Некроз (от греч. necros — мертвый) — омертвение, гибель клеток и тканей в живом организме; при этом жизнедеятельность их полностью прекращается. Апоптоз, совершающийся по определенной генетической программе, имеющий особую биохимическую и морфологическую сущность, а также клиническое значение
Некротический процесс проходит ряд морфогенетических стадий: паранекроз — подобные некротическим, но обратимые изменения; некробиоз — необратимые дистрофические изменения, характеризующиеся преобладанием катаболических реакций над анаболическими; смерть клетки, время которой установить трудно; аутолиз — разложение мертвого субстрата под действием гидролитических ферментов погибших клеток и клеток воспалительного инфильтрата.
Это миокард, в котором клетки умирают. Ядра миокардиальных волокон теряются. Цитоплазма теряет ее структуру, отсут - ствует как поперечная, так и продольная исчерчен - ность.
Ядро (Я) уменьшено в размерах, кариоплазма вы - сокой электронной плот - ности, ядрышко не диффе - ренцируется. В цитоплазме много вакуолей (В), мито - хондрии (М) гомогенизиро - ваны, пластинчатый комп - лекс – аппарат Гольджи (АГ) уменьшен в размерах. ЭР – эндоплазматический ретикулум.
Вымывание кариоплазмы из ядра (Я), деструкция ультраструктур цитоплазмы.
Маргинальная агрегация хроматина
Распад гранулярных компонентов кариоплазмы.
Набухание митохондрий, просветление матрикса и распад гребешков.
Уменьшение числа прикрепленных и свободных рибосом.
Агрегация гранул, просветление матрикса лизосом.
Исчезновение гранул гликогена
Выделяют пять видов некроза, руководствуясь этиологическими факторами: травматический, токсический, трофоневротический, аллергический сосудистый.
Этиологические факторы могут оказывать как непосредственное действие на ткань, так и опосредованное - через сосудистую, нервную и иммунную системы. По механизму действия этиологического фактора некроз может быть прямым и непрямым. Прямой некроз бывает травматическим и токсическим, непрямой - трофоневротическим, аллергическим и сосудистым.
Из всего многообразия патогенетических путей некроза, вероятно, можно выделить пять наиболее значимых: 1) связывание клеточных белков с убихиноном; 2) дефицит АТФ; 3) генерация активных форм кислорода (АФК); 4) нарушения кальциевого гомеостаза; 5) потеря селективной проницаемости клеточных мембран.
может быть местной и системной. Развитие некроза, как правило, сопровождается возникновением местной реакции демаркационного острого воспаления, возникновение которого связывается с выделением некротизированной тканью провоспалительных субстанций. Природа этих веществ пока недостаточно изучена. Однако имеются указания на генерацию погибающими клетками лейкотриенов - мощных медиаторов воспаления, образующихся при перекисном окислении липидов. Кроме того, известно, что компоненты, освобождающиеся при повреждении митохондрий, являются сильными активаторами системы комплемента.
Участок миокарда с лизисом ядер и распадом миоплазмы (а), зона полнокровия и клеточной инфильтрации (б), сохранившийся миокард (в).
связана с синтезом клетками печени двух белков острой фазы воспаления - С-реактивного белка (СРБ) и плазменного амилоид-ассоциированного белка (ААР). Концентрация СРБ повышается в плазме при различных видах повреждения. СРБ аккумулируется в некротических массах и может активировать комплемент по классическому пути и инициировать развитие демаркационного воспаления. Роль АРР связана с опсонизированием хроматина, который может попадать в кровь из очагов некроза. АРР может стать белком-предшественником при формировании АА-амилоида
коагуляционный некроз; колликвационный некроз; гангрен а ; секвестр; инфаркт.
Казеозный некроз лимфатического узла ( в центре желтого цвета) при туберкулезе.
Казеозный некроз ткани легкого (а) в очаге туберкулезного воспаления, окруженный зоной перифокальной серозной пневмонии (б), пролиферация эпителиоидных клеток на границе с некрозом (в).
Гумма печени. На границе с участком творожистого некроза (а) специфические рубцующиеся грануляции (б) с большим количеством сосудов.
