细胞和组织的适应与损伤

通过这张思维导图，可以系统地理解细胞和组织的适应与损伤机制，以及各种具体损伤的类型和特点。总结全面细致，适合做为复习资料。

细胞和组织的适应与损伤

• 细胞和组织的适应与损伤概述
  • 适应性变化与损伤性变化
    • 适应性变化定义
      • 代谢、功能和形态的反应性调整
      • 可逆性
      • 避免受损
    • 损伤性变化定义
      • 超过适应能力后的不可逆变化
      • 可能导致细胞死亡
    • 变化与疾病关系
      • 疾病发生发展的基础
  • 适应性变化的类型与机制
    • 适应性变化类型
      • 萎缩
      • 肥大
      • 增生
      • 化生
      • 老化
    • 适应性变化机制
      • 受体功能变化
      • 新蛋白质合成
      • 基因表达调控
  • 损伤的原因和机制
    • 损伤原因
      • 缺血：缺血、缺氧是导致细胞和组织损伤的常见原因之一。
      • 缺氧
      • 生物性因素：细胞损伤的最常见原因，包括各种病原生物，如细菌、病毒、立克次体、支原体、螺旋体、真菌、原虫和蠕虫等。
      • 物理性因素：高温、高辐射可导致中暑、烫伤或辐射损伤，寒冷导致冻伤，强大电流冲击造成电击伤，机械力破坏可引起创伤、骨折
      • 化学性因素：外源性物质，如强酸、强碱、铅、汞等无机毒物，有机磷、氰化物等有机毒物，蛇毒、蕈毒等生物毒素；内源性物质，如细胞坏死的分解产物，尿素、自由基等某些代谢产物
      • 营养性因素
      • 免疫、遗传因素
    • 损伤机制
      • 细胞膜的损伤
        • 细胞膜功能的严重紊乱和线粒体膜功能的不能恢复，是细胞不可逆性损伤的特征。
      • 线粒体的损伤
      • 活性氧类物质的损伤
      • 胞质内游离钙的损伤
      • 缺血缺氧的损伤
        • ①低张性缺氧：空气中氧分压低或气道外呼吸障碍
        • ②血液性缺氧：血红蛋白质和量的异常
        • ③循环性缺氧：心肺功能衰竭或局部性缺血
        • ④组织性缺氧：线粒体生物氧化特别是氧化磷酸化等内呼吸功能障碍等
      • 化学性损伤
        • ①化学物质本身具有直接细胞毒作用
        • ②代谢产物对靶细胞的细胞毒作用。肝、肾、骨髓和心肌常是毒性代谢产物的靶器官，细胞色素 P450 复合功能酶在此代谢过程中起重要作用。
          • 如 CCl4 本身并无活性，其在肝细胞被转化为毒性的·CCl3 自由基后，便引起滑面内质网肿胀，脂肪代谢障碍。
      • 遗传变异
• 适应（adaptation）：细胞和由其构成的组织、器官对于内外环境中的持续性刺激和各种有害因子而产生的非损伤性应答反应。
  • 萎缩（atrophy）
    • 萎缩定义
      • 已发育正常的细胞、组织或器官的体积缩小。
    • 萎缩类型
      • 生理性萎缩（physiological atrophy）
        • 胸腺青春期萎缩
      • 病理性萎缩（pathological atrophy）
        • 营养不良性萎缩
          • 蛋白质摄入不足、消耗过多和血液供应不足引起
            • 全身营养不良性萎缩：如糖尿病、结核病及肿瘤等慢性消耗性疾病时，长期营养不良引起全身肌肉萎缩，称为恶病质。
            • 局部营养不良性萎缩：如脑动脉粥样硬化后，血管壁增厚、管腔变窄，脑组织缺乏足够血液供应引起脑萎缩。
        • 压迫性萎缩
          • 组织与器官长期受压所致，其机制是受压组织和细胞缺氧、缺血。
            • 肝、脑、肺肿瘤推挤压迫，可致邻近正常组织萎缩
            • 尿路梗阻时肾盂积水，压迫周围肾组织，引起肾皮质、髓质萎缩
