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细胞和组织的适应损伤与修复

 昵称17117553 2014-06-03
二、细胞死亡
细胞死亡(cell death)可表现为坏死和凋亡。
(一) 坏死
活体内局部组织、细胞的死亡称为坏死(necrosis) 。坏死组织细胞的代谢停止,功能丧失。坏死的形态变化可以是由损伤细胞内的水解酶的降解作用引起,也可以由游走来的白细胞释放的水解酶的作用引起。
坏死的原因很多,凡是能引起损伤的因子(缺氧、物理因子、化学因子、生物因子和免疫反应等),只要其作用达到一定的强度或持续一定时间,使受损组织和细胞的代谢完全停止即可引起局部组织和细胞的死亡。

B


1.坏死的形态改变
坏死的病变在光镜下通常要在细胞死亡若干小时后,当自溶性改变相当明显时,才能辨认出来。
(1)细胞核的改变 细胞核的改变是细胞坏死的主要形态学标志,表现为:①核浓缩(pyknosis),即由于核脱水使染色质浓缩,染色变深,核体积缩小;②核碎裂(karyorrhexis),核染色质崩解为小碎片,核膜破裂,染色质碎片分散在胞浆内;③核溶解(karyolysis),在脱氧核糖核酸酶的作用下,染色质的DNA分解,细胞核失去对碱性染料的亲和力,因而染色变淡,甚至只能见到核的轮廓。最后,核的轮廓也完全消失。
细胞坏死的形态学变化
(2)细胞浆的改变 嗜酸性染色增强。有时实质细胞坏死后,胞浆水分逐渐丧失,核浓缩而后消失,胞体固缩,胞浆强嗜酸性,形成嗜酸性小体,称为嗜酸性坏死。实质细胞坏死后,整个细胞可迅速溶解、吸收而消失,为溶解坏死。
(3)间质的改变 在各种溶解酶的作用下,间质的基质崩解,胶原纤维肿胀、崩解、断裂或液化。坏死的细胞和崩解的间质融合成一片模糊的颗粒状、无结构的红染物质。
临床上把确实失去生活能力的组织称为失活组织。一般失活组织外观无光泽,比较混浊(无光泽);失去正常组织的弹性(无弹性);因无正常的血液供给而温度较低,摸不到血管搏动,在清创术中切除失活组织时,没有新鲜血自血管流出(无血供);失活组织失去正常感觉(皮肤痛、触痛)及运动功能(肠管蠕动)等(无感觉及运动功能)。
2.坏死的类型
(1)凝固性坏死 坏死组织因为失水变干、蛋白质凝固,而变为灰白色或黄白色比较干燥结实的凝固体,故称为凝固性坏死(coagulative necrosis)。凝固性坏死常见于心、肾、脾等器官的缺血性坏死—梗死。坏死灶与健康组织分界明显。光镜下可见组织结构的轮廓。如肾的贫血性梗死早期,肾小球及肾小管的细胞已呈坏死改变,但肾小球、肾小管及血管等轮廓仍可辨认。

肾凝固性坏死
干酪样坏死(caseous necrosis)是凝固性坏死的特殊类型。主要见于由结核杆菌引起的坏死,是凝固性坏死的一种特殊类型。干酪样坏死组织分解比较彻底,因而光镜下不见组织轮廓只见一些红染的无结构颗粒物质。由于组织分解较彻底,加上含有较多的脂质(主要来自结核杆菌及中性粒细胞),因而坏死组织略带黄色,质软,状似干酪,故称干酪样坏死。

干酪样坏死-淋巴结结核 干酪样坏死-肾结核

 

(2)液化性坏死 有些组织坏死后被酶分解成液体状态,并可形成坏死囊腔称为液化性坏死(liquefactive necrosis)。液化性坏死主要发生在含蛋白少脂质多(如脑)或产生蛋白酶多(如胰腺)的组织。发生在脑组织的液化性坏死又称为脑软化。化脓性炎症渗出的中性粒细胞能产生大量蛋白水解酶,将坏死组织溶解而发生液化性坏死。

