Апоптоз та некроз - Патологія - Медична учбова література

Навчальна медична література, онлайн-бібліотека для учнів у ВНЗ та для медичних працівників

Апоптоз та некроз

Завершальним етапом ушкоджень тканин організму є їх загибель. Однак самі ушкодження пов'язані не тільки з патологічними процесами, що виникають в організмі, але і зі старінням біологічних структур, що функціонують. Разом з тим механізми загибелі клітин та тканин в умовах норми та в умовах патології значно відрізняються один від одного та мають різний морфологічний вираз.

Апоптоз - фізіологічна загибель клітин у живому організмі.

Загальна характеристика.

Всі тканини організму мають свій термін життя, після закінчення якого та припинення функції вони повинні загинути і на їх місці з'являються нові, аналогічні загиблим, клітини та тканини. Терміни життя різних живих структур різні. Вони визначені у тому геномі, т. е. генетично запрограмовані. Тому апоптоз є генетично запрограмованою загибеллю клітин. Це найважливіший фізіологічний процес, що дозволяє організму постійно зберігати функції своїх структур певному рівні. Крім того, у процесі утворення нових клітин та позаклітинних структур виникають генетичні помилки, відбуваються мутації та з'являються клітини, що відрізняються від клітин організму. Вони повинні бути негайно знищені, і їх загибель також здійснюється за допомогою апоптозу, який є механізмом генетичного контролю синтезу речовин і клітин організму. Таким чином, апоптоз як фізіологічний процес протікає безперервно протягом усього життя людини, і біологічний сенс його полягає у підтримці сталості клітин та тканин організму, тобто тканинного гомеостазу. За допомогою апоптозу відбувається інволюціяорганів та тканин після завершення ними своїх фізіологічних функцій, наприклад атрофія вилочкової залози після закінчення формування імунної системи, атрофія статевої системи жінок після завершення дітородної функції, атрофія органів та тканин при старінні людини та ін.

Водночас апоптоз може розвиватися і в умовах патології — в тих випадках, коли фактори, що пошкоджують, діють на гени, що контролюють включення програми апоптозу. Зазвичай це відбувається за допомогою певних речовин - цитокінів, різних факторів росту, гормонів, що активізуються при захворюваннях та функціонують на молекулярному рівні. Цю особливість апоптозу нерідко намагаються використати у клініці. Наприклад, в онкології постійно йде пошук можливостей стимулювати апоптоз у злоякісних пухлинах для того, щоб активізувати розпад пухлинних клітин, і це досить перспективний шлях онкотерапії.

Морфологія апоптозу.

Апоптоз розвивається в окремих клітинах, які спочатку втрачають контакти із сусідніми клітинами, потім зменшуються у розмірах, у їх ядрах конденсується хроматин. ядра стають порізаними, щільними та фрагментуються на окремі глибки. Одночасно відбувається розпад цитоплазми, у якій зберігаються у конденсованій формі внутрішньоклітинні структури. В результаті клітина розпадається на апоптозні тільця, кожне з яких оточене мембраною. Апоптозні тільця дуже швидко поглинаються навколишніми клітинами, іноді макрофагами. Однак у відповідь на апоптоз ніколи не розвивається запальна реакція і на місці загиблих клітин відтворюються клітини тієї самої тканини. Слід наголосити, що апоптозу піддаються лише клітини, але з тканини загалом.

Некроз - загибель клітин та тканин внаслідок патологічних впливів.

Причининекрозу різноманітні, проте їх можна об'єднати в п'ять груп:

  1. травматичний некроз, який є результатом прямої дії на тканину фізичних або хімічних факторів (механічних, температурних, радіаційних, кислот, лугів та ін.);
  2. токсичний некроз розвивається при дії на тканини токсичних факторів бактеріальної чи іншої природи;
  3. трофоневротичний некроз, який пов'язаний з порушеннями іннервації тканин при захворюваннях центральної чи периферичної нервової системи;
  4. алергічний некроз - наслідок імунних реакцій негайної або уповільненої гіперчутливості;
  5. судинний некроз, зумовлений припиненням циркуляції крові в артеріях, рідше - у венах.