            • 右心功能不全时，肝小叶中央静脉及其周围血窦淤血，也会导致邻近肝细胞受压而萎缩
        • 失用性萎缩
          • 可由器官、组织长期工作负荷减少和功能代谢低下所致
            • 如四肢骨折后久卧不动，可引起患肢肌肉萎缩和骨质疏松。随着肢体重新正常活动，相应骨骼肌细胞会恢复正常大小和功能。
        • 去神经性萎缩
          • 运动神经元或轴突损害引起效应器萎缩，如脑或脊髓神经损伤可致肌肉萎缩。其机制是神经对肌肉的运动调节丧失，加之活动减少和骨骼肌细胞分解代谢加速。
        • 内分泌性萎缩
          • 内分泌腺功能下降引起靶器官细胞萎缩
            • 如下丘脑 - 腺垂体缺血坏死等，可引起促肾上腺皮质激素释放减少，导致肾上腺皮质萎缩
            • 垂体前叶功能减退时，甲状腺、肾上腺和性腺等都可萎缩
            • 肿瘤细胞也会发生萎缩，如给予雌激素治疗，前列腺癌细胞可以萎缩。
        • 老化和损伤性萎缩
          • 神经细胞和心肌细胞的萎缩，是大脑和心脏发生老化的主要改变。
    • 病理变化
      • 萎缩的细胞、组织和器官体积减小，重量减轻，色泽变深。心肌细胞和肝细胞等萎缩细胞胞质内可出现脂褐素颗粒。脂褐素是细胞内未被彻底消化的、富含磷脂的膜包被的细胞器残体。
  • 肥大（hypertrophy）
    • 肥大定义
      • 由于功能增加、合成代谢旺盛，细胞、组织或器官体积增大。组织和器官的肥大通常是由实质细胞的体积增大所致，但也可伴有实质细胞数量的增加。
    • 肥大类型
      • 生理性肥大
        • 代偿性肥大
          • 运动员骨骼肌增粗
        • 内分泌性肥大
          • 妊娠期子宫平滑肌肥大
      • 病理性肥大
        • 代偿性肥大
          • 高血压引起的心肌肥大
          • 一侧肾脏切除或闭塞，对侧肥大
        • 内分泌性肥大
          • 甲亢甲状腺滤泡上皮肥大
          • 垂体嗜碱性细胞腺瘤时，促肾上腺皮质激素分泌增多，导致肾上腺皮质细胞肥大
    • 病理变化
      • 肥大的细胞体积增大，细胞核肥大深染，肥大组织与器官体积均匀增大。某些病理情况下，在实质细胞萎缩的同时，间质脂肪细胞却可以增生，以维持组织、器官的原有体积，甚至造成组织和器官的体积增大，此时称为假性肥大。
  • 增生（hyperplasia）
    • 增生定义
      • 细胞有丝分裂活跃而致组织或器官内细胞数目增多的现象，常导致组织或器官的体积增大和功能活跃。
    • 增生类型
      • 生理性增生
        • 代偿性增生
          • 高海拔地区空气氧含量低，机体骨髓红细胞前体细胞和外周血红细胞代偿增多
          • 部分肝脏被切除后残存肝细胞的增生
        • 内分泌性增生
          • 正常女性青春期乳房小叶腺上皮以及月经周期中子宫内膜腺体的增生。
      • 病理性增生
        • 代偿性增生
          • 成纤维细胞和毛细血管内皮细胞因受到损伤处增多的生长因子刺激而发生增生。
        • 内分泌性增生
          • 雌激素绝对或相对增加，会引起子宫内膜腺体增生过长，由此导致功能性子宫血。
    • 病理变化
      • 细胞数量增多，细胞和细胞核形态正常或稍增大。细胞增生可为弥漫性或局限性，分别表现为增生的组织、器官均匀弥漫性增大，或者在组织、器官中形成单发或多发性增生结节。
  • 化生（metaplasia）
    • 化生定义
      • 一种分化成熟的细胞类型被另一种分化成熟的细胞类型所取代的过程，通常只出现在分裂增殖能力较活跃的细胞类型中
    • 化生类型
      • 上皮组织的化生
        • 鳞状上皮化生