液化性坏死-脑软化
脂肪坏死(fat necrosis)也属于液化性坏死,分为酶解性和外伤性两种。前者常见于急性胰腺炎时。外伤性脂肪坏死则大多见于乳房,此时受损伤的脂肪细胞破裂,脂滴外逸,并常在乳房内形成肿块,光镜下可见其中含有大量吞噬脂滴的巨噬细胞(泡沫细胞)和多核异物巨细胞。
(3)纤维素样坏死 纤维素样坏死(fibrinoid necrosis)是发生在间质、胶原纤维和小血管壁的一种坏死。光镜下,病变部位的组织结构消失,变为境界不甚清晰的颗粒状、小条或小块状无结构物质,呈强嗜酸性,似纤维蛋白,有时纤维蛋白染色呈阳性,故称此为纤维蛋白样坏死。以往误认为上述病变是一种可逆性改变,称为纤维素样变性(fibrinoid degeneration),并且沿用至今。纤维素样坏死常见于急性风湿病、系统性红斑狼疮、肾小球肾炎等过敏反应性疾病。

血管壁的纤维素样坏死
(4)坏疽 组织坏死后因继发腐败菌的感染和其他因素的影响而呈现黑色、暗绿色等特殊形态改变,称为坏疽(gangrene)。坏死组织经腐败菌分解产生硫化氢,后者与血红蛋白中分解出来的铁相结合形成硫化铁,使坏死组织呈黑色。坏疽分为以下三种类型:


干性坏疽(dry gangrene) 大多见于四肢末端,例如动脉粥样硬化、血栓闭塞性脉管炎和冻伤等疾患时。此时动脉受阻而静脉回流通畅,故坏死组织的水分少,再加上体表水分易于蒸发,致使病变部位干固皱缩,呈黑褐色,与周围健康组织之间有明显的分界线。由于坏死组织比较干燥,因此腐败菌感染一般较轻。

