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1、细胞和组织的适应与损伤第一节适应适应定义:细胞和由其构成的组织、器官对于内、外环境中的持续性刺激和各种有害因子而产生的非损伤性应答反应,称为适应。适应目的:避免细胞和组织受损,在一定程度上反应机体的调整应答能力。膨态学表现:萎缩、肥大、增生、化生一、萎缩定义:已发育正常的细胞、组织或器官的体积缩小类型:生理学萎缩、病理性萎缩(营养不良性萎缩、压迫性荽缩、失用性萎缩、去神经性萎缩、内分泌性萎缩、老化和损伤性萎缩)病理变化:1荽缩的细胞、组织和器官体积减小,重量减轻,色泽变深。心肌细胞和肝细胞等萎缩细胞胞质内可出现脂褐素颗粒(脂褐素是细胞内未被彻底消化的、富含磷脂的膜包被的细胞器残体)2萎缩细胞蛋
2、白质合成减少、分解增加,细胞器大量退化。3萎缩的细胞、组织和器官功能大多下降,并通过减少细胞体积、数量和降低功能代谢,使之与营养、激素、生长因子的刺激及神经递质的调节之间达成了新的平衡。4去除病因后,轻度病理性萎缩的细胞有可能恢复常态,但持续性萎缩的细胞最终可死亡G周亡)。二、肥大定义:由于功能增加,合成代谢旺盛,使细胞、组织或器官体积增大,称为肥大。类型:生理性肥大内分泌性:妊娠期子宫、哺乳期乳腺;代偿性:骨骼肌病理性肥大内分泌性:甲亢、内分泌器官肿瘤(如垂体嗜碱性细胞瘤);代偿性:由相应器官的功能负荷加重引起,如高血压之左心室肥大,一侧肾切除后对侧肾的肥大等。病理变化:光镜下:肥大的细胞体
3、积增大,细胞核肥大深染。肉眼下:肥大组织与器官体积均匀增大。假性就大:某些病理情况下,在实质细胞萎缩的同时,间质脂肪细胞却可以增生,以维持组织、器官的原有体积,甚至造成组织和器官的体积增大。三、增生定义:细胞有丝分裂活跃而致组织或器官内细胞数目增多的现象,称为增生。类型:生理性增生内分泌性:女性青春期乳腺、月经周期中子宫内膜腺体增生代偿性:部分肝脏切除后残余肝细胞增生病理性增生 内分泌性:激素或生长因子分泌过多(雌激素) 代偿性:如组织损伤愈合过程中,成纤维细胞和血管内皮细胞受到生长因子作用的增生:慢性炎症等病理变化:光镜下:增生时细胞数量增多,细胞和细胞核形态正常或稍增大。细胞增生可为弥漫性
4、或局限性,分别表现为增生的组织、器官均匀弥漫性增大;或者在组织器官中形成单发或多发性增生结节。肉眼下:组织器官体积增大、重量增加。与肥大的联系:虽然肥大和增生是两种不同的病理过程,但引起细胞、组织和器官肥大与增生的原因往往十分类同,因此两者常相伴存在。四、化生定义:一种分化成熟的细胞类型被另一种分化成熟的细胞类型所取代的过程,称为化生。特点:通常只出现在分裂增殖能力较活跃的细胞类型中。化生并不是由原来的成熟细胞直接转变所致,而是该处具有分裂增殖和多向分化能力的干细胞或结筛组织中的未分化间充质细胞发生转分化的结果。一般由特异性较低的细胞类型取代特异性较高的细胞类型。类型:上皮组织化生:鳞状上皮化
5、生:支气管假复层纤毛柱状上皮在炎症刺激时柱状上皮被鳞状上皮所取代;柱状上皮化生:肠上皮化生,假幽门腺化生,慢性返流性食管炎;慢性宫颈炎等。间叶组织化生:骨或软骨化生:间叶组织中幼稚的成纤维细胞在损伤后,可转变为成骨细胞或成软骨细胞。上皮一间质转化:主要指上皮细胞通过特定程序转化为具有间质细胞表型的生物学过程,在胚胎发育、组织重建、慢性炎症、肿瘤生长转移和多种纤维化疾病中发挥重要作用。第二节细胞和组织损伤的原因和机制A定义:当机体内外环境改变超过组织和细胞的适应能力后,可引起受损细胞和细胞间质发生物质代谢、组织化学、超微结构乃至光镜和肉眼可见的异常变化,称为损伤。原因:扶氧、生物学因素、物理性因
