stringtranslate.com

Некроз

Структурные изменения клеток, подвергающихся некрозу и апоптозу

Некроз (от древнегреческого νέκρωσις ( nékrōsis )  «смерть») — форма повреждения клеток , которая приводит к преждевременной гибели клеток в живой ткани путем аутолиза . [1] Термин «некроз» появился в середине 19 века и обычно приписывается немецкому патологу Рудольфу Вирхову , которого часто считают одним из основателей современной патологии. [2] Некроз вызывается факторами, внешними по отношению к клетке или ткани, такими как инфекция или травма, которые приводят к нерегулируемому перевариванию компонентов клетки. Напротив, апоптоз — это естественно возникающая запрограммированная и целенаправленная причина клеточной смерти. В то время как апоптоз часто оказывает благотворное воздействие на организм, некроз почти всегда пагубен и может быть фатальным. [3]

Клеточная смерть из-за некроза не следует пути апоптотической передачи сигнала, а скорее активируются различные рецепторы и приводят к потере целостности клеточной мембраны [4] и неконтролируемому высвобождению продуктов клеточной смерти во внеклеточное пространство . [1] Это инициирует воспалительную реакцию в окружающей ткани, которая привлекает лейкоциты и близлежащие фагоциты , которые устраняют мертвые клетки путем фагоцитоза . Однако микробные повреждающие вещества, выделяемые лейкоцитами, могут создать сопутствующие повреждения окружающих тканей. [5] Этот избыточный сопутствующий ущерб подавляет процесс заживления. Таким образом, нелеченный некроз приводит к накоплению разлагающейся мертвой ткани и клеточного мусора в месте гибели клетки или рядом с ним. Классическим примером является гангрена . По этой причине часто необходимо удалить некротическую ткань хирургическим путем , процедура, известная как дебридмент . [ необходима цитата ]

Классификация

Структурные признаки, указывающие на необратимое повреждение клеток и прогрессирование некроза, включают плотное скопление и прогрессирующее разрушение генетического материала, а также разрушение мембран клеток и органелл . [6]

Морфологические закономерности

Существует шесть отличительных морфологических моделей некроза: [7]

  1. Коагуляционный некроз характеризуется образованием желатинозного (гелеобразного) вещества в мертвых тканях, в котором сохраняется архитектура ткани, [7] и может наблюдаться с помощью световой микроскопии. Коагуляция происходит в результате денатурации белка , в результате чего альбумин переходит в твердое и непрозрачное состояние. [6] Такая картина некроза обычно наблюдается в гипоксических (с низким содержанием кислорода) средах, таких как инфаркт . Коагуляционный некроз возникает в первую очередь в таких тканях, как почки, сердце и надпочечники. [6] Тяжелая ишемия чаще всего вызывает некроз этой формы. [8]
  2. Колликвационный некроз (или колликвационный некроз), в отличие от коагуляционного некроза, характеризуется перевариванием мертвых клеток с образованием вязкой жидкой массы. [7] Это типично для бактериальных, а иногда и грибковых инфекций из-за их способности стимулировать воспалительную реакцию. Некротическая жидкая масса часто имеет кремово-желтый цвет из-за присутствия мертвых лейкоцитов и обычно известна как гной . [7] Гипоксические инфаркты в мозге представляют собой этот тип некроза, поскольку мозг содержит мало соединительной ткани, но большое количество пищеварительных ферментов и липидов, и поэтому клетки могут легко перевариваться их собственными ферментами. [6]
  3. Гангренозный некроз можно считать типом коагуляционного некроза, который напоминает мумифицированную ткань. Он характерен для ишемии нижних конечностей и желудочно-кишечного тракта. Как сухая гангрена, так и газовая гангрена могут привести к этому типу некроза. Если происходит наложение инфекции на мертвые ткани, то наступает колликвационный некроз (влажная гангрена). [9]
  4. Казеозный некроз можно считать комбинацией коагуляционного и колликвационного некроза, [6] обычно вызываемого микобактериями (например, туберкулезом ), грибками и некоторыми инородными веществами. Некротическая ткань выглядит белой и рыхлой , как комковатый сыр. Мертвые клетки распадаются, но не полностью перевариваются, оставляя зернистые частицы. [6] Микроскопическое исследование показывает аморфные зернистые остатки, заключенные в отличительную воспалительную границу. [7] Некоторые гранулемы содержат этот образец некроза. [10]
  5. Жировой некроз — это специализированный некроз жировой ткани, [10] возникающий в результате действия активированных липаз на жировые ткани, такие как поджелудочная железа . В поджелудочной железе это приводит к острому панкреатиту , состоянию, при котором панкреатические ферменты просачиваются в брюшную полость и разжижают мембрану, расщепляя эфиры триглицеридов на жирные кислоты посредством омыления жира . [7] Кальций, магний или натрий могут связываться с этими поражениями, образуя мелово-белое вещество. [6] Отложения кальция микроскопически различимы и могут быть достаточно большими, чтобы быть видимыми при рентгенологическом исследовании. [8] Невооруженным глазом отложения кальция выглядят как зернистые белые пятна. [8]
  6. Фибриноидный некроз — это особая форма некроза, обычно вызываемая иммуноопосредованным повреждением сосудов. Он характеризуется комплексами антигена и антител , называемыми иммунными комплексами, отложенными в стенках артерий [7] вместе с фибрином . [7]

