stringtranslate.com

Некроз

Структурные изменения клеток, подвергающихся некрозу и апоптозу.

Некроз (от древнегреческого νέκρωσης ( nékrōsis )  «смерть») — это форма повреждения клеток , которая приводит к преждевременной гибели клеток живой ткани в результате автолиза . [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 является естественной запрограммированной и целевой причиной гибели клеток. Хотя апоптоз часто оказывает благоприятное воздействие на организм, некроз почти всегда вреден и может привести к летальному исходу. [3]

Гибель клеток вследствие некроза происходит не по пути передачи апоптотического сигнала, а активируются различные рецепторы, что приводит к потере целостности клеточной мембраны [4] и неконтролируемому высвобождению продуктов гибели клеток во внеклеточное пространство . [1] Это инициирует воспалительную реакцию в окружающей ткани, которая привлекает лейкоциты и близлежащие фагоциты , которые уничтожают мертвые клетки путем фагоцитоза . Однако повреждающие микробы вещества, выделяемые лейкоцитами, могут нанести побочный ущерб окружающим тканям. [5] Этот избыточный побочный ущерб тормозит процесс заживления. Таким образом, нелеченый некроз приводит к накоплению разлагающейся мертвой ткани и остатков клеток в месте гибели клеток или рядом с ним. Классический пример – гангрена . По этой причине часто необходимо удалить некротическую ткань хирургическим путем — процедуру , известную как санация . [ нужна 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 студенистого (гелеобразного) вещества в мертвых тканях, в которых сохраняется архитектура ткани [7] , и его можно наблюдать 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 условиях гипоксии (с низким содержанием кислорода), например, при инфаркте . Коагуляционный некроз возникает преимущественно в таких тканях, как почки, сердце и надпочечники. [6] Тяжелая ишемия чаще всего вызывает некроз этой формы. [8]
  2. Разжижающий некроз (или колликвационный некроз), в отличие от коагуляционного некроза, характеризуется перевариванием погибших 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 широко известна как гной . [7] Гипоксический инфаркт головного мозга проявляется как этот тип некроза, поскольку мозг содержит мало соединительной ткани, но большое количество пищеварительных ферментов и липидов, поэтому клетки легко перевариваются собственными ферментами. [6]
  3. Гангренозный некроз можно считать разновидностью коагуляционного некроза, напоминающего мумифицированную ткань. Характерно для ишемии нижних конечностей и желудочно-кишечного тракта. К этому типу некроза могут привести как сухая гангрена, так и газовая гангрена. Если происходит наложение инфицирования отмерших тканей, то наступает разжижающий некроз (влажная гангрена). [9]
  4. Казеозный некроз можно рассматривать как комбинацию коагуляционного и разжижающего некроза, [6] обычно вызываемого микобактериями (например, туберкулезом ), грибами и некоторыми инородными веществами. Некротическая ткань выглядит белой и рыхлой , как комок сыра. Мертвые клетки распадаются, но не перевариваются полностью, оставляя зернистые частицы. [6] При микроскопическом исследовании обнаруживаются аморфные зернистые остатки, заключенные в характерную воспалительную границу. [7] Некоторые гранулемы содержат такой тип 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 ферменты поджелудочной железы просачиваются в брюшную полость и разжижают мембрану, расщепляя эфиры триглицеридов на жирные кислоты посредством омыления жиров . [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 их можно было увидеть при рентгенографическом исследовании. [8] Невооруженным глазом отложения кальция выглядят как песчанистые белые пятна. [8]
  6. Фибриноидный некроз — это особая форма некроза, обычно вызываемая иммуноопосредованным повреждением сосудов. Он отмечается комплексами антигена и антител , называемыми иммунными комплексами , отложенными в стенках артерий [7] вместе с фибрином . [7]

Другие клинические классификации некрозов

  1. Существуют также весьма специфические формы некроза, такие как гангрена (термин, используемый в клинической практике для конечностей, перенесших тяжелую гипоксию), гуммозный некроз (из-за спирохетальных инфекций) и геморрагический некроз (из-за закупорки венозного оттока органа или ткани). ). [ нужна цитата ]
  2. Мионекроз – это гибель отдельных мышечных волокон вследствие травмы, гипоксии или инфекции. Общие 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 коричневого паука-отшельника (род Loxosceles ) достоверно приводят к некрозу. В других странах известно, что пауки того же рода, такие как чилийский отшельник в Южной Америке, также вызывают некроз. Утверждения о том, что желтомешковые пауки и пауки-бродяги обладают некротическим ядом , не подтвердились. [ нужна цитата ]
  4. У слепых слепышей (род Spalax ) процесс некроза заменяет роль систематического апоптоза, обычно используемого во многих организмах. Условия низкого содержания кислорода, например, те, что часто встречаются в норах слепых землекопов, обычно вызывают апоптоз клеток. В целях адаптации к более высокой склонности к гибели клеток у слепых землекопов развилась мутация в белке -супрессоре опухолей p53 (который также используется у людей), чтобы предотвратить апоптоз клеток. У людей, больных раком, наблюдаются аналогичные мутации, а слепые землекопы считались более восприимчивыми к раку, поскольку их клетки не подвергаются апоптозу. Однако через определенное время (в течение 3 дней согласно исследованию, проведенному в Университете Рочестера) клетки слепых землекопов выделяют бета-интерферон (который иммунная система обычно использует для борьбы с вирусами) в ответ на чрезмерное воздействие вирусов. пролиферация клеток, вызванная подавлением апоптоза. В этом случае бета-интерферон вызывает некроз клеток, и этот механизм также убивает раковые клетки у слепых землекопов. Благодаря таким механизмам подавления опухолей, как этот, слепые землекопы и другие спалациды устойчивы к раку. [12] [13]