          • 吸烟者支气管假复层纤毛柱状上皮易发生鳞状上皮化生；唾液腺、胰腺、肾盂、膀胱和肝胆发生结石或维生素 A 缺乏时，被覆柱状上皮、立方上皮或尿路上皮都可化生为鳞状上皮。
        • 柱状上皮的化生：腺上皮组织的化生也较常见。
          • 慢性胃炎时，胃黏膜上皮转变为含有潘氏细胞或杯状细胞的小肠或大肠黏膜上皮组织，称为肠上皮化生（intestinal metaplasia），简称肠化
          • 若胃窦、胃体部腺体由幽门腺所取代，则称为假幽门腺化生
          • 慢性反流性食管炎时，食管下段鳞状上皮也可化生为胃型或肠型柱状上皮
          • 慢性子宫颈炎时，宫颈鳞状上皮被子宫颈管黏膜柱状上皮取代，形成肉眼所见的子宫颈糜烂
      • 间叶组织的化生（不可逆）
        • 间叶组织中幼稚的成纤维细胞在损伤后，可转变为成骨细胞（骨母细胞）或成软骨细胞（软骨母细胞），称为骨或软骨化生。这类化生多见于骨化性肌炎等受损软组织，也见于某些肿瘤的间质
    • 化生与肿瘤关系
      • 可能与肿瘤发生有关
      • 癌前病变
  • 老化
    • 老化定义
      • 随生物体年龄增长的退行性变化
    • 老化特征
      • 复制能力降低
      • DNA损伤
    • 老化与生命过程
      • 生命发展的必然过程
• 损伤
  • 可逆性损伤：形态学变化称变性（degeneration），是指细胞或细胞间质受 损伤后，由于代谢障碍，其内出现异常物质或正常物质异常蓄积的现象，通常伴有细胞功能低下。
    • 细胞水肿（cellular swelling）
      • 细胞水肿定义
        • 或称水变性（hydropic degeneration）、水样变（hydropic change），常是细胞损伤中最早出现的改变。
      • 细胞水肿原因
        • 细胞容积和离子浓度调节机制功能下降
      • 机制
        • 细胞水肿时线粒体受损，ATP 生成减少，细胞膜 Na+-K+ 泵功能障碍，导致细胞内钠离子积聚，吸引大量水分子进入细胞
      • 病理变化
        • 大：细胞肿大明显
        • 淡：颜色变淡
        • 粒：红染细颗粒状物
    • 脂肪变（fatty change，steatosis）
      • 脂肪变定义
        • 非脂肪细胞内甘油三酯蓄积
      • 脂肪变机制
        • ①肝细胞胞质内脂肪酸增多
        • ②甘油三酯合成过多
        • ③脂蛋白、载脂蛋白减少
      • 病理变化
        • 轻度脂肪变，肉眼观受累器官可无明显变化。随着病变的加重，脂肪变的器官体积增大，淡黄色，边缘圆钝，切面呈油腻感。石蜡切片中，因脂肪被有机溶剂溶解，故脂滴呈空泡状（苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ等特殊染色）。
    • 玻璃样变（hyaline change）
      • 玻璃样变定义
        • 细胞内或间质中出现半透明状蛋白质蓄积
      • 玻璃样变机制
        • 蛋白质合成障碍
        • 蛋白质折叠缺陷
      • 病理变化
        • 细胞内玻璃样变：通常为均质红染的圆形小体，位于细胞质内。
          • 如肾小管上皮细胞具有吞饮作用的小泡，重吸收原尿中的蛋白质，与溶酶体融合，形成玻璃样小滴；浆细胞胞质粗面内质网中免疫球蛋白蓄积，形成 Rusell 小体；酒精性肝病时，肝细胞胞质中细胞中间丝前角蛋白变性，形成 Mallory 小体。
        • 纤维结缔组织玻璃样变：见于生理性和病理性结缔组织增生，为纤维组织老化的表现。其特点是胶原蛋白交联、变性、融合，胶原纤维增粗变宽，其间少有血管和纤维细胞。肉眼呈灰白色，质韧、半透明。
          • 见于萎缩的子宫和乳腺间质、瘢痕组织、动脉粥样硬化纤维斑块及各种坏死组织的机化等。