Другие клинические классификации некроза

  1. Существуют также весьма специфические формы некроза, такие как гангрена (термин, используемый в клинической практике для обозначения конечностей, подвергшихся тяжелой гипоксии), гуммозный некроз (из-за спирохетозных инфекций) и геморрагический некроз (из-за закупорки венозного оттока органа или ткани). [ необходима цитата ]
  2. Мионекроз — это гибель отдельных мышечных волокон из-за травмы, гипоксии или инфекции. Распространенные причины включают спонтанный диабетический мионекроз (он же диабетический мышечный инфаркт) и клостридиальный мионекроз (он же газовая гангрена ). [11]
  3. Некоторые укусы пауков могут привести к некрозу. В Соединенных Штатах только укусы пауков- отшельников (род Loxosceles ) надежно прогрессируют до некроза. В других странах пауки того же рода, такие как чилийский отшельник в Южной Америке, также известны тем, что вызывают некроз. Утверждения о том, что желтосумые пауки и пауки-бродяги обладают некротическим ядом , не были подтверждены. [ необходима цитата ]
  4. У слепых землекопов (род Spalax ) процесс некроза заменяет роль систематического апоптоза , обычно используемого во многих организмах. Условия низкого содержания кислорода, такие как те, которые распространены в норах слепых землекопов, обычно заставляют клетки подвергаться апоптозу. При адаптации к более высокой тенденции к гибели клеток слепые землекопы выработали мутацию в белке- супрессоре опухолей p53 (который также используется у людей), чтобы предотвратить апоптоз клеток. У больных раком людей наблюдаются похожие мутации, и слепые землекопы считались более восприимчивыми к раку, поскольку их клетки не могут подвергаться апоптозу. Однако по истечении определенного периода времени (в течение 3 дней, согласно исследованию, проведенному в Университете Рочестера) клетки слепых землекопов выделяют интерферон-бета (который иммунная система обычно использует для борьбы с вирусами) в ответ на чрезмерную пролиферацию клеток, вызванную подавлением апоптоза. В этом случае интерферон-бета запускает процесс некроза клеток, и этот механизм также убивает раковые клетки у слепых землекопов. Благодаря таким механизмам подавления опухолей слепые землекопы и другие слепые землекопы устойчивы к раку. [12] [13]

Причины

Некротическая рана на ноге, вызванная укусом коричневого паука-отшельника

Некроз может возникнуть из-за внешних или внутренних факторов.

Внешние факторы

Внешние факторы могут включать механическую травму (физическое повреждение тела, которое вызывает разрушение клеток), поражение электрическим током [14] , повреждение кровеносных сосудов (что может нарушить кровоснабжение связанных тканей) и ишемию . [15] Термические воздействия (экстремально высокая или низкая температура) часто могут приводить к некрозу из-за разрушения клеток, особенно костных клеток. [16]

Некроз может также быть результатом химической травмы, когда щелочные и кислотные соединения вызывают в пораженных тканях разжижающий и коагуляционный некроз соответственно. Тяжесть таких случаев значительно варьируется в зависимости от множества факторов, включая концентрацию соединения, тип пораженной ткани и степень химического воздействия.