足干性坏疽
湿性坏疽(wet gangrene) 湿性坏疽多发生于与外界相通的内脏(肠、子宫、肺等),也可见于四肢(伴有淤血水肿时)。此时由于坏死组织含水分较多,故腐败菌感染严重,局部明显肿胀,呈暗绿色或污黑色。腐败菌分解蛋白质,产生吲哚、粪臭素等,造成恶臭。由于病变发展较快,炎症比较弥漫,故坏死组织与健康组织间无明显分界线。同时组织坏死腐败所产生的毒性产物及细菌毒素被吸收后,可引起全身中毒症状,甚至可发生中毒性休克而死亡。常见的湿性坏疽有坏疽性阑尾炎、肠坏疽、肺坏疽及产后坏疽性子宫内膜炎等。
气性坏疽(gas gangrene) 为湿性坏疽的一种特殊类型,主要见于严重的深达肌肉的开放性创伤并合并产气荚膜杆菌等厌氧菌感染时。细菌分解坏死组织时产生大量气体,使坏死组织内含大量气泡,按之有“捻发”音。气性坏疽病变发展迅速,中毒症状明显,后果严重,需紧急处理。
3. 坏死的结局
(1)溶解吸收 较小的坏死灶可由来自坏死组织本身和中性粒细胞释放的蛋白水解酶将坏死物质进一步分解液化,然后由淋巴管或血管吸收,不能吸收的碎片则由巨噬细胞加以吞噬消化,留下的组织缺损,则由细胞再生或肉芽组织予以修复。
(2)分离排出 较大坏死灶不易完全吸收,其周围发生炎症反应,白细胞释放蛋白水解酶,加速坏死边缘坏死组织的溶解吸收,使坏死灶与健康组织分离。坏死灶如位于皮肤或粘膜,脱落后形成缺损。局限在表皮和粘膜层的浅表缺损,称为糜烂(erosion);深达皮下和粘膜下的缺损称为溃疡(ulcer)。肾、肺等内脏器官坏死组织液化后可经相应管道(输尿管、气管)排出,留下空腔,成为空洞(cavity)。深部组织坏死后形成开口于皮肤或粘膜的盲性管道,称为窦道(sinus)。体表与空腔器官之间或空腔器官与空腔器官之间两端开口的病理性通道称为瘘管(fistula)。
(3)机化 坏死组织如不能完全溶解吸收或分离排出,则由周围组织的新生毛细血管和纤维母细胞等组成肉芽组织长入并逐渐将其取代,最后变成瘢痕组织。这种由新生肉芽组织取代坏死组织或其他异常物质(如血栓等)的过程称为机化(organization)。
(4)包绕、钙化 坏死组织范围较大,或坏死组织难以溶解吸收,或不能完全机化,则由周围新生结缔组织加以包围,称为包裹(encapsulation)。坏死组织可继发营养不良性钙化,大量钙盐沉积在坏死组织中,如干酪样坏死的钙化。
(二) 凋亡
凋亡(apoptosis)一般是指机体细胞在发育过程中或在某些因素作用下,通过细胞内基因及其产物的调控而发生的一种程序性细胞死亡(programmed cell death)。一般表现为单个细胞的死亡,且不伴有炎症反应。
第三节 损伤的修复
当组织细胞出现损伤后造成的缺损,以实质细胞再生和(或)纤维结缔组织增生的方式加以修补恢复的过程,称为修复(repair)。
如果损伤的实质细胞有再生能力和适宜条件,则通过邻近存留的同种实质细胞再生进行修补恢复,因为此种修复可完全恢复原有细胞、组织的结构和功能,故称此为再生性修复或完全性修复;在病理状态下,如果实质细胞不能再生或仅有部分能再生,组织缺损则全部或部分由新生的富于小血管的纤维结缔组织(肉芽组织)来修补充填缺损,并形成瘢痕,因为它只能恢复组织的完整性,不能完全恢复原有的结构和功能,故称此为瘢痕性修复或不完全性修复。
再生
再生(regeneration)是指为修复缺损而发生的同种细胞的增生。说明:①再生是一种细胞的增生;②这种增生本质上是为了修复缺损,而不是为了吸收坏死物质或消除致炎因子(如局部增生的巨噬细胞等);③再生的细胞应是与缺损的实质细胞完全相同,再生分生理性再生和病理性再生。
一、再生的种类


(一)生理性再生
在生理情况下,有些细胞和组织不断老化、凋亡,由新生的同种细胞和组织不断补充,始终保持着原有的结构和功能,维持组织、器官的完整和稳定,称生理性再生。如表皮的复层扁平细胞不断地角化脱落,通过基底细胞不断增生、分化,予以补充;月经期子宫内膜脱落后,又有新生的内膜再生;消化道粘膜上皮细胞每1~2天再生更新一次等。
(二)病理性再生
在病理状态下,细胞和组织坏死或缺损后,如果损伤程度较轻,损伤的细胞又有较强的再生能力,则可由损伤周围的同种细胞增生、分化,完全恢复原有的结构与功能,称为病理性再生。如表皮的Ⅱ度烫伤常出现水泡,基底细胞以上各层细胞坏死,此时基底细胞增生、分化,完全恢复表皮的原有结构与功能。在病理情况下,不能进行再生修复的组织,可经肉芽组织、瘢痕进行修复。
按再生能力的强弱,可将人体细胞分为三类:
不稳定性细胞(labile cells) 是指一大类再生能力很强的细胞。在生理情况下,这类细胞就像新陈代谢一样周期性更换。病理性损伤时,常常表现为再生性修复。属于此类细胞的有表皮细胞、呼吸道和消化道粘膜被覆细胞等。
稳定性细胞(stable cell) 这类细胞有较强的潜在再生能力。在生理情况下是处在细胞周期的静止期(G0),不增殖。但是当受到损伤或刺激时,即进人合成前期(G1),开始分裂增生,参与再生修复。
属于此类细胞的有各种腺体及腺样器官的实质细胞,如消化道、泌尿道和生殖道等粘膜腺体,肝、胰、涎腺、内分泌腺、汗腺、皮脂腺实质细胞及肾小管上皮细胞等。
永久性细胞(permanent cells) 是指不具有再生能力的细胞,此类细胞出生后即脱离细胞周期,永久停止有丝分裂。属于此类的有神经细胞(包括中枢的神经元和外周的节细胞),另外心肌细胞和骨骼肌细胞再生能力也极弱,没有再生修复的实际意义,一旦损伤破坏则永久性缺失,代之以瘢痕性修复。
瘢痕修复


