细胞和组织的适应与损伤.ppt

1、,病理反应是细胞的反应。 病灶是由细胞组成的。 Virchow,第一章 细胞和组织的适应与损伤Adaptation and Injury of Cell and Tissue人卫出版社病理学（第8版）病理教研室 王明华,教学目标,1. 掌握萎缩、肥大、增生和化生的概念、类型和形态变化特点。 2. 掌握可逆性损伤的概念和类型；掌握细胞水肿、脂肪变性、玻璃样变、病理性色素沉着和病理性钙化的概念和形态特点；熟悉粘液样变和淀粉样变的特点； 3. 掌握坏死的概念、类型、病理变化及其结局； 4. 掌握凋亡的概念，熟悉病变机制、形态特点，凋亡与坏死的区别；了解凋亡常用的检测方法。 5. 了解细胞、组织的损伤

2、的原因和老化的原因和机制。,UNMC，Omaha，2012,细胞对刺激因素的反应：代谢形态功能,萎缩 肥大 增生 化生,细胞水肿 淀粉样变 脂肪变 粘液样变 玻璃样变 病理性色素沉着 病理性钙化,坏死 凋亡 老化,Adaptation,Reversible injury,Irreversible injury,第一节 细胞和组织的适应,适应（Adaptation）的概念： 细胞和由其构成的组织、器官对内、外环境中各种有害因子的刺激作用产生的非损伤性应答反应。,适应机制：代谢形态（生长和分化）功能,Transcription,Translation,Post-translation,由合成一种蛋

3、白转向合成另一种蛋白 化生,不同环境压力下细胞相应的形态变化：,正常细胞,蛋白合成减少 萎缩,蛋白合成增加 肥大、增生,一、萎缩（Atrophy）,概念：已发育正常的实质细胞、组织或器官的体积缩小。,概念：已发育正常的实质细胞、组织或器官的体积缩小。,体积缩小 数量减少,实质细胞,心肌褐色萎缩,萎缩细胞、组织、器官的形态学变化： 大体：器官体积小，重量轻，色泽深； 镜下：细胞小，细胞器少，脂褐素多。,脂褐素：未被彻底消化的富含磷脂的膜包裹的细胞器残体。,萎缩细胞的代谢变化：,萎缩器官的功能变化：,萎缩细胞的结局：,萎缩细胞,正常,凋亡,去除病因,病因持续,降低,蛋白合成减少，分解增加。,萎缩细

4、胞腾出的空间谁来填补？,间质成纤维细胞和脂肪细胞。,？,为什么,故：在一个萎缩的器官中，实质细胞减少而间质纤维母细胞和脂肪细胞不减少，甚至增生（假性肥大）。,分类：,生理性萎缩： 青春期胸腺、绝经后子宫、卵巢、更年期后睾丸,病理性萎缩：（按原因分类） 1、营养不良性萎缩：蛋白质缺乏、血供不足、消耗过多,2、压迫性萎缩：如尿路梗阻致肾盂积水肾萎缩,3、失用性萎缩：久卧床致肌肉萎缩、骨质疏松,4、去神经性萎缩：脑或脊髓神经元受伤致肌肉萎缩。,5、内分泌性萎缩：脑垂体缺血ACTH 肾上腺萎缩,蛋白质缺乏,消耗过多,血供不足,史蒂芬威廉霍金,神经生长因子,结论： 一种组织或一个器官的萎缩可有多种因素共

5、同作用。,骨折后的肌肉萎缩,请你回答,？,心、脑老年性萎缩,二、肥大（Hypertrophy）,概念：组织或器官内实质细胞体积增大，导致组织或器官体积增大。,生理性肥大,病理性肥大,代偿性肥大： 举重运动员上肢骨骼肌肥大 心肌梗死后周围心肌肥大 高血压病左心室肌肥大,内分泌性肥大： 妊娠期孕激素 子宫平滑肌蛋白合成 子宫肥大,类型：,肥大子宫 正常子宫,细胞肥大的机制和形态学改变： 原癌基因DNA和RNA含量 细胞器数量增多，结构蛋白合成活跃 功能增强,？,细胞可不可以无限肥大以适应环境压力,No！,why,正常心肌细胞血供,肥大心肌细胞血供,合成幼稚收缩蛋白,凋亡,心力衰竭,三、增生（Hyp