При обморожении образуются кристаллы, увеличивающие давление оставшейся ткани и жидкости, что приводит к разрыву клеток. [17] В экстремальных условиях ткани и клетки могут погибнуть из-за нерегулируемого процесса разрушения мембраны и цитозоля. [18]

Внутренние факторы

Внутренние факторы, вызывающие некроз, включают: трофоневротические расстройства (заболевания, возникающие из-за дефектного действия нервов в части органа, что приводит к нарушению питания); повреждение и паралич нервных клеток. Панкреатические ферменты (липазы) являются основной причиной жирового некроза. [15]

Некроз может быть активирован компонентами иммунной системы, такими как система комплемента ; бактериальными токсинами ; активированными естественными клетками-киллерами ; и перитонеальными макрофагами . [1] Программы некроза, вызванные патогенами в клетках с иммунологическими барьерами ( слизистая оболочка кишечника ), могут облегчить вторжение патогенов через поверхности, пораженные воспалением. [1] Токсины и патогены могут вызывать некроз; токсины, такие как змеиные яды, могут ингибировать ферменты и вызывать гибель клеток. [15] Некротические раны также возникали в результате укусов Vespa mandarinia . [19]

Патологические состояния характеризуются недостаточной секрецией цитокинов . Оксид азота (NO) и активные формы кислорода (ROS) также сопровождаются интенсивной некротической гибелью клеток. [15] Классическим примером некротического состояния является ишемия , которая приводит к резкому истощению кислорода , глюкозы и других трофических факторов [20] и вызывает массовую некротическую гибель эндотелиальных клеток и непролиферирующих клеток окружающих тканей (нейронов, кардиомиоцитов, почечных клеток и т. д.). [1] Последние цитологические данные указывают на то, что некротическая гибель происходит не только во время патологических событий, но и является компонентом некоторого физиологического процесса. [15]

Гибель первичных Т-лимфоцитов и других важных компонентов иммунного ответа, вызванная активацией, не зависит от каспазы и является некротической по морфологии; поэтому современные исследователи продемонстрировали, что некротическая гибель клеток может происходить не только во время патологических процессов, но и во время нормальных процессов, таких как обновление тканей, эмбриогенез и иммунный ответ. [15]

Патогенез

Пути

До недавнего времени некроз считался нерегулируемым процессом. [21] Однако существуют два основных пути, по которым некроз может возникнуть в организме. [21]

Первый из этих двух путей изначально включает онкоз , при котором происходит отек клеток. [21] Затем пораженные клетки переходят к блеббингу , за которым следует пикноз , при котором происходит сморщивание ядер. [21] На последнем этапе этого пути ядра клеток растворяются в цитоплазме, что называется кариолизисом . [21]

Второй путь — это вторичная форма некроза, которая, как показано, возникает после апоптоза и почкования. [21] При этих клеточных изменениях некроза ядро ​​распадается на фрагменты (известно как кариорексис ). [21]

Гистопатологические изменения

Кариолизис (и некроз контракционных полос ) при инфаркте миокарда (сердечном приступе)

Изменения ядра при некрозе и характеристики этих изменений определяются способом распада его ДНК:

Другие типичные клеточные изменения при некрозе включают:

В более крупном гистологическом масштабе псевдопалисады (ложные палисады ) представляют собой гиперклеточные зоны, которые обычно окружают некротическую ткань. Псевдопалисадный некроз указывает на агрессивную опухоль. [23]

Уход

Существует много причин некроза, и поэтому лечение основывается на том, как возник некроз. Лечение некроза обычно включает два отдельных процесса: Обычно, основная причина некроза должна быть вылечена до того, как можно будет иметь дело с самой мертвой тканью. [ необходима цитата ]

Даже после того, как первоначальная причина некроза была остановлена, некротическая ткань останется в организме. Иммунный ответ организма на апоптоз, который включает в себя автоматическое разрушение и переработку клеточного материала, не запускается некротической смертью клеток из-за отключения апоптотического пути. [29]

В растениях

Если кальция недостаточно, пектин не может быть синтезирован, и, следовательно, клеточные стенки не могут быть связаны, что является препятствием для меристем. Это приведет к некрозу стеблей и кончиков корней, а также краев листьев. [30] Например, некроз тканей может возникнуть у Arabidopsis thaliana из-за фитопатогенов. [31]