За консистенцією мертвих мас некроз може бути коагуляційним, казеозним та колікваційним.

Коагуляційний (щільний) некроз виникає при коагуляції білка, що розпався, зазвичай в м'язових тканинах і в більшості внутрішніх органів.

Різновидом коагуляційного некрозу є казеозний (творожистий) некроз, маси якого мають замазкоподібну консистенцію; розвивається за деяких видів запалення.

Колікваційний некроз розвивається в тканинах, багатих на рідину, наприклад у головному мозку.

За механізмом дії фактора, що спричинив некроз, виділяють:

  • прямий некроз, який виникає за безпосередньої дії на тканину причини, що викликає її загибель, - травма, токсини, висока або низька температура тощо;
  • непрямий некроз, коли причина загибелі тканини пов'язана з порушеннями функцій судин, нервів або алергічними реакціями.

Некрозу передує період вмирання, він ніколи не виникаємиттєво. Період вмирання може бути тривалим чи швидким. У цей період у клітинах і позаклітинному матриксі розвиваються зміни, що являють собою той чи інший вид дистрофії, частіше білковий. Ці зміни називаютьсянекробіозом, абопарабіозом. Функції клітин та органів при цьому слабшають і припиняються, але на початкових етапах процесу вони можуть відновитися, якщо ліквідована причина, що викликала некробіоз. Якщо ж причина продовжує діяти, дистрофія стає незворотною, некробіоз перетворюється на некроз і якісь функції припиняються. Некротизовані тканини під дією гідролітичних ферментів піддаються розкладанню -аутолізу. В області вогнища некрозу розвивається запалення як реакція у відповідь організму на загибель його частини.

Морфологія некрозу залежить від його причини, але загальним є зміна кольору некротизованої тканини та її консистенції. Колір некротичних мас залежить від наявності домішок крові та різних пігментів. Мертва тканина буває білою або жовтуватою, нерідко оточена червоно-бурим віночком. При гнильному розплавленні мертва тканина видає характерний поганий запах. Мікроскопічні ознаки некрозу складаються з незворотних змін ядер та цитоплазми клітин. У період некробіозу клітини втрачають воду, тому при некрозі ядра зморщуються та ущільнюються – розвивається каріопікноз. Потім нуклеїнові кислоти у вигляді окремих глибок виходять із ядра в цитоплазму клітини – відбувається розпад ядра – каріорексіс. Нарешті, ядерна речовина розчиняється – настає каріолізис. Зникнення клітинних ядер - одна з основних ознак некрозу. Та ж динаміка загибелі спостерігається у цитоплазмі, в якій розвиваються плазморексис та плазмоліз. Зрештою, розчиняється вся клітина – відбувається цитоліз.

При некрозіінтерстиціальної та судинної тканин екстрацелюлярний матрикс набухає і розплавляється, волокнисті структури піддаютьсяфібриноїдного некрозу і ущільнюються. Некротичні маси, що утворилися, звуться некротичний детрит. Навколо вогнища некрозу, відмежовуючи його від живих тканин, розвивається демаркаційна лінія, що є зону запалення. Ця лінія має велике значення у хірургічній практиці, оскільки вказує на можливі межі висічення загиблих тканин або рівень ампутації кінцівки.

Виходи некрозу.

Сприятливий, при якому відбувається ферментативне розплавлення некротизованих тканин, після чого вони піддаються організації, тобто заміщення дефекту сполучною тканиною, зазвичай з утворенням рубця або інкапсуляції, тобто відмежування некротизованої ділянки сполучною тканиною. При цьому часто некротизовані маси піддаються петрифікації. На місці колікваційного некрозу утворюється порожнина - кіста.

Несприятливий, коли некроз тканини чи органа закінчується смертю хворого, наприклад інфаркт міокарда чи некроз підшлункової залози. Крім того, некротизовані тканини можуть піддаватися гнійному розплавленню, при якому токсичні продукти некрозу та аутолізу всмоктуються в кров, розвивається інтоксикація, яка також може призвести до смерті.

Клініко-морфологічні форми некрозу.

