Паренхиматозные белковые дистрофии

ПОВРЕЖДЕНИЯ

Познание общепатологических процессов обычно начинают с изучения структурных основ повреждения, поскольку любое проникновение болезнетворного агента в организм, уже само по себе, подразумевает повреждение клеток, органов и тканей. Под термином "повреждение" или "альтерация" (от лат. alteratio – изменение) в патологической анатомии принято понимать изменения структуры клеток, межклеточного вещества, тканей и органов, которые сопровождаются снижением уровня их жизнедеятельности или ее прекращением. (Рис.2) В группу повреждений включены такие общепатологические процессы как дистрофии, апоптоз, некроз, а также атрофия. (Рис.3) Атрофия, в то же время, представляет собой один из вариантов адаптации организма к изменившимся условиям жизнедеятельности. Причины, способные вызвать повреждение, очень разнообразны и могут действовать непосредственно или опосредованно (через гуморальные и рефлекторные влияния). Нет ни одного заболевания, при котором не наблюдалось развитие альтерации.

ДИСТРОФИИ

Под трофикой понимают совокупность механизмов, определяющих метаболизм и структурную организацию клетки (ткани), необходимых для выполнения специализированной функции. Дистрофия (от греч. dys – нарушение и trophо – питаю) – это количественные и качественные структурные изменения в клетках и/или межклеточном веществе органов и тканей, обусловленные нарушением обменных процессов. (Рис.4)

Морфологическая сущность дистрофий выражается в: (Рис.5)

• увеличении или уменьшении количества каких-либо веществ, содержащихся в организме в норме (например, увеличение количества жира в жировых депо);
• изменении качества, то есть физико-химических свойств веществ, присущих организму в норме (например, изменение тинкториальных свойств коллагеновых волокон при мукоидном набухании и фибриноидных изменениях);
• появлении обычных веществ в необычном месте (например, накопление жировых вакуолей в цитоплазме клеток паренхиматозных органов при жировой дистрофии);
• появлении и накоплении новых веществ, которые не присущи для него в норме (например, белка амилоида).

Таким образом, дистрофия является морфологическим выражением нарушений метаболизма клеток и тканей. Непосредственной причиной развития дистрофий могут служить: (Рис.6)

1. Различные факторы, повреждающие ауторегуляцию клетки, среди них:
1. Токсические вещества.
2. Физические и химические агенты.
3. Приобретенная или наследственная ферментопатия (энзимопатия).
4. Вирусы.
2. Нарушения функции энергетических и транспортных систем, обеспечивающих метаболизм и структурную сохранность тканей (клеток), при которых имеет место:
1. Гипогликемия:
2. Гипоксия, которая может возникать при:
1. обструкции дыхательных путей или болезни легких;
2. ишемии, или нарушении тока крови в тканях
3. анемии (при снижении уровня гемоглобина в крови)
4. нарушении структуры гемоглобина
3. Нарушения эндокринной и нервной регуляции:
1. Заболевания эндокринных органов
2. Болезни центральной и периферической нервной систем

Среди механизмов, ведущих к развитию характерных для дистрофий изменений, различают инфильтрацию, декомпозицию (фанероз), извращенный синтез и трансформацию. (Рис.7)

- Инфильтрация– избыточное проникновение продуктов обмена из крови и лимфы в клетки или межклеточное вещество и/или нарушение включения их в метаболизм с последующим накоплением. Например, инфильтрация белком эпителия проксимальных канальцев почек при нефротическом синдроме, инфильтрация липопротеидами интимы аорты и крупных артерий при атеросклерозе.

- Декомпозиция(фанероз) – распад сложных в химическом отношении веществ. Например, распад липопротеидных комплексов и накопление в клетке жира в свободном состоянии (жировая дистрофия кардиомиоцитов при дифтерийной интоксикации). Распад полисахаридно-белковых комплексов лежит в основе фибриноидных изменений соединительной ткани при ревматических болезнях.

- Трансформация– образование продуктов только одного вида обмена из общих исходных продуктов (переход одного вещества в другое). Такова, например, трансформация углеводов в жиры при сахарном диабете, усиленная полимеризация глюкозы в гликоген и др.

- Извращенный синтез– это синтез в клетках или в тканях веществ, не встречающихся в них в норме. К ним относятся: синтез аномального белка амилоида в клетке и образование аномальных белково-полисахаридных комплексов амилоида в межклеточном веществе, синтез белка алкогольного гиалина гепатоцитом, синтез гликогена в эпителии узкого сегмента нефрона при сахарном диабете.