У таких кактусов, как сагуаро и кардон в пустыне Сонора, регулярно образуются некротические пятна; вид двукрылых насекомых, называемый Drosophila mettleri, выработал систему детоксикации P450 , позволяющую ему использовать выделяемые в этих пятнах экссудаты как для гнездования, так и для кормления личинок. [32]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcde Проскуряков С.Ю., Коноплянников АГ., Габай В.Л. (февраль 2003 г.). «Некроз: особая форма запрограммированной клеточной смерти?». Experimental Cell Research . 283 (1): 1–16. doi :10.1016/S0014-4827(02)00027-7. PMID  12565815.
  2. ^ Гершенсон, LE; Геске, Ф. Джон (апрель 2001 г.). «Вирхов и апоптоз». Американский журнал патологии . 158 (4): 1543. doi :10.1016/S0002-9440(10)64105-3. ЧВК 1891904 . ПМИД  11290572. 
  3. ^ Kasper DL, Zaleznik DF (2001). «Газовая гангрена, колит, связанный с антибиотиками, и другие клостридиальные инфекции». В Stone RM (ред.). Принципы самооценки и рассмотрения внутренней медицины Харрисона (15-е изд.). McGraw-Hill. стр. 922–7. ISBN 978-0-07-138678-4.
  4. ^ Nirmala JG, Lopus M (апрель 2020 г.). «Механизмы клеточной смерти у эукариот». Cell Biology and Toxicology . 36 (2): 145–164. doi :10.1007/s10565-019-09496-2. PMID  31820165. S2CID  208869679.
  5. ^ Рок KL, Коно H (2008). «Воспалительный ответ на гибель клеток». Annual Review of Pathology . 3 : 99–126. doi :10.1146/annurev.pathmechdis.3.121806.151456. PMC 3094097. PMID 18039143  . 
  6. ^ abcdefg Крафт Дж, Гордон С, Тициани А, Хьютер С.Э., Макканс К.Л., Брашерс В.Л. (2010). Понимание патофизиологии . Чатсвуд, Новый Южный Уэльс: Elsevier Australia. ISBN 978-0-7295-3951-7. OCLC  994801732.
  7. ^ abcdefghijkl Кумар В., Аббас А.К., Астер Дж.К., Фаусто Н. (2010). Патологическая основа болезни Роббинса и Котрана (8-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Saunders/Elsevier. С. 12–41. ISBN 978-1-4160-3121-5. OCLC  1409188915.
  8. ^ abc McConnell TH (2007). Природа болезни: патология для медицинских профессий . Балтимор, март: Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 978-0-7817-5317-3. OCLC  71139383.
  9. ^ Саттар (2015). Основы патологии (изд. 2015 г.). Чикаго, Иллинойс: Pathoma LLC. п. 5. ISBN 978-0-9832246-2-4. OCLC  1301972970.
  10. ^ ab Stevens A, Lowe JS, Young B, Deakin PJ (2002). Базовая гистопатология Уитера: цветной атлас и текст (4-е изд.). Эдинбург: Churchill Livingstone. ISBN 978-0-443-07001-3. OCLC  606877653.
  11. ^ "Медицинское определение мионекроза; Написано врачом". RxList . Получено 2023-06-09 .
  12. ^ Saey TH (5 ноября 2012 г.). «Раковые клетки самоуничтожаются у слепых землекопов». Science News . Society for Science and the Public . Архивировано из оригинала 19 июня 2013 г. . Получено 27 ноября 2012 г. .
  13. ^ Горбунова В, Хайн С, Тиан Х, Аблаева Дж, Гудков АВ, Нево Е, Селуанов А (ноябрь 2012 г.). «Устойчивость к раку у слепых землекопов опосредована согласованным механизмом некротической смерти клеток». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (47): 19392–6. Bibcode : 2012PNAS..10919392G. doi : 10.1073/pnas.1217211109 . PMC 3511137. PMID  23129611 . 
  14. ^ Халид Н, Азимпуран М (2023). «Некроз». StatPearls . Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. PMID  32491559. Получено 19 сентября 2023 г.
  15. ^ abcdef Raffray M, Cohen GM (сентябрь 1997 г.). «Апоптоз и некроз в токсикологии: континуум или отдельные режимы клеточной смерти?». Pharmacology & Therapeutics . 75 (3): 153–177. doi :10.1016/s0163-7258(97)00037-5. PMID  9504137.
  16. ^ Kniha K, Heussen N, Weber E, Möhlhenrich SC, Hölzle F, Modabber A (август 2020 г.). «Пороговые значения температуры некроза кости для термоэксплантации дентальных имплантатов — систематический обзор доклинических исследований in vivo». Материалы . 13 (16): 3461. Bibcode : 2020Mate ...13.3461K. doi : 10.3390/ma13163461 . PMC 7476012. PMID  32781597. 