Причины

Некротическая рана на ноге, вызванная укусом коричневого паука-отшельника

Некроз может возникнуть вследствие внешних или внутренних факторов.

Внешние факторы

Внешние факторы могут включать механическую травму (физическое повреждение тела, вызывающее разрушение клеток), поражение электрическим током, [14] повреждение кровеносных сосудов (которое может нарушить кровоснабжение соответствующих тканей) и ишемию . [15] Термическое воздействие (чрезвычайно высокая или низкая температура) часто может привести к некрозу из-за разрушения клеток, особенно костных. [16]

При обморожении образуются кристаллы, увеличивающие давление оставшихся тканей и жидкости, что приводит к разрыву клеток. [17] В экстремальных условиях ткани и клетки могут погибнуть в результате нерегулируемого процесса разрушения мембран и цитозоля. [18]

Внутренние факторы

К внутренним факторам, вызывающим некроз, относятся: трофоневротические расстройства (заболевания, возникающие вследствие нарушения действия нервов в части органа, что приводит к недостаточности питания); повреждение и паралич нервных клеток. Ферменты поджелудочной железы (липазы) являются основной причиной жирового некроза. [15]

Некроз может быть активирован компонентами иммунной системы, такими как система комплемента ; бактериальные токсины ; активированные естественные клетки-киллеры ; и перитонеальные макрофаги . [1] Программы патоген-индуцированного некроза в клетках с иммунологическими барьерами ( слизистая оболочка кишечника ) могут облегчить проникновение патогенов через поверхности, пораженные воспалением. [1] Токсины и патогены могут вызывать некроз; токсины, такие как змеиный яд, могут ингибировать ферменты и вызывать гибель клеток. [15] Некротические раны также возникают в результате укусов Vespa mandarinia . [19]

Патологические состояния характеризуются недостаточной секрецией цитокинов . Оксид азота (NO) и активные формы кислорода (АФК) 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 массивную некротическую гибель эндотелиальных клеток и непролиферирующих клеток окружающих тканей (нейронов, кардиомиоцитов). , почечные клетки и др.). [1] Последние цитологические данные показывают, что некротическая смерть происходит не только во время патологических событий, но также является компонентом некоторых физиологических процессов. [15]

Индуцированная активацией гибель первичных Т-лимфоцитов и других важных составляющих иммунного ответа каспазо -независима и некротическая по морфологии; следовательно, 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 существует два основных пути развития некроза в организме. [21]

Первый из этих двух путей первоначально включает онкоз , при котором происходит набухание клеток. [21] Пораженные клетки затем переходят к пузырению , за которым следует пикноз , при котором происходит сокращение ядра. [21] На заключительном этапе этого пути ядра клеток растворяются в цитоплазме, что называется кариолизисом . [21]

Второй путь представляет собой вторичную форму некроза, которая, как показано, возникает после апоптоза и почкования. [21] При этих клеточных изменениях некроза ядро ​​распадается на фрагменты (известное как кариорексис ). [21]

Гистопатологические изменения

Кариолиз (и некроз полос сокращения ) при инфаркте миокарда (сердечный приступ)

Изменения ядра при некрозе и характеристики этого изменения определяются способом разрушения 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. Псевдопалисативный некроз указывает на агрессивную опухоль. [23]

Уход

Существует множество причин некроза, поэтому лечение зависит от того, как возник некроз. Лечение некроза обычно включает в себя два различных процесса: обычно необходимо устранить первопричину некроза, прежде чем можно будет заняться самой мертвой тканью. [ нужна цитата ]

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

В растениях

Если кальция недостаточно, пектин не может синтезироваться, и, следовательно, клеточные стенки не могут связываться и, таким образом, препятствуют меристемам. Это приведет к некрозу кончиков стеблей и корней, а также краев листьев. [30] Например, у Arabidopsis thaliana может возникнуть некроз тканей из-за растительных патогенов. [ нужна цитата ]

