Тема 2. Повреждение и гибель клеток и тканей. Некроз. Апоптоз Оснащение занятия

Макропрепараты

1. Острый тубулонекроз почек (некротический нефроз, некроз эпителия извитых канальцев почек) — описать.

2. Инфаркт миокарда — описать.

3. Ишемический инфаркт головного мозга — описать.

4. Ишемический инфаркт почки — демонстрация.

5. Гангрена стопы (сухая, влажная) — описать.

6. Гангрена тонкой и толстой кишки (острая ишемическая болезнь кишечника; красный, геморрагический инфаркт кишки) — описать.

7. Казеозный (творожистый, сыровидный) некроз лимфатического узла при туберкулёзе — описать.

Микропрепараты

1. Гидропическая дистрофия эпителия канальцев почки (окраска гематоксилином и эозином) — рисовать.

2. Острый тубулонекроз почки (некротический нефроз, некроз эпителия извитых канальцев почки, окраска гематоксилином и эозином) — рисовать.

3. Ишемический инфаркт почки — демонстрация.

4. Исчезновение гликогена из кардиомиоцитов в зоне ишемии миокарда (PAS(ШИК)-реакция) —рисовать.

4. Иммуногистохимический метод выявления клеток в состоянии апоптоза (TUNEL-test) —демонстрация.

5. Некроз и апоптоз лимфоцитов лимфоидных фолликулов селезёнки (окраска гематоксилином и эозином) — описать.

6. Апоптозные тельца (тельца Каунсильмена) при вирусном гепатите (окраска гематоксилином и эозином) — демонстрация.

Электронограммы

1. Гидропическая баллонная дистрофия гепатоцита — демонстрация.

2. Апоптозное тельце (тельце Каунсильмена) при гепатите — демонстрация.

Краткое содержание темы

Все клетки организма находятся в состоянии гомеостаза(гомеокинеза), т.е. в равновесии с окружающей их средой.

Повреждение — это вызванное внешним(экзогенным)или внутренним(эндогенным)воздействием нарушение структуры и функции клеток,тканей,органов или частей тела. Таким образом, повреждением считается комплекс биохимических и морфологических изменений в клетках и тканях, нарушающих состояние гомеостаза под действием повреждающих факторов.

Повреждение также определяют как результат превышения возможностей адаптации клеток по отношению к внешним воздействиям.

Повреждение может быть обратимым или необратимым. Конечным результатом повреждения клеток является их гибель (смерть клеток).

Различают три вида повреждения клеток:

дистрофию (от греч. — нарушение питания) — преимущественно обратимое повреждение;

некроз (от греч. — смерть) — тип смерти клеток;

апоптоз (от греч. — разделение и опущение, падение) — тип смерти клеток.

Дистрофия(внутриклеточное и внеклеточное накопление) — это преимущественно обратимое нарушениеобмена веществ (трофики), морфологически выражающееся изменением содержания (чаще — накоплением) в клетках или тканях нормальных или качественно измененных, а также аномальных метаболитов (воды, белков, жиров, углеводов, пигментов и др.).

Некроз— это гибель (отмирание, смерть) клеток, тканей, органов и частей тела в живом организме. Некроз — наиболее распространенный тип гибели клеток, вызванный экзогенными или эндогенными повреждающими воздействиями.

Некрозу могут подвергаться как часть клетки, органа, так и целый орган или группа органов.

Этиологией(причинами) повреждения и некроза клеток могут быть эндогенные или экзогенные факторы:

гипоксия— дефицит кислорода;

ишемия— уменьшение кровоснабжения, основная причина гипоксии, недостаток субстратов, плохой дренаж промежуточных продуктов обмена;

физические факторы— механические травмы, изменения температуры, ионизирующие излучения и др.;

химические факторы, включая токсины и лекарственные препараты, электролитные расстройства, а также дисбаланс питания и дефицит некоторых веществ (авитаминозы);

биологические факторы— инфекционные агенты (вирусы, бактерии, грибы и др.), иммунные реакции (антитела и иммунные комплексы), метаболиты, в том числе свободные радикалы, гормоны, цитокины и другие биологически активные вещества;

генетические повреждения— при врожденных нарушениях метаболизма и пороках развития.