        • 细小动脉壁玻璃样变：又称细小动脉硬化，常见于缓进型高血压和糖尿病的肾、脑、脾等脏器的细小动脉壁
    • 淀粉样变（amyloid change）
      • 定义
        • 细胞间质内淀粉样蛋白质和黏多糖复合物蓄积，因具有淀粉染色特征而得名
      • 机制
        • β- 淀粉样蛋白及其前体物质易积存在组织之中
      • 病理变化
        • HE 染色其镜下特点为淡红色均质状物，并显示淀粉样呈色反应，即遇碘呈棕褐色，再加稀硫酸则呈蓝色。刚果红染色呈橘红色，在偏振光显微镜下呈苹果绿色。
    • 黏液样变（mucoid degeneration）
      • 定义
        • 细胞间质内黏多糖（葡萄糖胺聚糖、透明质酸等）和蛋白质的蓄积
      • 常见于间叶组织肿瘤、动脉粥样硬化斑块、风湿病灶和营养不良的骨髓和脂肪组织
      • 在疏松的间质内，有多突起的星芒状纤维细胞，散在于灰蓝色黏液基质中。
        • 甲状腺功能低下时，透明质酸酶活性受抑，含有透明质酸的黏液样物质及水分在皮肤及皮下蓄积，形成特征性的黏液水肿（myxedema）。
    • 病理性色素沉着（pathological pigmentation）
      • 含铁血黄素（hemosiderin） 是巨噬细胞吞噬、降解红细胞血红蛋白所产生的铁蛋白微粒聚集体，系 Fe3+ 与蛋白质结合而成。
      • 脂褐素（lipofuscin） 是细胞自噬溶酶体内未被消化的细胞器碎片残体，镜下为黄褐色微细颗粒状
      • 黑色素（melanin） 是黑色素细胞胞质中的黑褐色细颗粒
      • 胆红素（bilirubin） 是胆管中的主要色素，主要为血液中红细胞衰老破坏后的产物，它也来源于血红蛋白，但不含铁
    • 病理性钙化（pathological calcification）
      • 营养不良性钙化：若钙盐沉积于坏死或即将坏死的组织或异物中
      • 转移性钙化：由于全身钙磷代谢失调（高血钙）而致钙盐沉积于正常组织内
  • 不可逆性损伤
    • 坏死（necrosis）
      • 坏死定义
        • 以酶溶性变化为特点的活体内局部组织中细胞的死亡
      • 基本病变
        • 细胞核
          • 核固缩
          • 核碎裂
          • 核溶解
        • 细胞膜
          • 坏死细胞胞质嗜酸性增强。线粒体内质网肿胀形成空泡
        • 间质
          • 间质细胞出现损伤的时间要迟于实质细胞。间质细胞坏死后细胞外基质也逐渐崩解液化，最后融合成片状模糊的无结构物质
      • 坏死类型
        • 凝固性坏死（coagulative necrosis）： 蛋白质变性凝固且溶酶体酶水解作用较弱时，坏死区呈灰黄、干燥、质实状态。
          • 最为常见，多见于心、肝、肾和脾等实质器官
          • 常由缺血缺氧、细菌毒素、化学腐蚀剂作用引起
          • 坏死与健康组织间界限多较明显，镜下特点为细胞微细结构消失，而组织结构轮廓仍可在一定时间内保留，坏死区周围形成充血、出血和炎症反应带
        • 液化性坏死（liquefactive necrosis）
          • 见于细菌或某些真菌感染引起的脓肿、缺血缺氧引起的脑软化，以及由细胞水肿发展而来的溶解性坏死（lytic necrosis）等
          • 镜下特点为死亡细胞完全被消化，局部组织快速被溶解。
        • 纤维蛋白样坏死（fibrinoid necrosis）
          • 结缔组织及小血管壁常见的坏死形式。病变部位形成细丝状、颗粒状或小条块状无结构物质，由于其与纤维蛋白染色性质相似。
          • 某些超敏反应性疾病，如风湿病、结节性多动脉炎、新月体性肾小球肾炎，以及急进型高血压和胃溃疡底部小血管
