МОРФОЛОГИЯ НАРУШЕНИЙ БЕЛКОВОГО, ЛИПИДНОГО И ПИГМЕНТНОГО ОБМЕНОВ. ПАТОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЫЗВЕСТВЛЕНИЕ. ГИАЛИНОВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ
Нормальная клетка выполняет определенное количество функций. Ее структуру и жизнедеятельность определяют генетические программы метаболизма, пролиферации и дифференцировки. В совокупности клетки способны удовлетворять физиологические запросы организма — поддерживать нормальный гомеостаз. Под воздействием разнообразных физиологических или патологических стимулов в клетках может развиться процесс адаптации, в результате которого клетка приспосабливается к новым условиям, достигает нового устойчивого состояния. Однако, если лимиты адаптационного ответа клетки исчерпаны, адаптация затруднена, а стимулы продолжают действовать, наступает повреждение клетки. При незначительной интенсивности неблагоприятного фактора повреждение клетки может быть обратимо, но в последующем возможна ее гибель. Нелетальное повреждение клеток называется дистрофией, оно отражает метаболические нарушения. Этот вид повреждения может проявляться внутриклеточными скоплениями или аккумуляцией ненормальных количеств различных веществ: 1) воды, липидов, белков и углеводов; 2) аномальных веществ, в том числе экзогенных, таких как ионы, продукты нарушенного метаболизма; 3) пигментов. Все они могут накапливаться транзитно или постоянно, быть безвредными или токсичными, локализоваться в цитоплазме (чаще в лизосомах) или в ядре. В классической патологической анатомии к дистрофии относят повреждение, сопровождающееся накоплением или нарушением нормального содержания различных веществ не только в клетках, но также во внеклеточном матриксе, стенках сосудов и строме органов (накопление холестерина при атеросклерозе или гиалиновые изменения стенок сосудов и клапанов сердца при ревматизме). Исходя из преимущественной локализации отложений и проявлений метаболических нарушений могут быть выделены паренхиматозные, стромально-сосудистые и смешанные дистрофии, хотя в настоящее время такой подход к классификации дистрофий и считается устаревшим. Причинами дистрофии могут быть гипоксия, химические агенты, токсические вещества или лекарства, генетические повреждения, дисбаланс питания (неадекватное количество в пище белка, жиров, витаминов и минералов), нарушения состава крови или мочи при заболеваниях внутренних органов. Различают три разновидности внутриклеточных скоплений. Во-первых, скопления естественных эндогенных метаболитов, которые образуются в нормальном или ускоренном ритме, а скорость их удаления недостаточна, например, при жировых изменениях печени. Во-вторых, накопление эндогенных веществ, которые не могут метаболизироваться. Частая причина таких скоплений — генетический дефект фермента. В результате продукты обмена не используются, а откладываются внутри клетки в виде аморфных или филаментозных скоплений, развиваются болезни накопления (тезаурисмозы). В-третьих, аккумуляция аномальных экзогенных веществ, которые клетка не может ни разрушить с помощью ферментов, ни транспортировать в другое место (например, частицы угля). Жировые дистрофии. Частым видом дистрофий является жировая. В клетках могут накапливаться липиды всех классов: триглицериды, эфиры холестерина и фосфолипиды. При некоторых генетических болезнях накопления, таких как мукополисахаридозы и болезнь Гоше, аккумулируются аномальные комплексы липидов и углеводов. Накопление липидов (триглицеридов) в паренхиматозных клетках, как правило, обратимо и называется стеатозом или жировой дистрофией. Чаще всего такие жировые изменения встречаются в печени, которая является главным органом, участвующим в метаболизме жиров, а также в сердце, мышцах и почках. Жировая дистрофия печени. Наиболее часто стеатоз печени наблюдается при алкоголизме, тучности, сахарном диабете, гипоксии, токсических воздействиях, нарушении питания (недостатке белка в пище). Липиды поступают в печень из