藥理學(xué)-電子教材:第二章細(xì)胞組織的適應(yīng)與損傷

來源：河北醫(yī)科大學(xué) 精品課程網(wǎng)

藥理學(xué):電子教材第二章細(xì)胞組織的適應(yīng)與損傷:第二章細(xì)胞和組織的適應(yīng)和損傷_____________________________________________________________________細(xì)胞的適應(yīng)和老化萎縮肥大增生化生老化細(xì)胞、組織損傷的原因及機(jī)制細(xì)胞損傷的原因細(xì)胞損傷的機(jī)制細(xì)胞損傷的形態(tài)學(xué)變性與物質(zhì)沉積細(xì)胞死亡_______________________________________________

第二章細(xì)胞和組織的適應(yīng)和損傷

_____________________________________________________________________

細(xì)胞的適應(yīng)和老化

萎縮

肥大

增生

化生

老化

細(xì)胞、組織損傷的原因及機(jī)制

細(xì)胞損傷的原因

細(xì)胞損傷的機(jī)制

細(xì)胞損傷的形態(tài)學(xué)

變性與物質(zhì)沉積

細(xì)胞死亡

_____________________________________________________________________

正常細(xì)胞的功能和結(jié)構(gòu)受到基因的嚴(yán)密調(diào)控保持相對(duì)穩(wěn)定稱為體內(nèi)平衡(homeostasis)。若細(xì)胞受到過度生理應(yīng)激或某些病理刺激，則可發(fā)生功能和形態(tài)上的適應(yīng)(adaptation)，在此過程中細(xì)胞調(diào)節(jié)了功能又達(dá)到了新的但已改變了的穩(wěn)定狀態(tài)，從而保存了細(xì)胞的生活能力。例如體育鍛煉后鼓起的肌肉就是細(xì)胞適應(yīng)的結(jié)果，增大的肌肉細(xì)胞達(dá)到新的平衡，使其在高水平活性中得以存活。這種適應(yīng)性反應(yīng)稱為肥大(hypertrophy)。相反，細(xì)胞體積縮小和功能降低稱為萎縮(atrophy)。此外，還有其它適應(yīng)性反應(yīng)：增生及化生。

如果細(xì)胞對(duì)刺激的適應(yīng)性反應(yīng)受限或不可能時(shí)，則發(fā)生細(xì)胞損傷(cell injury)。細(xì)胞損傷在某些情況下是可逆的(reversible) , 但如果刺激持續(xù)或一開始即非常劇烈時(shí)，細(xì)胞達(dá)到不可逆轉(zhuǎn)之點(diǎn)并產(chǎn)生了不可逆性損傷(irreversible injury)。例如，若心臟某一部分血流中斷10-15分鐘然后恢復(fù)，心肌細(xì)胞形態(tài)和功能均可恢復(fù)正常。若血流中斷1小時(shí)后仍不能恢復(fù)，則產(chǎn)生不可逆性損傷，許多心肌細(xì)胞發(fā)生死亡。因此，適應(yīng)、可逆性損傷、不可逆性損傷直至細(xì)胞死亡是細(xì)胞正常功能和結(jié)構(gòu)的進(jìn)行性損害狀態(tài)。

目前認(rèn)為，細(xì)胞死亡(cell death)有壞死(necrosis)和凋亡(apoptosis)兩種基本類型，是細(xì)胞損傷的最終結(jié)果，可涉及所有細(xì)胞類型，缺血、感染、毒素和免疫反應(yīng)均可引起。其中細(xì)胞凋亡在正常胚胎發(fā)育、淋巴組織發(fā)生和激素誘導(dǎo)的退化(involution)以及腫瘤的放化療治療中，也是非常重要的。從形態(tài)學(xué)角度講，壞死和凋亡是急性細(xì)胞損傷，此外尚有亞細(xì)胞改變(subcellular alteration)、代謝物質(zhì)如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)及糖類等在細(xì)胞內(nèi)聚集(intracellular accumulation)以及細(xì)胞老化(aging)等也是本章的研究范疇。

第一節(jié) 細(xì)胞的適應(yīng)和老化

當(dāng)環(huán)境改變時(shí)，機(jī)體的細(xì)胞、組織或器官通過自身的代謝、功能和結(jié)構(gòu)的相應(yīng)改變以避免環(huán)境改變所引起的損傷，這個(gè)過程稱為適應(yīng)(adaptation)。適應(yīng)是一切生物對(duì)內(nèi)外環(huán)境變化所作的一種反應(yīng)，其目的在于使自身能在新的環(huán)境中得以生存。適應(yīng)可表現(xiàn)為多種方式，從形態(tài)學(xué)而言可表現(xiàn)為細(xì)胞大小、數(shù)量和類型的變化。本節(jié)僅講授組織或器官的體積縮小（萎縮)，體積增大（肥大)，細(xì)胞數(shù)目增多（增生)，或轉(zhuǎn)化為另一種類型的組織（化生)的適應(yīng)性反應(yīng)。

一、萎縮

發(fā)育正常的細(xì)胞、組織或器官的體積縮小稱為萎縮(atrophy)。萎縮和發(fā)育不全(hypoplasia)及未發(fā)育(aplasia)不同，后兩者是分別指組織或器官未發(fā)育至正常大小，或處于根本未發(fā)育的狀態(tài)。

萎縮一般是由于細(xì)胞功能活動(dòng)降低、血液及營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)不足以及神經(jīng)和/或內(nèi)分泌刺激減弱等引起。根據(jù)病因，可將萎縮分為生理性萎縮及病理性萎縮二大類。

(一)生理性萎縮

許多組織和器官當(dāng)機(jī)體發(fā)育到一定階段時(shí)乃逐漸萎縮，這種現(xiàn)象稱為退化，例如在幼兒階段動(dòng)脈導(dǎo)管和臍帶血管的退化以及青春期后胸腺的逐步退化。分娩后的子宮以及授乳期后乳腺組織恢復(fù)原來大小則稱復(fù)舊(restitution)。此外，老年人幾乎一切器官和組織均不同程度地出現(xiàn)萎縮，即老年性萎縮，尤以腦、心、肝、皮膚和骨骼等為明顯。

(二)病理性萎縮

按其發(fā)生的原因不同分為：

（1)全身營養(yǎng)不良性萎縮(malnutrition atrophy) 主要見于長期饑餓、慢性消耗性疾病及惡性腫瘤患者。例如食道癌引起食道梗阻，晚期病人出現(xiàn)惡病質(zhì)(cachexia)。全身營養(yǎng)不良性萎縮時(shí)，首先出現(xiàn)脂肪、肌肉萎縮，最后心臟、腦、肝臟和腎臟等重要器官也發(fā)生萎縮。

（2)神經(jīng)性萎縮(denervation atrophy) 骨骼肌的正常功能需要神經(jīng)的營養(yǎng)和刺激。脊髓前角灰質(zhì)炎病人，由于脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受損，與之有關(guān)的肌肉失去了神經(jīng)的調(diào)節(jié)作用而發(fā)生萎縮。同時(shí)，皮下脂肪、肌腱及骨骼也萎縮，整個(gè)肢體變細(xì)。

（3)廢用性萎縮(disuse atrophy) 見于肢體長期不活動(dòng)，功能減退而引起的萎縮。如肢體骨折石膏固定后，由于肢體長期不活動(dòng)，局部血液供應(yīng)減少、代謝降低，肢體變細(xì)，肌肉萎縮。

（4)壓迫性萎縮(pressure atrophy) 由于局部組織長期受壓而導(dǎo)致的萎縮。如尿路結(jié)石時(shí)，由于尿液排泄不暢，大量尿液蓄積在腎盂，引起腎積水，腎實(shí)質(zhì)發(fā)生壓迫性萎縮(圖2-1)。

（5)內(nèi)分泌性萎縮(endocrine atrophy) 內(nèi)分泌器官功能低下可引起相應(yīng)靶器官的萎縮。如垂體功能低下(Simmonds病)引起的腎上腺、甲狀腺、性腺等器官的萎縮。

（6)缺血性萎縮(ischemic atrophy) 動(dòng)脈血液供應(yīng)減少引起供血區(qū)的組織發(fā)生萎縮。如冠狀動(dòng)脈粥樣硬化引起心肌萎縮，腦動(dòng)脈粥樣硬化引起腦萎縮（圖2-2)。

病理變化萎縮的器官體積變小，重量減輕，顏色變深或褐色如心和肝的褐色萎縮(brown atrophy)。光鏡下實(shí)質(zhì)細(xì)胞體積縮小或數(shù)目減少，間質(zhì)出現(xiàn)纖維組織增生或脂肪組織增生（圖2-3)。萎縮的胞漿內(nèi)可見脂褐素沉著，電鏡下可見較多自噬泡及殘存小體，一般常見于心肌細(xì)胞、肝細(xì)胞和腎上腺皮質(zhì)網(wǎng)狀帶的細(xì)胞漿內(nèi)。

結(jié)局萎縮是有條件的可逆性過程。只要消除了引起萎縮的原因，萎縮的器官、組織和細(xì)胞便可逐漸恢復(fù)原狀；若原因不能消除，萎縮的細(xì)胞通過凋亡，逐漸消失，導(dǎo)致器官體積變小。

二、肥大

細(xì)胞、組織或器官體積的增大稱為肥大(hypertrophy)。組織、器官的肥大通常是由細(xì)胞體積變大引起的，而細(xì)胞體積變大的基礎(chǔ)主要是其細(xì)胞器增多。肥大細(xì)胞的線粒體總體積增大，細(xì)胞的合成功能升高，同時(shí)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及游離核蛋白體增多。當(dāng)酶合成增加時(shí)，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也相應(yīng)增多。在功能活躍的細(xì)胞（特別是吞噬中的細(xì)胞)溶酶體也增多增大。在橫紋肌功能負(fù)荷加重時(shí)，除細(xì)胞器及游離核蛋白體增多外，肌絲也相應(yīng)增多。此外，細(xì)胞核的DNA含量增加，導(dǎo)致核的增大和多倍體化，核形不規(guī)則。

肥大可分為生理性肥大與病理性肥大兩種。

（1)生理性肥大妊娠期子宮的肥大，哺乳期乳腺的肥大均屬于生理性肥大。在內(nèi)分泌激素的作用下，不但肥大器官的細(xì)胞體積增大，而且細(xì)胞數(shù)目增加。

（2)病理性肥大病理性肥大通常是由于器官的功能負(fù)荷加重所致。如高血壓時(shí)，由于長時(shí)間外周循環(huán)阻力增大，心臟負(fù)荷加重，心肌發(fā)生肥大。一側(cè)腎臟摘除后，另一側(cè)腎臟發(fā)生代償肥大。

鑒于上述肥大有的是內(nèi)分泌激素作用所致，有的乃代償所致，故又可將肥大分為內(nèi)分泌性和代償性兩類。

三、增生

由于實(shí)質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增多而形成的組織器官的體積增大稱為增生(hyper－plasia)。增生是各種原因引起的細(xì)胞分裂增加的結(jié)果。雖然增生與肥大是兩個(gè)不同的病理過程，但由于發(fā)生機(jī)制互有交叉，因此常合并發(fā)生。如雌激素導(dǎo)致的子宮增大，既有子宮平滑肌和上皮細(xì)胞增大，又有細(xì)胞數(shù)量的增加。但是心肌細(xì)胞等不能分裂的細(xì)胞則只能發(fā)生肥大，而不會(huì)發(fā)生增生。增生可分為生理性增生與病理性增生兩類。