瘢痕性修复或称不完全性修复,是在组织细胞不能进行再生性修复的情况下,由损伤局部的间质新生出的肉芽组织溶解吸收异物并填补缺损,继之肉芽组织逐渐成熟,转变为瘢痕组织,使缺损得到修复。
一、肉芽组织
(一)概念
肉芽组织(granulation tissue)是新生的富含毛细血管的幼稚阶段的纤维结缔组织。
(二)肉芽组织的成分及形态特点
肉芽组织是由纤维母细胞、毛细血管及一定数量的炎性细胞等有形成分组成的。其形态特点如下。
1.肉眼观察 肉芽组织的表面呈细颗粒状,鲜红色,柔软湿润,触之易出血而无痛觉,形似嫩肉故名。


2.镜下观察 基本结构为:①大量新生的毛细血管,平行排列,均与表面相垂直,并在近表面处互相吻合形成弓状突起,肉眼呈鲜红色细颗粒状。②新增生的纤维母细胞散在分布于毛细血管网络之间,很少有胶原纤维形成。③多少不等的炎性细胞浸润于肉芽组织之中。肉芽组织内常含一定量的水肿液,但不含神经纤维,故无疼痛。

肉芽组织镜下结构
(三)肉芽组织的作用
肉芽组织在组织损伤修复过程中有以下重要作用:①抗感染保护创面;②填补创口及其它组织缺损;③机化或包裹坏死、血栓、炎性渗出物及其他异物。
机化(organization)是指由新生的肉芽组织吸收并取代各种失活组织或其它异物的过程。最后肉芽组织成熟,转变为纤维瘢痕组织。包裹(encapsulation)是一种不完全的机化。即在失活组织或异物不能完全被机化时,在其周围增生的肉芽组织成熟为纤维结缔组织形成包膜,将其与正常组织隔离开。
(四)肉芽组织的结局
肉芽组织在组织损伤后2~3天内即可开始出现,填补创口或机化异物。随着时间的推移,肉芽组织按其生长的先后顺序,逐渐成熟。其主要形态标志为:水分逐渐吸收;炎性细胞减少并逐渐消失;毛细血管闭塞、数目减少。最终肉芽组织成熟为纤维结缔组织并转变为瘢痕组织。
创伤愈合
创伤愈合(wound healing)是指机体遭受外力作用,皮肤等组织出现离断或缺损后的愈复过程,包括了各种组织的再生和肉芽组织增生、瘢痕形成的复杂组合,表现出各种修复过程的协同作用。
根据组织损伤程度及有无感染,创伤愈合可分为以下三种类型。
一期愈合
一期愈合(primary healing)见于组织缺损少、创缘整齐、无感染、经粘合或缝合后创面对合严密的伤口,例如手术切口。这种伤口中只有少量血凝块,炎症反应轻微,表皮再生在1~2天内便可完成。肉芽组织在第2天就可从伤口边缘长出并很快将伤口填满,5~6天胶原纤维形成(此时可以拆线),约2~3周完全愈合,留下一条线状瘢痕。一期愈合的时间短,形成瘢痕少,抗拉力强度大。
二期愈合
二期愈合(secondary healing)见于组织缺损较大、创缘不整、哆开、无法整齐对合,或伴有感染的伤口,往往需要清创后才能愈合。二期愈合与一期愈合不同之处有:①由于坏死组织多或感染,局部组织继续发生变性、坏死,炎症反应明显。只有等到感染被控制,坏死组织被清除以后,再生才能开始。②伤口大,伤口收缩明显,伤口内肉芽组织形成量多。③愈合的时间较长,形成的瘢痕较大,抗拉力强度较弱。

