Микроскопические и ультраструктурные признаки
Рис. 2-2.Основные патогенетические механизмы некроза (см. ³)
Микроскопические признаки некроза выявляются лишь на поздних стадиях процесса на фоне аутолиза. Ранние стадии некроза можно диагностировать лишь с использованием специальных методов, таких, как поляризационная и люминесцентная микроскопия с окраской акридиновым оранжевым, гистохимических методик (ШИК-реакция) и электронной микроскопии (см. ³).
Микроскопические признаки некроза выявляются в изменениях ядра, цитоплазмы клеток. Изменения ядер связаны с активацией гидролаз (рибонуклеаз и дезоксирибонуклез). Ядра последовательно подвергаются сморщиванию (кариопикноз), распаду на глыбки (кариорексис) и лизируются (кариолизис, рис. 2-3). В цитоплазме происходит денатурация и коагуляция белков, сменяемая обычно колликвацией. Коагуляция цитоплазмы сменяется распадом её на глыбки (плазморексис) и лизисом органелл (плазмоли
зис, рис. 2-4). При местных изменениях говорят о фокальном коагуляционном или колликвационном некрозах.
Некроз развивается не только в паренхиматозных элементах тканей и органов, но и в их строме. При этом происходит разрушение как клеток стромы, так и нервных окончаний и компонентов экстрацеллюлярного матрикса. Расщепление ретикулярных, коллагеновых и эластических волокон происходит с участием нейтральных протеаз (коллагеназ, эластаз), гликопротеинов (протеаз), липидов (липаз). При микросокпическом исследовании обнаруживается распад, фрагментация и лизис ретикулярных, коллагеновых и эластических волокон (эластолизис), в некротизироварованной ткани нередко откладывается фибрин (фибриноидный некроз). В жировой ткани некроз носит свои специфические черты в связи с накоплением в некротических массах жирных кислот и мыл, что ведёт к образованию липогранулём.
|
|
|
Развитие некроза сопровождается возникновением местного демаркационного острого воспаления (рис. 2-5).
Клинико-морфологические формы
Клинико-морфологические формы некроза выделяют в зависимости от его морфологических и клинических проявлений, а также от структурно-функциональных особенностей органа, в котором некроз развивается. Различают следующие виды некроза: коагуляционный, казеозный, колликвационный, жировой, инфаркт, гангрену, секвестр и пролежень.
· Коагуляционный некроз развивается при низкой активности гидролитических процессов, высоком содержании белков и умеренном содержании жидкости в тканях. Примером могут служить восковидный или ценкеровский некроз мышц (описан Ценкером) при брюшном и сыпном тифе; фибриноидный некроз при аллергических и аутоиммунных заболеваниях. Разновидностью коагуляционного некроза является казеозный (творожистый) некроз, получивший своё название за сходство по консистенции, цвету и виду с творогом. Он развивается при туберкулёзе, сифилисе, проказе и лимфогранулематозе. Химический анализ некротических тканей помимо преципитированного белка выявляет в них большое количество липидов. Некрозу подвергаются гранулёмы (скопления клеток моноцитарного происхождения). Патогенез казеозного некроза объясняется действием на клетки гранулёмы (ТНФ-a), выделяющегося этими клетками, а также факторов микобактерии.
|
|
|
· Колликвационный некроз развивается в тканях, богатых жидкостью, с высокой активностью гидролитических ферментов, например очаг серого размягчения головного мозга. В очагах реперфузии демаркационной зоны инфаркта миокарда также развивается колликвацион
Рис. 2-3.Некроз и апоптоз лимфоцитов фолликулов селезенки. Окраска гематоксилином и эозином (´600)
Рис. 2-4.Некроз эпителия проксимальных и дистальных канальцев почки. Окраска гематоксилином и эозином (´200)
Рис. 2-5.Инфаркт почки. Видны зоны некроза и демаркационного воспаления. Окраска гематоксилином и эозином (´100) (см. ³)
|
|
|
ный некроз, которому может предшествовать коагуляционный некроз мышцы сердца.