В патогенезе(механизме развития) повреждения клеток решающее значение имеют четыре тесно связанных между собой процесса:

дефицит кислорода, что ведет к образованию свободных радикалов кислорода и перекисному окислению липидов, окислительному превращению белков и ДНК;

избыточное накопление ионов кальция в цитоплазме клеткии, в результате, активация ферментных систем, ведущих к повреждению клеточных органелл, истощению запасов АТФ, фрагментации хроматина;

снижение синтеза АТФ, приводящее к энергетическому дефициту клетки;

потеря избирательной проницаемости цитоплазматической мембраны.

В зависимости от преобладающего механизма развития (патогенеза), выделяют три основные патогенетические формы повреждения:

ишемическое и гипоксическое;

вызванное свободными радикалами кислорода;

токсическое.

В патогенезе некрозавыделяют пять наиболее значимых механизмов, а именно: связывание клеточных белков с убихиноном; дефицит АТФ; генерация активных форм кислорода; нарушение кальциевого гомеостаза; потеря селективной проницаемости клеточными мембранами.

Одним из ранних проявлений гипоксического повреждения клетокявляется их обратимое набухание, прогрессирующее впоследствие в необратимуюгидропическую(вакуольную), а в ряде случаев ибаллонную дистрофию(пример крайней степени выраженности гидропической дистрофии, ее необратимой фазы, которая являетсяфокальным колликвационным некрозом). Патогенез набухания клеток связан с дефицитом синтеза АТФ в условиях гипоксии. АТФ необходим для образования Na⁺/K⁺АТФазы, которая, подобно насосу, поддерживает высокую концентрацию ионов натрия во внеклеточной жидкости и высокую концентрацию ионов калия внутри клетки. Если в связи с недостатком энергии нарушается работа этой АТФазы, то происходит неконтролируемое поступление ионов натрия и воды из внеклеточного пространства внутрь клетки. Возникающее в результате этого повышение объема цитоплазмы приводит к набуханию клетки. Внутриклеточная концентрация калия, наоборот, понижается, так как ионы калия выходят из клетки.

Вода накапливается в гиалоплазме, а также в пузырьках, образовавшихся в результате инвагинации цитоплазматической мембраны («гипоксические вакуоли»), в митохондриях и цистернах гранулярной эндоплазматической сети. Набухшие митохондрии производят меньше энергии, а отщепление рибосом от мембран расширенной гранулярной эндоплазматической сети сопровождается снижением биосинтеза белка.

В патологии некрозом принято называть не только сам момент гибели клетки или ткани,а весь спектр морфологических изменений, которые развиваются вслед за их гибелью в живом организме. Некроз развивается постепенно и некротический процесс проходит ряд стадий:

паранекроз— подобные некротическим, но обратимые (дистрофические) изменения;

некробиоз— необратимые изменения, характеризующиеся преобладанием катаболических реакций над анаболическими;

гибель (смерть)клетки;

аутолиз и гетеролиз— разложение (лизис) мертвого субстрата под действием гидролитических лизосомальных ферментов самих погибших клеток (аутолиз) или клеток воспалительного инфильтрата (фагоцитов) и окружающих клеток (гетеролиз).

Развитие некроза сопровождается местной тканевой реакцией организма — демаркационным(отграничивающим)острым воспалением, которое морфологически проявляется местной воспалительной гиперемией (полнокровием) сосудов и инфильтрацией полиморфноядерными лейкоцитами и макрофагами, приходящими к зоне некроза не только для его отграничения от живых тканей, но, главным образом, для осуществления лизиса, фагоцитоза и элиминации погибших структур и запуска механизмов репарации (восстановления) поврежденной ткани.

Для диагностики ранних стадий некроза существуют биохимические, электрофизиологические и специальные морфологические методы (макроскопической диагностики — с теллуритом калия и солями тетразолия, гистохимические — с помощью ШИК (PAS)-реакции, люминесцентной микроскопии). На светооптическом уровне изменения в структуре клетки становятся видимыми лишь на стадииаутолизаигетеролизаили выраженной денатурации белков.

Гистологические признаки некроза:

изменения ядер клеток (кариопикноз, кариорексис и кариолизис);

изменения цитоплазмы (разрыв цитоплазматической мембраны, плазмокоагуляция, плазморексис и плазмолизис);

изменения внеклеточного матрикса (расщепление коллагеновых волокон ферментами, пропитывание элементами плазмы крови).