Гангрена ( от греч. gangrania — пожар ) — некроз тканей, соприкасающихся с внешней средой. Ткани имеют черную окраску в результате образования сульфида железа из железа гемоглобина и сероводорода воздуха. Гангрена может развиваться в различных частях тела, легких, кишечнике, матке. Имеется три разновидности гангрены — сухая, влажная и пролежень
Сухая гангрена стопы. Сухая гангрена паль - цев стопы. Это коагу - ляционный некроз в результате аноксичес - кого повреждения.
Влажная гангрена кожи бедра. Это гангрена нижней конечности. В этом случае это "влажная" гангрена в результате присоединения инфекции к коагуляционному некрозу от потери кровоснабжения. Этот пациент имел сахарный диабет.
При сухой гангрене ткани мумифицируются, на границе с сохранной живой тканью четко определяется зона демаркационного воспаления. Встречается в конечностях и на теле при атеросклерозе, отморожениях и ожогах, болезни Рейно и вибрационной болезни при тяжелых инфекциях. Влажная гангрена возникает в тканях при действии гнилостных микроорганизмов. Ткань набухает, становится отечной, издает зловонный запах, демаркационная зона не определяется. Влажная гангрена встречается в легких, кишечнике и матке. У ослабленных корью детей влажная гангрена может развиться на коже щек, промежности и называется номой (от греч. поте — водяной рак). Пролежень является разновидностью гангрены трофоневротического генеза. Возникает в местах наибольшего давления у ослабленных больных, страдающих сердечно-сосудистыми, инфекционными, онкологическими и нервными заболеваниями. Локализуются пролежни обычно на участках тела, подвергающихся у лежачих больных наибольшему давлению.
Секвестр — участок мертвой ткани, который не подвергается аутолизу, не замещается соединительной тканью и свободно располагается среди живых тканей. Секвестры обычно вызывают развитие гнойного воспаления и могут выходить через образующиеся при этом свищевые ходы. Секвестрации чаще подвергается костная ткань, однако секвестры редко могут обнаруживаться и в мягких тканях.
Инфаркт (от лат. infarcire — начинять, набивать) — это сосудистый некроз (ишемический). Причины инфаркта — тромбоз, эмболия, длительный спазм артерий и функциональное перенапряжение органа в условиях гипоксии (недостаточность коллатерального кровообра - щения). Различают инфаркты по форме и цвету. Форма инфаркта зависит от ангиоархитектоники органа и развитости коллатерального кровообращения и может быть клиновидной и неправильной. Клиновидная форма инфаркта характерна для органов с магистральным типом ветвления сосудов и со слабо развитыми коллатералями (селезенка, почка, легкое). Неправильная форма инфаркта наблюдается в органах с рассыпным или смешанным типом ветвления артерий (миокард, головной мозг).
По цвету инфаркт может быть белым (селезенка, головной мозг), белым с геморрагическим венчиком (сердце, почки) и красным (геморрагическим) – ( легкие ). Геморрагический венчик формируется за счет зоны демаркацион - ного воспаления, которая закономерно возникает на границе мертвых и живых тканей. Красный цвет инфаркта обусловлен пропитыванием некротических тканей кровью, как это бывает при инфарктах легкого на фоне хронического венозного полнокровия
Инфаркт селезенки. Белые (ишемические) инфаркты селезенки (показаны стрелками).
Два больших инфаркта (коагуляционный некроз) замечены в этой разрезанной селезенке. Так как этиология коагуляционного некроза является обычно сосудистой, с потерей кровоснабжения, инфаркт происходит в соответствующем кровоснабжению участке. Таким образом, инфаркты часто имеют форму клина, основание которого обращено к капсуле органа.
Инфаркт тонкой кишки. Темный красный инфаркт создает контраст с бледной розовой нормальной кишкой у основания. Некоторые органы типа кишки с соеди - няющимися кровоснабже - ниями, или печень с двой - ным кровоснабжением устойчивы к развитию инфаркта. Эта кишка была ущемлена в грыже, и брыжеечное кровоснабжение было нарушено маленьким отверстием к грыжевому мешочку.