        • 干酪样坏死（caseous necrosis）
          • 结核病时，因病灶中含脂质较多，坏死区呈黄色，状似干酪
          • 无结构颗粒状红染物，不见坏死部位原有组织结构的残影，甚至不见核碎屑，是坏死更为彻底的特殊类型凝固性坏死
          • 不易发生溶解也不易被吸收
        • 脂肪坏死（fat necrosis）
          • 急性胰腺炎时细胞释放胰酶分解脂肪酸，乳房创伤时脂肪细胞破裂，可分别引起酶解性或创伤性脂肪坏死（fat necrosis），也属液化性坏死范畴。
            • 脂肪坏死后，释出的脂肪酸和钙离子结合，形成肉眼可见的灰白色钙皂。
        • 坏疽（gangrene）
          • 局部组织大块坏死并继发腐败菌感染
            • 干性坏疽（dry gangrene）：常见于动脉阻塞但静脉回流尚通畅的四肢末端，因水分散失较多，故坏死区干燥皱缩呈黑色（系红细胞血红蛋白中 Fe2+ 和腐败组织中 H2S结合形成 FeS 的色泽），与正常组织界限清楚，腐败变化较轻。
            • 湿性坏疽（moist gangrene）：多发生于与外界相通的内脏，如肺、肠、子宫、阑尾及胆囊等，也可发生于动脉阻塞及静脉回流受阻的肢体。坏死区水分较多，腐败菌易于繁殖，故肿胀呈蓝绿色，且与周围正常组织界限不清。
            • 气性坏疽（gas gangrene）：也属湿性坏疽，系深达肌肉的开放性创伤，合并产气荚膜杆菌等厌氧菌感染。除发生坏死外，还产生大量气体，按压坏死区有捻发感。
      • 坏死结局
        • 溶解吸收
          • 坏死细胞及周围中性粒细胞释放水解酶，使坏死组织溶解液化
        • 分离排出
          • 皮肤、黏膜浅表的组织缺损称为糜烂（erosion），较深的组织缺损称为溃疡（ulcer）。
          • 组织坏死后形成的只开口于皮肤黏膜表面的深在性盲管，称为窦道（sinus）。
          • 连接两个内脏器官或从内脏器官通向体表的通道样缺损，称为瘘管（fistula）。
          • 肺、肾等内脏坏死物液化后，经支气管、输尿管等自然管道排出，所残留的空腔称为空洞（cavity）。
        • 机化与包裹
          • 新生肉芽组织长入并取代坏死组织、血栓、脓液、异物等的过程，周围增生的肉芽组织将其包围，称为包裹（encapsulation）。
        • 钙化
          • 坏死细胞和细胞碎片若未被及时清除，则日后易吸引钙盐和其他矿物质沉积，引起营养不良性钙化。
    • 凋亡
      • 凋亡定义
        • 活体内局部组织中单个细胞程序性细胞死亡（programmed cell death）的表现形式，是由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞主动性死亡方式，在形态和生化特征上都有别于坏死。
      • 凋亡与坏死区别
      • 凋亡的形态学和生物化学特征
        • ①细胞皱缩
        • ②染色质凝聚
        • ③凋亡小体形成
        • ④质膜完整
      • 凋亡涉及因素
        • 多种基因
        • 信号通路
    • 坏死性凋亡、细胞焦亡和铁死亡
      • 细胞死亡新形式
        • 坏死性凋亡
        • 细胞焦亡
        • 铁死亡
      • 形态学和生物化学特征
        • 与凋亡和坏死相似
        • 存在差异
    • 自噬
      • 自噬定义
        • 细胞吞噬自身成分并降解的过程
      • 自噬作用
        • 对细胞生存和疾病发展有重要作用
      • 自噬与细胞死亡
        • 可能介导细胞死亡