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1、第二章 细胞、组织的适应、损伤与修复第一节 适 应细胞和组织在环境变化和各种刺激因子作用下，发生相应的代谢、功能和形态改变，得以存活的过程称为适应（adaptation）。适应在形态学上表现为萎缩、肥大、增生和化生。机体通过自身调节机制对刺激做出应答反应，调整或改变自身的代谢、功能和结构，以适应环境条件的改变,抵御刺激因子的损害,从而维护细胞、组织、器官乃至于整个机体的生存。一、萎 缩发育正常的实质细胞、组织和器官的体积缩小称为萎缩（atrophy）。通常由于萎缩的组织和器官的实质细胞体积缩小或伴有细胞数目减少所致。（一）分类萎缩有生理性萎缩和病理性萎缩两种。生理性萎缩与机体生长发育的不同时期
2、有关，如青春期胸腺的萎缩、更年期性腺的萎缩等。病理性萎缩按其原因可分为以下类型。1营养不良性萎缩 包括全身性萎缩和局部性萎缩。前者见于长期饥饿、慢性消耗性疾病等引起。后者常见于局部缺血，如脑动脉粥样硬化时的脑萎缩。萎缩一般首先发生于脂肪组织，其次为肌肉、脾、肝的萎缩，心、脑的萎缩一般最后发生。2压迫性萎缩 因组织与器官长期受压而产生，如尿路梗阻时，因肾盂长期积水引起的肾实质萎缩。3废用性萎缩 因组织和器官长期功能和代谢下降所致，如骨折长期固定后，患侧肌肉的萎缩。4内分泌性萎缩 由于内分泌腺功能下降引起的靶器官萎缩。如因腺垂体肿瘤或缺血坏死等引发的肾上腺、甲状腺及性腺的萎缩。5神经性萎缩 因运动
3、神经元或轴突损伤引起的效应器萎缩，如脊髓灰质炎患者因脊髓前角运动神经元损伤导致所支配的肢体肌肉萎缩。此外，细胞老化和细胞凋亡也是细胞、组织和器官萎缩的常见原因。（二）病理变化肉眼观：萎缩的组织、器官体积缩小，重量减轻，颜色变深，质地变硬。如心脏萎缩时，除有上述表现外，还可见心壁变薄、心尖变锐、冠状动脉迂曲（图2-1）。脑萎缩时，脑组织重量减轻、体积缩小、脑沟变深、脑回变窄。镜下观：萎缩器官的实质细胞体积变小和/或细胞数目减少，胞质内细胞器大量退化，可见大量未能被彻底消化的富含磷脂的细胞器残体（脂褐素）积聚，常见于心肌、肝细胞和神经节细胞核的两端（图2-2）。（三）影响和结局轻度萎缩，原因消除后
4、萎缩的细胞可恢复正常；持续性萎缩的细胞则逐渐消失，间质成纤维细胞和脂肪细胞可增生，甚至造成器官和组织的体积增大，此时称为假性肥大。二、肥 大细胞、组织和器官的体积增大称肥大（hypertrophy）。肥大的组织、器官常伴有细胞数量的增多，所以肥大常与增生并存，但是再生能力弱的组织细胞仅表现为细胞体积增大。生理情况与病理情况下都可发生肥大。肥大可分为代偿性肥大与内分泌性肥大两类。1代偿性肥大 多由器官和组织工作负荷增加而引起，具有功能代偿作用。如经锻炼的骨骼肌肥大；高血压病时引起的左心室心肌肥大。2内分泌性肥大 由激素引发的肥大称内分泌性肥大。如哺乳期的乳腺肥大、妊娠期的子宫平滑肌肥大。肥大的细
5、胞内细胞器和DNA的含量均有增加，功能增强。但肥大的细胞其功能代偿是有限度的，一旦超出代偿限度，肥大的组织器官最终出现功能衰竭而发生失代偿。三、增 生由实质细胞数量增多而致的组织、器官体积增大称为增生（hyperplasia）。生理和病理情况下都可发生增生。常见的类型有：1内分泌性增生 如雌激素过多时的子宫内膜过度增生、乳腺增生。2代偿性增生 功能代偿也可引发增生，且常伴随代偿性肥大，如低血钙引发的甲状旁腺增生。3再生性增生 这是一类因组织损伤而进行的再生,属修复损伤的一种反应性增生。如肾小管上皮细胞、肝细胞受损后的再生。增生是细胞有丝分裂活跃的结果，也与细胞凋亡受抑制有关，通常受增殖基因、凋