6、erplasia）,概念：组织或器官内实质或间质细胞数量增多。常致器官增大。,类型：,代偿性增生： 生理性部分肝切除后残余肝细胞增生 病理性组织损伤后成纤维细胞、血管内皮细胞增生以修复,内分泌性增生： 生理性月经周期子宫内膜腺体增生、青春期乳腺 病理性雌激素过多致子宫内膜腺体增生过长、乳腺增生,增生细胞的形态学改变：有丝分裂活跃，细胞数量增加。,增生与肥大常伴随存在。,子宫内膜增生 乳腺增生,细胞体积增大（肥大） 细胞数量增多（增生）,心肌、骨骼肌肥大,细胞体积增大（肥大）,弥漫性增生组织、器官弥漫性增大 局限性增生在组织、器官中形成单个或多个结节,增生的结局：,细胞增生,停止,肿瘤性增生,乳

7、腺纤维囊性病 皮肤慢性溃疡,增生的机制：,生长因子 激素,有丝分裂活跃 细胞凋亡减少,增殖基因 凋亡基因,去除原因,原因持续,炎症,四、化生（Metaplasia）,概念：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。,化生的机制：,环境因素,（Transdifferentiation） 干细胞转分化,某些基因活化 某些被抑制,重新编码、表达蛋白,(Reprogramming),化生通常发生在同源细胞之间：,上皮细胞之间：柱状上皮 鳞状上皮（鳞状上皮化生） 鳞状上皮 柱状上皮（宫颈糜烂） 一种腺上皮 另一种腺上皮（肠上皮化生、假幽门腺化生）,间叶细胞之间：成纤维细胞 成骨细胞

8、成软骨细胞,上皮-间质转化 (epithelial-mesenchymal transition, EMT)： 上皮细胞转化为具有间质细胞表型的生物学过程。,胚胎发育 损伤后修复 肿瘤生长转移,化生的生物学意义： 利：适应环境压力，强化局部抵御外界刺激的能力。 弊：丧失局部原有特化功能,自净能力降低,分泌黏液，粘住外来有害物质，并以痰液形式排出体外,例：支气管黏膜纤毛柱状上皮 鳞状上皮,恶变,萎缩,增生,化生,肥大,组织、器官体积缩小,细胞数量增多,细胞体积变大,一种细胞变为另一种细胞,请你回答,发育正常的实质细胞、组织或器官体积缩小。,一种分化成熟的细胞转变为另一种分化成熟的细胞的过程。,实

9、质细胞体积变大，致组织或器官体积增大。,实质或间质细胞数量增多，致器官增大。,第二节 细胞和组织损伤的原因和机制,损伤的概念, 受有害因子刺激，受损细胞和细胞间质出现物质代谢、超微结构乃至光镜和肉眼可见的异常变化。,一、损伤的原因,一、损伤发生机制,活性氧类物质（AOS）,细胞质内游离钙,细胞膜结构破坏,关键环节,基本环节,终末环节,损伤的发生机制,2. 活性氧类物质（AOS）,3.细胞质内高游离钙,1、生物膜结构破坏,关键环节,基本环节,终末环节,细胞膜功能严重紊乱和线粒体膜功能丧失是不可逆损伤的标志。 线粒体损伤是不可逆损伤的重要早期标志,中心环节,活性氧类物质（AOS）对细胞的损伤,氧自

10、由基 H2O2,AOS生成体系,抗氧化剂体系,超氧化物歧化酶 谷胱甘肽过氧化物酶 过氧化氢酶 维生素E,生物膜脂质过氧化,基本环节,脂质、蛋白质、DNA、线粒体,缺血、缺氧、细胞吞噬、化学性、放射性损伤、老化,DNA断裂,蛋白交联断裂,非过氧化线粒体损伤,细胞质内高游离钙对细胞的损伤,终末环节,激活酶，增加磷脂、蛋白质、ATP和DNA的酶解。,损伤原因举例,缺氧（hypoxia）：,低张性缺氧 血液性缺氧 循环性缺氧 组织性缺氧,细胞水肿、脂肪变 细胞坏死,化学性损伤：,氰化物P450 氯化汞巯基蛋白ATP酶依赖性膜转运功能 CCl4 CCl3 滑面内质网肿胀脂肪代谢障碍 青霉素型变态反应 诱

