Накопление холестерина и его эфиров
Тема: Обратимое повреждение клеток и тканей.
Основные вопросы темы:
1. Нелетальное повреждение (дистрофии). Определение понятия, причины, механизмы.
2. Накопление липидов: причины, пато- и морфогенез, морфологическая характеристика.
3. Накопления белков.
4. Нарушение обмена нуклеопротеидов.
5. Накопление гликогена (углеводные дистрофии).
6. Морфология нарушения пигментного обмена.
7. Патологическое обызвествление.
8. Гиалиновые изменения.
1. Нелетальное повреждение клеток называется дистрофией. Оно отражает метаболические нарушения, сопровождающиеся накоплениемили нарушением нормального содержания различных веществ в клетках, во внеклеточном матриксе, в стенках сосудов и строме органов.
Причинами дистрофии могут быть гипоксия, генетические повреждения, токсические вещества или лекарства, дисбаланс питания, нарушение состава крови и мочи при заболеваниях внутренних органов.
Различают три разновидности внутриклеточных накоплений.
Во-первых: накопление естественных эндогенных метаболитов, которые образуются в нормальном или ускоренном ритме, а скорость их удаления недостаточна (жиры, белки, углеводы, пигменты).
Во-вторых: накопление эндогенных веществ, которые не могут метаболизироваться. Наиболее частая причина этих скоплений генетический дефект фермента. В результате продукты обмена не используются, а откладываются внутри клетки – развиваются болезни накопления (тезаурисмозы). Чаще всего эти болезни проявляются накоплением аминокислот (цистин, фенилпировиноградная кислота, тирозин).
В-третьих: накопление экзогенных веществ, которые клетка не может ни разрушить с помощью ферментов, ни транспортировать в другое место (частицы угля или кремния).
Жировая дистрофия является наиболее частым видом внутриклеточных накоплений. В клетках могут накапливаться липиды всех классов: триглицериды, эфиры холестерина и фосфолипиды.
Накопление триглицеридов в паренхиматозных клетках называется стеатозом. Чаще всего триглицериды накапливаются в печени, в сердце, в почках и в мышцах.
Жировая дистрофия печени.
Накопление триглицеридов в печени может происходить в результате:
Гипоксии – происходит торможение окисления жирных кислот.
Токсического воздействия на печень – снижается синтез липидного акцепторного белка (апопротеина), и нарушается транcпорт липидов из печени.
Голодание – увеличивает мобилизацию жировой ткани, ускоряет синтез триглицеридов.
Наиболее часто стеатоз печени наблюдается при алкоголизме, тучности, сахарном диабете, гипоксии, токсических воздействиях, при недостатке в пище белка.
Макроскопическая картина.
Печень увеличена в размерах, дряблая, на разрезе желтого цвета, с налетом жира. Образно такая печень называется «гусиная» (похожа на печень откормленного гуся).
Микроскопически – при окраске гематоксилином и эозином жировые включения имеют вид прозрачных вакуолей мелких (мелкокапельное ожирение) или крупных (крупнокапельное ожирение).
Крупнокапельное ожирение чаще развивается в периферических отделах долек печени, мелкокапельная – в центре долек. При окраске суданом III вакуоли окрашиваются в яркий желтый цвет. Как правило, жировая дистрофия печени (стеатоз) обратима, но если повреждающий фактор сильного действия (токсины), то может развиться некроз «ожиревших» гепатоцитов.
Жировая дистрофия миокарда.
Причины:
гипоксия (болезни крови, сердечно-сосудистая недостаточность);
интоксикация (при алкоголизме, инфекциях, отравлениях фосфором или мышьяком).
Механизможирения миокардиоцитов связан со снижениемокисления липидов, из-за деструкции митохондрий под влиянием гипоксии или токсинов.
Макроскопическая картина.
Размеры сердца увеличены, камеры раcтянуты, сердечная мышца дряблая, глинисто-желтого цвета. Под эндокардом левого желудочка, особенно в области трабекул и сосочковых, видна белая исчерченность (очаговость), что дало основание сравнить миокард со шкурой тигра («тигровое сердце»).
При микроскопическом исследовании с окраской суданом III в кардиомиоцитах, расположенных преимущественно по ходу венозных капилляров и мелких вен, определяются очень мелкие (пылевидные) жировые включения желтого цвета.
Сократительная способность миокарда при жировой дистрофии снижается.
Жировая дистрофия почек.
Наиболее часто жировая дистрофия почек встречается при нефротическом синдроме и хронической почечной недостаточности, реже при инфекциях и интоксикациях.