жировой ткани или пищи в основном в виде свободных жирных кислот, в печеночных клетках превращаются в триглицериды. Для транспорта липидов из печеночной клетки необходим апопротеин (липидный акцепторный белок), при соединении с его молекулами внутриклеточных триглицеридов образуются липопротеины. Накопление триглицеридов в печени может происходить в результате дефектов в процессе превращения жирных кислот в липопротеин. Возникновение ряда таких дефектов вызывает алкоголь, повреждающий функции митохондрий и микросом. Некоторые токсины (СС14) снижают синтез липидного акцепторного белка. Гипоксия тормозит окисление жирных кислот. Голодание увеличивает мобилизацию жировой ткани и ускоряет синтез триглицеридов, белковое голодание нарушает синтез апопротеина. При макроскопическом исследовании печень увеличена в размерах, дряблая, на разрезе желтого цвета, с налетом жира. Такая печень образно называется "гусиная", так как аналогично выглядит печень у откормленных особым образом гусей, которых используют в приготовлении паштетов. Микроскопически при окраске гематоксилином и эозином в цитоплазме гепатоцитов видны вакуоли на месте включений липидов, растворившихся при обработке срезов в спиртах и ксилоле. При окраске Суданом III, выполняемой на срезах замороженной ткани, капли жира имеют желто-красный или желто-оранжевый цвет. При увеличении жира в крови воротной вены более крупные жировые включения видны в периферических отделах долек (крупнокапельное ожирение), а более мелкие — в центральных (средне- или мелкокапельное ожирение). Значение стеатоза зависит от причины и выраженности накопления липидов. Слабо выраженное накопление липидов не влияет на функцию печени, их выраженная аккумуляция может нарушать функцию клетки и необратимо повреждать внутриклеточные процессы. Жировая дистрофия миокарда возникает, как правило, вследствие гипоксии (при болезнях крови, сердечно-сосудистой недостаточности) и интоксикации (при алкоголизме, инфекционных заболеваниях, отравлении фосфором, мышьяком и т.д.). Механизм развития жировой дистрофии миокарда связан со снижением окисления липидов из-за деструкции митохондрий под влиянием гипоксии или токсина. Особенностью жировой дистрофии миокарда является очаговый характер поражения. При макроскопическом исследовании размеры сердца увеличены, камеры его растянуты, сердечная мышца дряблая, глинисто-желтого цвета. Под эндокардом левого желудочка, особенно в области трабекул и сосочковых мышц, видна желто- белая исчерченность, что дало основание сравнивать миокард со шкурой тигра ("тигровое сердце"). При микроскопическом исследовании миокарда, окрашенного Суданом III, липиды определяются в цитоплазме кардиомиоцитов в виде мелких капель (пылевидное ожирение), преимущественно по ходу венозного колена капилляров и мелких вен, другие мышечные клетки свободны от жировых включений. При электронно-микроскопическом исследовании жировые включения имеют характерную исчерченность и располагаются между внутриклеточными структурами. Сократительная способность миокарда при жировой дистрофии снижается, что клинически проявляется сердечной недостаточностью. В основе дистрофий может лежать нарушение обмена холестерина и его эфиров. Многие клетки используют холестерин в нормальном метаболизме для синтеза клеточных мембран, однако при некоторых патологических процессах может происходить накопление холестерина в клетках и внеклеточном веществе. При атеросклерозе холестерин и его эфиры находят в гладкомышечных клетках и макрофагах атеросклеротических бляшек (такие клетки называются пенистыми, так как при окраске гематоксилином и эозином вакуоли на месте растворенных при приготовлении препарата липидов придают цитоплазме пенистый вид), появляющихся в интиме аорты и крупных артерий. Некоторые из этих клеток гибнут, а липиды попадают во внеклеточное пространство. Внеклеточный холестерин может кристаллизоваться, приобретая форму длинных игл. При врожденных гиперлипидемических состояниях (первичные