11、发DNA损伤,化学物质 射线 基因突变 病毒,遗传变异,结构蛋白合成低下 阻止重要功能细胞核分裂 先天性或后天性酶合成障碍,细胞死亡 先天性疾病,合成异常生长调节蛋白,肿瘤,第三节 细胞可逆性损伤 （Reversible injury）,是否所有的损伤都能被观察到？什么时候被观察到？,生化代谢改变 （分子水平）,组织化学改变 超微结构改变,光镜改变 肉眼改变,数小时数日,受损即刻,几数十分钟,观察的手段,病变的时间, 可逆性损伤的同义词：变性(Degeneration) 概念：受损伤后因代谢障碍，细胞内或细胞间质内出现异常物质或正常物质异常蓄积，通常伴功能低下。,一、细胞水肿（Cellular

12、 swelling）,形态学变化： 光镜：胞质内出现红染颗粒 细胞明显肿胀，胞质疏松，核肿胀 气球样变(Ballooning change),机制：线粒体受损ATPNa-K泵细胞内Na/水,(肿胀的线粒体、内质网),肉眼观：器官体积增大，色淡，包膜紧张。,原因：缺血、缺氧、感染、中毒,好发器官：心、肝、肾的实质细胞,（苏丹油红O染红色）,二、脂肪变（Fatty change， Fatty steatosis） 中性脂肪蓄积于非脂肪细胞胞质中。,形态学变化： 电镜：胞质内脂肪小体脂滴,光镜：胞质内大小不等球形脂滴 大脂滴，胞核居一侧 （石蜡切片上显示为空泡）,好发部位：肝、心、肾小管上皮细胞、骨

13、骼肌,原因：感染/酗酒/中毒/缺氧/营养不良/糖尿病/肥胖,肉眼观：体积增大，淡黄色，边缘钝圆，切面油腻感。, 脂肪肝：显著弥漫性肝脂肪变。 虎斑心：脂肪变心肌（黄）与正常心肌（暗红）相间。 （常累积左心室内膜下和乳头肌）, 脂肪肝：显著弥漫性肝脂肪变。 虎斑心：脂肪变心肌（黄）与正常心肌（暗红）相间。 （常累积左心室内膜下和乳头肌）, 心肌脂肪浸润（Fatty infiltration） ：心外膜脂肪组织沿心肌间质伸入心肌细胞间 泡沫细胞：巨噬细胞和平滑肌细胞吞噬脂质（图6-3），见于高脂血症、动脉粥样硬化。,肝细胞发生脂肪变的机制：,肝细胞内脂肪酸增多,甘油三酯合成增多,脂蛋白、载脂蛋白合

14、成减少,高脂饮食,营养不良体内脂肪分解,乳酸堆积缺氧 氧化障碍,CCl4中毒内质网结构破坏、酶抑制,肝细胞水肿,肝细胞脂肪变,三、玻璃样变（Hyaline degeneration） 细胞内或间质中出现半透明状蛋白质蓄积。,(1)纤维结缔组织玻璃样变：病理性或生理性胶原老化。 光镜：成片均质红染物质(胶原蛋白交联、变性、融合)，其间少有纤维细胞和血管。 肉眼观：灰白色，质韧，半透明(毛玻璃样)。 因此得名。,(2)细动脉壁玻璃样变：又称细动脉硬化 (Ateriolosclerosis),常见情况：高血压、糖尿病患者的肾、脑、脾等脏器。,发生机制：血管内皮细胞间隙增大血浆蛋白渗入内皮下 ,管壁增

