第一章细胞和组织适应反应及损伤(苏敏)

1、第一章细胞和组织适应反应及损伤(苏敏)模拟CPC讨论病例（编号A1-1）：患者 某某，男性，19岁，士兵。主诉：右下肢枪伤，肿胀两周。现病史：患者于两周前右下肢受枪击，子弹未取出，后伤口湿润暗黑色，局部明显肿胀，按之有捻发音。逐步出现意识障碍，抢救无效，死亡。问题：患者得了什么病？死亡原因是什么？ 概 述 当细胞遭受到内、外环境中各种不同程度的刺激因子作用后，细胞的反应大致归为三类： 适应性反应； 可复性损伤； 不可复性损伤（坏死）。概 述 肥大 （性质、强度） 适应性反应 增生刺激因子 细胞 萎缩 （环境改变） 组织 化生 可复性损伤： 变性 不可复性损伤：坏死概 述在正常和发生了适应性改变

2、的、损伤的和死亡的细胞之间，在结构和功能上往往并无截然的界限。可复性与不可复性损伤的改变之间，也常难以截然区分。总之，这些过程都是逐渐过渡的。细胞所出现的反应不同，除与剌激因子的性质及其作用强度有关外，还与细胞内在的特性和功能状态，如细胞分化程度、对损伤因子的易感性、营养状况等密切相关。细胞和组织的适应性反应 细胞、组织或器官对各种刺激因子和环境的变化也进行一系列适应过程，这一过程是在分子、亚细胞、细胞、组织等水平上进行的，可以发生相应的功能和形态的改变。 如细胞的： 数目增多增生； 体积增大肥大； 体积缩小萎缩； 变为另一类型细胞结构化生一、增生（hyperplasia） 概念：实质细胞数量

3、增多。左 正常甲状腺 右 增生甲状腺 二、肥大(hypertrophy) 概念：细胞、组织和器官体积的增 大称为肥大。 1、代偿性肥大 2、内分泌肥大 图 左 正常心脏 中、右 肥大心脏 三、萎缩（atrophy） 概念：发育正常的器官、组织或细胞体积缩小为 萎缩。为实质细胞体积缩小或数量减少。原因与分类： 1、生理性萎缩 2、病理性萎缩 （1）全身性 （2）局部性局部血供减少：如脑动脉硬化致脑萎缩。 压迫性萎缩 废用性萎缩 神经性萎缩 内分泌性萎缩 病变及结局：肉眼：器官和组织体积变小、重量减轻、颜色变褐、 质地变韧、边缘变锐、包膜增厚、皱缩。镜下：实质细胞体积缩小或数量减少。 某些实质细胞

4、内脂褐素沉着。电镜下见细胞器 减少，可见残存小体。结局：可复性严重时，细胞消失. Atrophy of the brain in senile dementia (left，Prof. Orr) 脑萎缩Obstruction to ventricular outflow causing pressure atrophy of the brain 脑积水 脑压迫性萎缩图 正常心脏的肉眼和镜下观 图 萎缩心脏的肉眼和镜下 四、化生（metaplasia）常见化生： 柱状上皮（气管、宫颈、胆囊等）上皮性： 移行上皮（肾盂等） 鳞状上皮化生 胃腺上皮肠上皮化生间叶性： 纤维结缔组织骨、软骨、脂肪组织。

5、 骨骼肌骨 软骨骨意 义： 适应性过程、但失去原有功能。 继发肿瘤概念：一种已分化组织转变为另一种性质相似的分化组织的 过程称化生。Metaplastic bronchial epithelium in a smoker（Revised by Zou Hui-Zhen, Su Min）支气管粘膜鳞状上皮细胞化生 图 支气管鳞状上皮化生 细胞和组织损伤 细胞 可复性改变 出现异常物质 细胞间质 正常物质数量显 著增多。一、变性（degeneration）和物质沉积（一）细胞水肿概念：细胞内水分增多，严重时称细胞的水变性。细胞水肿示意图 （邹慧珍 苏敏绘制）原因及机理感染、中毒 直接受损 细胞膜