· Гангрена (от греч. gangrania — пожар) — некроз тканей, соприкасающихся с внешней средой. Ткани имеют чёрную окраску в результате образования сульфида железа из железа гемоглобина и сероводорода воздуха. Гангрена может развиваться в различных частях тела, в том числе в лёгких, кишечнике и матке. Имеется три разновидности гангрены: сухая, влажная и пролежень.
G Сухая гангрена. Ткани мумифицируются, а на границе с живой тканью чётко определяется зона демаркационного воспаления. Встречается в конечностях и в других отделах тела при атеросклерозе, отморожениях и ожогах, болезни Рейно, вибрационной болезни, при тяжёлых инфекциях.
G Влажная гангрена. Возникает при действии гнилостных микроорганизмов. Ткани набухают, становятся отёчными, издают зловонный запах, демаркационная зона не определяется. Влажная гангрена встречается в лёгких, кишечнике и матке. Нома (от греч. nome — водяной рак) — влажная гангрена на коже щёк, промежности.
G Пролежень. Является разновидностью гангрены трофоневротического генеза. Возникает у ослабленных больных, страдающих сердечно-сосудистыми, инфекционными, онкологическими и нервными заболеваниями. Локализуются пролежни обычно на участках тела, подвергающихся у лежачих больных наибольшему давлению.
|
|
|
· Секвестр. Участок мёртвой ткани, который не подвергается аутолизу, не замещается соединительной тканью и свободно располагается среди живых тканей. Секвестры обычно вызывают развитие гнойного воспаления и могут удаляться через образующиеся при этом свищевые ходы. Секвестрации чаще подвергается костная ткань, однако изредка секвестры могут обнаруживаться и в мягких тканях.
· Инфаркт (от лат. infarcire — начинять, набивать) — сосудистый (ишемический) некроз. Причины инфаркта: тромбоз, эмболия, длительный спазм артерий и функциональное перенапражение органа в условиях гипоксии при недостаточности коллатерального кровообращения. Различают инфаркты по форме и цвету.
G Форма инфаркта зависит от ангиоархитектоники органа и развитости коллатерального кровообращения. Она может быть клиновидной и неправильной. Клиновидная форма инфаркта характерна для органов с магистральным типом ветвления сосудов и со слабо развитыми коллатералями (селезёнка, почка, лёгкое). Неправильная форма инфаркта наблюдается в органах с рассыпным или смешанным типами ветвления артерий (миокард, головной мозг).
G По цвету инфаркт различают белый (селезёнка, головной мозг), белый с геморрагическим венчиком (сердце, почки) и красный (геморрагический). Геморрагический венчик формируется за счёт зоны демаркационного воспаления, которая закономерно возникает на границе мёртвых и живых тканей. Красный цвет инфаркта обусловлен пропитыванием некротизированных тканей кровью, как это бывает при инфарктах лёгкого на фоне хронического венозного полнокровия.
Исходы
Нередко некроз ткани или органа имеет неблагоприятный исход и приводит больного к смерти (инфаркт миокарда, головного мозга; некроз коркового вещества почек, надпочечников; прогрессирующий некроз печени, панкреонекроз). К неблагоприятным исходам некроза относится также гнойное расплавление некротизированной ткани, что может быть причиной генерализации инфекционного процесса и развития сепсиса.
Благоприятные исходы некроза связаны с процессами отграничения и репарации (восстановления), начинающиеся и распространяющиеся из зоны демаркационного воспаления. К ним относятся: организация, или
рубцевание (замещение некротических масс соединительной тканью), инкапсуляция (отграничение некротизированного участка соединительнотканной капсулой), при этом некротические массы могут петрифицироваться и оссифицироваться. На месте колликвационного некроза возникает мезоглиальный рубчик или киста.