гиперлипопротеинемии I-V типов) помимо изменений артерий наблюдаются скопления пенистых клеток, содержащих холестерин, в субэпидермальной соединительной ткани кожи и в сухожилиях. Они образуют опухолеподобные образования — ксантомы. Пенистые макрофаги часто встречаются в местах повреждения клеток в очагах воспаления. Они образуются вследствие фагоцитоза холестерина из мембран разрушенных клеток. Множественные мелкоочаговые отложения эфиров холестерина, содержащиеся в макрофагах, при хроническом холецистите придают слизистой оболочке желчного пузыря пестрый вид за счет желтых полос и мелких пятен (холестероз желчного пузыря). Белковые дистрофии. При избытке белка в цитоплазме клеток выявляются скопления, которые выглядят как округлые эозинофильные капли, вакуоли или массы. При почечных заболеваниях, связанных с потерей белка с мочой (протеинурия), белок проходит через гломерулярный фильтр в проксимальные канальцы, а откуда реабсорбируется эпителиальными клетками с помощью пиноцитоза. Пиноцитозные пузырьки сливаются с лизосомами, формируя фаголизосомы, которые образуют крупные эозинофильные капли в цитоплазме эпителиальных клеток проксимальных канальцев. Клетки эпителия при этом увеличены в объеме, просветы канальцев сужены. Такой вид дистрофии в классической патологической анатомии называется гиалиново- капельной дистрофией. Примером избыточного накопления белка являются также тельца Русселя (Russell W.) — производные плазматических клеток. Эндо- плазматическая сеть плазматических клеток при активном синтезе иммуноглобулинов может выглядеть растянутой и заполненной крупными гомогенными эозинофильными включениями. При алкогольной болезни, особенно остром алкогольном гепатите, в клетках печени также встречаются эозинофильные включения (алкогольный гиалин). Такие гепатоциты называются тельцами Маллори. Нарушение обмена белков часто сочетается с повреждением Na-K- помпы — клетки теряют способность поддерживать ионный и жидкостный гомеостаз, что приводит к накоплению ионов натрия и набуханию или гидратации клетки. Такой патологический процесс называется гидропической дистрофией. Гидропическая дистрофия может возникать в эпителии канальцев почек при нефро- тическом синдроме в случае повреждения мембранно-ферментных систем, ответственных за реабсорбцию белка и воды. При микроскопическом исследовании видны набухание и вакуолизация цитоплазмы эпителия извитых канальцев, ядра клеток смещаются к базальной мембране, бледно окрашены. Просветы канальцев сужены. Хотя дистрофия, как правило, обратима, при выраженном набухании и гидропической дистрофии (баллонной дистрофии) возможна гибель клеток (<фокальный или тотальный колликвационный некроз) и слущивание их в просвет. Помимо выраженной протеинурии для нефротического синдрома характерны гипопротеинемия, гиперлипидемия и отеки. Повреждение базальной мембраны капилляров клубочка в сочетании с гиперлипидемией может приводить к появлению в первичной моче липидов и развитию не только белковой, но и жировой дистрофии эпителия канальцев почки. Гидропическая дистрофия гепатоцитов — характерный признак вирусного гепатита В, отражает извращение белково-синтетической функции клеток печени вследствие репродукции вируса. При электронно-микроскопическом исследовании в цитоплазме гепатоцитов можно видеть значительно расширенную эндоплазматическую сеть с формированием цистерн (баллонов). Углеводные дистрофии. Нарушения метаболизма глюкозы или гликогена приводят к внутриклеточным скоплениям гликогена. При сахарном диабете гликоген обнаруживается в эпителиальных клетках дистального отдела извитых канальцев почек и иногда в нисходящей части петли Генле (вследствие выделения глюкозы с мочой — глюкозурии из-за гипергликемии), а также в клетках печени, В-клетках островкового аппарата поджелудочной железы и т.д. Гликоген накапливается также в клетках (печени, почек, желудочно-кишечного тракта, мышц, эритроцитах) при гли- когенозах (болезнях накопления, тезаурисмозах).