《病理学》第七版1细胞和组织的适应与损伤111第一章 细胞和组织的适应与损伤 正常细胞和组织可以对体内外环境变化等刺激，做出不同的形态、功能和代谢的反应性调整在生理负荷过多或过少时或遇到轻度持续的病理性刺激时，细胞、组织和器官可表现为适应性变化若上述刺激超过了细胞、组织和器官的耐受与适应能力，则会出现形态、功能和代谢的损伤性变化细胞的轻度损伤大部分是可逆的，但严重者可导致细胞死亡正常细胞、适应细胞、可逆性损伤细胞和不可逆性损伤细胞在形态学上是一个连续变化的过程(图1—1)，在一定条件下可相互转化，其间界限有时不甚清楚一种具体的刺激引起的是适应还是可逆性损伤或不可逆性损伤．不仅由刺激的性质和强度决定．还与受累细胞的易感性、分化、血液供应、营养及以往的状态有关适应性变化与损伤性变化是大多数疾病发生发展过程中的基础性病理变化正常细胞 不可逆》斌饬红胞鳓可逆性损笱轴胞譬：：．‘-≥：≥．、≮-0，’／-图1—1正常细胞、适应细胞、可过性损伤细胞和不可逆性损伤细胞间的关系 本模式图以心肌为倒，适应以细胞肥大为代表， 可逆性损伤以细胞水肿为代表，不可逆性损伤以坏死为代表第一节 细胞和组织的适应 细胞和由其构成的组织、器官，对于内、外环境中各种有害因子和刺激作用而产生的非损伤性宜笞反应，称为适应(adaptation)。
适应在形态学上一般表现为萎缩、肥大、增生相化生，涉及细胞数目、细胞体积或细胞分化的改变适应性反应的机制，包括细杞特殊的受体功能向上或向下调节，细胞或者是合成新的蛋白质，或由合成一种簧白质向合成另一种蛋白质转换或某种原有蛋白质产生过多因此，细胞和组织的适应性反应能够发生在以下任何一个环节，如基因表达及其调控，与受体结合的信号转导．蛋白质的转录、运送和输出等适应实质上是细胞生长和分化受到调整的结织，引起肾萎缩(图1—2) 3．失用性萎缩可因器官组织长期工作负荷减少和功能代谓}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 4．去神经性萎缩 因运费神经元或轴突损害引起的效应器萎缩如肮或脊髓神经损伤所致的肌肉萎缩 5．内分泌性萎缩 土于内分泌腺功能下降引起靶器官细胞菱缩，如下丘脑一腺垂体缺血坏死，可引起促‘孑上腺皮质激素释放减少，导致肾上腺皮负蔫缩 此!，l、0胞老化、细胞凋亡和慢性炎症等也是细胞、组织和器官萎缩的常见原因 ’临床上，某种萎缩可由多种因素所致如·一沂后肌肉的萎缩，就可能是神经性、营养性、失用性，甚至是压迫性(在用石膏融Z过紧时)等诸因素共同作用的结果；而心、脑等的老年性萎缩，则兼有生理性萎缩香i病理性萎缩性质。
萎缩的细胞、组织、器官体职减小，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细胞器残体萎缩细胞蛋白质自盛减少，分解增加，细胞器大量退化萎缩的细胞和组织、器官功能大多下降，并通过减!》细胞体积与降低血供，使之在营养、激素、生长因子的刺激及神经递质的调节之目达成了新的平衡去除病因后，轻度病理性萎缩的细胞有可能恢复常态但持续性萎缩的细胞最终可死亡二、肥大 由亍功能增加，合成代谢旺盛，使细胞、组织或器官体积增大，称为肥大(hypertro一汕y)组织和器官的肥大通常是由于实质细胞体积的增大所致，但也可伴有实质细胞数量的增加在性质上，肥大可分为生理性肥大或病理性肥大两种；在原因上，则可分为代偿性肥大和内分泌性肥大等类型肥大若因相应器官和组织功能负荷过重所致，称为代偿性 组织或器官内实质细胞数目增多，称为增生(}wperplasia)，常导致组织或器官的体积^’大增生是细胞有丝分裂活跃的结果，也与细胞凋亡受到抑制有关，通常受到增殖基因、凋亡基因、激素和各种肽类生长因子及其受体的精细调控 增生根据其性质．亦可分为生理性增生和病理性增生两种。