В классификации дистрофий придерживаются нескольких принципов. Выделяют дистрофии: (Рис.8)

1. В зависимости от локализации нарушений обмена:
1. паренхиматозные;
2. стромально-сосудистые;
3. смешанные.
2. По преобладанию нарушений того или иного вида обмена:
1. белковые;
2. жировые;
3. углеводные;
4. минеральные.
3. В зависимости от влияния генетических факторов:
1. приобретенные;
2. наследственные.
4. По распространенности процесса:
1. общие;
2. местные.

ПАРЕНХИМАТОЗНЫЕ ДИСТРОФИИ

Паренхиматозные дистрофии – это структурные изменения в высокоспециализированных в функциональном отношении клетках, связанные с нарушением обмена веществ. Поскольку при всех паренхиматозных дистрофиях наблюдается повреждение преимущественно высокоспециализированных в функциональном отношении клеток, то эти дистрофии всегда сопровождаются недостаточностью функции соответствующего органа. Этот вид дистрофий наблюдается практически при всех заболеваниях человека.

Механизм повреждений клетки сводится к следующему: (Рис.9)

- внутриклеточное накопление воды и электролиз (из-за нарушения функции энергозависимой К+-Na+-АТФазы в клеточной мембране)

- набухание цитоплазматических органелл (особенно митохондрий)

- переход к анаэробному гликолизу, разрушение мембран органелл и повреждение жизненно важных внутриклеточных молекул

В зависимости от нарушений того или иного вида обмена паренхиматозные дистрофии делят на белковые (диспротеинозы), жировые (липидозы) и углеводные.

РОГОВАЯ ДИСТРОФИЯ

Роговая дистрофия, или патологическое ороговение, характеризуется избыточным образованием рогового вещества в ороговевающем эпителии (гиперкератоз, ихтиоз) или образованием рогового вещества там, где в норме его не бывает – патологическое ороговение на слизистых оболочках, например, в полости рта (лейкоплакия), пищеводе, шейке матки. (Рис.14) Роговая дистрофия может быть местной или общей, врожденной или приобретенной. Однако, следует подчеркнуть, что роговая дистрофия по механизму своего развития не связана с предыдущими. Причины роговой дистрофии разнообразны:хроническое воспаление, связанное с инфекционными агентами, действием физических и химических факторов, авитаминозы, врожденное нарушение развития кожи и др. Исход может быть двояким: устранение вызывающей причины в начале процесса может привести к восстановлению ткани, однако в далеко зашедших случаях наступает гибель клеток. Значение роговой дистрофии определяется ее степенью, распространенностью и длительностью. Длительно существующее патологическое ороговение слизистой оболочки (лейкоплакия) может явиться источником развития раковой опухоли. Врожденный ихтиоз резкой степени, как правило, несовместим с жизнью. (Рис.15)

НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА ГЛИКОГЕНА

Основные запасы гликогена находятся в печени и скелетных мышцах. Гликоген печени и мышц расходуется в зависимости от потребностей организма (лабильный гликоген). Гликоген нервных клеток, проводящей системы сердца, аорты, эндотелия, эпителиальных покровов, слизистой оболочки матки, соединительной ткани, эмбриональных тканей, хряща является необходимым компонентом клеток и его содержание не подвергается заметным колебаниям (стабильный гликоген). Однако деление гликогена на лабильный и стабильный условно. Регуляция обмена углеводов осуществляется нейроэндокринным путем. Нарушения содержания гликогена проявляются в уменьшении или увеличении количества его в тканях и появлении там, где он обычно не выявляется. Эти нарушения наиболее ярко выражены при сахарном диабете и при наследственных углеводных дистрофиях – гликогенозах.

При сахарном диабете, развитие которого связывают с патологией β-клеток островков поджелудочной железы, что обусловливает недостаточную выработку инсулина, происходит недостаточное использование глюкозы тканями, увеличение ее содержания в крови (гипергликемия) и выведение с мочой (глюкозурия). Тканевые запасы гликогена резко уменьшаются. Это в первую очередь касается печени, в которой нарушается синтез гликогена, что ведет к инфильтрации ее жирами – развивается жировая дистрофия печени; при этом в ядрах гепатоцитов появляются включения гликогена.

С глюкозурией связаны характерные изменения почек при диабете. Они выражаются в гликогенной инфильтрации эпителия канальцев, главным образом узкого и дистального сегментов.