（一)生理性增生

可分為激素性增生和代償性增生。青春期女性乳腺的發(fā)育、妊娠期子宮和乳腺的增生均屬生理性增生，也是內(nèi)分泌性增生。肝臟部分切除后，肝細(xì)胞增生以恢復(fù)正常肝臟的體積，是代償性增生的典型。正常肝臟只有0.5～1%肝細(xì)胞進(jìn)行DNA復(fù)制，當(dāng)肝臟部分切除后的1～2天內(nèi)，約10%的肝細(xì)胞進(jìn)行DNA復(fù)制，以恢復(fù)肝臟的正常體積。

（二)病理性增生

常見于過多的激素刺激引起增生，如雌激素過高引起的子宮內(nèi)膜增生、乳腺增生，雄激素過高引起的前列腺增生，均屬病理性增生。另外，缺碘引起的甲狀腺增生，也是病理性增生。

增生同樣發(fā)生在炎癥和修復(fù)的過程中，纖維母細(xì)胞、血管和實(shí)質(zhì)細(xì)胞的增生是炎癥愈合、創(chuàng)傷修復(fù)的重要環(huán)節(jié)。創(chuàng)傷修復(fù)過程中，過度的纖維組織增生可形成瘢痕疙瘩(keloid)。慢性炎癥時(shí)，纖維母細(xì)胞、血管和實(shí)質(zhì)細(xì)胞的過度增生可形成息肉等病變。

長期慢性刺激或炎癥可使上皮細(xì)胞發(fā)生不典型增生(dysplasia)，是一種非腫瘤性、紊亂的、不正常的生長方式。有些情況下，不典型增生可進(jìn)而形成腫瘤。具體內(nèi)容參見腫瘤章及女性生殖系疾病章。

四、化生

為了適應(yīng)環(huán)境變化，一種已分化組織轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N分化組織的過程為化生(metaplasia)。但這種轉(zhuǎn)變過程并非由已分化的細(xì)胞直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N細(xì)胞，而是由具有分裂能力的未分化細(xì)胞向另一方向分化而成，一般只能轉(zhuǎn)變?yōu)樾再|(zhì)相似的細(xì)胞。

(一)上皮組織化生

(1)鱗狀上皮化生(squamous metaplasia) 氣管和支氣管粘膜的纖毛柱狀上皮，在長期吸煙者或慢性炎癥損害時(shí)，可轉(zhuǎn)化為鱗狀上皮（圖2-4)。這是一種適應(yīng)性反應(yīng)，通常仍為可復(fù)性的。但若其持續(xù)存在，則有可能成為支氣管鱗狀細(xì)胞癌的基礎(chǔ)。此外，慢性膽囊炎、膽石癥時(shí)的膽囊粘膜上皮及慢性宮頸炎時(shí)的宮頸粘膜腺上皮亦可出現(xiàn)鱗狀上皮化生。鱗狀上皮化生可增強(qiáng)局部的抵抗力，但同時(shí)也失去了原有上皮的功能。

圖2-4 圖示柱狀上皮化生為鱗狀上皮

（2)腸上皮化生(intestinalmetaplasia) 這種化生常見于胃體和/或胃竇部。根據(jù)化生的形態(tài)及所產(chǎn)生的粘液可分為小腸或大腸型腸上皮化生。腸上皮化生常見于慢性萎縮性胃炎、胃潰瘍及胃粘膜糜爛后粘膜再生時(shí)。大腸型上皮化生可成為腸型胃癌的發(fā)生基礎(chǔ)。

(二)間葉組織化生

結(jié)締組織化生也比較多見。多半由纖維結(jié)締組織化生為骨、軟骨或脂肪組織。如骨化性肌炎(myositisossificans)時(shí)，由于外傷引起肢體近段皮下及肌肉內(nèi)纖維組織增生，并發(fā)生骨化生。這是由于新生的結(jié)締組織細(xì)胞轉(zhuǎn)化為骨母細(xì)胞的結(jié)果。老年人的喉及支氣管軟骨可化生為骨。

一些良性或惡性腫瘤的間質(zhì)結(jié)締組織有時(shí)可出現(xiàn)骨或軟骨化生。有人認(rèn)為，機(jī)體的一切真核細(xì)胞均具有相同的遺傳信息，故由一種組織轉(zhuǎn)化為另一種組織是可以理解的。

五、老化

當(dāng)機(jī)體發(fā)育成熟后，伴隨年齡的增長，全身器官的細(xì)胞功能逐漸減退和結(jié)構(gòu)發(fā)生一系列退行性改變并趨向死亡，這一過程稱為老化(aging)。老化是一個(gè)取決于遺傳因素和社會(huì)環(huán)境因素的復(fù)雜的生理過程。伴隨生存時(shí)間的延長，來自體內(nèi)外環(huán)境的非致死性損傷對(duì)細(xì)胞的累積效應(yīng)，以及細(xì)胞自身的時(shí)鐘基因(clock gene)對(duì)衰老的調(diào)控作用。

老化是與萎縮不同的更廣泛的問題，但也包括了許多水平上的萎縮問題。

老化的機(jī)制雖有廣泛研究，但仍然很不清楚。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，老化是分化的最終階段。其它有關(guān)老化的理論中，認(rèn)為細(xì)胞損傷及DNA修復(fù)時(shí)的體細(xì)胞突變是常見理論之一。該理論認(rèn)為，體細(xì)胞突變導(dǎo)致了信息大分子錯(cuò)誤的逐漸蓄積以致最終不能工作。而上述錯(cuò)誤可能是由于自由基損傷所致，有許多事實(shí)支持這一假說，例如抗氧化劑能延長生物的生命。然而最近研究發(fā)現(xiàn)，老年人的纖維母細(xì)胞存在基因表達(dá)的進(jìn)行性改變，如對(duì)細(xì)胞增殖所必須的基因c-fos的抑制。還有研究表明，細(xì)胞老化時(shí)其端粒酶活性降低，端粒縮短。換言之，老化可能不是上述錯(cuò)誤所致，而是程序性的，是細(xì)胞生物鐘本身所決定的。當(dāng)然，其它外源性因素如環(huán)境、營養(yǎng)等也可促進(jìn)老化。

細(xì)胞老化時(shí)，其功能與形態(tài)均有改變。就功能而言，老化細(xì)胞代謝功能下降，表現(xiàn)為磷酸化反應(yīng)降低，酶及蛋白質(zhì)合成下降、營養(yǎng)攝入下降，DNA損傷增加但修復(fù)下降，脂質(zhì)及代謝產(chǎn)物蓄積。形態(tài)上，除老化機(jī)體器官如大腦、肝臟、腎臟及脾臟等重量減輕，表現(xiàn)為不同水平的萎縮外，尚可見細(xì)胞胞核不規(guī)則，線粒體改變，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)減少，高爾基體變形及脂褐素沉積增加。

臨床上，機(jī)體老化主要有以下3方面表現(xiàn)：一是全身器官功能下降；二是出現(xiàn)老化疾病，如糖尿病、骨關(guān)節(jié)炎、動(dòng)脈粥樣硬化、淀粉樣沉積、Alzheimer氏病及癌癥等；三是免疫功能下降，易于感染。

第二節(jié) 細(xì)胞、組織損傷的原因及機(jī)制

人體處于自然界的外環(huán)境中，人的每個(gè)細(xì)胞則處于人體內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境中，內(nèi)外環(huán)境都在不斷地變化。其中有許多因素都能造成細(xì)胞和組織的損傷，各種原因引起的細(xì)胞、組織損傷的機(jī)制不盡相同。同一致病因素對(duì)不同類型和不同分化狀態(tài)的細(xì)胞的損傷機(jī)制及過程也不完全一樣。本節(jié)主要闡述引起細(xì)胞損傷的常見原因及其機(jī)制。

一、細(xì)胞損傷的原因

引起細(xì)胞和組織損傷的原因多種多樣且比較復(fù)雜，其作用的強(qiáng)弱、持續(xù)的時(shí)間以及損傷的原因決定著損傷的程度，有的引起可復(fù)性損傷，有的則引起嚴(yán)重的不可復(fù)性損傷，導(dǎo)致細(xì)胞和組織的死亡。損傷的原因可歸納為以下幾類：

(一)缺氧

缺氧(hypoxia)是常見且重要的細(xì)胞損傷和死亡的原因。細(xì)胞缺氧時(shí)可影響線粒體內(nèi)的氧化磷酸化過程，使ATP的產(chǎn)生減少甚至停止，從而引起一系列的改變。缺氧可為全身性亦可為局部性，前者乃因空氣稀�。ㄈ绺呱饺毖�)、呼吸系統(tǒng)疾病、血紅蛋白的載氧能力下降（如CO中毒)或滅活呼吸鏈的酶系（如氰化物)所致。局部缺氧的原因則往往是缺血，常由局部血液循環(huán)障礙引起（如動(dòng)脈粥樣硬化、血栓形成等)。

(二)物理性損傷

物理性損傷包括高溫、低溫、機(jī)械性、電流和射線等因素。其中，高溫可使蛋白變性，造成燒傷，嚴(yán)重時(shí)可使有機(jī)物碳化；低溫可使局部組織的血管收縮、受損，血流停滯，導(dǎo)致細(xì)胞缺血，甚至死亡；機(jī)械損傷主要是直接破壞細(xì)胞、組織的完整性和連續(xù)性，組織斷裂或細(xì)胞破裂；電擊可直接燒傷組織，同時(shí)刺jfsoft.net.cn/sanji/激組織，引起局部神經(jīng)組織的功能紊亂；電離幅射直接或間接引起生物大分子DNA損傷，導(dǎo)致細(xì)胞損傷和功能障礙；持續(xù)低氣壓可致缺氧并造成組織細(xì)胞的損傷。在氣壓急劇降低時(shí)，原來溶解的氣體會(huì)迅速逸出，栓塞小血管而造成組織器官的損傷。

(三)化學(xué)性損傷

能夠與細(xì)胞和組織發(fā)生反應(yīng)且致其損傷的物質(zhì)稱為毒物(toxic agent)。如四氯化碳、砷化物、有機(jī)磷農(nóng)藥、氰化物和汞化物等。它們對(duì)組織、細(xì)胞損傷的程度，往往與毒物的濃度、作用持續(xù)時(shí)間以及機(jī)體對(duì)毒物的吸收、代謝和排泄有關(guān)。這些毒物對(duì)機(jī)體組織產(chǎn)生毒性作用的機(jī)制多種多樣，可通過抑制細(xì)胞的酶活性、抑制神經(jīng)的傳導(dǎo)過程、破壞蛋白質(zhì)合成、破壞遺傳物質(zhì)及損傷血紅白攜氧能力等不同的途徑而發(fā)揮毒性作用，也可通過影響免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生過敏反應(yīng)發(fā)揮其毒性作用，還有一些毒物通過其與機(jī)體接觸部位（皮膚、口腔粘膜和肺等)直接損傷組織。另外，也有些毒物是經(jīng)過體內(nèi)的代謝而產(chǎn)生毒素來損傷組織的。如CCl₄到達(dá)肝臟后，在肝細(xì)胞的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)酶的作用下，可轉(zhuǎn)化為毒性很強(qiáng)的自由基—CCl₃⁺和Cl^-來氧化脂膜，破壞生物膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致肝臟損傷。