生理性增生包括：①代偿性增生(compensatorv byT、e，pjfl．|ia)，如部分肝脏被切除后残存肝细胞的增生；②激素性增生(hotTnonal hypel-plasi~j，如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 病理性增生毋常见的原因是激素过多或生长因子过多如雌激素绝对或相对增加，会引起子宫内膜嫉体增生过长由此导致功能性子宫出血在组织损伤后的创伤愈合过程中．成纤§毒细胞和毛细血管内皮细胞，因受到损伤处增多的生长因子的刺激而发生增生，以修复曼：飒伤的组织慢性炎症或长期暴露于理化因素，也常引起组织细胞，特别是皮肤和某唑赃器被覆细胞的增生 细胞增生可为弥漫性或局限性，分别表现为增生组织、器官的均匀弥漫性增大，或者在组织器官中形成单发或多发增生性结节大部分病理性(如炎症时)细胞增生，通常会 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，称为化生(metaplasia)．通常只出现在分裂增殖能力较活跃的细胞类型中化生并不是由原来的成熟细胞直接转变所致，而是该处具有分裂增殖和多向分化能力的幼稚末分化细胞、储备细胞或干细胞横向分化(trarts—differentiation)的结果，是环境因素引起细胞某些基因活化或受到抑制而重新编程表达的产物，是组织细胞成分成熟和生长调节紊乱的形态学表现。
化生有多种类型．通常发生在同源性细胞之间，即上皮细胞之间或间叶细胞之间，一般是由特异性较低的细胞类型来取代特异性较高的细胞类型上皮组织的化生在原因消除后或可恢复．但间叶组织的化生则大多不可逆 1．上皮组织的化生 被覆上皮组织的化生以鳞状上皮化生最为眷见(图1—5)如吸炯者支气管假复层纤毛柱礼、上t，易发生鳞状上皮化生(简称鳞化)腺一L 1支组织的化生也较常见慢性胃炎时，胃黍i胺上皮转变为含有潘氏细胞或杯状细胞的小肠直：大肠上皮组织，称为肠上皮化生(简称肜“)；胃窦胃体部腺体由幽门腺所取代，则称：勺偶盈门腺化生慢性返流性食道炎时．食道下段鳞状上皮也可化生为胃型或肠型柱状上皮、 I，．间叶组织的化生 间叶组织中幼稚的成纤±．；?11胞在损伤后，可转变为成骨细胞或成软骨细胞称为骨或软骨化生 化生的生物学意义利弊兼确硼奶呼吸道黏膜柱状上皮鳞状上皮化生后，可强化局部抵御外界刺激的能力．但因鳞状上皮表面不具有柱状上皮的纤毛结构．故而减弱了黏膜自净能力此外．如果引起化生的因素持续存在，则可能引起细胞恶变例如，支气管鳞状上皮化生和胃黏膜肠上廖i匕生，分别与肺鳞状细胞癌和胃腺癌的发生有一定关系。
就这个意义而言．某些化隹．是与多步骤肿瘤细胞演进相关的癌前病变 当机体内外环境改变超过组织和细胞的适应能力后．可引起受损细胞和细胞间质发生物质代谢、组织化学、超微结构乃至光镜和肉眼可见的异常变化，称为损伤(m—jury)损伤的方式和结果，不仅取决于引起损伤因素的性质、持续时间和强度，也取决于受损细胞昀种类、所处状态、适应性和遗传性等 凡能引起疾病发生的原因，大致也是引起细胞组织损伤的原冈可分为生物性、理化性、营养性等外界致病因素，免疫、神经内分泌、遗传变异、先天性、年龄性别等机体内部因素，以及社会、心理、精神、行为和医源性等社会心理冈素等若干大类细胞损伤的发生机制．主要体现在细胞膜的破坏，活性氧类物质和胞质内游离钙的增多，缺氧、化学毒害和遗传物质变异等几方面，它们互相作用或是互为因果，导致细胞损伤的发生与发展 (一)细胞膜的破坏 机械力的直接作用、酶性溶解、缺氧、活性氧类物质、细菌毒素、补体成分、离子泵和通道的化学损伤等，都可破坏细胞膜结构的完整性和通透性，影响细胞膜的信息和物质交换、免疫应答、细胞分裂与分化等功能早期选择性膜通透性的丧失，最终导致明显的细胞膜损伤细胞膜损伤的重要机制，涉及自由基的形成和继发的脂质过氧化反应，从而导致进行性膜磷脂减少，磷脂降解产物堆积，膜内泵及钙凋磷脂酶激活。