Наследственные углеводные дистрофии, в основе которых лежат нарушения обмена гликогена, называются гликогенозами. Гликогенозы обусловлены отсутствием или недостаточностью фермента, участвующего в расщеплении депонированного гликогена, и относятся потому к наследственным ферментопатиям, или болезням накопления. В настоящее время хорошо изучено 6 типов гликогенозов, обусловленных наследственной недостаточностью 6 различных ферментов. (Рис.24) Это болезни Гирке (I тип), Помпе (II тип), Мак-Ардля (V тип) и Герса (VI тип), при которых структура накапливаемого в тканях гликогена не нарушена, и болезни Форбса-Кори (III тип) и Андерсена (IV тип), при которых она резко изменена. (Рис.25)

ПОВРЕЖДЕНИЯ

Познание общепатологических процессов обычно начинают с изучения структурных основ повреждения, поскольку любое проникновение болезнетворного агента в организм, уже само по себе, подразумевает повреждение клеток, органов и тканей. Под термином "повреждение" или "альтерация" (от лат. alteratio – изменение) в патологической анатомии принято понимать изменения структуры клеток, межклеточного вещества, тканей и органов, которые сопровождаются снижением уровня их жизнедеятельности или ее прекращением. (Рис.2) В группу повреждений включены такие общепатологические процессы как дистрофии, апоптоз, некроз, а также атрофия. (Рис.3) Атрофия, в то же время, представляет собой один из вариантов адаптации организма к изменившимся условиям жизнедеятельности. Причины, способные вызвать повреждение, очень разнообразны и могут действовать непосредственно или опосредованно (через гуморальные и рефлекторные влияния). Нет ни одного заболевания, при котором не наблюдалось развитие альтерации.

ДИСТРОФИИ

Под трофикой понимают совокупность механизмов, определяющих метаболизм и структурную организацию клетки (ткани), необходимых для выполнения специализированной функции. Дистрофия (от греч. dys – нарушение и trophо – питаю) – это количественные и качественные структурные изменения в клетках и/или межклеточном веществе органов и тканей, обусловленные нарушением обменных процессов. (Рис.4)

Морфологическая сущность дистрофий выражается в: (Рис.5)

• увеличении или уменьшении количества каких-либо веществ, содержащихся в организме в норме (например, увеличение количества жира в жировых депо);
• изменении качества, то есть физико-химических свойств веществ, присущих организму в норме (например, изменение тинкториальных свойств коллагеновых волокон при мукоидном набухании и фибриноидных изменениях);
• появлении обычных веществ в необычном месте (например, накопление жировых вакуолей в цитоплазме клеток паренхиматозных органов при жировой дистрофии);
• появлении и накоплении новых веществ, которые не присущи для него в норме (например, белка амилоида).

Таким образом, дистрофия является морфологическим выражением нарушений метаболизма клеток и тканей. Непосредственной причиной развития дистрофий могут служить: (Рис.6)

1. Различные факторы, повреждающие ауторегуляцию клетки, среди них:
1. Токсические вещества.
2. Физические и химические агенты.
3. Приобретенная или наследственная ферментопатия (энзимопатия).
4. Вирусы.
2. Нарушения функции энергетических и транспортных систем, обеспечивающих метаболизм и структурную сохранность тканей (клеток), при которых имеет место:
1. Гипогликемия:
2. Гипоксия, которая может возникать при:
1. обструкции дыхательных путей или болезни легких;
2. ишемии, или нарушении тока крови в тканях
3. анемии (при снижении уровня гемоглобина в крови)
4. нарушении структуры гемоглобина
3. Нарушения эндокринной и нервной регуляции:
1. Заболевания эндокринных органов
2. Болезни центральной и периферической нервной систем

Среди механизмов, ведущих к развитию характерных для дистрофий изменений, различают инфильтрацию, декомпозицию (фанероз), извращенный синтез и трансформацию. (Рис.7)

- Инфильтрация– избыточное проникновение продуктов обмена из крови и лимфы в клетки или межклеточное вещество и/или нарушение включения их в метаболизм с последующим накоплением. Например, инфильтрация белком эпителия проксимальных канальцев почек при нефротическом синдроме, инфильтрация липопротеидами интимы аорты и крупных артерий при атеросклерозе.

- Декомпозиция(фанероз) – распад сложных в химическом отношении веществ. Например, распад липопротеидных комплексов и накопление в клетке жира в свободном состоянии (жировая дистрофия кардиомиоцитов при дифтерийной интоксикации). Распад полисахаридно-белковых комплексов лежит в основе фибриноидных изменений соединительной ткани при ревматических болезнях.

- Трансформация– образование продуктов только одного вида обмена из общих исходных продуктов (переход одного вещества в другое). Такова, например, трансформация углеводов в жиры при сахарном диабете, усиленная полимеризация глюкозы в гликоген и др.