(四)生物性損傷

引起細(xì)胞損傷最常見的原因是生物因子。其種類繁多，如真菌、螺旋體、立克次氏體、細(xì)菌、支原體、衣原體、病毒和寄生蟲等。上述生物性因素可通過產(chǎn)生的各種毒素、代謝產(chǎn)物或機(jī)械作用損傷組織，也可通過變態(tài)反應(yīng)引起組織損傷。

(五)免疫性損傷

免疫反應(yīng)具有抵御病原微生物的功能，從而使機(jī)體免患疾病。但在一定條件下，可造成機(jī)體和組織的損傷。免疫功能低下或缺陷時(shí)，機(jī)體易發(fā)生反復(fù)感染。超敏反應(yīng)可引起組織、細(xì)胞的損傷，如支氣管哮喘、風(fēng)濕病、彌漫性腎小球腎炎等疾病都與超敏反應(yīng)有關(guān)；紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等自身免疫性疾病引起的組織損傷均與免疫反應(yīng)異常有關(guān)。此外，器官移植中的排斥反應(yīng)造成組織細(xì)胞損傷也是免疫反應(yīng)引起的。

(六)遺傳因素

遺傳因素雖然不直接引起組織損傷，但遺傳缺陷能造成細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能和代謝等異�；蚰撤N物質(zhì)缺乏，使組織對(duì)造成損傷原因的易感性升高，引起相應(yīng)疾病（如α1-抗胰蛋白酶缺乏可引起肺氣腫)。

(七)營養(yǎng)失調(diào)

營養(yǎng)不足或營養(yǎng)過度均可造成細(xì)胞、組織的損傷。糖、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素及微量元素等的不足會(huì)影響細(xì)胞的代謝、功能，造成細(xì)胞的損傷。如動(dòng)物長期飼喂缺乏膽堿、蛋氨酸的食物，會(huì)造成脂肪肝及肝硬變。同樣，營養(yǎng)過度也能引起疾病。攝入過多的熱量，如糖、脂肪，易引起肥胖，易導(dǎo)致高血壓病、動(dòng)脈粥樣硬化癥，造成多種器官組織細(xì)胞的受損。

二、細(xì)胞損傷的機(jī)制

細(xì)胞和組織的損傷機(jī)制是非常復(fù)雜的。不同原因引起的細(xì)胞損傷機(jī)制不盡相同，不同類型和不同分化狀態(tài)的細(xì)胞對(duì)同一損傷因素的感受程度也不一樣。概括起來，上述各種損傷因素可通過以下六個(gè)方面引起細(xì)胞和組織損傷，現(xiàn)簡要分述如下。

(一)機(jī)械性破壞

機(jī)械性破壞乃機(jī)械力直接損害所致。如外科手術(shù)或事故所致的組織切割可直接破壞細(xì)胞、組織的完整性和連續(xù)性; 冰凍產(chǎn)生冰晶(ice crystal)可機(jī)械性使細(xì)胞內(nèi)膜性結(jié)構(gòu)和細(xì)胞膜穿孔。此外，細(xì)胞亦可因其胞膜內(nèi)外滲透性不平衡而破裂。

(二)膜完整性損害

細(xì)胞膜損傷是細(xì)胞損傷的重要方式，有6種可能機(jī)制導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷，包括補(bǔ)體活化時(shí)其所介導(dǎo)的細(xì)胞溶解、病毒感染時(shí)穿孔素(perforin)介導(dǎo)的細(xì)胞溶解，離子通道的特異性阻滯、膜離子泵衰竭、膜脂質(zhì)改變以及膜蛋白質(zhì)交聯(lián)。

膜內(nèi)離子通道允許特異性離子有控制的出入。有時(shí)，為了治療的目的需要阻滯這些通道。例如在治療高血壓病和缺血性心臟病時(shí)需使用鈣離子通道阻斷劑(如verapamil)，若使用不當(dāng)或劑量過大，則會(huì)發(fā)生毒性作用。

膜泵(membrane pumps)負(fù)責(zé)維持細(xì)胞內(nèi)高鉀和低鈉濃度且依賴于足夠的ATP供給。任何導(dǎo)致ATP耗盡，如影響線粒體氧化磷酸化或代謝中消耗ATP的因素，都會(huì)使膜離子泵衰竭從而導(dǎo)致細(xì)胞腫脹或水腫變性。例如，某些化學(xué)物質(zhì)如毒毛花甙即可直接抑制細(xì)胞膜的Na⁺/K⁺ATP酶。

自由基則可通過氧化反應(yīng)改變膜磷酯，也可使膜蛋白發(fā)生交聯(lián)。

(三)代謝通路阻斷

細(xì)胞損傷可能是特異性干擾細(xì)胞內(nèi)代謝的結(jié)果，這種影響通常是一種或多種通路的相應(yīng)或全部阻斷。

組織呼吸由于阻斷氧利用使細(xì)胞喪失了基本能量來源，可導(dǎo)致多種細(xì)胞死亡。需氧高代謝細(xì)胞如心肌細(xì)胞則易受損害。氰化物通過結(jié)合細(xì)胞色素氧化酶阻斷了氧利用。

蛋白質(zhì)合成在生命活動(dòng)中，由于細(xì)胞一直需要更換酶類和結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，因此，在翻譯水平阻斷蛋白質(zhì)合成會(huì)損害細(xì)胞功能及其存活。蓖蔴毒素就是通過這一方式在核糖體水平起作用的。此外，有很多抗生素如鏈霉素、氯霉素等也是通過干擾蛋白質(zhì)合成發(fā)揮作用的。

(四)DNA損傷

除非DNA損傷累及活躍轉(zhuǎn)錄基因組的一個(gè)區(qū)域，否則其損傷不會(huì)立即明顯可見。持續(xù)分裂的易變細(xì)胞群如腸上皮和造血細(xì)胞當(dāng)受到足以改變其DNA的劑量照射后很快受到影響。其它細(xì)胞群在可見DNA損傷前，可能需要生長或代謝刺激。由于非致死性DNA損傷可能被子代細(xì)胞繼承，故可能形成一個(gè)具有不正常生長特征的轉(zhuǎn)化細(xì)胞克隆從而形成腫瘤。

(五)基本代謝物的缺乏

任何基本代謝物如維生素、氧、葡萄糖或激素的缺乏不可避免地導(dǎo)致細(xì)胞損傷。

缺氧完全但暫時(shí)性缺氧或持續(xù)但減少的氧化導(dǎo)致可逆性損傷，然而較長的完全性缺氧則是致命的。因血液供應(yīng)障礙導(dǎo)致的缺氧所致的病理過程稱為缺血(ischemia)。因血液供應(yīng)缺乏所致的特殊壞死過程稱為梗死(infarction)。一種組織細(xì)胞與另一種組織細(xì)胞死亡所必需的缺氧時(shí)間不同，對(duì)腦組織而言僅需幾分種。在某些情況下，細(xì)胞死亡在血流重新恢復(fù)后方可發(fā)生，這一現(xiàn)象稱為再灌注損傷(reperfusion injury)。其機(jī)理可能是由于產(chǎn)生的活性氧自由基損害了細(xì)胞膜鈣離子泵。在此情況下，損傷的細(xì)胞很可能經(jīng)歷細(xì)胞凋亡而不是壞死。

葡萄糖缺乏葡萄糖是另一種重要的代謝物和能量來源。有些細(xì)胞例如腦神經(jīng)元不僅依賴葡萄糖且需要量大。在糖尿病時(shí)，由于胰島素相對(duì)或絕對(duì)缺乏，使葡萄糖不能充分利用。

激素缺乏一種營養(yǎng)激素濃度降低會(huì)導(dǎo)致其靶細(xì)胞衰退，使含有此靶細(xì)胞的器官通過細(xì)胞凋亡過程而萎縮。

(六)自由基作用

自由基(free radicals)是含未配對(duì)電子的原子或原子團(tuán)。正因如此，其易形成化學(xué)鍵。一般講，它們僅以低濃度存在，但化學(xué)上不穩(wěn)定，非�；钴S，易于參加或發(fā)動(dòng)鏈反應(yīng)。

機(jī)體內(nèi)通過兩種基本機(jī)制產(chǎn)生自由基：一是通過輻射作用使水離子化，一個(gè)電子被取代，從而產(chǎn)生自由基；二是氧或其它物質(zhì)與氧化還原反應(yīng)中的自由電子相互作用從而產(chǎn)生過氧化自由基（O₂^-)。自由基形成后其后果有三：一是觸發(fā)形成其它自由基的鏈反應(yīng)，其最終共同事件是損害作為細(xì)胞膜基本成份的多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids); 二是自由基被內(nèi)源性或外源性抗氧化劑如巰基化合物半脫氨酸清除；第三，過氧化物自由基可被含銅的酶即過氧化物歧化酶滅活，最終形成水。臨床病理上，在某些毒物如四氯化碳中毒、氧中毒、炎癥時(shí)組織損傷以及細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌殺傷的過程中，均有自由基參與。

第三節(jié) 細(xì)胞損傷的形態(tài)學(xué)

細(xì)胞和組織發(fā)生損傷后，會(huì)產(chǎn)生一系列形態(tài)學(xué)變化和功能改變。根據(jù)損傷輕重程度不同，分為可復(fù)性損傷和不可復(fù)性損傷兩大類，變性一般為可復(fù)性損傷，而細(xì)胞死亡則為不可復(fù)性損傷。

一、變性與物質(zhì)沉積

變性(degeneration)系指細(xì)胞或間質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)異常物質(zhì)或正常物質(zhì)的量顯著增多，并伴有不同程度的功能障礙。但有時(shí)細(xì)胞內(nèi)某種物質(zhì)的增多屬生理現(xiàn)象而并非病理性改變。因此，有的教科書將此稱為細(xì)胞內(nèi)蓄積(intracellular accumulation)，而有的則稱為細(xì)胞沉積物(celldeposits)，但其中所講內(nèi)容大多仍屬于傳統(tǒng)的經(jīng)典的變性范疇。變性的種類較多，常見的有以下幾種。

(一)水變性

在正常情況下，細(xì)胞內(nèi)外的水分互相交流協(xié)調(diào)一致，保持著機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。當(dāng)缺氧、毒性物質(zhì)損及線粒體內(nèi)ATP產(chǎn)生時(shí),細(xì)胞膜上的鈉泵功能降低,使細(xì)胞膜對(duì)電解質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸功能發(fā)生障礙,更多的鈉、鈣離子和水進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，而細(xì)胞內(nèi)鉀離子外逸，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)水分增多，形成細(xì)胞腫脹，嚴(yán)重時(shí)稱為細(xì)胞的水變性(hydropic degeneration)。

病理變化光鏡下水樣變性的細(xì)胞體積增大, 因胞漿內(nèi)水分含量增多，變得透明、淡染，甚至出現(xiàn)空泡，可稱為空泡變性，嚴(yán)重時(shí)胞核也可淡染，整個(gè)細(xì)胞膨大如氣球，故有氣球樣變性之稱(圖2-5)。電鏡下可見胞漿基質(zhì)疏松，電子密度降低，線粒體腫脹、嵴變短變少，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，核糖體脫失，呈空泡狀。上述改變常見于心、肝、腎等實(shí)質(zhì)性器官。