Когда много клеток подвергаются некрозу сразу, тогда появляются макроскопи - ческие изменения. Это пример коагуляционного некроза. Это типичный образец ишемии и инфаркта (нарушение крово - снабжения и связанного с ним кислородного голодания тка - ни). Здесь имеющая форму клина бледная область коагу - ляционного некроза (инфарк - та) в почечной коре.
Хороший контраст между нормальной надпочечной корой и маленьким бледным инфарктом. Только под капсулой сохранена ткань из-за кровоснабжения от капсульных артериальных ответвлений. Это необычное место для инфаркта, но это хорошо иллюстрирует форму и появление ишемизированного (бледного) инфаркта.
Геморрагический инфаркт легкого. Красные (геморрагические) инфаркты легкого (показаны стрелками).
Инфаркт миокарда. Ишемический инфаркт с геморрагическим венчиком на задней стенке левого желудочка (попечечный срез сердца) – 1. Цифрой 2 обозначен обтурирующий тромб в задней нисходящей ветви коронарной артерии.
Нередко некроз ткани или органа имеет неблагоприятный исход, приводя больного к смерти. Таковы, например, инфаркты миокарда, головного мозга, некроз коркового вещества почек, некроз надпочечников, прогрессирующий некроз печени, панкреонекроз. К неблагоприятным исходам некроза относится также гнойное расплавление, что может быть причиной прогрессирования гнойного воспаления вплоть до генерализации инфекционного процесса и развития сепсиса.
Два абсцесса легкого, имеющиеся здесь - примеры нагноившихся очагов некроза, в которых есть жидкий центр в области повреждения ткани. Один абсцесс расположен в верхней доле и один - в нижней. Такой некроз типичен для органов, в которых ткани имеют много липидов или когда есть абсцесс с большим количеством клеток острого воспаления, которые выделяют протеолитические ферменты.
В печени маленький абсцесс заполнен многочисленными нейтрофилами. Этот абсцесс - пример ограниченного гнойного расплавления очага некроза.
Благоприятные исходы некроза связаны с процессами отграничения и репарации, начинающимися и распространяющимися из зоны демаркационного воспаления. К ним относятся: организация или рубцевание (замещение некротических масс соединительной тканью), инкапсуляция (отграничение некротизированного участка соединительнотканной капсулой), при этом некроти - ческие массы петрифицируются (пропитываются солями кальция) и оссифицируются (образуется кость). На месте колликвационного некроза головного мозга образуется мезоглиальный рубчик (при небольших размерах некроза) или киста.
Вокруг о чаг а некроза в мозге большое число макрофагов справа, которые очищают некротические клеточные массы.
Этот инфаркт в мозгу организуется, что ведет к образованию кист.
Апоптоз — это генетически запрограммированная смерть клеток в живом организме. Некроз и апоптоз — разновидности смерти клеток в живом организме.
Апоптоз - более организованный процесс гибели клетки, при котором погибает одна клетка, нет гибели большого числа клеток. В этом примере клетки печени погибают под воздействием вируса гепатита. Клетки розовые, без ядер.
Это – микрофотоснимок при малом увеличении нормальной простаты. Обратите внимание на массивные амилоидные тельца (стрелка).
Этот микрофотоснимок простатического эпителия показывает клетки c фрагментированными ядрами (стрелки).
Другой микрофотоснимок простатического эпителия демонстрирует клетки с пикнотическими и фрагментированными ядрами (стрелки). Обратите внимание, что цитоплазма конденсирована и гиперэозинофильна.
Еще один микрофотоснимок простатического эпителия демонстрирует клетки с пикнотичными и фрагментированными ядрами (стрелки). Снова обратите внимание на конденсированную и гиперэозинофильную цитоплазму.
Этот микрофотоснимок простатического эпителия демонстрирует на месте иммуногистохимическую технику, которая используется, чтобы выделить фрагментированную ДНК, характеризующую апоптоз ядер (стрелки) в гистологических срезах (т.н. TUNEL метод).
Это микрофотоснимок с более высоким увеличением простатического эпителия с использованием TUNEL- метода. Обратите внимание на апоптотические клетки (коричневые ядра) в эпителии так же как и в тех, которые располагаются свободно.
