生活機(jī)體的局部組織,細(xì)胞死亡后出現(xiàn)的形態(tài)學(xué)改變稱為壞死.
壞死的組織,細(xì)胞,其代謝停止,功能喪失,出現(xiàn)一系列特征性的形態(tài)學(xué)改變。壞死的原因多種多樣,一切損傷因子,只要其作用達(dá)到一定的強(qiáng)度或持續(xù)一定的時(shí)間,從而使受損組織,細(xì)胞的代謝完全停止時(shí),即引起組織,細(xì)胞的死亡(壞死).
在多數(shù)情況下,壞死是由組織,細(xì)胞的變性逐漸發(fā)展而來的,即漸進(jìn)性壞死(necrobiosis).在此期間,只要壞死尚未發(fā)生,而病因被消除,則組織,細(xì)胞的損傷仍可能恢復(fù)(可復(fù)期).但一旦組織,細(xì)胞的損傷嚴(yán)重,代謝紊亂,出現(xiàn)一系列壞死的形態(tài)學(xué)改變時(shí),則損傷不再能恢復(fù)(不可復(fù)期).
在個(gè)別情況下,由于致病因子極為強(qiáng)烈,壞死可迅速發(fā)生,有時(shí)甚至無明顯的形態(tài)學(xué)改變。例如將生活中的組織,細(xì)胞立即投入甲醛溶液中固定時(shí),細(xì)胞迅即死亡,但形態(tài)上則保持完好。故單純從形態(tài)上有時(shí)難以判斷細(xì)胞是否死亡.
由于損傷因子的性質(zhì)不同,引起細(xì)胞死亡的途徑也各異:X線引起DNA螺旋的斷裂,導(dǎo)致細(xì)胞核信息中心的損害;CCl4通過過氧化物阻斷核蛋白合成的翻譯過程;缺血阻斷線粒體的呼吸鏈;維生素A中毒使溶酶體酶外逸。因而,根據(jù)不同的損傷類型,某種細(xì)胞器的病變乃居于主要地位. (一)壞死的病變
細(xì)胞壞死過程中的可復(fù)性改變與不可復(fù)性改變之間并無截然的界限,只有在損傷的后期,當(dāng)出現(xiàn)明顯的形態(tài)學(xué)改變時(shí),才能在電子顯微鏡下判斷細(xì)胞已經(jīng)死亡。而在光學(xué)顯微鏡下,通常要在細(xì)胞死亡后若干小時(shí)之后,當(dāng)自溶性改變相當(dāng)明顯時(shí)才能加以辨別. 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:核濃縮,核碎裂,核溶解。在DNA酶的作用下,染色質(zhì)的DNA分解,核乃失去對(duì)堿性染料的親和力,因而染色質(zhì)變淡,甚至只能見到核的輪廓。往后染色質(zhì)中殘余的蛋白質(zhì)被溶蛋白酶所溶解,核便完全消失。這一狀態(tài)約經(jīng)10小時(shí)才能達(dá)到.
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)展過程的快慢而有所不同。損傷因子的作用較弱,病變經(jīng)過緩慢時(shí)(如缺血栓梗死),上述核的改變可順序發(fā)生,即先出現(xiàn)核濃縮,然后碎裂,最后核溶解;但如損傷因子作用強(qiáng)烈,經(jīng)過急劇(如中毒),則往往先發(fā)生染色質(zhì)邊集,隨即進(jìn)入核碎裂,甚或可從正常核迅即發(fā)生核溶解.
2.細(xì)胞漿的改變
壞死細(xì)胞的胞漿紅染(即嗜酸性),這是由于胞漿嗜堿性物質(zhì)核蛋白體減少或喪失,使胞漿與堿性染料蘇木素的結(jié)合減少而與酸性染料伊紅的結(jié)合力增高的緣故。同時(shí)由于胞漿結(jié)構(gòu)崩解,致胞漿呈顆粒狀。有時(shí)由于實(shí)質(zhì)細(xì)胞壞死后,整個(gè)細(xì)胞迅速溶解,吸收而消失(溶解性壞死). 有時(shí)單個(gè)實(shí)質(zhì)細(xì)胞(如肝細(xì)胞)壞死后,胞漿內(nèi)水分逐漸喪失,核濃縮而后消失, 胞體固縮,胞漿呈強(qiáng)酸性染色(紅染),形成所謂嗜酸性小體,稱為嗜酸性壞死或固縮壞死. 3.間質(zhì)的改變
實(shí)質(zhì)細(xì)胞壞死后一段時(shí)間內(nèi),間質(zhì)常無改變。以后在各種溶解酶的作用下,基質(zhì)崩解,膠原纖維腫脹并崩解斷裂或液化。于是壞死的細(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).