6、缺氧、电离辐射等 钠泵受损好发部位：线粒体丰富、代谢旺盛的实质器官 （心、肝、肾）细胞。形态学：肉眼观：混浊肿胀镜 下：电镜检查表明胞浆内的颗粒乃水肿 肿大的线粒体和扩张断裂的内质网。 结局： 为可复性 可有功能降低 Cloudy swelling of kidney (granular degeneration) 图 肝细胞水肿（汽球样变） （二）脂肪变性（fatty degeneration） （不见可见）非脂肪细胞的胞浆内 出现脂滴 （少许多量） 光 镜：HE空泡状 Sndan染色：桔红色 冰冻切片: 锇酸 黑色 电镜：有界膜包绕圆形均质小体 好发部位及形态特点：心、肝、肾常见 肝脂肪变

7、性 肉眼：肿大、色黄、质如泥块，油腻感。 镜下：肝细胞胞浆内大小不等空泡 小叶中央性：肝淤血（但长期淤血因中 央区肝细胞萎缩消失，则呈周边性）。与病因关系 小叶周边性：磷中毒。 原因： 脂蛋白合成障碍、脂肪排运困难。 中性脂肪合成过多 脂肪酸氧化障碍，细胞利用脂肪下降。 心肌脂肪变性肉眼：一般不明显，但也可表现为虎斑 心（严重贫血时）。镜下：脂肪空泡细小、位于肌原纤维间， 排列如串珠。原因：严重感染、贫血、磷、砷、氯仿 等化学物中毒。 肾脂肪变性 肉眼：肾稍肿大，切面皮质增厚、浅黄色 镜下：肾小管特别是近曲小管上皮细胞内脂滴 结局：轻则可复、重则细胞死亡 脂变器官功能低下 Fatty chan

8、ge of the liver. Upper Left: gross appearance (Professor Orr). Lower left: Hematoxylin and eosin stain. Upper Right: Oil red O stain for fat (Professor Orr). Lower Right: electron microsicopy 肝细胞脂肪变性（三）玻璃样变性： 又名透明变性（hyaline degeneration） 其特点是血管壁，细胞间质或细胞内出现均匀红染、半透明的玻璃样物质。各种玻璃样变的原因、发病机理及玻璃样物质的化学性质各不相同

9、。 常见的玻璃样变有三类： 结缔组织玻璃样变 血管壁玻璃样变 细胞内玻璃样变Left: Arteriolar hyaline in the spleen. Center: Hyaline change in the renal tubular epithelium of a patient with proteinuria. Right: Hyaline change in a scar 细动脉玻变细胞内玻变结缔组织玻变1、粘液样变性（mucoid degeneration）概念：组织间质内出现类粘液的积聚称粘液样变性。镜下：间质变疏松，淡兰色胶状，其间散在一 些星形、多角形细胞。见于：急性风

10、湿病心、血管壁、动脉粥样硬化 血管壁。甲状腺功能低下：皮下粘液水肿。粘液样变性2、淀粉样变性（amyloid degeneration） 组织内淀粉样物质（结合粘多糖的蛋白质）沉积称淀粉样变性 加碘赤褐色 + 兰色 硫酸镜下：细胞间、小血管基底膜下，网状纤维支架均质状沉积物。分类：全身性：罕见、慢性化脓、骨髓瘤、结核病。局部性：眼结膜、上呼吸道等处的慢性炎伴浆细胞浸润时。淀粉样变性3、病理性色素沉积 内源性：含铁血黄素、胆色素、脂褐素、黑色素。 外源性：炭末等 含铁血黄素(hemosiderin) 胆红素：(bilirubin) 脂褐素（lipofuscin） 黑色素（melanin） 含铁血

11、黄素沉积. ( 左：HE染色 右：普鲁氏蓝染色) 胆红素沉积心肌脂褐素沉积恶性黑色素瘤矿工肺碳末沉积4、病理性钙化 肉眼：量少时不能辨认，多时为白色、坚硬、石砾状。镜下：HE染色深兰色颗粒状。类型：（1）营养不良性钙化：常见，无全身钙、磷代谢障碍。（2）转移性钙化：少见 概念：在骨和牙之外的其它部位组织内有固态的钙盐 沉积、称病理性钙化。营养不良性钙化营养不良性钙化二、坏死（necrosis） 概念：机体的局部组织、细胞死亡称坏死。原因：致病因子正常组织变性死亡酶释放自溶致病因子强烈正常组织立即死亡（难见形态改变） 形态改变（一）坏死病变 细胞死亡若干小时后，自溶改变明显光镜才可见。图 细胞坏