6、亡基因、激素和生长因子的精细调控。增生与肥大的原因十分相似，故二者常相伴出现。弥漫性细胞增生可致器官增大，局限性细胞增生可致结节形成。增生通常具有可复性，当原因消除后可恢复。但是过度增生的细胞有可能演变为肿瘤性增生。四、化 生一种分化成熟的组织转化为另一种分化成熟的组织的过程称为化生（metaplasia）。化生并非由巳分化成熟的细胞直接转变为另一种细胞，而是由具有分裂增生和多向分化能力的细胞或干细胞横向分化的结果。化生与某些基因活化或重新编程表达有关。化生常发生于同源细胞之间，即上皮细胞之间或间叶细胞之间。上皮组织的化生：最常见为鳞状上皮化生(简称鳞化)，如慢性支气管炎或支气管扩张时，支气管
7、的假复层纤毛柱状上皮转变为鳞状上皮；慢性胆囊炎及胆石症时胆囊黏膜上皮的鳞化；慢性子宫颈炎时宫颈管柱状上皮的鳞化等（图2-3）。慢性萎缩性胃炎时，部分胃黏膜上皮可转变为肠型黏膜上皮称为肠上皮化生。间叶组织成分之间的化生：间叶细胞有多向分化功能，如成纤维细胞在一定条件下可转化为透明软骨细胞；在骨化性肌炎时，肌肉组织内可形成骨组织。 化生对机体利害兼而有之，一方面适应了内外环境的改变，具有保护作用；另一方面化生往往丧失了原有组织的结构和功能，有的甚至还可发展成为肿瘤。如呼吸道黏膜的柱状上皮发生鳞状上皮化生后，可增强局部防御能力。但鳞状上皮不具有纤毛结构，故减弱了局部自净能力。如引起化生的因素持续存在
8、，则可能发生癌变，如支气管鳞化后可发生鳞状细胞癌，胃黏膜的肠上皮化生可发生胃腺癌。第二节 细胞和组织的损伤细胞和组织受到不能耐受的有害因子作用后，可引起细胞、组织的功能代谢障碍及形态结构上的变化，这种变化称为损伤（injury）。损伤的程度与造成损伤的因子类型、作用的强度、持续的时间以及受损细胞或组织的耐受性有关。一、损伤的原因和发生机制（一）损伤的原因引起细胞和组织损伤的原因很多，可分为外界致病因素和机体内部致病因素两大类。外界致病因素包括生物性、理化性和营养性因素等；机体内部致病因素包括免疫、神经内分泌、遗传变异、先天性、年龄、性别、社会、心理、精神因素以及医源性因素等几个方面。这些因素可
9、相互作用，导致损伤的发生和发展。（二）损伤的发生机制1细胞膜的破坏 是细胞损伤的关键环节。细胞膜是细胞与周围环境之间物质交换、信息沟通等重要功能活动的场所。各种损伤的原因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，造成细胞损伤。2缺氧的损伤 缺氧（hypoxia）是指活细胞缺乏足够的氧或氧的利用障碍，是引起细胞损伤最重要和最常见的原因之一。细胞缺氧可致线粒体氧化磷酸化受抑制，ATP生成减少，细胞膜钠-钾泵、钙泵功能下降，胞质内蛋白质和脂肪代谢障碍；无氧糖酵解的增强，可造成细胞发生酸中毒，溶酶体酶破裂，并导致DNA受损；缺氧可使活性氧类物质增多
10、。在某些情况下，缺血后血流的恢复会引起存活组织的过氧化，反而加剧组织的损伤，称为缺血-再灌注损伤。3活性氧类物质的损伤 活性氧类物质（activated oxygen species, AOS，包括氧自由基、羟自由和过氧化氢）的强氧化作用是细胞损伤的基本环节。少量生成的AOS可被细胞内存在的抗氧化剂（如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、维生素E等）所清除。在缺血、缺氧、细胞吞噬、化学性和放射性损伤、炎症以及老化等氧化还原的过程中，AOS生成增加，脂质、蛋白质和DNA过氧化，可引起双层脂质膜的稳定性下降，DNA单链破坏和断裂，促进含硫蛋白质相互交联，并可直接导致多肽链断裂，从而导致细胞的损伤。
11、4细胞质内高游离钙的损伤 是许多因素损伤细胞的终末环节。细胞缺氧、中毒时，ATP减少，导致细胞质内游离钙浓度升高，继而促进胞质内磷脂酶、蛋白酶、ATP酶和核酸酶的活化，从而降解细胞内磷脂、蛋白质、ATP、DNA等，使细胞受损。5化学性损伤 许多化学物质包括药物都能与细胞和组织发生化学反应，从而造成损害。化学性损伤的途径有：化学物本身具有直接细胞毒作用。如汞可与细胞膜内含巯基蛋白结合,损害ATP酶依赖性膜转运功能；氰化物能迅速封闭线粒体的细胞色素氧化酶系统而导致猝死。代谢产物对靶细胞的细胞毒作用。肝、肾、骨髓、心肌常是毒性代谢产物的作用靶器官。诱发超敏反应等免疫损伤。如青霉素诱发型超敏反应。诱发