  17. ^ "Frostbite". Harvard Health . 2020-08-16 . Получено 2023-09-19 .
  18. ^ Nazarian RM, Van Cott EM, Zembowicz A, Duncan LM (август 2009). «Варфарин-индуцированный некроз кожи». Журнал Американской академии дерматологии . 61 (2): 325–332. doi :10.1016/j.jaad.2008.12.039. PMID  19615543.
  19. ^ Янагава Y, Морита K, Сугиура T, Окада Y (10 октября 1980 г.). «Кожные кровоизлияния или некрозы после укусов Vespa mandarinia (оса) могут предсказать возникновение множественных повреждений органов: отчет о случае и обзор литературы». Клиническая токсикология . 45 (7): 803–7. doi :10.1080/15563650701664871. PMID  17952752. S2CID  11337426.
  20. ^ "Регулирование клеточной смерти: трофические факторы". Архивировано из оригинала 10 октября 2007 г.
  21. ^ abcdefg Кремер Г., Галлуцци Л., Ванденабили П., Абрамс Дж., Алнемри Э.С., Бэхрекке Э.Х. и др. (январь 2009 г.). «Классификация клеточной гибели: рекомендации Номенклатурного комитета по клеточной смерти 2009». Смерть клеток и дифференцировка . 16 (1): 3–11. дои : 10.1038/cdd.2008.150. ПМЦ 2744427 . ПМИД  18846107. 
  22. ^ Марчевский AM, Бальцер B, Абдул-Карим FW (2014). "Диагностика замороженных срезов". Электронная книга интраоперационных консультаций . Основы диагностической патологии. Elsevier. стр. 320. ISBN 978-0-323-32299-7. OCLC  898153075. Архивировано из оригинала 2020-08-04.
  23. ^ Wippold FJ, Lämmle M, Anatelli F, Lennerz J, Perry A (2006). «Нейропатология для нейрорадиолога: палисады и псевдопалисады». AJNR. Американский журнал нейрорадиологии . 27 (10): 2037–41. PMC 7977220. PMID  17110662 . 
  24. ^ Singhal A, Reis ED, Kerstein MD (2001). «Варианты нехирургической обработки некротических ран». Advances in Skin & Wound Care . 14 (2): 96–100, quiz 102–3. doi :10.1097/00129334-200103000-00014. PMID  11899913.
  25. ^ Horobin AJ, Shakesheff KM, Pritchard DI (2005). «Личинки и заживление ран: исследование эффектов выделений личинок Lucilia sericata на миграцию человеческих дермальных фибробластов по покрытой фибронектином поверхности». Восстановление ран и регенерация . 13 (4): 422–433. doi :10.1111/j.1067-1927.2005.130410.x. PMID  16008732. S2CID  7861732.
  26. ^ Eum HA, Cha YN, Lee SM (июнь 2007 г.). «Некроз и апоптоз: последовательность повреждения печени после реперфузии после 60-минутной ишемии у крыс». Biochemical and Biophysical Research Communications . 358 (2): 500–5. doi :10.1016/j.bbrc.2007.04.153. PMID  17490613.
  27. ^ Cooper KL (август 2012). «Реакция на лекарства, уход за кожей, потеря кожи». Critical Care Nurse . 32 (4): 52–59. doi : 10.4037/ccn2012340 . PMID  22855079.
  28. ^ Chotenimitkhun R, Rojnuckarin P (февраль 2008 г.). «Системное противоядие и некроз кожи после укусов зеленой ямкоголовой гадюки». Клиническая токсикология . 46 (2): 122–5. doi :10.1080/15563650701266826. PMID  18259959. S2CID  6827421.
  29. ^ Эдингер AL, Томпсон CB (декабрь 2004 г.). «Смерть по замыслу: апоптоз, некроз и аутофагия». Current Opinion in Cell Biology . 16 (6): 663–9. doi :10.1016/j.ceb.2004.09.011. PMID  15530778.
  30. ^ Capon B (2010). Ботаника для садоводов (3-е изд.). Портленд, штат Орегон: Timber Press. ISBN 978-1-60469-095-8. OCLC  436623458.
  31. ^ Summermatter K, Sticher L, Metraux JP (август 1995 г.). «Системные реакции Arabidopsis thaliana, инфицированных и подвергнутых испытанию Pseudomonas syringae pv syringae». Plant Physiol . 108 (4): 1379–85. doi :10.1104/pp.108.4.1379. PMC 157515. PMID  12228548 . 
  32. ^ Giraudo M, Unnithan GC, Le Goff G, Feyereisen R (июнь 2010 г.). «Регуляция экспрессии цитохрома P450 у Drosophila: геномные идеи». Pestic Biochem Physiol . 97 (2): 115–122. doi :10.1016/j.pestbp.2009.06.009. PMC 2890303. PMID  20582327 . 

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Некроз .