6、素、化学性因素、营养失衡、神经内分泌因素、免疫因素、遗传性缺陷、社会心理因素机制:1 .细胞膜的损伤细胞膜损伤的重要机制,涉及自由基的形成和继发的脂质过氧化反应,从而导致进行性膜磷脂减少。磷脂降解产物堆积并产生细胞毒性。细胞膜与细胞骨架分离,使细胞不能维持原有细胞正常形态和功能。形态学上,细胞膜相结构损伤使细胞和线粒体、内质网等细胞器发生肿胀,细胞表面微绒毛消失,并有小泡形成。细胞膜以及细胞器膜脂质变性,呈螺旋状或同心圆状卷曲,形成髓鞘样结构。溶酶体膜破损,释放大量酸性水解酶,导致细胞溶解。细胞坏死大多是从细胞膜通透性功能紊乱开始,以细胞膜完整性丧失为终结,因此细胞膜破坏常常是细胞损伤特别是细
7、胞早期不可逆性损伤的关键环节(图1-7)o2 .线粒体内的损伤线粒体损伤后,线粒体发生肿胀、空泡化,线粒体崎变短、稀疏甚至消失,基质内出现含钙无定形致密体。线粒体ATP生成下降、消耗增多,致使细胞膜钠泵和钙泵功能障碍,跨膜转运蛋白和脂质合成下降,磷脂脱酰基及再酰基化停滞。线粒体损伤常伴有线粒体细胞色素C向胞质中的渗透,其可启动细胞洌亡。当ATP能量供应减少5%10%时,便会对细胞产生明显的损伤效应。线粒体氧化磷酸化中止后,细胞产生酸中毒,最终导致细胞坏死。线粒体损伤是细胞不可逆性损伤的重要早期标志。3 .活性氧类的损伤活性氧类物质(AOS),又称反应性氧类物质,包括处于自由基状态的氧(如超氧自
8、由基02-,羟自由基OH),次氯酸自由基0CI3、一氧化氮自由基NO,以及不属于自由基的过氧化氢H202等。自由基是原子最外层偶数曲子失去一个电子后形成的基团,具有强氧化活性,可被铁和铜离子激活。AOS可以是细胞正常代谢的内源性产物,也可由外源性因素产生,极易与周围分子反应释放出能量,并促使周围分子产生毒性自由基,形成链式放大反应,进一步引起细胞损伤。AOS的强氧化作用是细胞损伤的基本环节(图1-8)。4 .细胞内游离钙的损伤细胞中的磷脂、蛋白质、ATP和DNA等,会被胞质内磷脂酶、蛋白酶、ATP酶和核酸酶等降解,此过程需要游离钙的活化。正常时,细胞内游离钙与细胞内钙转运蛋白结合,贮存于内质网
9、、线粒体等处钙库内。细胞膜ATP钙泵和钙离子通道,参与胞质内低游离钙浓度的调节。细胞缺氧、中毒时,ATP减少,Ca*交换蛋白直接或间接被激活,细胞膜对钙通透性增高,钙从细胞内泵出减少,钙离子内流净增加,加之线粒体和内质网快速释放钙,导致细胞内游离钙增多(细胞内钙超载),促进上述酶类活化而损伤细胞。细胞内高游离钙是许多因素损伤细胞的终末环节,并且是细胞死亡最终生物化学和形态学变化的潜在介导者(见图1-7)O5.扶血块氧的损伤细胞缺血、缺氧会导致线粒体氧化磷酸化受抑,ATP形成减少,磷酸果糖激酶和磷酸化酶活化。细胞膜钠-钾泵、钙泵功能低下,细胞内钠、钙离子蓄积,并伴水分子的增加。此后胞质内蛋白质合
10、成和脂肪运出障碍,无氧糖酵解增强,细胞酸中毒,溶酶体膜破裂,DNA链受损,核染色质凝集。块血、缺氧还使活性氧类物质增多,引起脂质崩解,细胞骨架破坏。血流阻断是缺血、缺氧最常见的诱因。通常缺血对组织的损伤比缺氧更迅速而严重,这是因为缺氧后细胞内无氧酵解尚能进行,而缺血时无氧酵解也中止。轻度短暂块氧,可使细胞水肿和脂肪变;轻度持续块氧,可导致细胞凋亡;重度持续缺氧,可引发细胞坏死。在一些情况下,缺血后血流的恢复会引起存活组织的过氧化,反而更加剧组织损伤,称为块血再灌注损伤,常见于心肌梗死和脑梗死后。缺血、块氧是细胞损伤最常见和最重要的中心环节,其发生机制见图1-9。6 .化学性损伤途径1.化学物本
11、身具有直接细胞毒性2.代谢产物对靶细胞的细胞毒作用3.诱发过敏反应等免疫损伤4.诱发DNA损伤7.遗传变异通过引起:结构蛋白合成低下,细胞缺乏生命必需的蛋白质;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等环节,使细胞因缺乏生命必需的代谢机制而发生死亡。第三节细胞可逆性损伤定义:细胞可逆性损伤的形态学变化称变性,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。蓄积的原因: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