細(xì)胞水腫過去常稱為混濁腫脹(簡稱濁腫)，這是因?yàn)槭芾叟K器腫脹，邊緣變鈍，蒼白而混濁，光鏡下胞漿呈粉染細(xì)顆粒狀，透明度也降低而得名。電鏡下不僅內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體擴(kuò)張呈空泡狀，而且，有時(shí)蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)的沉積也可呈小泡狀結(jié)構(gòu)，為了避免混淆，目前已不再使用混濁腫脹這一名詞。

一般而言，細(xì)胞水腫是一種可復(fù)性的損傷，但是，嚴(yán)重的細(xì)胞水腫也可發(fā)展為細(xì)胞死亡。

(二)脂肪變（性)或脂肪沉積

正常情況下，除脂肪細(xì)胞外的實(shí)質(zhì)細(xì)胞內(nèi)一般不見或僅見少量脂滴。如這些細(xì)胞中出現(xiàn)脂滴或脂滴明顯增多，則稱為脂肪變性(fatty degeneration)或脂肪變(fatty change)。

脂滴的主要成分為中性脂肪，也可有磷脂及膽固醇等。在石蠟切片中，脂滴因被有機(jī)溶劑所溶解，故表現(xiàn)為空泡狀，有時(shí)不易與水樣變性之空泡相區(qū)別，此時(shí)可將冰凍切片用蘇丹Ⅲ或鋨酸作脂肪染色來加以鑒別，前者將脂肪染成橘紅色，后者將其染成黑色。脂肪變性主要見于肝、心、腎等實(shí)質(zhì)器官，因?yàn)楦问侵敬x的重要場所，所以肝脂肪變性最為常見。脂肪變性時(shí)最初形成的脂滴很小，電鏡下可見脂滴為電子密度較高、有界膜包繞的圓形均質(zhì)小體，稱為脂質(zhì)小體(liposome)，以后可逐漸融合為較大脂滴，此時(shí)常無界膜包繞而游離于胞漿中，并可在光鏡下察見。

（1)肝脂肪變性肝臟的脂肪變性與肝臟的脂肪代謝紊亂有關(guān)。眾所周知，肝臟既能從血液中吸收脂肪酸，經(jīng)其酯化形成脂肪；又能將糖類轉(zhuǎn)化為脂肪酸。無論何種途徑來的脂肪酸，僅有少部分在肝細(xì)胞的線粒體中進(jìn)行β氧化，產(chǎn)生能量，供肝細(xì)胞本身利用，而大部分脂肪酸在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成磷脂和甘油三酯，并與該處合成的膽固醇、載脂蛋白結(jié)合，形成前β脂蛋白，輸入血液中，在脂庫中儲(chǔ)存，或供其他組織利用。還有少部分磷脂或其他類脂，與蛋白質(zhì)、糖類等結(jié)合，形成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分。在上述過程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生障礙，均可造成肝細(xì)胞的脂肪變性：①脂蛋白的合成發(fā)生障礙：當(dāng)合成脂蛋白的原料，磷脂或組成磷脂的膽堿、蛋氨酸等物質(zhì)缺乏，或者由于化學(xué)毒物或其他毒素破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)或抑制某些酶的活性時(shí)，脂蛋白及組成脂蛋白的磷脂、蛋白質(zhì)的合成就會(huì)發(fā)生障礙，因而可導(dǎo)致肝細(xì)胞不能將甘油三酯正常地合成脂蛋白，并運(yùn)出肝細(xì)胞，造成脂肪在肝細(xì)胞內(nèi)的堆積；②中性脂肪合成過多：饑餓狀態(tài)或某些疾病如糖尿病患者的糖利用障礙時(shí)，需從脂庫中動(dòng)用大量脂肪，它們以脂肪酸的形式進(jìn)入肝臟，從而使肝細(xì)胞內(nèi)合成脂肪過多，以至于超過了肝臟將其氧化利用和合成脂蛋白運(yùn)輸出去的能力，導(dǎo)致脂肪在肝細(xì)胞中的蓄積；③脂肪酸氧化障礙：肝臟在淤血、缺氧、感染、中毒和過敏反應(yīng)等情況下，均可使肝細(xì)胞受損，影響脂肪酸的氧化及脂蛋白的合成，致使肝細(xì)胞對(duì)脂肪的利用下降，造成肝細(xì)胞內(nèi)脂肪量過多。

病理變化輕度脂肪變性，肝臟可無明顯改變。如果脂肪變性彌漫而嚴(yán)重時(shí)，肝臟可明顯腫大，色變黃，觸之有油膩感稱為脂肪肝(fatty liver)。光鏡下早期肝脂肪變性，可表現(xiàn)為在肝細(xì)胞核周圍出現(xiàn)小的脂肪空泡。以后隨著脂肪變性的加重，空泡逐漸變大，分布于整個(gè)胞漿中。嚴(yán)重者融合成一個(gè)大泡，將細(xì)胞核擠向一邊，形態(tài)與脂肪細(xì)胞類似（圖2-6)。肝脂肪變性在肝小葉中的分布與其病因有一定關(guān)系。肝淤血時(shí)，小葉中央?yún)^(qū)缺血較重，因此脂肪變性首先在中央?yún)^(qū)發(fā)生。若長期缺血，則小葉中央?yún)^(qū)肝細(xì)胞可萎縮、消失，于是小葉周邊區(qū)也因缺氧而發(fā)生脂肪變性。磷中毒時(shí)，肝脂肪變性首先發(fā)生在小葉周邊部，然后，累及整個(gè)肝小葉。

一般而言，肝臟的脂肪變性是可復(fù)性的。病因消除后，病變的肝細(xì)胞在形態(tài)和功能上可恢復(fù)正常。嚴(yán)重的肝脂肪變性，肝細(xì)胞可出現(xiàn)壞死、纖維組織增生，進(jìn)而可發(fā)展成為肝硬化。

（2)心肌脂肪變性在正常情況下，心肌含少量脂滴。發(fā)生脂肪變性時(shí)，心肌細(xì)胞內(nèi)脂滴含量顯著增多。心肌脂肪變性多見于貧血、缺氧、中毒(磷、砷等)及嚴(yán)重感染等(白喉和痢疾等)。心肌脂肪變性最顯著的發(fā)生部位是乳頭肌和心內(nèi)膜下心肌。由于心肌內(nèi)動(dòng)、靜脈血管分布的原因，心肌各部位缺氧程度輕重不一，故脂肪變性程度也不一，重者呈黃色條紋，輕者呈暗紅色，兩者相間排列，狀似虎皮，故稱為“虎斑心”。jfsoft.net.cn嚴(yán)重的心肌脂肪變性時(shí)(白喉感染，心肌可呈彌漫性脂肪變性)心肌全部呈灰黃色，可以看不出斑紋。光鏡下脂肪變性的心肌細(xì)胞漿中出現(xiàn)細(xì)小、串珠樣脂肪空泡，排列于縱行的肌原纖維間。電鏡下脂質(zhì)小體主要出現(xiàn)在心肌纖維Z帶附近和線粒體分布區(qū)內(nèi)。

嚴(yán)重的心肌脂肪變性，可使心肌收縮力減弱，甚至可導(dǎo)致心力衰竭。

（3)腎脂肪變性在嚴(yán)重貧血、缺氧、中毒和一些腎臟疾病時(shí)，腎曲管上皮細(xì)胞可發(fā)生脂肪變性。由于腎小球毛細(xì)血管基底膜受損，通透性增高，血漿中大量脂蛋白隨尿液漏入腎曲管內(nèi)，被曲管上皮吸收，分解成脂滴。光鏡下可見近曲小管上皮細(xì)胞胞漿內(nèi)，出現(xiàn)多數(shù)脂滴，常位于細(xì)胞基底部和細(xì)胞核周圍。肉眼：腎臟體積增大，被膜緊張，切面可見皮質(zhì)增厚，略呈淺黃色。嚴(yán)重的腎臟脂肪變性，也可累及遠(yuǎn)曲小管甚至集合管上皮細(xì)胞。

附：細(xì)胞內(nèi)膽固醇或膽固醇酯沉積

細(xì)胞的膽固醇代謝受到嚴(yán)密調(diào)控，大部分膽固醇用于合成細(xì)胞膜，細(xì)胞內(nèi)沒有膽固醇及膽固醇酯沉積。在某些病理狀態(tài)下，多余的膽固醇及膽固醇酯在細(xì)胞內(nèi)積累，稱為細(xì)胞內(nèi)膽固醇或膽固醇酯沉積(intracellular accumulation of cholesterol or cholesterol esters)。細(xì)胞內(nèi)膽固醇或膽固醇酯沉積時(shí)，胞漿充滿細(xì)小的脂質(zhì)空泡而使細(xì)胞呈泡沫狀，這些細(xì)胞稱為泡沫細(xì)胞(foamy cell)。細(xì)胞內(nèi)膽固醇或膽固醇酯沉積可出現(xiàn)在以下病理狀態(tài)下：①在大、中動(dòng)脈內(nèi)膜的粥樣硬化斑塊內(nèi)，平滑肌細(xì)胞和巨噬細(xì)胞吞噬脂類物質(zhì)后，轉(zhuǎn)變?yōu)榕菽?xì)胞；②遺傳性或獲得性高脂血癥患者的皮膚、肌腱易發(fā)生黃瘤，黃瘤(xanthoma)是由膽固醇或膽固醇酯沉積的泡沫細(xì)胞(巨噬細(xì)胞來源)聚集而形成的瘤樣結(jié)節(jié)；③炎癥和壞死灶內(nèi)常見數(shù)量不等的泡沫細(xì)胞，這些泡沫細(xì)胞是巨噬細(xì)胞吞噬壞死組織的細(xì)胞膜轉(zhuǎn)變來的；④膽囊膽固醇沉著癥(cholesterolosis of gallbladder)是指在膽囊固有膜內(nèi)有局灶性聚集吞噬膽固醇的巨噬細(xì)胞，呈泡沫狀。

(三)玻璃樣變性

玻璃樣變性(hyalinedegeneration)又稱透明變性，系指在細(xì)胞內(nèi)或間質(zhì)中，出現(xiàn)均質(zhì)、半透明的玻璃樣物質(zhì)，在HE染色切片中呈均質(zhì)性紅染。玻璃樣變性僅是形態(tài)學(xué)的描述，不同的組織，發(fā)生變性的原因、機(jī)制有所不同。它可以發(fā)生在結(jié)締組織、血管壁，有時(shí)也可見于細(xì)胞內(nèi)。

1. 結(jié)締組織玻璃樣變性

常見于纖維瘢痕組織內(nèi)。肉眼形態(tài):灰白、半透明狀，質(zhì)地堅(jiān)韌，缺乏彈性。光鏡下，纖維細(xì)胞明顯變少，陳舊的膠原纖維增粗并互相融合成為均質(zhì)無結(jié)構(gòu)紅染的梁狀、帶狀或片狀，失去纖維性結(jié)構(gòu)（圖2-7)。其發(fā)生機(jī)制尚不清楚，有人認(rèn)為在纖維瘢痕老化過程中，原膠原蛋白分子之間的交聯(lián)增多，膠原原纖維也互相融合，其間并有較多的糖蛋白積聚，形成所謂玻璃樣物質(zhì)；也有人認(rèn)為可能由于缺氧、炎癥等原因，造成局部pH升高或溫度升高，致使原膠原蛋白分子變性成明膠并互相融合所致。