创伤愈合-一期愈合和二期愈合模式图
痂下愈合
痂下愈合(healing under scar)是指伤口表面的血液、渗出物及坏死组织干燥后形成硬痂,在其下面进行上述愈合过程。待上皮再生完成后,痂皮即脱落。痂下愈合所需时间较长。痂皮由于干燥不利于细菌生长,故对伤口有一定的保护作用。但如果痂下渗出物较多或已有细菌感染时,痂皮反而影响渗出物的排出,使感染加重,不利于愈合。

影响再生修复的因素

损伤的程度及组织的再生能力决定修复的方式、愈合的时间及瘢痕的大小。损伤组织的再生与修复是机体在生物进化过程中获得的,因此机体的全身和局部因素,均可影响组织的再生修复。影响再生修复的因素包括全身因素及局部因素两方面。
(一)全身因素
1.年龄因素 儿童和青少年的组织再生能力较强,创伤愈合快。老年人则相反,组织再生力差,愈合慢,这与老年人血管硬化、血液供应减少有很大的关系。
2.营养因素 严重的蛋白质缺乏,尤其是含硫氨基酸(如甲硫氨酸、胱氨酸)缺乏时,组织的再生能力降低,肉芽组织及胶原形成不良,伤口不易愈合。维生素C对愈合非常重要。维生素C缺乏时前胶原分子难以形成,影响了原纤维的形成。在微量元素中锌对创伤愈合有重要作用,锌缺乏的病人,创伤愈合缓慢。
3.内分泌因素 机体的内分泌状态,对修复反应有着重要影响。例如肾上腺皮质类固醇对修复具有抑制作用,而肾上腺盐皮质激素和甲状腺素则对修复有促进作用。


(二)局部因素
1.感染与异物 感染可严重影响再生修复方式与时间。伤口感染后,渗出物增多,创口内的压力增大,常使伤口裂开,或者导致感染扩散加重损伤。因此,对感染的伤口,应及早引流,当感染被控制后,修复才能进行。此外,坏死组织及其他异物,也妨碍愈合并有利于感染。因此,伤口如有感染,或有较多的坏死组织及异物,常常是二期愈合。临床上对于创面较大、已被细菌污染但尚未发生明显感染的伤口,施行清创术以清除坏死组织、异物和细菌,并可在确保没有感染的前提下,缝合断裂的组织、修整创缘、缝合伤口以缩小创面。这样,可以使本来应是二期愈合的伤口,愈合时间缩短,甚至可能达到一期愈合。
2.局部血液循环 良好的血液循环一方面保证组织再生所需的氧和营养,另一方面对坏死物质的吸收及控制局部感染也起重要作用。因此,局部血流供应良好时,则伤口愈合好,相反,如下肢血管有动脉粥样硬化或静脉曲张等病变时,则该处伤口愈合迟缓。局部应用某些药物或理疗,均有改善局部血液循环,促进伤口愈合的作用。
3.神经支配 完整的神经支配对损伤的修复有一定的作用,例如麻风引起的溃疡不易愈合,是因为神经受累的缘故。植物神经的损伤,使局部血液循环发生紊乱,对再生的影响更为明显。
4.电离辐射 能破坏细胞、损伤血管、抑制组织再生。因此也能阻止瘢痕形成

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