病理學/細胞可逆性損傷

細胞、組織的適應與損傷 - 細胞、組織的適應 - 細胞和組織損傷的原因和機制 - 細胞死亡 - 細胞老化
細胞可逆性損傷(reversible injury)的形態學變化稱變性(degeneration),是指細胞或細胞間質受損傷後，由於代謝障礙使細胞內或細胞間質內出現異常物質或正常物質異常蓄積的現象，通常伴有細胞功能低下。造成蓄積的原因是這些正常或異常物質的產生過多或產生速度過快，細胞組織缺乏相應的代謝、清除或轉運利用機制，而使其聚積在細胞器、細胞質、細胞核或細胞間質中。去除病因後，細胞水腫、脂肪變等大多數此類損傷可恢復正常，因此是非致死性、可逆性損傷。
所有有害因素都是首先在分子水平發揮它們的作用的。能夠辨別出細胞適應、可逆性損傷或不可逆性損傷等形態學變化的時間長短，取決於細胞病變性質和觀察方法的敏感度。但總的來說，受影響的細胞先呈現生化代謝變化，繼而出現組織化學和超微結構變化（例如缺血後數分鐘至數十分鐘），然後再出現光鏡下和肉眼可見的形態學變化（例如缺血後數小時至數日）。較輕度的損傷在原因消除後大多可恢復正常，通常稱為可逆性損傷。嚴重的細胞損傷是不可逆的，直接或最終導致細胞死亡。

細胞水腫

細胞水腫(cellular swelling)或稱水變性(hydropic degeneration), 常是細胞損傷中最早出現的改變,起因於細胞容積和胞質離子濃度調節機制的功能下降。

細胞水腫的機制

細胞水腫時因線粒體受損，ATP生成減少，細胞膜Na⁺-K⁺泵功能障礙，導致細胞內鈉離子積聚，吸引大量水分子進入細胞，以維持細胞內外離子等滲。之後，無機磷酸鹽、乳酸和嘌呤核苷酸等代謝產物蓄積，增加滲透壓負荷，進一步加重細胞水腫。凡是能引起細胞液體和離子內穩態變化的損害，都可導致細胞水腫，常見於缺血、缺氧、感染、中毒時肝、腎、心等器官的實質細胞。

細胞水腫的病理變化

病變初期，細胞線粒體和內質網等細胞器變得腫脹，形成光鏡下細胞質內的紅染細顆粒狀物。若水鈉進一步積聚，則細胞腫大明顯，細胞基質高度疏鬆呈空泡狀，細胞核也可腫脹，胞質膜表面出現囊泡，微絨毛變形消失，其極期稱為氣球樣變，如病毒性肝炎時。有時細胞水腫的改變不易在光鏡下識別，而整個器官的改變卻可能較明顯。肉眼觀察受累器官體積增大，邊緣圓鈍，包膜緊張，切面外翻，顏色變淡。

脂肪變

甘油三酯蓄積於非脂肪細胞的細胞質中，稱為脂肪變(fatty change或steatosis),多發生於肝細胞、心肌細胞、腎小管上皮細胞和骨骼肌細胞等，與感染、酗酒、中毒、缺氧、營養不良、糖尿病及肥胖等有關。