12、DNA损伤。6遗传变异 化学物质和药物、病毒、射线等均可损伤核内的DNA，诱发基因突变和染色体畸变，使细胞发生遗传变异（genetic variation）。二、形态学变化细胞受损后的病理改变依次表现为：先期为代谢性变化，随后出现组织化学和超微结构变化，数小时后出现光镜和肉眼可见的形态学变化。这些变化较轻时，在去除病因后细胞可恢复正常，称为可逆行损伤或亚致死性损伤。重者则可引起不可逆性损伤，或称致死性损伤。（一）变性变性（degeneration） 是指由于代谢障碍导致细胞或细胞间质内出现异常物质，或原有正常物质数量异常增加称为变性。是细胞或细胞间质受损伤后而发生的一系列常见的形态学改变，常伴
13、有组织器官的功能降低。1细胞水肿 细胞水肿（cellular swelling）是指细胞质内的钠、水增多，是细胞损伤中最为常见的较早期的轻度损伤，常发生于早期病变，好发于肝、心、肾等实质细胞的胞质。（1）原因：缺血、缺氧、感染、中毒等因素的影响，使线粒体受损，ATP酶生成减少，导致细胞的能量供应不足，细胞膜上的钠泵功能障碍，或细胞膜直接受损，细胞内钠、水增多。（2）病理变化：肉眼观病变组织、器官体积增大，包膜紧张，重量增加，颜色变淡或混浊，缺乏光泽，故称为混浊肿胀。光镜下：弥漫性细胞肿胀，胞质淡染、胞浆内出现红染细颗粒状物（为肿胀的线粒体和内质网），常称为颗粒变性。严重者细胞体积增大，胞质清亮
14、，称为水样变性（hydropic degeneration）。肝细胞轻度水肿时称为胞浆疏松化，严重者称为气球样变（ballooning change）（图2-4）。（3）结局：去除病因后,水肿的细胞可恢复正常。但较重的细胞水肿可导致细胞功能降低。严重的细胞水肿，可逐渐发展成为细胞坏死。2脂肪变性（fatty change） 是指非脂肪细胞的胞质内出现明显脂滴。因脂类代谢在肝细胞中进行，故肝脂肪变性最为常见，亦可见于心肌细胞和肾小管上皮细胞。脂肪变性常见的原因有营养障碍、感染、中毒、缺氧、糖尿病、肥胖等。（1）病理变化：肉眼观，中、重度脂肪变性器官体积增大，边缘变钝，颜色淡黄，质地较软，切面有油
15、腻感（图2-5）。光镜下：脂肪变性的细胞内可见大小不等的脂肪空泡，大者可充满整个细胞而将细胞核挤到一侧，形似脂肪细胞。在石蜡切片中，因脂肪被制片时的有机溶剂溶解呈空泡状。冰冻切片用苏丹染色显示脂肪为橘红色的圆形小滴（图2-6）。轻度肝脂肪变是可复性损伤。重度的肝脂肪变性可导致肝细胞坏死，并可继发肝硬化。心肌脂肪变性常出现在严重贫血、缺氧或中毒时，常累及左心室。脂肪变性区域为黄色条纹与未发生脂肪变性的暗红色心肌呈间隔出现，状似虎皮的斑纹，故又称之为“虎斑心”。 （2）肝脂肪变性机制： 肝细胞内脂肪酸增加：高脂饮食或脂肪组织大量分解（营养不良、糖尿病人对糖利用障碍时），可致血中脂肪酸增加，若超过肝
16、细胞氧化利用和合成脂蛋白能力时，中性脂肪便在肝内沉积；脂肪酸氧化障碍：缺氧、中毒使线粒体受损，氧化障碍，ATP减少，进入肝的脂肪酸不能充分氧化而在肝细胞内沉积；脂蛋白和载脂蛋白合成障碍：缺氧、营养不良、肝毒物（CCl4、酒精等）使脂蛋白和载脂蛋白合成障碍，不能将脂肪运出肝，肝细胞内脂肪沉积；甘油三酯合成过多：如长期饮酒，影响线粒体和内质网功能，使-磷酸甘油增多而促进甘油三酯合成。3玻璃样变（hyaline change） 指纤维结缔组织间质、细动脉壁或细胞内在HE切片中呈现均质、红染、半透明的蛋白质蓄积，又称透明变。（1）纤维结缔组织玻璃样变：是胶原纤维老化的表现，常见于瘢痕组织、纤维化的肾小球和动脉粥样硬化的纤维
