,脑液化性坏死（脑脓肿）,脂肪坏死,脂肪坏死,（3）纤维素样坏死 fibrinoid necrosis,光镜下，表现为细网状、颗粒状、条块状的红染的无结构的物质，形态类似纤维素，故名。,肾小球肾炎,旧称纤维素样变性，常发生于纤维结缔组织和血管壁 主要见于变态反应性及非变态反应性疾病，如风湿病、红斑狼疮、高血压等,(四)坏疽 gangrene,概念 是大块组织坏死并继发腐败菌作用，而出现颜色(如黑色、深绿色等)或气味(臭味)的改变，称为坏疽。 1.特点:1)较大范围坏死;2)黑色; 3)污秽 2.部位:四肢、与外界相通的器官。 3.分类：1)干性坏疽：2)湿性坏疽：3)气性坏疽：,分类干性坏疽 湿性坏疽 气性坏疽,足干性坏疽,肠湿性坏疽,3）坏死的结局引发局部急性炎症反应溶解吸收（机体处理坏死组织的基本方式）分离排出，形成缺损机化包裹、钙化后果 可大可小，与坏死器官生理重要性、数量范围、再生能力、组织器官的储备代偿能力有关,组织缺损示意图,溃疡,窦道,瘘管,腹壁瘘管,概念凋亡来自希腊语，是形态学和生化特征上都有别于经典坏死的另一类细胞死亡方式。是依赖能量的细胞内死亡程序活化而致细胞自我清除（主动性死亡单个或小团细胞），故文献称之为程序性死