Физиологические: Факторы роста Экстраклеточный матрикс Лиганд С D40 Нейтральные аминокислоты Цинк Андрогены Эстрогены ИЛ 2,3,4,10 Интерферон- a
Гены вирусов: - Аденовируса - Бакуловируса - Вируса коровьей оспы - Вируса Эпштейна-Барра - Вируса африканской свинной лихорадки - Вируса герпеса
Фармакологические агенты: Ингибиторы кальпаина Ингибиторы цистеиновых протеаз Индукторы опухолей: карболовые эфиры фенобарбитал a - гексохлорциклогексан
Физиологические активаторы: Семейство фактора некроза опухолей Трансформирующий фактор роста b Нейространмиттеры: глутамин, дофамин Устранение ростовых факторов Потеря контактов с матриксом Кальций Глюкокортикоиды ИЛ 1,10 Интерферон g
Агенты, вызывающие повреждение: Температура Вирусная инфекция Бактериальные токсины Онкогены Опухолевые супрессоры Цитотоксические Т-клетки Оксиданты Свободные радикалы Антиметаболиты
Агенты, связанные с лечением каких-либо заболеваний: - Химиопрепараты (метатрексат, винкристин) g - излучение УФ-излучение Токсины: Этанол b - амилоидный пептид
Потеря специализированных структур клеточной поверхности — микро-ворсинок, межклеточных контактов. Клетка приобретает округлую форму и теряет связь с соседними клетками. В отличие от некроза речь идет всегда об изменениях в отдельных клетках.
Размер клеток уменьшается в связи с конденсацией цитоплазматических орга-нелл, изменяется также форма клетки. Часто клетка расщепляется на несколько апоптозных телец, каждое из которых имеет свой фрагмент ядра, ограниченный двухконтурной ядерной мембраной, и индивидуальный набор органелл.
При апоптозе имеется сохранность и интегра-тивность органелл. Митохондрии не набухают, в них не происходит разрыва внутренней мембраны. Характерными для апоптоза являются такие ультраструктурные изменения, как агре-гация рибосом в полукристаллоидные структуры, появление пучков микрофиламентов под цито-леммой, расположенных параллельно мембране. Почти всегда наблюдается кратковременная дилатация гладкого эндоплазматического ретику-лума с формированием пузырей, наполненных жидкостью, которая выводится из клетки.
Наиболее яркое отличие апоптоза от некроза связано с изменениями ядерного хроматина, который конденсируется под кариолеммой в виде полусфер и глыбок. В ядре обнаруживаются осмиофильные тельца, сформированные транс-крипционными комплексами, поступающими из ядрышек. Ядро меняет свою форму, становится изрезанным, фрагментируется, ядерные поры концентрируются только в участках, где отсутствует маргинация хроматина.
Клетка в состоянии апоптоза становится объектом фагоцитоза для соседних паренхиматозных и стромальных клеток и прежде всего для макрофагов. Фагоцитоз происходит настолько быстро, что в условиях in vivo апоптозные клетки сохраняются лишь в течение нескольких минут, что затрудняет их наблюдение.
АПОПТОЗ НЕКРОЗ Морфологические Критерии Уничтожение отдельной клетки Смерть группы клеток Повреждение мембраны, без потери целостности Потеря целостности Клетки уменьшаются, в конечном счете формируя апоптотические тела Набухание клеток и их лизис Без воспалительной реакции Выраженная воспалительная реакция Фагоцитоз близлежащими нормальными клетками и макрофагами Фагоцитоз макрофагами Лизосомы интактны Лизосомальная утечка Превращение хроматина в однородно плотные массы Массивное плохо определяемое скопление хроматина
АПОПТОЗ НЕКРОЗ Биохимические критерии Индуцированный физиологическими стимулами Вызван не физиологическими нарушениями Сильно регулируемый процесс с синтетическим и активирующими шагами Потеря регуляции ионного гомеостаза Требует энергии Не требует энергии Требует макромолекулярного синтеза Не требует синтеза белка или нуклеиновых кислот Транскрипция гена de novo Нет транскрипции гена Не случайная фрагментация ДНК Случайное повреждение ДНК