Механизм накопления жировых включений в почке связан с возникновением гиперлипидемии (при нефротическом синдроме), которая обуславливает липидурию за счет липопротеидов. Липопротеиды усиленно резорбируются эпителием канальцев и цитоплазма клеток загружается жировыми включениями.
Макроскопически – почки при нефротическом синдроме увеличены, дряблые, с желтым крапом на поверхности.
При хронической почечной недостаточности почки уменьшены, с зернистой поверхностью, серо-желтые.
Накопление холестерина и его эфиров.
Эти накопления характерны для атеросклероза, они определяются в гладкомышечных клетках и макрофагах, входящих в состав атеросклеротических бляшек интимы аорты и крупных артерий. При окраске гематоксилином и эозином эти клетки светлые, как будто заполнены пеной – отсюда название «пенистые клетки».
Врожденные нарушения обмена липидов (наследственные ферментопатии). Среди большого числа разновидностей этих заболеваний наиболее часто встречаются:
Ксантоматозы – скопления пенистых клеток, содержащих холестерин не только в сосудах, но и в коже, и в сухожилиях.
Церебролипидоз(болезнь Гоше) – при болезни Гоше страдают печень, селезенка, костный мозг, ЦНС. Во всех этих органах обнаруживаются скопления крупных светлых неправильной формы клеток, нагруженных церебролипидами (клетки Гоше).
3. Белковые накопления. В зависимости от характера повреждения внутриклеточных органелл возникают различные виды белковых дистрофий:
Первый вид: гиалиново-капельная дистрофия проявляется накоплением в цитоплазме клеток эозинофильных капель, вакуолей или масс.
При заболеваниях почек эти накопления связаны с протеинурией и реабсорбцией эпителиальными клетками белков с помощью пиноцитоза. Пиноцитозные пузырьки сливаются с лизосомами, формируя фаголизосомы, которые сливаются и образуют эозинофильные включения.
Клетки эпителия при этом увеличиваются в объеме, апикальные края их неровные, просветы канальцев сужены. В гепатоцитах эозинофильные включения обнаруживаются при остром алкогольном гепатите. Эти включения получили название – алкогольный гиалин,а гепатоциты, содержащие его – тельца Маллори.
Эозинофильные включения накапливаются также в плазматических клетках, и тогда эти клетки называют тельцами Русселя(при риносклероме). В исходе гиалиново-капельной дистрофии при длительном действии повреждающих факторов может развиться коагуляционный некроз.
Второй вид белковых дистрофий – гидропическая дистрофия- тоже может развиваться в эпителии почечных канальцев (при нефротическом синдроме), в гепатоцитах (при вирусном гепатите), в нервных и ганглиозных клетках (при гипоксии и вирусных поражениях), эпидермисе (при экземе, при герпесе, при оспе).
Клетки при гидропической дистрофии набухшие, в цитоплазме клеток определяются вакуоли (вакуольная дистрофия) или полное заполнение цитоплазмы водой (баллонная дистрофия). Ядра клеток вакуолями смещаются к базальной мембране и бледно окрашены.
Гидропическая дистрофия возникает или вследствие поврждения мембранно-ферментных систем (в почках) или в результате извращения белково-синтетической функции клеток (вирусный гепатит, герпес).
Гидропическая дистрофия может быть обратима на стадии вакуолизации. Если развивается баллонная дистрофия, то клетка гибнет (фокальный или тотальный колликвационный некроз).
Белковые накопления часто проявляются избыточным образованием рогового вещества в ороговевающем эпителии (гиперкератоз, ихтиоз) или образованием рогового вещества там, где в норме его не бывает (накопление рогового вещества в плоском неороговевающем эпителии слизистых – лейкоплакия). При нарушениях внутриклеточного метаболизма ряда аминокислот в результате наследственной недостаточности ферментов развиваются болезни накопления: цистиноз, тирозиноз, фенилкетоноурия.
Цистиноз – представляет собой истинный тезаурисмоз с накоплением в тканях анинокислоты цистина. Различают три формы цитиноза –
1. Нефропатический (детский цистиноз), заканчивающийся уремией.
2. Промежуточная – с поражением суставов (больные доживают до 20 – 30 лет).
3. Доброкачественная форма взрослых, при которой почки абсолютно интактны, а болезнь проявляется фотофобией, головными болями и слезотечением.
Содержание цистина в крови не увеличено, поэтому для диагноза большое значение имеет биопсия (кожи, лимфатического узла, костного мозга, печени, почек). Например, в почках обнаруживаются отложения кристаллов цистина в межуточной ткани органа с развитием воспаления и соединительной ткани вокруг кристаллов. Кристаллы имеют различную форму.