2. 血管壁的玻璃樣變性

多發(fā)生于高血壓病時(shí)的腎、腦、脾及視網(wǎng)膜的細(xì)小動(dòng)脈。高血壓病時(shí)，全身細(xì)小動(dòng)脈持續(xù)痙攣，導(dǎo)致血管內(nèi)膜缺血受損，通透性增高，血漿蛋白滲入內(nèi)膜下，在內(nèi)皮細(xì)胞下凝固，呈均勻、嗜伊紅無結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。此外，內(nèi)膜下的基底膜樣物質(zhì)也增多。上述改變可使細(xì)小動(dòng)脈管壁增厚、變硬，管腔狹窄、甚至閉塞（圖2-8)。血流阻力增加，使血壓升高，此即細(xì)動(dòng)脈硬化癥(arteriolosclerosis)，可引起心、腎和腦的缺血。

3. 細(xì)胞內(nèi)玻璃樣變性

細(xì)胞內(nèi)玻璃樣變性是指細(xì)胞內(nèi)過多的蛋白質(zhì)引起細(xì)胞發(fā)生了形態(tài)學(xué)改變，又稱為細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)沉積(intracellular accumulation of proteins)。光鏡下，常表現(xiàn)為圓形、嗜伊紅的小體或團(tuán)塊。電鏡下，可呈均質(zhì)狀、細(xì)絲狀或晶體狀�？梢娪谝韵虏±頎顟B(tài)下：①腎小球腎炎或伴有明顯蛋白尿的其他疾病時(shí)，腎臟近曲小管上皮細(xì)胞胞漿內(nèi)，可出現(xiàn)大小不等的圓形紅染小滴(玻璃小滴) (圖2-9)。這是血漿蛋白經(jīng)腎小球?yàn)V出，又被曲管上皮細(xì)胞吞飲并在胞漿內(nèi)融合成玻璃樣小滴的緣故；②慢性炎癥時(shí)，漿細(xì)胞胞漿內(nèi)出現(xiàn)紅染的圓形的玻璃樣物質(zhì)，稱為拉塞爾小體(Russell’s body)，是免疫球蛋白在細(xì)胞內(nèi)堆積的結(jié)果; ③病毒性肝炎和酒精性肝病時(shí)，肝細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)的紅染的玻璃樣物質(zhì)，稱為馬洛里小體(Mallory’s body)。電鏡下, 這種物質(zhì)由密集的細(xì)絲構(gòu)成，是細(xì)胞內(nèi)角蛋白聚集的結(jié)果；④蛋白質(zhì)折疊缺陷。由核糖體產(chǎn)生的多肽鏈，經(jīng)α螺旋、β片層形成蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)，在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，折疊形成具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的有功能的蛋白質(zhì)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)折疊缺陷(defects in protein folding)時(shí)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能、轉(zhuǎn)運(yùn)和分泌都會(huì)受到影響，引起蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)聚集。如α₁-抗胰蛋白酶缺陷時(shí)，由于基因突變，導(dǎo)致α₁-抗胰蛋白酶在肝細(xì)胞內(nèi)折疊遲緩，不能正常分泌，引起α₁-抗胰蛋白酶在肝細(xì)胞內(nèi)沉積。同時(shí)，由于α₁-抗胰蛋白酶缺陷，肺內(nèi)蛋白酶水平過高，引起患者發(fā)生肺氣腫。神經(jīng)變性疾病(Alzheimer病、Huntington病、Parkinson病)和淀粉樣變性也是由于折疊缺陷引起的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)或間質(zhì)中沉積，導(dǎo)致蛋白質(zhì)折疊缺陷的原因有基因突變、老化、環(huán)境因素等。白喉病人的心肌細(xì)胞、腸傷寒的腹直肌細(xì)胞內(nèi)也可發(fā)生玻璃樣變性。

(四)粘液樣變性

粘液樣變性系指組織間質(zhì)出現(xiàn)類粘液的聚集稱為粘液樣變性(mucoid degeneration)。肉眼所見：組織腫脹，切面灰白透明，似膠凍狀。光鏡下病變部位間質(zhì)疏松，充以淡藍(lán)色膠狀物。其中，散在一些多角形或星芒狀并以突起互相連綴的細(xì)胞。

結(jié)締組織粘液樣變性，常見于纖維瘤、平滑肌瘤等間葉性腫瘤，也可見于急性風(fēng)濕病時(shí)心血管壁及動(dòng)脈粥樣硬化時(shí)的血管壁。甲狀腺功能低下時(shí)，全身真皮及皮下組織的基質(zhì)中，有類粘液及水分潴留，稱為粘液性水腫(myxedema)。這可能是因?yàn)榧谞钕偎胤置跍p少，類粘液的主要成分透明質(zhì)酸降解減弱所致。

一般認(rèn)為，粘液樣變性的結(jié)締組織，當(dāng)病因去除后，可逐漸恢復(fù)其形態(tài)與功能。但是嚴(yán)重而持久的粘液樣變性，可引起纖維組織增生導(dǎo)致組織的硬化。

(五)淀粉樣變性

組織內(nèi)有淀粉樣物質(zhì)(amyloid)沉著稱為淀粉樣變性(amyloid degeneration)，亦稱淀粉樣物質(zhì)沉著癥(amyloidosis)。淀粉樣物質(zhì)是蛋白樣物質(zhì)，由于遇碘時(shí)，可被染成棕褐色，再加硫酸后呈藍(lán)色，與淀粉遇碘時(shí)的反應(yīng)相似，故稱之為淀粉樣變性。淀粉樣物質(zhì)常分布于細(xì)胞間或沉積在小血管的基底膜下，或者沿組織的網(wǎng)狀纖維支架分布。病變?yōu)榛野咨�，質(zhì)地較硬，富有彈性，光鏡下HE切片中，淀粉樣物質(zhì)呈淡伊紅染色、均勻一致、云霧狀、無結(jié)構(gòu)的物質(zhì)（圖2-10)。剛果紅染色為橘紅色，在偏光顯微鏡下呈黃綠色。電鏡下，淀粉樣物質(zhì)為纖細(xì)的無分支的絲狀纖維構(gòu)成。

淀粉樣變性可為局部性的，也可為全身性的，其淀粉樣物質(zhì)生物化學(xué)本質(zhì)也各不相同。與慢性炎癥有關(guān)的局部性淀粉樣變性多見于瞼結(jié)膜、舌、喉、上呼吸道、肺、膀胱和皮膚等處，由于淀粉樣物質(zhì)沉著，局部形成結(jié)節(jié)，常伴有大量漿細(xì)胞等慢性炎細(xì)胞浸潤。多發(fā)性骨髓瘤分泌的淀粉樣物質(zhì)為淀粉樣輕鏈(amyloid light chain, AL)。與內(nèi)分泌有關(guān)的局部性淀粉樣變性發(fā)生在甲狀腺髓樣癌、胰島細(xì)胞瘤、腎上腺嗜鉻細(xì)胞瘤的間質(zhì)內(nèi)或Ⅱ型糖尿病患者的胰島中，淀粉樣物質(zhì)內(nèi)含有多肽激素或其他蛋白質(zhì)。高齡老年人的心臟也可出現(xiàn)心臟內(nèi)淀粉樣物質(zhì)沉著，引起心臟功能下降，稱為老年性心臟淀粉樣物質(zhì)沉著癥(senile heart amyloidosis)，其沉著物質(zhì)為淀粉樣轉(zhuǎn)甲狀腺蛋白(amyloidtransthyretin)。老年性大腦疾病如Alzheimer氏病腦組織中沉積物為β₂淀粉樣蛋白（beta2-amyloid protein)。全身性淀粉樣變性可發(fā)生在長期慢性炎癥疾�。ńY(jié)核病、支氣管擴(kuò)張癥、慢性骨髓炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、畸形性脊椎炎、潰瘍性結(jié)腸炎和Crohn病等)。這是由于炎癥對(duì)組織和細(xì)胞的反復(fù)破壞引起的繼發(fā)性病變，因而引起AA型(amyloid associated protein,AA)淀粉樣物質(zhì)沉著。家族性淀粉樣變性也可表現(xiàn)為全身性病變。因腎衰竭而長期血液透析的患者的關(guān)節(jié)、肌腱和滑膜也可發(fā)生淀粉樣變性，這是由于β₂-微球蛋白（beta2-microglobulin)不能通過透析膜，在血液循環(huán)中維持高水平，并在關(guān)節(jié)、肌腱和滑膜等部位沉積引起的。

(六)細(xì)胞內(nèi)糖原沉積

糖原是一種存在于細(xì)胞漿內(nèi)的容易利用的儲(chǔ)備能源。細(xì)胞內(nèi)糖原沉積(intracellularaccumulation of glycogen)發(fā)生于葡萄糖和糖原代謝異常的患者。糖原為水溶性，在非水溶性固定劑(如純酒精)中保存較好。在一般HE染色切片中，糖原被溶去呈透明的泡狀；PAS（periodic acid-schiff)染色中，呈玫瑰紅色。細(xì)胞內(nèi)糖原沉積常發(fā)生于糖尿病(diabetes mellitus)患者的近曲小管遠(yuǎn)端的上皮細(xì)胞內(nèi)，甚至肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞和胰島β細(xì)胞內(nèi)�；继窃林�(glycogen storage disease)時(shí)，由于患者糖原合成或降解的酶缺陷，也導(dǎo)致糖原在細(xì)胞內(nèi)沉積。

(七)病理性色素

色素(pigments)是機(jī)體組織中的有色物質(zhì)。有些色素是正常組織內(nèi)存在的，如黑色素；有些色素是疾病狀態(tài)下出現(xiàn)的，如肺內(nèi)炭末顆粒沉著，稱為病理性色素(pathological pigment)。根據(jù)來源不同，這些色素可分為內(nèi)源性和外源性兩類。內(nèi)源性色素主要由機(jī)體細(xì)胞本身合成，如含鐵血黃素、膽色素、脂褐素和黑色素等；外源性色素主要來自體外，如炭末、紋身的色素等。

（1)炭末炭末(coal dust)來自體外，通過吸入到達(dá)人體肺部。肺內(nèi)炭末沉積十分常見。多見于從事煤炭職業(yè)及過度吸煙人的肺部。肺組織內(nèi)，可見大小不等的炭末顆粒，嚴(yán)重者，整個(gè)肺臟呈黑色。被吸入的炭末在肺內(nèi)可被巨噬細(xì)胞吞噬，通過淋巴管引流，可沉積在肺間質(zhì)及肺的淋巴結(jié)內(nèi)。肺內(nèi)嚴(yán)重的炭末沉積，可產(chǎn)生肺纖維化和肺氣腫，引起嚴(yán)重的肺臟疾患。

（2)黑色素(melanin) 正常人皮膚、毛發(fā)、虹膜和脈絡(luò)膜等處，均有黑色素存在。黑色素顆粒為棕褐色或深褐色，大小、形狀不一。黑色素由黑色素細(xì)胞產(chǎn)生(圖2-11)。在酪氨酸酶的作用下，黑色素細(xì)胞中的酪氨酸氧化為3,4-二羥苯丙氨酸(dihydroxyphenylalanine，DOPA)，再進(jìn)一步被氧化為吲哚醌。失去C0₂后，轉(zhuǎn)化為二羥吲哚，后者形成一種不溶性的聚合物即為黑色素。黑色素細(xì)胞內(nèi)因含有酪氨酸酶，故當(dāng)加上多巴時(shí)，則出現(xiàn)與黑色素相似的物質(zhì)，稱多巴反應(yīng)陽性；相反，表皮下吞噬了黑色素的組織細(xì)胞，因不含酪氨酸酶，故多巴反應(yīng)陰性。用此方法可以鑒別黑色素細(xì)胞和噬黑色素細(xì)胞。ACTH分泌增多可致全身性皮膚黑色素增多。局限性黑色素增多則見于黑色素痣及黑色素瘤等。