12、死时核的变化模式图 1、细胞核改变 细胞坏死的主要形态学标志（1）核浓缩（pyknosis）（2）核碎裂（karyorrhexis）（3）核溶解（karyolysis）2、细胞浆改变胞浆红染（嗜酸性）、颗粒状细胞迅速溶解、吸收而消失（溶解性坏死）单个细胞坏死、水分丧失、核浓缩 消失（嗜酸性小体）3、间质改变基质崩解、胶原纤维肿胀崩解、断裂、液化 一片模糊颗粒状无结构红染物质。 4、失活组织：（devitalized tissue） 坏死组织早期肉眼外观往往与原组织相似、不易识别、临床上把这种确实失去生活能力的组织叫失活组织。其特征是外观缺乏光泽，比较混浊；失去正常组织弹性、捏起或切断后、组织回

13、缩不良；没有正常的血液供应，故皮肤温度降低，摸不到血管搏动，切割时没有鲜血自血管涌出；失去正常感觉及运动功能等。（二）坏死类型：形态学上可将坏死分为以下类型：1、凝固性坏死（coagulation necrosis）肉眼：坏死组织失水变干、灰白或灰黄色、坚实。镜下：细胞结构消失，组织结构轮廓保存。举例：心、肾、脾的贫血性梗死肾凝固性坏死干酪样坏死：是凝固性坏死的特殊类型，可见于结核病、梅毒、肉瘤的坏死。干酪样坏死 （2）坏疽（gangrene）大块组织坏死 腐败菌感染 黑色、污绿色等特殊形态变化。 干性坏疽：条件：四肢末端，动脉受阻而静脉仍通畅，水分蒸发。特点：黑褐色、干固、皱缩、与正常组织分

14、界清。 湿性坏疽 条件：环境潮湿，腐败菌感染，动、静脉同时受阻。 特点：暗绿或污黑色、湿润肿胀、恶臭、与正常组织分界不清。伴全身中毒症状。部位：与外界相通的内脏（兰尾、肠、肺、子宫）。 足干性坏疽 （Prof. Orr 提供 ）肠湿性坏疽 气性坏疽条件：深达肌肉的开放性创伤合并厌氧菌感染。特点：产生大量气体使组织含气泡呈蜂窝状。色暗棕污秽。发展迅速，后果严重。举例：战伤2）液化性坏死 （liquefaction necrosis）组织坏死后迅速发生崩解、液化。举例：脑软化、脓肿。脂肪坏死：为液化性坏死的一种特殊类型。肉眼：脂肪坏死的局部呈不透明、灰白色斑点或斑块。镜下：坏死脂肪细胞仅留下模糊混

15、浊的轮廓。外伤性脂肪坏死时见大量泡沫细胞和异物巨细胞。举例：急性胰腺炎。 乳房外伤。3）纤维素样坏死（Fibrinoid necrosis）间质胶原纤维小血管:出现纤维素样物质镜下特点：病变部位组织的结构消失、变为一堆境界不清的颗粒状，小条状和小块状无结构物质，呈强嗜酸性红染，颇似纤维素。 纤维素样坏死物质可能是肿胀、崩解的胶原纤维，或是沉积于结缔组织中的免疫球蛋白，或纤维素。由于疾病的不同，纤维素样的物质成分也各异。常见于：变态反应性疾病：如急性风湿病、结节性动脉周围炎。非变态反应性疾病：如恶性高血压病时细动脉。 小血管纤维素样坏死（提供） 结局 1）溶解吸收2）分离排出溃疡、空洞。3）机化

16、4）包裹、钙化。（二）凋亡（apoptosis） 1概念：由细胞遗传素质决定的单个细胞的自杀性死亡。与树叶的凋谢过程相似。因其发生机制是由细胞基因所调控的，又称程序性细胞死亡（Programmed cell death，PCD） 2意义：生物体内环境的稳定，不但依赖细胞增殖和分化，也依赖于细胞的凋亡。细胞凋亡（Apoptosis）是生物界重要的生命现象之一，从线虫进化至高等哺乳类动物，从胚胎至成人，从生理到病理，从生到死整个过程，体内不同的细胞多具有此种死亡形式。近期凋亡研究有三个突破：（1）从研究小线虫（C. elegans）凋亡调节基因，证实凋亡的发展是由遗传基因控制，其中以Ced-9,