12、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。一、细胞水肿细胞水肿的机制: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、乳酸和嚓吟核苔酸等代谢产物蓄积,增加渗透压负荷,进一步加重细胞水肿。细胞水肿的病理变化光镜下:1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。2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3其极期称为气球样变,如病毒性肝炎时。肉眼下:受累器官体积增大,颜色变淡(混浊无
13、光,如沸水煮),包膜紧张,边缘圆钝,切面外翻。二、脂肪变定义:甘油三酯蓄积于非脂肪细胞的细胞质中,称为脂肪变,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。脂肪变的病理变化肉眼下: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。肝细胞是脂肪代谢的重要场所,最常发生脂肪变。临床表现:1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
14、暗红色相间,彩成黄红色斑纹,称为虎斑心。2有时心外膜增生的脂肪组织可沿间质伸入心肌细胞间,称为心肌脂肪浸涧,又称脂肪心,并非心肌细胞脂肪变性。心肌因伸入脂肪组织的挤压而萎缩,病变常以右心室为明显,特别是心尖区为重。3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。脂肪变的机制: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血液人肝;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
15、油三酯合成过多:如大量饮酒可改变线粒体和滑面内质网的功能,促进CL-磷酸甘油合成新的甘油三酯。脂蛋白、载脂蛋白减少:块血、缺氧、中毒或营养不良时,肝细胞中脂蛋白、载脂蛋白合成减少三、玻璃样变定义: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。HE染电:镜下呈嗜伊红均质状。肉眼:为色灰白、半透明、毛玻稿状。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。机制: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,使一些蛋白质的氨基酸序列和三级结构发生变异,导致变性胶原蛋白、血浆蛋白和免疫球蛋白等的蓄积。通常为均质红染的圆形小体,位于细胞质内。、短rar.丁厂争宓如肾小管上皮细胞具有吞饮作用的小泡,重吸收原尿中,:*:S、个;现”的蛋白质,与溶酶体融合,形成玻璃样小滴;:交+,W通浆细胞(B细胞)胞质粗面内质网中免疫球蛋白蓄积,形成Ruse11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MaIIOry小体。Ml-V 中央动炼5WW变事发住高长时!中央篇航管小.管&相财狭小动修壁内史红染均质的或现伸交皆质2 .纤维雉缔组织玻璃样变:见于:纤维瘢痕组织、纤维化的肾小球、动脉粥样硬化的纤维瘢块等;机制:胶原蛋白交