上述壞死的形態(tài)學(xué)改變通常要在組織,細(xì)胞死亡后相當(dāng)時(shí)間(數(shù)小時(shí)至10小時(shí)以上)才出現(xiàn)。在壞死的早期階段,不僅肉眼觀難以鑒別,甚至在電子顯微鏡下也不能確定該組織,細(xì)胞是否死亡。臨床上將這種已失去生活能力的組織稱為失活組織。這種組織已不能復(fù)活,但卻是細(xì)菌生長繁殖的良好基地。為防止感染,促進(jìn)愈合,在治療中常需將其清除.
(二)壞死的類型
1.局灶性胞漿壞死
并非任何致死性的細(xì)胞損傷均必然導(dǎo)致整個(gè)細(xì)胞的壞死。有時(shí)壞死僅局限于細(xì)胞的某一部位,稱為局灶性胞漿壞死。這種壞死區(qū)由界膜加以包裹,從而與周圍健康胞漿相隔離。這樣,各種水解酶就可經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)入其中,將壞死結(jié)構(gòu)加以溶解消化,而不致?lián)p傷細(xì)胞的其余部分.
2.凝固性壞死
壞死組織由于失水變干,蛋白質(zhì)凝固而變成灰白或黃白色比較堅(jiān)實(shí)的凝固體,故稱凝固性壞死(coagulation necrosis).特點(diǎn)是壞死組織的水分減少,而結(jié)構(gòu)輪廓?jiǎng)t依然較長時(shí)間地保存.
凝固性壞死的發(fā)生機(jī)制仍不甚清楚.Weigert認(rèn)為是胞漿凝固的結(jié)果,因?yàn)槿苊阁w酶在此不起重要作用,可能是因?yàn)榻M織所含溶酶體較少,或是溶酶體酶在某種程序上也受到了損傷的緣故. 但在細(xì)胞僵死以前,在生體顯微鏡下可見到胞漿內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程加強(qiáng),表現(xiàn)為線粒體的一陣陣移位,細(xì)胞膜的波浪狀活動(dòng)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的偽足樣突起形成,以及細(xì)胞核的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。細(xì)胞的這種臨終期運(yùn)動(dòng)與細(xì)胞有絲分裂開始時(shí)的運(yùn)動(dòng)相同。因此可以說細(xì)胞的死亡與新生的過程是相似的. 凝固性壞死的形態(tài)學(xué):凝固性壞死灶在開始階段,由于周圍組織液的進(jìn)入而明顯腫脹,透明度降低,組織紋理變模糊。爾后組織的堅(jiān)度逐漸增加,狀如煮熟,呈土黃色。這些改變最早要在細(xì)胞死亡開始后6~8小時(shí)以后才能見到。壞死灶的周圍形成一暗紅色緣(出血邊帶)與健康組織分界.
鏡下,在較早期可見壞死組織的細(xì)胞結(jié)構(gòu)消失,但組織結(jié)構(gòu)的輪廓依然保存。例如腎的貧血性梗死初期,雖然細(xì)胞已呈壞死改變,但腎小球,腎小管以及血管等的輪廓仍可辨認(rèn)。脾的貧血性梗死也是如此. 凋亡(凋落) ( apoptosis)
凋亡大多為細(xì)胞的生理性死亡,乃細(xì)胞衰老過程中各個(gè)細(xì)胞功能逐漸息滅的結(jié)果。這種細(xì)胞死亡通常僅表現(xiàn)為單個(gè)細(xì)胞壞死或小灶狀壞死,而從不見整個(gè)實(shí)質(zhì)區(qū)細(xì)胞同時(shí)壞死,故可與樹葉的枯萎凋謝過程(apoptosis,凋落)相比擬.
凋亡的發(fā)生機(jī)制與上述凝固性或液化性壞死均不同,而是由細(xì)胞的遺傳素質(zhì)而決定的。根據(jù)遺傳素質(zhì),各種細(xì)胞損傷性刺激可改變遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和(或)翻譯,形成死亡蛋白,后者能激活核酸內(nèi)切酶,引起核染色質(zhì)的凝集,標(biāo)志著凋亡的開始,不可復(fù)性的胞漿損害繼之發(fā)生. 凋亡見于許多生理和病理過程中,為各種更替性組織中細(xì)胞衰亡更新的表現(xiàn),也可見于照射及應(yīng)用細(xì)胞抑制劑之后和數(shù)目性萎縮時(shí)。腫瘤細(xì)胞也能自發(fā)地發(fā)生凋亡.
凋亡的最初形態(tài)表現(xiàn)為染色質(zhì)沿皺縮的核膜下凝聚,細(xì)胞連接松解,微絨毛及細(xì)胞突起消失;細(xì)胞表面有一些泡狀胞漿膨隆,可脫落形成凋落小體,后者被周圍健康細(xì)胞所吞噬(例如肝細(xì)胞內(nèi)的Councilman小體);繼而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)池?cái)U(kuò)大,斷裂,線粒體結(jié)構(gòu)雖仍完好,但基質(zhì)呈絮狀致密化.