15、厚、管腔狭窄， 弹性 ，脆性, 扩张、破裂、出血,(3)细胞内玻璃样变：位于胞浆内的均质红染圆形小体。,肾小管上皮细胞重吸收原尿中蛋白+溶酶体玻璃样小滴,浆细胞合成免疫球蛋白蓄积于粗面内质网中(Rusell小体),Alzheimer病时，神经细胞近树突端变性肌动蛋白+ 神经微丝棒状嗜酸性包涵体(Hirano小体),酒精性肝病的肝细胞中间丝前角蛋白变性(Mallory小体),所以，玻璃样变是一组物理性状相同，但化学成分、发生机制各异的病变。,四、淀粉样变（Amyloidosis）： 细胞间质中淀粉样蛋白质-粘多糖复合物沉淀，尤以小血管基底膜为甚，HE染色切片上呈淡红均质状物。,淀粉样呈色反应：刚

16、果红染色桔红色 碘染色棕褐色+稀硫酸蓝色,淀粉样物本质：免疫球蛋白轻链、降钙素前体蛋白等。,易发生淀粉样变的部位： 局部皮肤、眼结膜、舌、喉、肺。 全身肝、脾、肾、心等。,易见淀粉样变的肿瘤：甲状腺髓样癌、多发性骨髓瘤、 霍奇金淋巴瘤,五、黏液样变（Mucoid degeneration）： 细胞间质中粘多糖（透明质酸等）和蛋白质蓄积。,光镜下特点：灰蓝色粘液样基质中散在多突起星芒状纤维细胞。,常见情况：间叶组织肿瘤、动脉粥样硬化斑块、 风湿病灶、甲状腺功能低下 营养不良的骨髓和脂肪组织、,六、病理性色素沉着（Pathologic pigmentation） 某种色素增多并积聚于细胞内外。,内

17、源性,含铁血黄素：巨噬细胞降解血红蛋白生成铁蛋白颗粒。,脂褐素：未被消化的富含磷脂的膜包被的细胞器残体。,黑色素：酪氨酸氧化聚合而成的黑褐色颗粒。,胆红素：血色素的代谢产物。,外源性碳尘、煤尘、纹身色素,七、病理性钙化（Pathologic calcification）： 骨、牙之外的组织中有固态钙盐沉积。,主要成分：磷酸钙、碳酸钙、少量铁、镁。,光镜（HE染色）：蓝色颗粒状或片状。 大体：灰白色颗粒状或团块状。,类型： （1）营养不良性钙化： 钙盐沉积于坏死组织，体内钙磷代谢正常。 例：结核病、血栓形成、动脉粥样硬化斑块、 瘢痕组织、肿瘤性坏死,（2）转移性钙化：血钙或血磷升高沉积于正常组织

18、 例：甲状旁腺机能亢进、肾功能衰竭 维生素D摄入过多、 某些骨肿瘤 常见器官：肾、肺、胃的间质、血管,1.下列哪些属于细胞和组织的适应？,细胞水肿 细胞肥大 细胞淀粉样变 细胞萎缩 细胞脂肪变 细胞增生 细胞化生 细胞粘液样变 细胞玻璃样变,2.最常见的变性有哪些？,细胞水肿 脂肪变 玻璃样变,纤维结缔组织玻璃样变 细动脉玻璃样变,请你回答,3.细胞损伤的机制中最重要的几个分子事件是什么？,细胞膜结构被破坏 细胞内活性氧类物质大量产生 细胞内游离钙浓度大幅度增加,第四节 细胞死亡 （Cell Death）,一、不可逆性损伤坏死（Necrosis）,原因：强致病因素 * 可逆性损伤 ,坏死,概念

19、： 以酶溶性变化为特点的活体内局部组织细胞的死亡。,概念： 以酶溶性变化为特点的活体内局部组织细胞的死亡。,（一）基本病变：细胞肿胀，蛋白质变性，细胞器崩解 ， 细胞核变化。,1.坏死的基本病变：,细胞膜变化：通透性增加肿胀，各种酶释放入血 血中酶水平 （早于超微结构变化） （LDH SDH CPK GOT GPT 淀粉酶）,超微结构变化：线粒体空泡形成， 其基质中无定形钙沉积， 溶酶体膜破裂,核固缩 （Pyknosis）,核碎裂 （Karyorrhexis）,核溶解 （Karyolysis）,细胞核的变化,细胞浆变化：强嗜酸性(核蛋白体、糖原颗粒减少), 细胞内水解酶进入间质 间质被水解 坏