（3)脂褐素(lipofuscin) 是細(xì)胞內(nèi)自噬溶酶體中的細(xì)胞器碎片發(fā)生某些理化反應(yīng)后，不能被溶酶體酶消化而形成一種不溶性的黃褐色殘存小體。多見于老年人及一些慢性消耗性疾病患者的心、肝和腎細(xì)胞內(nèi)，故又有消耗性色素之稱。

脂褐素也可見于正常人的附睪上皮細(xì)胞、睪丸間質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的胞漿中。光鏡下，脂褐素呈黃褐色、顆粒狀。電鏡下：脂褐素顆粒呈典型的殘存小體結(jié)構(gòu)。脂褐素的主要生化成分為脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。

（4)含鐵血黃素(hemosiderin) 是由鐵蛋白(ferritin)微粒集結(jié)而成的色素顆粒，呈金黃色或棕黃色，具有折光性。由于含鐵血黃素分子中，含有三價(jià)鐵，普魯士藍(lán)或柏林藍(lán)反應(yīng)呈藍(lán)色。含鐵血黃素是由血紅蛋白被巨噬細(xì)胞溶酶體分解、轉(zhuǎn)化而形成的。慢性肺淤血時(shí)，漏入肺泡腔內(nèi)的紅細(xì)胞，被巨噬細(xì)胞吞噬后，形成含鐵血黃素。由于這種吞噬大量含鐵血黃素的巨噬細(xì)胞常出現(xiàn)在左心衰竭患者，故此細(xì)胞又稱心力衰竭細(xì)胞(heart failure cell)(圖2-12)。此外，溶血性貧血時(shí)，可有大量紅細(xì)胞被破壞，所以可出現(xiàn)全身性含鐵血黃素沉積，常沉積于肝、脾、淋巴結(jié)和骨髓等器官組織內(nèi)。

(八)病理性鈣化

正常機(jī)體內(nèi)，僅在骨和牙齒中含有固體鈣鹽。如果在骨和牙齒以外的其他組織內(nèi)有固體鈣鹽沉積，則稱之為病理性鈣化(pathologic calcification)。沉積的鈣鹽主要是磷酸鈣，其次為碳酸鈣。組織內(nèi)有少量鈣鹽沉積時(shí)，肉眼難以辨認(rèn)；多量時(shí)，則表現(xiàn)為石灰樣堅(jiān)硬顆�；驁F(tuán)塊狀外觀。HE染色切片中，鈣鹽呈藍(lán)色顆粒狀。起初，鈣鹽顆粒微細(xì)，以后可聚集成較大顆�；驁F(tuán)塊(圖2-13)。

病理性鈣化可分為營養(yǎng)不良性鈣化和轉(zhuǎn)移性鈣化兩種類型。

（1)營養(yǎng)不良性鈣化營養(yǎng)不良性鈣化(dystrophiccalcification)是指變性、壞死的組織或異物的鈣鹽沉積，較常見。而機(jī)體本身并無全身性鈣、磷代謝障礙，血鈣正常。此型鈣化常發(fā)生在：結(jié)核壞死灶，脂肪壞死灶、動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，玻璃樣變性或粘液樣變性的結(jié)締組織，壞死的寄生蟲體、蟲卵及其他異物等。

營養(yǎng)不良性鈣化發(fā)生機(jī)制尚不清楚。可能與局部堿性磷酸酶升高有關(guān)。此酶能水解有機(jī)磷酸酯，使局部磷酸超過3Ca²⁺：2P0₄^3-的正常值，所以形成磷酸鈣沉積。至于磷酸酶的來源，一部分是從壞死細(xì)胞中的溶酶體釋放出來的。還有一部分可能是吸收了周圍組織液中的磷酸酶。此外，也有人認(rèn)為，營養(yǎng)不良性鈣化與變性、壞死組織的酸性環(huán)境有關(guān)。由于鈣鹽在酸性環(huán)境中易溶解，使局部鈣離子濃度增高；隨后由于組織液的緩沖，使局部堿性化，導(dǎo)致鈣鹽析出、沉積。

（2)轉(zhuǎn)移性鈣化由于全身性的鈣、磷代謝障礙，引起機(jī)體血鈣或血磷升高，導(dǎo)致鈣鹽在未受損傷的組織內(nèi)沉積，稱為轉(zhuǎn)移性鈣化(metastatic calcification)。此種鈣化較少見，多見于甲狀旁腺功能亢進(jìn)、過多接受維生素D或骨腫瘤造成骨組織嚴(yán)重破壞時(shí)，大量骨鈣入血，血鈣增高，使鈣鹽可沉積在全身許多未受損傷的組織中。常見的鈣鹽沉積部位有：腎小管，肺泡，胃粘膜等處。

病理性鈣化對(duì)機(jī)體的影響：一般少量的鈣鹽沉積，有時(shí)可被溶解、吸收；當(dāng)大量鈣鹽沉積時(shí)，則難以完全吸收，它可以作為一種異物長期存在于機(jī)體組織中，刺激周圍纖維組織增生，將其包裹，并可在鈣化的基礎(chǔ)上發(fā)生骨化，對(duì)機(jī)體的影響依具體情況而有所不同。如：血管壁鈣化后可以變硬、變脆，容易引起破裂出血；心瓣膜在變性、壞死基礎(chǔ)上的鈣化則可使瓣膜變硬、變形，從而引起血液動(dòng)力學(xué)改變；結(jié)核病灶的鈣化，可使其內(nèi)的結(jié)核桿菌失去活力，使局部病變停止發(fā)展，病情處于相對(duì)穩(wěn)定階段。但是結(jié)核桿菌往往可在病灶中生活很長時(shí)間，一旦機(jī)體抵抗力低下時(shí)，疾病可能會(huì)復(fù)發(fā)。轉(zhuǎn)移性鈣化中，未受損傷的腎、肺、胃粘膜的鈣鹽沉積，可使這些組織本身功能下降甚至喪失。

二、細(xì)胞死亡

各種損傷嚴(yán)重時(shí)，可導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。目前認(rèn)為，細(xì)胞死亡(cell death)可表現(xiàn)為壞死和凋亡。

(一) 壞死

活體內(nèi)局部組織、細(xì)胞的死亡稱為壞死(necrosis) 。壞死組織細(xì)胞的代謝停止，功能喪失。壞死的形態(tài)變化可以是由損傷細(xì)胞內(nèi)的水解酶的降解作用引起，也可以由游走來的白細(xì)胞釋放的水解酶的作用引起。

壞死的原因很多，凡是能引起損傷的因子（缺氧、物理因子、化學(xué)因子、生物因子和免疫反應(yīng)等)，只要其作用達(dá)到一定的強(qiáng)度或持續(xù)一定時(shí)間，使受損組織和細(xì)胞的代謝完全停止即可引起局部組織和細(xì)胞的死亡。

1．壞死的形態(tài)改變

壞死的病變?cè)诠忡R下通常要在細(xì)胞死亡若干小時(shí)后，當(dāng)自溶性改變相當(dāng)明顯時(shí)，才能辨認(rèn)出來。

（1)細(xì)胞核的改變細(xì)胞核的改變是細(xì)胞壞死的主要形態(tài)學(xué)標(biāo)志，表現(xiàn)為：①核濃縮（pyknosis),即由于核脫水使染色質(zhì)濃縮，染色變深，核體積縮��；②核碎裂（karyorrhexis),核染色質(zhì)崩解為小碎片，核膜破裂，染色質(zhì)碎片分散在胞漿內(nèi)；③核溶解（karyolysis),在脫氧核糖核酸酶的作用下，染色質(zhì)的DNA分解，細(xì)胞核失去對(duì)堿性染料的親和力，因而染色變淡，甚至只能見到核的輪廓。最后，核的輪廓也完全消失（圖2-14)。

圖2-14 圖示細(xì)胞壞死的形態(tài)學(xué)變化

壞死細(xì)胞核的上述變化過程，可因損傷因子作用的強(qiáng)弱和發(fā)展過程的快慢而出現(xiàn)不同改變。損傷因子作用較弱病變經(jīng)過緩慢時(shí)（如缺血性梗死)，細(xì)胞核的變化可以從核固縮、核碎裂、核溶解順序逐漸發(fā)生。但若損傷因子強(qiáng)烈經(jīng)過急劇（如中毒)時(shí)，則常發(fā)生染色質(zhì)邊集，繼而進(jìn)入核碎裂甚至也可以從正常細(xì)胞核直接發(fā)生核溶解。

（2)細(xì)胞漿的改變由于胞漿嗜堿性物質(zhì)核蛋白體逐漸減少或喪失，使胞漿與堿性染料的結(jié)合減少，而與酸性染料伊紅的結(jié)合力增高而呈嗜酸性。有時(shí)實(shí)質(zhì)細(xì)胞壞死后，胞漿水分逐漸喪失，核濃縮而后消失，胞體固縮，胞漿強(qiáng)嗜酸性，形成所謂嗜酸性小體，稱為嗜酸性壞死，目前多認(rèn)為其本質(zhì)是凋亡過程（常見于病毒性肝炎)。另外，實(shí)質(zhì)細(xì)胞壞死后，整個(gè)細(xì)胞可迅速溶解、吸收而消失，為溶解壞死。

（3)間質(zhì)的改變在各種溶解酶的作用下，間質(zhì)的基質(zhì)崩解，膠原纖維腫脹、崩解、斷裂或液化。壞死的細(xì)胞和崩解的間質(zhì)融合成一片模糊的顆粒狀、無結(jié)構(gòu)的紅染物質(zhì)。

上述壞死形態(tài)改變雖然屬于壞死后的自溶變化，但與機(jī)體死亡后的組織自溶不同，活體局部組織壞死能引起明顯的炎癥反應(yīng)，而尸體自溶不伴有炎癥反應(yīng)。

肉眼觀察時(shí)，如壞死組織范圍小常不能辨認(rèn)。即使壞死組織范圍較大，但早期肉眼觀察也不易識(shí)別。光鏡下要在細(xì)胞壞死后10 小時(shí)以上才能識(shí)別。電鏡檢查、組織化學(xué)方法、活細(xì)胞染色可以幫助判別早期細(xì)胞死亡。

臨床上把確實(shí)失去生活能力的組織稱為失活組織。一般失活組織外觀無光澤，比較混濁，失去正常組織的彈性；因無正常的血液供給而溫度較低，摸不到血管搏動(dòng)，在清創(chuàng)術(shù)中切除失活組織時(shí)，沒有新鮮血自血管流出；失活組織失去正常感覺（皮膚痛、觸痛)及運(yùn)動(dòng)功能（腸管蠕動(dòng))等等。但上述各點(diǎn)并非失活組織的絕對(duì)指征，因此要全面觀察、綜合判斷。