17、Ced-3和Ced-4基因的作用最先确定。 哺乳动物也有相应同源基因。（2）阐明凋亡信号传递途径， 特殊的死亡信号分子激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶家族（称为Caspases），诱导细胞凋亡。（3）研究凋亡和疾病的关系，了解疾病发病机制及应用凋亡理论和实践来防治疾病。 3形态：染色质沿皱缩的核膜下凝聚，细胞连接松解、微绒毛及细胞突起消失；细胞表面有一些胞浆膨隆，可脱落形成有界膜包绕的凋亡小体，后被吞噬细胞吞噬。见于：生理性：组织细胞更新。病理性：常见于照射及应用细胞抑制剂后，肿瘤细胞、自身免疫性疾病、器官移植、心血管疾病、神经性疾病、获得性免疫缺陷综合征及退行性病变等多种疾病。 4生物化学改变：凋

18、亡细胞生化的改变也逐步被阐明（1）钙离子和蛋白激酶改变：细胞内Ca2+的堆积和重新分布，细胞核内Ca2+的增多， 激活核酸内切酶的活性，蛋白激酶C（PKC）在不同细胞类别和不同周期活性表现不一。（2）核酸内切酶激活把DNA内切成180碱基对倍数的核苷酸的片段，呈梯状电泳现象。（3）组织谷氨酰胺转移酶的积累并激活。（4）细胞骨架如肌动蛋白的变化。（5）细胞表面糖链、植物血凝素与玻连蛋白受体增加，磷脂酰丝氨酸（PS）的外露改变细胞表面的生化特性。5凋亡产生过程：凋亡的发生和发展概括为三个阶段：信号传递阶段、 中央调控阶段和结构改变阶段。（1）信号传递：诱导凋亡的细胞外因素（包括环境和体内因素）众多

19、，各种诱导凋亡因子进入细胞内的途径多种多样，其中主要的是通过受体传导。接受凋亡信号的受体位于细胞表面， 称为死亡受体（ Death receptors, DR）。当死亡配体（Death ligands ）和死亡受体结合可激活死亡蛋白酶系统（Death caspase）可以在几小时内诱导细胞凋亡。 死亡受体分为细胞膜外和胞浆两区域，前者传导死亡信号；后者称死亡区域（Death domain, DD），参与激发蛋白酶系列和细胞凋亡。（2）中央调控：凋亡激发因子作用在线粒体，使线粒体内死亡基因Ced3ICE和Ced4 （Ced为线虫基因，ICE为哺乳类基因）及死亡抑制基因Ced9/Bcl-2（Ced

20、9 在线虫体内，哺乳类动物相应基因为Bcl-2）激活。两者何居优势，决定细胞存活或凋亡。（3）细胞结构改变：在前两阶段基础上，凋亡细胞出现特异的形态变化如细胞皱缩，核致密，微绒毛消失，凋亡小体形成。 细胞坏死和凋亡示意图（Revised by Zhou Hui-Zhen, Su Min.） Eosinophilic body of apoptosis(under microscope)A.皮肤角化细胞的凋亡 B. DNA电泳呈现阶梯状(a 正常对照 b凋亡 c坏死)第四节 细胞损伤的原因和基本机理一、原因缺氧化学物质和药物物理因素（机械性、高低温、高低气压、电流、射线）生物因素（细菌、病毒、真菌、寄生虫）营养失衡（过剩或缺乏）内分泌因素免疫反应遗传变异衰老社会-心理-精神因素医源性因素二、发病机制1细胞膜破坏2活性氧类物质的损伤作用3细胞浆内高游离钙的损伤作用4缺氧的损伤作用5化学性损伤6遗传变异主要参考文献：1Vinay Kumar, Ramzi S. Cotran, Stanley L. Robbins. Robbins Basic Pathology. 7th ed, Peking University Medical Press ,2003, 3-32 , P14Fig1-10A，P20 Fig. 1-16 A, P21 Fig1-1