20、死区成片状无结构物质, 细胞结构不复存在,（二）坏死的类型： 其形态学取决于酶的分解作用或蛋白质变性情况。,液化性坏死,凝固性坏死,酶的分解作用为主,蛋白质变性为主,嗜中性粒细胞 巨噬细胞,吞噬碎片,1. 凝固性坏死（Coagulative necrosis） 酶解作用较弱，蛋白质含量较多变性、凝固,光镜：细胞细微结构消失， 核消失， 组织结构轮廓保留数天,肉眼：坏死组织灰黄、 干燥、质实， 分界清楚,常见器官：心、肝、肾、脾,凝固性坏死的特殊类型：干酪样坏死 （Caseous necrosis） 更彻底的凝固性坏死，多见于结核病。,光镜：无结构颗粒状红染物质，无原组织结构残影。,肉眼：淡黄色

21、（含脂质丰富），似干酪,2. 液化性坏死（Liquafective necrosis）,发生条件： a.坏死组织中可凝固的蛋白质少，富含水分和磷脂 b.坏死细胞或浸润的中性粒细胞释放大量水解酶,常见情况：,缺血缺氧脑软化,乳房创伤脂肪细胞破裂,肝细胞水肿溶解坏死,细菌或真菌感染嗜中性粒细胞浸润脓肿,急性胰腺炎胰腺细胞释放胰酶,脂肪坏死,2. 液化性坏死（Liquafective necrosis）,发生条件： a.坏死组织中可凝固的蛋白质少，富含水分和磷脂 b.坏死细胞或浸润的中性粒细胞释放大量水解酶,常见情况：,缺血缺氧脑软化,乳房创伤脂肪细胞破裂,肝细胞水肿溶解坏死,细菌或真菌感染嗜中性粒

22、细胞浸润脓肿,急性胰腺炎胰腺细胞释放胰酶,脂肪坏死,脂肪坏死,Liquefactive necrosis of brain,Calcium soap formation at sites of fat necrosis in the mesentary caused by acute pancreatitis.,3. 纤维素样坏死（Fibrinoid necrosis） 是结缔组织和小血管壁常见的坏死形式。,光镜： 胶原纤维崩解成细丝状、颗粒状或小条块状无结构物质，嗜酸性，与纤维蛋白染色性质相似，故名。,常见疾病：变态反应性疾病（风湿病、肾小球肾炎） 急进性高血压、胃溃疡,发生机制：抗原-抗体

23、复合物+补体+炎细胞 纤维肿胀、崩解，免疫球蛋白沉积,4. 坏疽（Gangrene）： 大块组织坏死，继发腐败菌感染。,分类： 干性 湿性 气性,缺血性坏死,产气厌氧菌感染,全身中毒症状明显,红细胞被破坏铁离子游离,细菌分解坏死组织硫化氢,硫化铁,坏死 组织 黑褐色,特殊的颜色：,A. 干性坏疽（Dry gangrene ）,发生条件：动脉阻塞，静脉回流通畅的四肢末端。,肉眼观：坏死组织干燥、皱缩，黑色， 与正常组织分界清楚,光 镜：凝固性坏死,临 床：腐败变化较轻，全身症状不明显,B. 湿性坏疽（Moist gangrene ）,发生条件：与外界相通的内脏 （肺、肠、子宫、阑尾、胆囊） 动、

24、静脉均受阻的肢体 坏死组织水分较多，腐败菌较易繁殖,肠坏疽 常由肠扭转引起,肉眼观：肿胀、蓝绿色，与正常组织分界不清，恶臭,光 镜：凝固性坏死+液化性坏死,临 床：全身中毒症状严重。,C. 气性坏疽（Gas gangrene ） 发生条件：开放性创伤深达肌肉+产气荚膜杆菌感染 属湿性坏疽。,肉眼观：坏死区肿胀，按之捻发感。,光 镜：凝固性坏死+液化性坏死,临 床：全身中毒症状严重。,（三）坏死的结局 1. 溶解吸收 炎细胞聚集，释放水解酶 2. 分离排出 条件：坏死灶较大，位于体表 结局：形成缺损,糜烂 erosion,溃疡 ulcer,窦道 sinus,瘘管 fistula,3. 机化（Or