2．壞死的類型

（1)凝固性壞死壞死組織因?yàn)槭兏�、蛋白質(zhì)凝固，而變?yōu)榛野咨螯S白色比較干燥結(jié)實(shí)的凝固體，故稱為凝固性壞死（coagulative necrosis)。凝固性壞死常見于心、腎、脾等器官的缺血性壞死—梗死。凝固性壞死的肉眼形態(tài)表現(xiàn)：開始階段，由于周圍組織液進(jìn)入壞死組織而出現(xiàn)明顯腫脹，色澤灰暗，組織紋理模糊。以后壞死灶逐漸變硬，呈土黃色，壞死灶周圍常出現(xiàn)一出血帶與健康組織分界。光鏡下可見壞死組織的細(xì)胞核固縮、核碎裂、核溶解及胞漿呈嗜酸性染色，但組織結(jié)構(gòu)的輪廓依然存在。如腎的貧血性梗死早期，腎小球及腎小管的細(xì)胞已呈壞死改變，但腎小球、腎小管及血管等輪廓仍可辨認(rèn)（圖2-15)。心肌的凝固性壞死，心肌細(xì)胞的核消失，但心肌細(xì)胞的輪廓仍存在。脾的貧血性梗死也如此。

凝固性壞死的發(fā)生機(jī)制仍不甚清楚，有人認(rèn)為主要是溶酶體酶在此過程中沒有發(fā)揮重要作用，是胞漿凝固的結(jié)果。

（2)液化性壞死有些組織壞死后被酶分解成液體狀態(tài)，并可形成壞死囊腔稱為液化性壞死（liquefactive necrosis)。此時(shí)，壞死組織的水解占主導(dǎo)地位。與凝固性壞死相反，液化性壞死主要發(fā)生在含蛋白少脂質(zhì)多（如腦)或產(chǎn)生蛋白酶多（如胰腺)的組織。發(fā)生在腦組織的液化性壞死又稱為腦軟化(圖2-16)�；撔匝装Y滲出的中性粒細(xì)胞能產(chǎn)生大量蛋白水解酶，將壞死組織溶解而發(fā)生液化性壞死。阿米巴膿腫也屬于液化性壞死。

（3)特殊類型的壞死

1)干酪樣壞死干酪樣壞死（caseousnecrosis)主要見于由結(jié)核桿菌引起的壞死，是凝固性壞死的一種特殊類型。干酪樣壞死組織分解比較徹底，因而光鏡下不見組織輪廓只見一些紅染的無結(jié)構(gòu)顆粒物質(zhì)（圖2-17)。由于組織分解較徹底，加上含有較多的脂質(zhì)（主要來自結(jié)核桿菌及中性粒細(xì)胞)，因而壞死組織略帶黃色，質(zhì)軟，狀似干酪，故稱干酪樣壞死(圖2-18)。這種壞死不易吸收，可能和壞死組織里含有大量脂質(zhì)有關(guān)。

圖2-18 腎結(jié)核

壞死組織略帶黃色, 狀似干酪

2)脂肪壞死脂肪壞死（fatnecrosis)分為酶解性和外傷性兩種。前者常見于急性胰腺炎時(shí)，此時(shí)胰腺組織受損，胰酶外逸并被激活，引起胰腺自身及其周圍器官的脂肪組織分解為脂肪酸與甘油，其中的脂肪酸與鈣結(jié)合形成鈣皂，常呈灰白色斑點(diǎn)或斑塊。光鏡下，壞死的脂肪細(xì)胞僅留下模糊的輪廓。外傷性脂肪壞死則大多見于乳房，此時(shí)受損傷的脂肪細(xì)胞破裂，脂滴外逸，并常在乳房內(nèi)形成腫塊，光鏡下可見其中含有大量吞噬脂滴的巨噬細(xì)胞（泡沫細(xì)胞)和多核異物巨細(xì)胞。

3)纖維素樣壞死纖維素樣壞死（fibrinoid necrosis)是發(fā)生在間質(zhì)、膠原纖維和小血管壁的一種壞死。光鏡下，病變部位的組織結(jié)構(gòu)消失，變?yōu)榫辰绮簧跚逦念w粒狀、小條或小塊狀無結(jié)構(gòu)物質(zhì)，呈強(qiáng)嗜酸性，似纖維蛋白，有時(shí)纖維蛋白染色呈陽性，故稱此為纖維蛋白樣壞死(圖2-19)。以往誤認(rèn)為上述病變是一種可逆性改變，稱為纖維素樣變性（fibrinoid degeneration)，并且沿用至今。纖維素樣壞死常見于急性風(fēng)濕病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、腎小球腎炎等過敏反應(yīng)性疾病。此外，惡性高血壓病、消化性潰瘍的小血管壁甚至正常胎盤絨毛的血管壁也可發(fā)生纖維素樣壞死。

對(duì)于纖維素樣壞死的物質(zhì)性質(zhì)及形成機(jī)制至今意見尚不統(tǒng)一。一般認(rèn)為病變?cè)缙�，結(jié)締組織基質(zhì)中PAS陽性粘多糖物質(zhì)增多，以后膠原纖維崩解為碎片，從而失去原來的組織結(jié)構(gòu)，變?yōu)槔w維素樣物質(zhì)。另外，病灶內(nèi)免疫球蛋白和纖維蛋白含量也增多。這種改變可能是抗原抗體反應(yīng)時(shí)形成的生物活性物質(zhì)使間質(zhì)受損、膠原纖維崩解所致。同時(shí)附近的小血管損傷引起血管壁的通透性增高，血漿外滲，并在組織凝血系統(tǒng)酶的作用下，使血漿纖維蛋白原變?yōu)槔w維蛋白。

4)壞疽組織壞死后因繼發(fā)腐敗菌的感染和其他因素的影響而呈現(xiàn)黑色、暗綠色等特殊形態(tài)改變，稱為壞疽（gangrene)。壞死組織經(jīng)腐敗菌分解產(chǎn)生硫化氫，后者與血紅蛋白中分解出來的鐵相結(jié)合形成硫化鐵，使壞死組織呈黑色。壞疽分為以下三種類型：

干性壞疽（drygangrene) 大多見于四肢末端，例如動(dòng)脈粥樣硬化、血栓閉塞性脈管炎和凍傷等疾患時(shí)。此時(shí)動(dòng)脈受阻而靜脈回流通暢，故壞死組織的水分少，再加上體表水分易于蒸發(fā)，致使病變部位干固皺縮，呈黑褐色，與周圍健康組織之間有明顯的分界線(圖2-20)。由于壞死組織比較干燥，因此腐敗菌感染一般較輕。

濕性壞疽（wet gangrene) 濕性壞疽多發(fā)生于與外界相通的內(nèi)臟（腸、子宮、肺等)，也可見于四肢（伴有淤血水腫時(shí))。此時(shí)由于壞死組織含水分較多，故腐敗菌感染嚴(yán)重，局部明顯腫脹，呈暗綠色或污黑色。腐敗菌分解蛋白質(zhì)，產(chǎn)生吲哚、糞臭素等，造成惡臭。由于病變發(fā)展較快，炎癥比較彌漫，故壞死組織與健康組織間無明顯分界線。同時(shí)組織壞死腐敗所產(chǎn)生的毒性產(chǎn)物及細(xì)菌毒素被吸收后，可引起全身中毒癥狀，甚至可發(fā)生中毒性休克而死亡。常見的濕性壞疽有壞疽性闌尾炎、腸壞疽、肺壞疽及產(chǎn)后壞疽性子宮內(nèi)膜炎等。

氣性壞疽（gas gangrene) 為濕性壞疽的一種特殊類型，主要見于嚴(yán)重的深達(dá)肌肉的開放性創(chuàng)傷并合并產(chǎn)氣莢膜桿菌等厭氧菌感染時(shí)。細(xì)菌分解壞死組織時(shí)產(chǎn)生大量氣體，使壞死組織內(nèi)含大量氣泡，按之有“捻發(fā)”音。氣性壞疽病變發(fā)展迅速，中毒癥狀明顯，后果嚴(yán)重，需緊急處理。

3．壞死的結(jié)局

（1)溶解吸收較小的壞死灶可由來自壞死組織本身和中性粒細(xì)胞釋放的蛋白水解酶將壞死物質(zhì)進(jìn)一步分解液化，然后由淋巴管或血管吸收，不能吸收的碎片則由巨噬細(xì)胞加以吞噬消化，留下的組織缺損，則由細(xì)胞再生或肉芽組織予以修復(fù)。

（2)分離排出較大壞死灶不易完全吸收，其周圍發(fā)生炎癥反應(yīng)，白細(xì)胞釋放蛋白水解酶，加速壞死邊緣壞死組織的溶解吸收，使壞死灶與健康組織分離。壞死灶如位于皮膚或粘膜，脫落后形成缺損。局限在表皮和粘膜層的淺表缺損，稱為糜爛（erosion)；深達(dá)皮下和粘膜下的缺損稱為潰瘍（ulcer)。腎、肺等內(nèi)臟器官壞死組織液化后可經(jīng)相應(yīng)管道（輸尿管、氣管)排出，留下空腔，成為空洞（cavity)。深部組織壞死后形成開口于皮膚或粘膜的盲性管道，稱為竇道(sinus)。體表與空腔器官之間或空腔器官與空腔器官之間兩端開口的病理性通道稱為瘺管(fistula)。

（3)機(jī)化壞死組織如不能完全溶解吸收或分離排出，則由周圍組織的新生毛細(xì)血管和纖維母細(xì)胞等組成肉芽組織長入并逐漸將其取代，最后變成瘢痕組織。這種由新生肉芽組織取代壞死組織或其他異常物質(zhì)（如血栓等)的過程稱為機(jī)化（organization)。

（4)包繞、鈣化壞死組織范圍較大，或壞死組織難以溶解吸收，或不能完全機(jī)化，則由周圍新生結(jié)締組織加以包圍，稱為包裹(encapsulation)。壞死組織可繼發(fā)營養(yǎng)不良性鈣化，大量鈣鹽沉積在壞死組織中，如干酪樣壞死的鈣化。

(二) 凋亡

凋亡（apoptosis)一般是指機(jī)體細(xì)胞在發(fā)育過程中或在某些因素作用下，通過細(xì)胞內(nèi)基因及其產(chǎn)物的調(diào)控而發(fā)生的一種程序性細(xì)胞死亡(programmed cell death)。一般表現(xiàn)為單個(gè)細(xì)胞的死亡，且不伴有炎癥反應(yīng)。

1．細(xì)胞凋亡的意義

細(xì)胞凋亡普遍存在于生物界，既發(fā)生于生理狀態(tài)下，也發(fā)生于病理狀態(tài)下。由于細(xì)胞凋亡對(duì)胚胎發(fā)育及形態(tài)發(fā)生（morphogenesis)、組織內(nèi)正常細(xì)胞群的穩(wěn)定、機(jī)體的防御和免疫反應(yīng)、疾病或中毒時(shí)引起的細(xì)胞損傷、老化、腫瘤的發(fā)生進(jìn)展起著重要作用，并具有潛在的治療意義，至今仍是生物醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。

細(xì)胞凋亡過多可引起疾病發(fā)生，如：①愛滋病的發(fā)展過程中，CD4⁺T細(xì)胞數(shù)目的減少；②移植排斥反應(yīng)中，細(xì)胞毒性T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞死亡；③缺血及再灌注損傷，導(dǎo)致心肌細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的凋亡增多；④神經(jīng)系統(tǒng)退化性疾�。ˋlzheimer病、Parkinson’s病)的重要原因是細(xì)胞凋亡的異常增加。神經(jīng)細(xì)胞的凋亡參與老化及Alzheimer病的發(fā)生。Alzheimer氏病是一種常見的老年病，患者在臨床上表現(xiàn)為進(jìn)行性的智力減退。⑤暴露于電離輻射可引起多種組織細(xì)胞的凋亡。