- Извращенный синтез– это синтез в клетках или в тканях веществ, не встречающихся в них в норме. К ним относятся: синтез аномального белка амилоида в клетке и образование аномальных белково-полисахаридных комплексов амилоида в межклеточном веществе, синтез белка алкогольного гиалина гепатоцитом, синтез гликогена в эпителии узкого сегмента нефрона при сахарном диабете.

В классификации дистрофий придерживаются нескольких принципов. Выделяют дистрофии: (Рис.8)

1. В зависимости от локализации нарушений обмена:
1. паренхиматозные;
2. стромально-сосудистые;
3. смешанные.
2. По преобладанию нарушений того или иного вида обмена:
1. белковые;
2. жировые;
3. углеводные;
4. минеральные.
3. В зависимости от влияния генетических факторов:
1. приобретенные;
2. наследственные.
4. По распространенности процесса:
1. общие;
2. местные.

ПАРЕНХИМАТОЗНЫЕ ДИСТРОФИИ

Паренхиматозные дистрофии – это структурные изменения в высокоспециализированных в функциональном отношении клетках, связанные с нарушением обмена веществ. Поскольку при всех паренхиматозных дистрофиях наблюдается повреждение преимущественно высокоспециализированных в функциональном отношении клеток, то эти дистрофии всегда сопровождаются недостаточностью функции соответствующего органа. Этот вид дистрофий наблюдается практически при всех заболеваниях человека.

Механизм повреждений клетки сводится к следующему: (Рис.9)

- внутриклеточное накопление воды и электролиз (из-за нарушения функции энергозависимой К+-Na+-АТФазы в клеточной мембране)

- набухание цитоплазматических органелл (особенно митохондрий)

- переход к анаэробному гликолизу, разрушение мембран органелл и повреждение жизненно важных внутриклеточных молекул

В зависимости от нарушений того или иного вида обмена паренхиматозные дистрофии делят на белковые (диспротеинозы), жировые (липидозы) и углеводные.

ПАРЕНХИМАТОЗНЫЕ БЕЛКОВЫЕ ДИСТРОФИИ

В настоящее время к паренхиматозным белковым дистрофиям (диспротеинозам) относят (Рис.10) гиалиново-капельную, гидропическую и роговую. К паренхиматозным белковым дистрофиям со времен Р.Вирхова многие патологи причисляли и продолжают причислять так называемую "зернистую дистрофию", которую сам Р.Вирхов обозначил как "мутное набухание", когда в цитоплазме клеток паренхиматозных органов появляется выраженная зернистость. (Рис.11). Сами органы увеличиваются в размерах, становятся дряблыми и тусклыми на разрезе, как бы ошпаренные кипятком. Предполагалось, что зернистость, наблюдаемая в клетках, обусловлена накоплением в клетке зерен белка. Однако электронно-микроскопическое исследование показало, что в ее основе лежит не накопление белка в цитоплазме, а гиперплазия ультраструктур клеток как выражение функционального напряжения органов в ответ на различные воздействия и не влечет за собой недостаточности органа, а сопровождаются некоторым снижением его функции. Это проявляется приглушенностью тонов сердца, появлением следов белка в моче, снижением силы сокращения мышц. Это процесс обратимый, но если причина, вызвавшая развитие дистрофии, не устранена, наступает деструкция липопротеидных комплексов клетки и развиваются изменения в виде паренхиматозных белковых и жировой дистрофии.

Большая часть белков цитоплазмы (простых и сложных) находится в соединении с липидами, образуя липопротеидные комплексы. Помимо связанных белков в цитоплазме клетки содержатся и свободные белки. Сущность паренхиматозных диспротеинозов состоит в изменении физико-химических и морфологических свойств белков клетки. Белки подвергаются либо коагуляции, то есть свертыванию, либо, наоборот, колликвации (разжижению) (от слова liquor – жидкость), что ведет к гидратации цитоплазмы. После повреждения любой этиологии в клетке сразу увеличивается синтез белков целого семейства – это, так называемые белки температурного шока. Среди белков температурного шока наиболее изучен убиквитин, который, как предполагается, защищает другие белки клетки от денатурации. Соединяясь с поврежденными белками, он способствует их утилизации и восстановлению структурных компонентов внутриклеточных органелл. При тяжелом повреждении и избыточном накоплении комплексы убиквитин-белок могут формировать цитоплазматические включения (например, тельца Маллори в гепатоцитах – убиквитин/кератин; тельца Луи в нейронах при болезни Паркинсона – убиквитин/нейрофиламенты).