25、ganization）与包裹（Encapsulation）,机化：新生肉芽组织长入并取代坏死组织、血栓、 脓液、异物等的过程。,包裹：肉芽组织增生、包围大块坏死组织。 条件：坏死组织较大，位于组织中。,4. 钙化：,属营养不良性钙化。,结局：形成瘢痕。,（四） 坏死的后果：取决于,1. 坏死细胞的生理重要性：,神经元 皮肤表皮细胞,2. 坏死细胞的数量：,3. 坏死细胞周围同类细胞的再生能力：,4. 坏死器官的储备代偿能力：,1%神经元 90%表皮细胞,心、脑 肾、肺,肝细胞,表皮细胞,心肌细胞,神经元,1. 细胞坏死的主要标志是 的变化。,核固缩、核碎裂、核溶解,细胞浆、细胞核、细胞膜、细胞

26、器,请你回答,2. 坏死的类型？,凝固性坏死 干酪样坏死 液化性坏死 脂肪坏死 纤维素样坏死 坏疽,干性坏疽 湿性坏疽 气性坏疽,3. 坏死的结局,溶解吸收 分离排出 机化和包裹 钙化,二、细胞凋亡,凋亡（Apoptosis） 程序性死亡（Programmed cell death）,概念：活体内局部组织中单个细胞程序性死亡的表现形式，是由体内外某些因素触发细胞内预存的死亡程序导致细胞主动性死亡。,生理性 胚胎发生 器官形成和发育 成熟细胞新旧交替 激素依赖性生理退化,病理性 自身免疫性疾病 肿瘤生长期间,细胞皱缩 胞浆致密 染色质凝聚（固缩或边集）,核裂解，胞膜包裹核、浆，形成芽突并脱落形成

27、凋亡小体（形态学标志）,凋亡细胞的形态：,凋亡小体,质膜完整，无炎症反应,细胞皱缩,胞质致密嗜酸性,染色质凝聚（固缩或边集）,凋亡细胞多为散在单个， 不引起周围组织炎症反应。,凋亡细胞的形态：,凋亡小体形成,质膜完整,凋亡发生的机制：,信号传递,参与凋亡过程的基因：,抑制凋亡 Bcl-2 / Bcl-XL/ Bcl-AL,促进凋亡 Bad/Bax/Bak Fas / P53,双向调节 c-myc,梯带状DNA片段,中央调控,结构改变,TNF Fas/FasL,线粒体通路,参与凋亡过程的酶：,Ca2+ /Mg2+依赖性内切核酸酶（DNanse） 需钙蛋白酶（calpain） 半胱氨酸-天冬氨酸蛋

28、白酶 （凋亡蛋白酶，caspases）,凋亡与坏死的比较,坏死？,凋亡？,凋亡,细胞自噬（Autophagy）（自学）,生理性,病理性,第五节 细胞老化,细胞老化（Cellular aging）: 细胞随生物体年龄增长而发生退行性变化的总和。,细胞老化的四个特征：普遍性 进行性/不可逆性 内因性 有害性,老化细胞的形态特点： 细胞及其核变形，体积缩小，脂褐素沉积 线粒体、高尔基体扭曲，呈囊泡状。,器官重量减轻,间质增生硬化,功能下降,储备功能不足。,老化细胞的代谢特点： 结构蛋白 酶蛋白 受体蛋白 合成 摄取营养和染色体修复能力,(维持细胞形态)(执行细胞功能)(细胞内外通讯联络),细胞老化的机制：,（一）遗传程序学说 （二）错误积累学说,（一）遗传程序学说 细胞按基因库中既定程序生长、发育、成熟、老化。,端粒 telomere,515kb,作用：维持染色体的稳定性,非转录序列,防止染色体末端融合 保护染色体结构基因 避免遗传信息在复制过程中丢失,严重缩短的端粒 是 细胞老