Апоптоз
Апоптоз — вид запрограммированной клеточной гибели, реализующийся вследствие последовательной активации «генов смерти» и ферментов «суицидального биохимического пути». Термин апоптоз предложен J.F. Kerr c соавт. (1972 г.) для обозначения особого вида запрограммированной смерти отдельных клеток в ткани, морфологически отличающегося от некроза. Авторы образно сравнили апоптоз с падением с деревьев увядших листьев (см. ³).
Этиология и патогенез
Причины и условия развития апоптоза многообразны. Апоптоз закономерно развивается в ходе процессов эмбрионального развития, поддержания тканевого гомеостаза, иммунных реакций, элиминации повреждённых клеток, при старении.
Программа апоптоза может быть запущена либо в результате поступления сигнала клеточной гибели, либо при прекращении поступления факторов выживания. Примером сигнала к апоптозу может стать связывание фактора некроза опухоли (ФНО) с соответствующим рецептором, расположенным на поверхности лимфоцитов. Аналогичный эффект оказывает связывание глюкокортикоидов с ядерными рецепторами лимфоцитов, находящихся в вилочковой железе. Прекращение поступления гормонов или факторов роста, необходимых для выживания определённых клеток, становится «отрицательным» сигналом к апоптозу. Так, снижение концентрации тестостерона в крови после кастрации сопровождается апоптозом клеток предстательной железы.
В норме апоптоз имеет место в ходе эмбриогенеза на стадиях преимплантации, имплантации плодного яйца, органогенеза, а также морфогенеза. Основная биологическая роль апоптоза в норме — установление равновесия между процессами пролиферации и гибели клеток, что при сбалансированности их пролиферации и апоптоза обеспечивает стабильное состояние организма. Преобладание пролиферации над апоптозом приводит к росту тканей, а при относительном усилении апоптоза по сравнению с пролиферацией возникает атрофия.
В патологии значение апоптоза также велико. Все этиологические факторы, вызывающие некроз (термические влияния, радиация, цитотоксические противораковые лекарственные препараты, гипоксия), в небольших дозах и при кратковременном воздействии способны вызывать и апоптоз.
Патогенез апоптоза включает в себя биохимические и генетические механизмы его регуляции. Биохимические механизмы регуляции апоптоза условно могут быть разделены на группы: расщепление, сшивание белков.
· Расщепление белков цистеиновыми протеазами (каспазы).
· Сшивание белков трансглютаминазами в единую связанную сеть и обезвоживание клеток за счёт действия особых селективных ферментных транспортных систем, регулирующих обмен ионов калия, натрия, хлора и воды.
· Разрушение ядра кальций/магний-зависимой эндонуклеазой, расщепляющей молекулы ДНК в участках между нуклеосомами, что приводит к формированию однотипных по размерам фрагментов ДНК.
· Повреждение структуры клеточной мембраны, сопровождающееся перемещением фосфатидилсерина с внутренней на наружную поверхность цитолеммы. Изменение биохимической организации цитолеммы при апоптозе имеет решающее значение в распознавании и немедленном фагоцитозе апоптозных телец соседними клетками, что предупреждает попадание различных биологически активных субстанций в окружающую среду и тем самым предотвращает воспалительную и другие патологические реакции.
Большая группа генов и их белковых продуктов регулируют процессы апоптоза в клетках. Условно их можно разделить на группы в соответствии с фазами апоптоза: передающие сигнал от клеточной мембраны в клетку, передающие сигнал внутри клетки (конролирующие и интегрирующие), осуществляющие апоптоз, регулирующие фагоцитоз апоптозных телец.
Индуцирующие апоптоз сигналы поступают в клетку через клеточные мембраны. Ряд веществ через взаимодействие с соответствующими рецепторами клеточной мембраны могут передавать негативный сигнал, блокирующий апоптоз (гормоны, факторы роста), другие — позитивный, индуцирующий апоптоз (Fas-лиганды, ФНО-a, ТФР-b).