4. Нарушение обмена нуклеопротеидов. Нуклеопротеиды построены из белка и нуклеиновых кислот. При нарушении обмена неклеопротеидов идет избыточное образование мочевой кислоты, и ее соли могут выпадать в тканях, что наблюдается при подагре, мочекаменной болезни и мочекислом инфаркте. Подагра (от греч podos – нога и agra – охота) характеризуется периодическим выпадением в суставах мочекислого натрия, что сопровождается болевым приступом. У больных обнаруживают повышенное содержание солей мочевой кислоты в крови – гиперурикемия и в моче – гиперурекурия. Соли обычно откладываются в синовии и хрящах мелких суставов ног и рук, голеностопных и коленных суставов, в сухожилиях и суставных сумках, хряще ушных раковин. Ткани, в которых выпадают соли, некротизируются. Вокруг отложения солей и очаговых некрозов развивается воспаление с последующим разрастанием соединительной ткани, образованием подагрических шишек (tophi urici), деформацией суставов.
Мочекислый инфарктвстречается у новорожденных, проживших не менее 2 суток и проявляется выпадением в канальцах и собирательных трубках почек аморфных масс мочекислого натрия и аммония. Эти отложения мочевой кислоты выглядят на разрезе почки в виде желто-красных полос, сходящихся у сосочков мозгового слоя почки.
5. Нарушения обмена гликогена.
Основные запасы гликогена находятся в печени и скелетных мышцах. Гликоген печени и мышц расходуется в зависимости от потребностей организма (лабильный гликоген). Содержание гликогена в других органах не подвергается заметным колебаниям (стабильный гликоген). Нарушение содержания гликогена проявляется в уменьшении или увеличении количества его в тканях и появлении его там, где он обычно не выявляется.
При сахарном диабете, развитие которого связывают с патологией В-клеток островков поджелудочной железы, происходит недостаточное использование глюкозы тканями, увеличение ее содержания в крови (гипергликемия) и выведение с мочой (глюкозурия). Тканевые запасы гликогена резко уменьшаются. Это касается в первую очередь печени, в которой нарушается синтез гликогена, что ведет к инфильтрации ее жирами – развивается жировая дистрофия печени. В связи с глюкозурией развивается гликогенная инфильтрация эпителия канальцев дистального сегмента нефрона. Эпителий становится высоким, со светлой пенистой цитоплазмой, зерна гликогена видны и в просвете канальцев.
Наследственные болезни накопления гликогена называются гликогенозами. Гликогенозы обусловлены отсутствием или недостаточностью фермента, участвующего в расщеплении депонированного гликогена. Наиболее часто встречаются болезнь Гирке – гликоген накапливается в печени и почках., и болезнь Помпе, при которой гликоген откладывается в мышцы и миокард.
6. Нарушение пигментного обмена.
Повреждение клеток и тканей может быть связано с накоплениемокрашенных веществ – пигментов. Пигменты имеют различную химическую структуру, могут встречаться в норме или накапливаться при патологических состояниях. Пигменты бывают: 1) экзогенные и 2) эндогенные.
Самый распространенный экзогенный пигмент – уголь. Частица угля захватываются альвеолярными макрофагами и по лимфатическим каналам транспортируются в регионарные лимфатические узлы и ткань легкого, где откладываются в виде включений черного цвета (антракоз). При значительных отложениях уголь в сочетании с пневмосклерозом может быть причиной заболевания пневмокониоза.
К эндогенным пигментам относят 1) липофусцин 2)меланин 3) некоторые производные гемоглобина.
Липофусцин– желто-коричневый нерастворимый пигмент. Липофусциноз – нарушение обмена, характеризующееся избыточным накоплением липофусцина. Бывает вторичным и первичным (наследственным). Макроскопически: уплотнение органа и уменьшение его размеров (бурая атрофия). Характерно для печени, миокарда, поперечно-полосатых мышц. Сердце бурого цвета, уменьшено в размерах, уменьшено количество жировой клетчатки под эпикардом, сосуды под эпикардом извилисты. Печеньуменьшена в размерах, бурая, капсула морщинистая, передний край заострен.
Микроскопически: в кардиомиоцитах и гепатоцитах пигмент золотисто-бурого цвета выявляется перинуклеарно, ядра клеток уменьшены в размерах.
Меланин – пигмент буровато-черного цвета. Основная функция меланина – рецепция света и защита от ультрафиолета. Пигмент синтезируется в меланосомах меланоцитов. Меланоциты имеют нейроэктодермальное происхождение, располагаются в базальном слое эпидермиса, сетчатке и радужной оболочке глаза, мягких мозговых оболочках.