細(xì)胞凋亡過少也可引起疾病發(fā)生：在腫瘤的發(fā)生過程中，誘導(dǎo)凋亡的基因如p53等失活、突變，而抑制凋亡的基因如bcl-2等過度表達(dá)，都會(huì)引起細(xì)胞凋亡顯著減少，在腫瘤發(fā)病學(xué)中具有重要意義；針對(duì)自身抗原的淋巴細(xì)胞的凋亡障礙可導(dǎo)致自身免疫性疾病；某些病毒能抑制其感染細(xì)胞的凋亡而使病毒存活。

2．細(xì)胞凋亡的形態(tài)變化

電鏡下細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)變化是多階段的，可分為①細(xì)胞漿濃縮，核糖體、線粒體等聚集，細(xì)胞體積縮小，結(jié)構(gòu)更加緊密；②染色質(zhì)逐漸凝聚成新月狀附于核膜周邊，嗜堿性增強(qiáng)。細(xì)胞核固縮呈均一的致密物，進(jìn)而斷裂為大小不一的片段：③胞膜不斷出芽、脫落，細(xì)胞變成數(shù)個(gè)大小不等的由胞膜包裹的凋亡小體(apoptotic bodies)（圖2-21)。凋亡小體內(nèi)可含細(xì)胞漿、細(xì)胞器和核碎片，有的不含核碎片；④凋亡小體被具有吞噬功能的細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、上皮細(xì)胞等吞噬、降解：⑤凋亡發(fā)生過程中，細(xì)胞膜保持完整，細(xì)胞內(nèi)容物不釋放出來，所以不引起炎癥反應(yīng)。

光鏡下凋亡一般累及單個(gè)或少數(shù)幾個(gè)細(xì)胞，凋亡細(xì)胞呈圓形，胞漿紅染，細(xì)胞核染色質(zhì)聚集成團(tuán)塊狀（圖2-22)。由于凋亡細(xì)胞迅速被吞噬，又無炎癥反應(yīng)，因此，在常規(guī)切片檢查時(shí)，一般不易發(fā)現(xiàn)，但在某些組織如反應(yīng)性增生的次級(jí)淋巴濾泡生發(fā)中心則易見到。病毒性肝炎時(shí)，嗜酸性小體形成即是細(xì)胞凋亡。

3．細(xì)胞凋亡的機(jī)制

細(xì)胞凋亡是一系列依賴能量的分子水平變化的終點(diǎn)，細(xì)胞凋亡過程包括以下4個(gè)階段，即：誘導(dǎo)啟動(dòng)、細(xì)胞內(nèi)調(diào)控、實(shí)施和凋亡細(xì)胞的吞噬搬運(yùn)階段。

（1)誘導(dǎo)啟動(dòng) 引起凋亡的信號(hào)可以來自細(xì)胞外，通過跨膜傳導(dǎo)對(duì)細(xì)胞內(nèi)的調(diào)控分子起作用；也可以直接作用于細(xì)胞內(nèi)的靶分子。一些跨膜作用的抑制因子(如生長因子、某些激素、細(xì)胞因子、某些病毒蛋白等)具有抑制凋亡的作用，有利于細(xì)胞的生存。當(dāng)這些因子缺乏時(shí)，會(huì)激發(fā)細(xì)胞凋亡。另外一些跨膜作用的刺激因子通過受體與配體的結(jié)合而激活細(xì)胞凋亡程序，其中最重要的是腫瘤壞死因子受體家族。此外，尚有多種其它凋亡誘導(dǎo)因子。在胚胎發(fā)育過程中，形態(tài)發(fā)生蛋白、生長因子、分化因子對(duì)細(xì)胞凋亡可起促進(jìn)作用，又可起抑制作用。

（2)細(xì)胞內(nèi)調(diào)控細(xì)胞內(nèi)的某些特異蛋白與細(xì)胞死亡信號(hào)相連接，這些特異蛋白對(duì)細(xì)胞的死亡與否起決定作用。Bcl-2蛋白家族(Bcl-2 family of proteins)是調(diào)節(jié)線粒體通透性的主要成分，通過形成同源(Bcl-2/Bcl-2, Bax/Bax)和異源(Bcl-2/Bax)二聚體對(duì)細(xì)胞凋亡進(jìn)行調(diào)控。Bcl-2同源二聚體抑制細(xì)胞凋亡，Bax同源二聚體促進(jìn)細(xì)胞凋亡。此外，細(xì)胞表面受體Fas(CD95)，屬TNFR家族，當(dāng)免疫細(xì)胞產(chǎn)生的Fas的配體與T細(xì)胞表面的Fas結(jié)合時(shí)，也啟動(dòng)了死亡程序。這種Fas-Fas配體介導(dǎo)的凋亡在清除免疫反應(yīng)(如自身免疫病)中被激活的淋巴細(xì)胞非常重要。

（3)凋亡的實(shí)施細(xì)胞凋亡的實(shí)施是通過蛋白水解的一系列連鎖反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。各種組織的細(xì)胞凋亡都要激活caspase家族。Caspase成員作為酶原的形式存在于細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)裂解激活后，迅速啟動(dòng)序列性酶解死亡程序，裂解細(xì)胞骨架和細(xì)胞核蛋白基質(zhì)并激活了核酸內(nèi)切酶。在內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶作用下，DNA進(jìn)行有控降解，產(chǎn)生長度為180～200bp整倍數(shù)的DNA片段，這正好是纏繞組蛋白多聚體的長度，提示染色質(zhì)DNA恰好是在核小體與核小體連接部被切斷。DNA瓊脂糖凝膠電泳出現(xiàn)ladder也成為檢測(cè)凋亡發(fā)生的重要標(biāo)志（圖2-23)。

（4)凋亡細(xì)胞的吞噬搬運(yùn) 凋亡細(xì)胞碎片的表面有標(biāo)志分子(血小板反應(yīng)素、粘附糖蛋白)有利于臨近的巨噬細(xì)胞以及其他細(xì)胞的識(shí)別、吞噬和處理。凋亡細(xì)胞的吞噬搬運(yùn)過程非常有效而迅速，凋亡細(xì)胞很快消失，不留痕跡，也無炎癥反應(yīng)。

4．細(xì)胞凋亡與壞死的區(qū)別

目前認(rèn)為，細(xì)胞壞死與凋亡的形態(tài)改變不同(圖2-24)，壞死表現(xiàn)為細(xì)胞腫大，細(xì)胞器腫脹、破壞，細(xì)胞核早期無變化，晚期染色質(zhì)破碎斷裂成許多不規(guī)則的小凝塊，呈簇狀，胞膜破裂，胞內(nèi)容物釋放，誘發(fā)炎癥反應(yīng)。壞死是成群的細(xì)胞死亡，而凋亡一般是單個(gè)細(xì)胞的死亡，無炎性反應(yīng)(表2-1)。根據(jù)細(xì)胞凋亡的發(fā)生機(jī)制及與壞死的區(qū)別不難看出，可有多種方法檢測(cè)凋亡細(xì)胞。然而應(yīng)當(dāng)指出，已有一些文獻(xiàn)將細(xì)胞死亡分為細(xì)胞凋亡和脹亡(oncosis)，它們所致的最后結(jié)果則為壞死。從細(xì)胞核的變化看，細(xì)胞凋亡強(qiáng)調(diào)核碎裂和細(xì)胞皺縮，而脹亡強(qiáng)調(diào)核溶解。這一觀點(diǎn)能否被普遍接受，有待實(shí)踐和時(shí)間的檢驗(yàn)。

表2-1 細(xì)胞凋亡與壞死的區(qū)別

特征凋亡壞死

誘導(dǎo)因素生理及弱刺激強(qiáng)烈刺激

細(xì)胞數(shù)量單個(gè)細(xì)胞丟失成群細(xì)胞死亡

膜的完整性保持到晚期早期即喪失

基因組DNA 有控降解隨機(jī)降解

大分子合成一般需要不需要

基因調(diào)控有無

后果無炎癥反應(yīng) 伴炎癥反應(yīng)

意義為生理和病理死亡病理性死亡

易混概念

1．發(fā)育不全及未發(fā)育與萎縮

均可導(dǎo)致器官及組織體積小，但發(fā)育不全是器官或組織未發(fā)育至正常大小，而未發(fā)育則指處于根本未發(fā)育的狀態(tài)。

2．脂肪浸潤與脂肪變

脂肪浸潤是器官組織間質(zhì)的變化，指間質(zhì)中脂肪組織異�；蜻^度積聚。

3. 細(xì)胞凋亡與壞死

二者均屬于細(xì)胞死亡類型，但凋亡是一個(gè)主動(dòng)過程，可發(fā)生在正常和異常狀態(tài)下，細(xì)胞膜是完整的，沒有炎癥反應(yīng)。而壞死是一個(gè)被動(dòng)過程，常常累及多數(shù)細(xì)胞，細(xì)胞膜受損，常有炎癥反應(yīng)。

Summary

All pathologic processes thatproduce disease are the result of injury to cells. It is cellular injury andthe body’s reaction to cellular injury that produce disease. Cellular injurycould be divided into the two subtypes, i.e., reversible cell injury andirreversible cell injury. The reversible cell injury includes swelling of celland cell organelles and cell adaptation, i.e. hypertrophy, hyperplasia, atrophyand metaplasia. Hypertrophy refers to an increase in the size of cells and,with such change, an increase in the size of the organ. Hyperplasia constitutesan increase in the number of cells in an organ or tissue, which may then haveincreased volume. Shrinkage in the size of the cells by loss of cell substanceis known as atrophy. Metaplasia is the replacement of one adult cell type byanother adult cell type. The irreversible cell injury includes dense bodieswithin mitochondria and cell death. This cell death is due to one of two basicmechanisms: necrosis or apoptosis. Necrosis is the death of cells or tissueswithin a still-living individual. Apoptosis is a form of cell death in whichindividual cells literally destroy themselves and sometimes is refererred to as“programmed cell death” or “cell suicide”. It is important to understand thedifferences between these two types of cell death.

復(fù)習(xí)思考題

1．光鏡下所見細(xì)胞內(nèi)的空泡能否均稱為空泡變性？其本質(zhì)有幾種可能？如何證實(shí)？

2．光鏡下，在細(xì)胞內(nèi)或間質(zhì)中常見到一些嗜伊紅、均質(zhì)狀的病變，試述其可能本質(zhì)及鑒別方法。

3．試從肥大與增生角度分析不同器官體積增大的原因。

4．深刻理解脂肪變性與細(xì)胞內(nèi)膽固醇或膽固醇酯沉積的細(xì)胞形態(tài)學(xué)特點(diǎn)。

5．深刻理解壞死分類及其本質(zhì)。

6．深刻理解細(xì)胞壞死與凋亡的形態(tài)學(xué)區(qū)別。

主要參考文獻(xiàn)

1.Cotran RS, Kumar V, Collins T. RobbinsPathologic Basis of Disease. W.B.Saunders Company, Sixth Edition, 1999; P1-48

2.Majno G, Joris I. Cells, Tissues, and Disease.Blackwell Science, 1996; P48-49

3.Dervan P, HarrisonM. Mind Maps in Pathology. Churchill Livingstone, 2002; P1-6

4.Brown E. Basic Concepts in Pathology. TheMcGraw-Hill Companies, Inc. 1998;P3-87