脂肪變的病理改變

輕度脂肪變，肉眼觀受累器官可無明顯變化。隨着病變的加重，脂肪變的器官體積增大，淡黃色，邊緣圓鈍，切面呈油膩感。電鏡下，細胞質內脂肪成分聚成有膜包繞的脂質小體，進而融合成脂滴。光鏡下見脂肪變的細胞質中出現大小不等的球形脂滴，大者可充滿整個細胞而將胞核擠至一側。在石蠟切片中，因脂肪被有機溶劑溶解，故脂滴呈空泡狀。在冷凍切片中，應用蘇丹Ⅲ、蘇丹Ⅳ等特殊染色，可將脂肪與其他物質區別開來。
肝細胞是脂肪代謝的重要場所，最常發生脂肪變，但輕度肝脂肪變通常並不引起肝臟明顯形態變化和功能障礙。脂肪變在肝小葉內的分布與病因有一定關係。如慢性肝淤血時，小葉中央區缺氧較重，故脂肪變首先發生於小葉中央區；磷中毒時，小葉周邊帶肝細胞對磷中毒更為敏感，故以小葉周邊帶肝細胞受累為著；嚴重中毒和傳染病時，脂肪變則常累及全部肝細胞。顯著瀰漫性肝脂肪變稱為脂肪肝，重度肝脂肪變可進展為肝壞死和肝硬化。
慢性酒精中毒或缺氧可引起心肌脂肪變，常累及左心室內膜下和乳頭肌部位。脂肪變心肌呈黃色，與正常心肌的暗紅色相間，形成黃紅色斑紋，稱為虎斑心。有時心外膜增生的脂肪組織可沿間質伸入心肌細胞間，稱為心肌脂肪浸潤(fatty infiltration), 並非心肌細胞脂肪變性。重度心肌脂肪浸潤可致心臟破裂，引發猝死。
腎小管上皮細胞也可發生脂肪變，光鏡下脂滴主要位於腎近曲小管細胞基底部，為過量重吸收的原尿中的脂蛋白，嚴重者可累及腎遠曲小管細胞。

脂肪變的機制

肝細胞脂肪變的機制大致如下：

• 肝細胞質內脂肪酸增多：如高脂飲食或營養不良時出現體內脂肪組織分解，過多的游離脂肪酸經由血液入肝；或因缺氧致肝細胞乳酸大量轉化為脂肪酸；或因氧化障礙使脂肪酸利用下降，脂肪酸相對增多；
• 甘油三酯合成過多：如大撮飲酒可改變線粒體和滑面內質網的功能，促進α-磷酸甘油合成新的甘油三酯；
• 脂蛋白、載脂蛋白減少：缺血、缺氧、中毒或營養不良時，肝細胞中脂蛋白、載脂蛋白合成減少，細胞輸出脂肪受阻而堆積於細胞內。
  

此外當動脈粥樣硬化或高脂血症時、可在某些非脂肪細胞如巨噬細胞和平滑肌細胞胞質中充有過量的膽固醇和膽固醇酯，可視為特殊類型的細胞內脂質蓄積。此類巨噬細胞顯著增多並聚集在皮下組織時，稱為黃色瘤。

玻璃樣變

細胞內或間質中出現半透明狀蛋白質蓄積，稱為玻璃樣變，或稱透明變(hyaline degeneration),HE染色呈嗜伊紅均質狀。玻璃樣變是一組形態學上物理性狀相同，但其化學成分、發生機制各異的病變。

玻璃樣變的機制

玻璃樣變產生的機制可能是由於蛋白質合成的先天遺傳障礙或蛋白質摺疊的後天缺陷，使一些蛋白質的三級結構和胺基酸序列發生變異，導致變性膠原蛋白、血漿蛋白和免疫球蛋白等的蓄積。

玻璃樣變的病理變化

根據病變部位，玻璃樣變可分為：

• 細胞內玻璃樣變：通常為均質紅染的圓形小體，位於細胞質內。如腎小管上皮細胞具有吞飲作用的小泡，重吸收原尿中的蛋白質，與溶酶體融合，形成玻璃樣小滴；漿細胞胞質粗面內質網中免疫球蛋白蓄積，形成Rusell小體；酒精性肝病時，肝細胞胞質中細胞中間絲前角蛋白變性，形成Mallory小體。
• 纖維結締組織玻璃樣變：見於生理性和病理性結締組織增生，為纖維組織老化的表現。其特點是膠原蛋白交聯、變性、融合，膠原纖維增粗變寬，其間少有血管和纖維細胞。肉眼呈灰白色，質韌、半透明。見於萎縮的子宮和乳腺間質、瘢痕組織、動脈粥樣硬化纖維斑塊及各種壞死組織的機化等。
• 細小動脈壁玻璃樣變：又稱細小動脈硬化（arteriolosclerosis), 常見於緩進型高血壓和糖尿病的腎、腦、脾等臟器的細小動脈壁，因血漿蛋白質滲入和基底膜代謝物質沉積使細小動脈管壁增厚，管腔狹窄，血壓升高，受累臟器局部缺血。玻璃樣變的細小動脈壁彈性減弱，脆性增加，易繼發擴張、破裂和出血。