Наибольшее значение на внутриклеточной фазе передачи апоптогенного сигнала играют члены семейства bcl и bax генов, bcl-2 связывающий протеин (Apaf-1), семейство цистеиновых протеаз (каспаз), р53, Rb, c-vec, c-fos, c-jun. Члены семейства bcl-2 и bax, расположенные в митохондриях, регулируют проницаемость наружной митохондриальной мембраны и тем самым могут способствовать или препятствовать выходу из митохондрий цитохрома С, важнейшего триггера апоптоза. Члены семейства bcl-2 препятствуют апоптозу (ингибиторы апоп
тоза) и представлены следующими членами семейства: bcl-2, bcl-XL. Bcl-2
является аналогом ced 9 гена нематоды С. elegans. Члены семейства, индуцирующие апоптоз, носят название промотор апоптоза (bах, bаd). Все члены данного семейства способны взаимодействовать друг с другом и образовывать гетеродимеры, при этом наличие в составе гетеродимеров промоторов апоптоза является решающим в плане их функциональной активности. Гетеродимеры — промоторы апоптоза из bcl-2 семейства вызывают повышение проницаемости наружной мембраны митохондрий и высвобождение цитохрома C, что считается одним из наиболее ранних событий апоптоза.
Протеолитические ферменты, участвующие в работе протеолитического каскада, могут быть подразделены на конролирующие, интегрирующие и представлены семейством протеаз, работающих как цистеиновые протеазы (cysteine, отсюда первая буква «к» в названии этих протеаз), способных расщеплять аспарагиновую кислоту («aspase»). Каспазы расщепляют белки цитоскелетона и матрикса клетки, но основной целью их действия являются ядро и ядерные белки, участвующие в транскрипции, репликации и репарации ДНК. В частности, каспаза 3 превращает неактивную форму цитоплазматической ДНК-азы в активную, вызывающую внутринуклеосомальное расщепление ядерной ДНК.
Элиминация апоптозных телец осуществлятся путём фагоцитоза их неспециализированными фагоцитами (соседними клетками) и макрофагами. Процесс происходит настолько быстро, что наблюдать его в гистологических препаратах чрезвычайно сложно, а кроме того, при этом не успевает развиться воспалительная реакция. Немедленный фагоцитоз обеспечивается особыми адгезивными свойствами апоптозных телец за счёт экспрессии на их мембранах определённых молекул, связывающихся с фосфатидилсериновыми и тромбоспондиновыми рецепторами и лектинами. Немедленный фагоцитоз апоптозных телец считается основным фактором, блокирующим воспалительную реакцию на погибшие клетки. Таким образом, апоптоз совершается очень быстро, в среднем менее чем за 30 мин, и без воспалительной реакции. Апоптозные тельца могут удаляться также с секретом или лимфо- и кровотоком. Можно выделить три варианта нарушений регуляции апоптоза, обнаруживаемых при различных заболеваниях человека: чрезмерный апоптоз по сравнению с пролиферацией, недостаточный апоптоз по отношению к уровню пролиферативных процессов, незавершённый апоптоз в связи с отсутствием фагоцитоза апоптозных телец.
Морфология (см.³)
При световой микроскопии в нормальных тканях клетки в состоянии апоптоза наблюдать крайне трудно в связи с его относительной редкостью, а также немедленным фагоцитозом соседними клетками фрагментов распавшихся клеток (апоптозных телец). Кроме того, при рутинных окрасках апоптоз легко можно спутать с некрозом, сопровождающимся кариорексисом и кариопикнозом. Поэтому наиболее достоверными морфологическими методами верификации апоптоза считаются способы, основанные на обнаружении неспаренных участков ДНК в местах её расщепления эндонуклеазами и иммуногистохимические методы выявления некоторых видов каспаз, промоторов апоптоза и мембранных рецепторов, индуцирующих апоптоз.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 486; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!