Залежно від локалізації та особливостей некрозу виділяють його такі клініко-морфологічні форми.

Гангрена - некроз тканин, що стикаються із зовнішнім середовищем. При цьому залізо гемоглобіну, що знаходиться в некротизованих тканинах, з'єднується з сірководнем повітря і утворюється сульфід заліза, що надає чорний колір некротизованим тканинам. Гангрена розвивається у шкірі,кінцівках, кишечнику, легень, піхву, матці тощо. буд. Є кілька різновидів гангрени (рис. 12):

Пролежень має трофоневротичне походження, виникає на ділянках шкіри, підшкірної клітковини або слизових оболонок. що піддаються тиску у ослаблених хворих, які страждають на онкологічні, серцево-судинні та деякі інфекційні захворювання. Пролежні можуть виникати в області крижів, сідниць, кісток п'яти, а також в трахеї або гортані від тиску трахеостомічної трубки після операції трахеостомії.

література

Мал. 12. Гангрена. Волога гангрена шкіри стегна (а) та стопи (б); суха гангрена стопи (в), передпліччя та кисті (г).

Секвестр - ділянка омертвілої тканини, що вільно розташовується серед живих тканин, зазвичай супроводжується гнійним запаленням. Особливо часто секвестром є некротизований фрагмент кістки при остеомієліті.

патологія

Мал. 13.Інфаркт. а - білі (ішемічні) інфаркти селезінки; б - червоні (геморагічні) інфаркти легені; в - мікроскопічна картина геморагічного інфаркту легені; г - ішемічні інфаркти нирки; д - мікроскопічна картина ішемічного інфаркту нирки. Ділянки некрозу тканин показані стрілками.

Інфаркт - некроз тканини внутрішніх органів, що розвивається в результаті гострого порушення кровообігу в них при тромбозі, емболії, тривалому спазмі артерій. Найбільш яскравими прикладами цього виду некрозу є інфаркти міокарда, головного мозку, легень, нирок, селезінки (рис. 13). Інфаркти розрізняють за формою та кольором, що залежить від особливостей органу та архітектоніки його судинної системи:

  • за формою
  • - Клиноподібна;
  • - Неправильна.
  • за кольором
  • - білий;
  • -червоний;
  • - білий з геморагічним віночком.

    • Порівняльна характеристика апоптозу та некрозу

    Відмінності апоптозу від некрозу пов'язані з відмінностями їх поширеності, генетичних, біохімічних, морфологічних і клінічних проявах:

    • апоптоз - фізіологічний вид смерті, некроз виникає за умов патології;
    • апоптоз генетично запрограмований, некроз розвивається під впливом різних причин, що ушкоджують, і не пов'язаний з геномом клітини;
    • апоптоз поширюється лише на окремі клітини, некроз розвивається біля тканини і навіть цілого органу;
    • апоптоз не супроводжується дистрофічними змінами клітин; некрозу передує дистрофія, що має характер некробіозу;
    • апоптоз не супроводжується запаленням, довкола некрозу обов'язково розвивається запальна реакція;
    • апоптоз закінчується фагоцитозом апоптозних тілець сусідніми клітинами, некроз закінчується аутолізом загиблої тканини;
    • після апоптозу відновлюються клітини, аналогічні загиблим, дома некрозу зазвичай розростається рубцева сполучна тканина;
    • апоптоз не супроводжується активацією внутрішньоклітинних гідролітичних ферментів; некроз розвивається за допомогою гідролаз;
    • апоптоз не має клінічних проявів, некроз супроводжується вираженою клінічною симптоматикою.

    Апоптоз і некроз — два різні варіанти загибелі клітин і тканин у живому організмі, хоча деякі патогенні фактори, здатні впливати на генетичний код, можуть викликати апоптоз. Однак при цьому апоптоз таки залишається фізіологічним механізмом смерті, але активізується в умовах певної патології.

    Усі описані зміни – дистрофії, апоптоз та некроз – носятьхарактер типових (або стереотипних) реакцій, якими організм відповідає на різні впливи, і ті чи інші їх поєднання виникають за будь-яких хвороб, що необхідно враховувати при призначенні лікування.