澱粉樣變

澱粉樣變(amyloid change)是細胞間質內澱粉樣蛋白質和黏多糖複合物蓄積，因具有澱粉染色特徵而得名。澱粉樣變也是一類形態學和特殊染色相近，但化學結構和產生機制不同的病變。

澱粉樣變的機制

澱粉樣蛋白成分來自於免疫球蛋白輕鏈、肽類激素、降鈣素前體蛋白和血清澱粉樣A蛋白等。澱粉樣蛋白的新生多膚鏈由核糖體合成，可分為α鏈或β鏈。因機體不含消化大分子的β-摺疊結構的酶，故β-澱粉樣蛋白及其前體物質易積存在組織之中。

澱粉樣變的病理變化

澱粉樣變物質主要沉積於細胞間質、小血管基膜下或沿網狀纖維支架分布。HE染色其鏡下特點為淡紅色均質狀物，並顯示澱粉樣呈色反應：剛果紅染色為橘紅色，遇碳則為棕褐色，再加稀硫酸便呈藍色。
澱粉樣變可為局部性或全身性。局部性澱粉樣變發生於皮膚、結膜、舌、喉和肺等處，也可見於阿爾茨海默病的腦組織及霍奇金病、多發性骨髓瘤、甲狀腺髓樣癌等腫瘤的間質內。全身性澱粉樣變可分為原發性和繼發性兩類，前者主要來源於血清α-免疫球蛋白輕鏈，累及肝、腎、脾和心等多個器官；後者來源不明，主要成分為肝臟合成的非免疫球蛋白（澱粉樣相關蛋白），見於老年人和結核病等慢性炎症及某些腫瘤的間質中。

病理性色素沉着

病理性鈣化

骨和牙齒之外的組織中固態鈣鹽沉積，稱為病理性鈣化(pathological calcification), 其可位於細胞內或細胞外。病理性鈣化是許多疾病常見的伴隨病變，鈣鹽的主要成分是磷酸鈣和碳酸鈣及少量鐵、鎂或其他礦物質。

病理性鈣化的類型

• 營養不良性鈣化：若鈣鹽沉積於壞死或即將壞死的組織或異物中，稱為營養不良性鈣化 (dystrophic calcification)，此時體內鈣磷代謝正常。見於結核病、血栓、動脈粥樣硬化斑塊、心臟瓣膜病變及搬痕組織等, 可能與局部鹼性磷酸酶增多有關。
• 轉移性鈣化：由於全身鈣磷代謝失調（高血鈣）而致鈣鹽沉積於正常組織內，稱為轉移性鈣化(metastatic calcification)。主要見於甲狀旁腺功能亢進、維生素D攝入過多、腎衰及某些骨腫瘤，常發生在血管及腎、肺和胃的間質組織。

病理性鈣化的病理變化

病理性鈣化在顯微鏡下呈藍色顆粒狀至片塊狀，肉眼呈細小顆粒或團塊，觸之有沙礫感或硬石感。大片病理性鈣化，可導致組織和器官變形、硬化和功能障礙。病理性鈣化的另一形式是在膽囊、腎盂、膀胱、輸尿管和胰腺等部位，形成由碳酸鈣和膽固醇等構成的結石。