细胞膜与细胞骨架分离．也使细胞膜易受拉力损害细胞膜破坏常常是细胞损伤特别是细胞早期不可逆性损伤的关键环节 (二)活性氧类物质的损伤 活性氧类物质(activated oxygerl species，Aos)，又称反应性氧类物质，伊拈_々上于自由基状态的氧(如超氧自由基o：’、羟自由基·oH)，以及不属于自由基的也氧’{二氢Hzoz等自由基(free radic：als)是原子最外层偶数电子失去一个电子后形成f勺杰；团，具有强氧化活性．可被含铜酶激活Aos可以是细胞正常代谢的产物，也可内外源性因素产生，极易与周围分子反应，释放出能量，引起细胞损伤细胞内同时f‘I土生成Aos的体系和拮抗其生成的抗氧化剂体系正常小量生成的Aos，会被超氧i【，物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶及维生素E等细胞内外抗氧化剂泸陈在缺氧缺血、细胞吞噬、化学性放射性损伤、炎症以及老化等的氧化还原过程中，AGs生成增多，脂质、蛋白质和I)NA过氧化通过改变邻近分子构型，引起膜相结枉，”质双层稳定性下降，DNA单链破坏与断裂．促进含硫蛋白质相互交联，并可直接黾致多肽破裂成碎片Aos的强氧化作用是细胞损伤的基本环节(图1—6)。
(三)细胞质内高游离钙的损伤 磷脂、蛋白质、ATP和I)NA等，会谈胞质内磷脂酶、蛋白酶、ATP酶和核酸酶等降解．此过程需要游离钙的活化正冀时，细胞内游离钙与细胞内钙转运蛋白结合，贮存于内质网、线粒体等处钙库内，胞胚处于低游离钙状态细胞膜ATP钙泵和钙离子通道，参与胞质内低游离钙浓度的凋节．．细胞缺氧、中毒时，ATP减少，Na’／ca’交换蛋白直接或间接被激活，胞质内溺高钙继发增多，促进上述酶类活化而损伤细胞细胞内钙浓度，往往与细胞结构特别是线粒1怔的功能损伤程度呈正相关大量钙流人导致的细胞内高游离钙(胞质钙超载)，是许多因素损伤细胞的终末环节，并且是细胞死亡最终生物化学和形态学变化的潜在介导者 (四)缺血移氧的损伤 局部细胞组织的动脉m液供应不足，称为缺』nl(iscllelTlia)缺血可引起营养物质和氧供应障碍，前者称为营养不良，后者称为缺氧缺氧(hypoxia)是指细胞不能获得足够的氧或尾氧利用障碍按其原因可分为：①低张性缺氧，空气中氧分压低或气道外呼吸障碍：e参m液性缺氧，ⅡfL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 所有有害因素都是首先在分子水平发挥其作用。
能够辨别m细胞适应、可逆性损伤或不可逆性损伤的形态学变化的时间长短，取决于细胞病变的性质和观察方法的敏感度但总的来说，受影响的细胞先呈现生化代谢变化，继而出现组织化学和超微结构夏化(例如缺血后数分钟至数十分钟)，然后再出现光镜下和肉眼可见的形态学变化：．列，．?缺m后数小时至数日)较轻度的损伤在刺激消除后大多恢复正常，通常称为可?也’卜损伤严重的细胞损伤是不可逆的，直接或最终导致细胞死亡 (一)可逆性损伤 细胞可逆性损伤(revei~ible iroury)，旧称变性(degener“01．、，是指细胞或细胞间质受损伤后．由于代谢障碍，使细胞内。