На кактусах, таких как Сагуаро и Кардон в пустыне Сонора, регулярно образуются некротические пятна; вид двукрылых Drosophila mettleri разработал систему детоксикации p450, позволяющую использовать экссудаты, выделяемые в этих пятнах, для гнездования и кормления личинок. [ нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcde Проскуряков С.Ю., Коноплянников А.Г., Габай В.Л. (февраль 2003 г.). «Некроз: специфическая форма запрограммированной гибели клеток?». Экспериментальные исследования клеток . 283 (1): 1–16. дои : 10.1016/S0014-4827(02)00027-7. ПМИД  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. ^ Каспер Д.Л., Залезник Д.Ф. (2001). «Газовая гангрена, колит, связанный с антибиотиками, и другие клостридиальные инфекции». В Stone RM (ред.). Принципы Харрисона по самооценке внутренних болезней и обзору совета директоров (15-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, Медицинский паб. Разделение. стр. 922–927. ISBN 978-0071386784.
  4. ↑ Нирмала Дж.Г., Лопус М (апрель 2020 г.). «Механизмы гибели клеток у эукариот». Клеточная биология и токсикология . 36 (2): 145–164. дои : 10.1007/s10565-019-09496-2. PMID  31820165. S2CID  208869679.
  5. ^ Рок КЛ, Коно Х (2008). «Воспалительная реакция на гибель клеток». Ежегодный обзор патологии . 3 : 99–126. doi : 10.1146/annurev.pathmechdis.3.121806.151456. ПМК 3094097 . ПМИД  18039143. 
  6. ^ abcdefg Крафт Дж., Гордон С., Тициани А., Хьютер С.Э., Макканс К.Л., Брашерс В.Л. (2010). Понимание патофизиологии (1-е изд.). Чатсвуд, Новый Южный Уэльс: Elsevier Australia. ISBN 978-0729539517.
  7. ^ abcdefghijkl Кумар В., Аббас А.К., Астер Дж.К., Фаусто Н. (2010). Патологическая основа болезней Роббинса и Котрана (8-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс/Эльзевир. стр. 12–41. ISBN 978-1416031215.
  8. ^ abc McConnell TH (2007). Характер заболевания: патология для медицинских профессий . Балтимор, март: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-0781753173.
  9. ^ Саттар (2015). Основы патологии (изд. 2015 г.). Чикаго, Иллинойс: Pathoma LLC. п. 5. ISBN 978-0-9832246-2-4.
  10. ^ аб Стивенс А, Лоу Дж.С., Янг Б., Дикин П.Дж. (2002). Основная гистопатология Уитера: цветной атлас и текст (4-е изд.). Эдинбург: Черчилль Ливингстон. ISBN 978-0443070013.
  11. ^ «Медицинское определение мионекроза; написано врачом». RxList . Проверено 9 июня 2023 г.
  12. ^ Саэй TH (5 ноября 2012 г.). «Раковые клетки самоуничтожаются у слепых землекопов». Новости науки . Общество науки и общественности . Архивировано из оригинала 19 июня 2013 года . Проверено 27 ноября 2012 г.
  13. ^ Горбунова В, Хайн С, Тиан X, Аблаева Дж, Гудков А.В., Нево Е, Селуанов А (ноябрь 2012 г.). «Устойчивость к раку у слепого землекопа опосредована механизмом согласованной некротической гибели клеток». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (47): 19392–19396. Бибкод : 2012PNAS..10919392G. дои : 10.1073/pnas.1217211109 . ПМЦ 3511137 . ПМИД  23129611. 
  14. ^ Халид Н., Азимпуран М. (2023). «Некроз». СтатПерлс . Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing. ПМИД  32491559 . Проверено 19 сентября 2023 г.
  15. ^ abcdef Раффрэй М., Коэн GM (сентябрь 1997 г.). «Апоптоз и некроз в токсикологии: континуум или отдельные способы гибели клеток?». Фармакология и терапия . 75 (3): 153–177. дои : 10.1016/s0163-7258(97)00037-5. ПМИД  9504137.
  16. ^ Книха К., Хойссен Н., Вебер Э., Мёльенрих СК, Хёльцле Ф., Модаббер А. (август 2020 г.). «Температурные пороговые значения некроза костей для термоэксплантации зубных имплантатов - систематический обзор доклинических исследований in vivo». Материалы . 13 (16): 3461. Бибкод : 2020Mate...13.3461K. дои : 10.3390/ma13163461 . ПМК 7476012 . ПМИД  32781597. 
  17. ^ «Обморожение». Гарвардское здоровье . 16 августа 2020 г. Проверено 19 сентября 2023 г.
  18. ^ Назарян Р.М., Ван Котт Э.М., Зембович А., Дункан Л.М. (август 2009 г.). «Варфарин-индуцированный некроз кожи». Журнал Американской академии дерматологии . 61 (2): 325–332. дои : 10.1016/j.jaad.2008.12.039. ПМИД  19615543.
  19. ^ Янагава Ю., Морита К., Сугиура Т., Окада Ю. (10 октября 1980 г.). «Кожное кровоизлияние или некроз после укуса Vespa mandarinia (осы) может предсказать возникновение полиорганного повреждения: отчет о случае и обзор литературы». Клиническая токсикология . 45 (7): 803–807. дои : 10.1080/15563650701664871. PMID  17952752. S2CID  11337426.
  20. ^ «Регуляция гибели клеток: трофические факторы». Архивировано из оригинала 10 октября 2007 года.
  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 А.М., Бальцер Б., Абдул-Карим Ф.В. (2014). «Диагностика замороженного сечения». Электронная книга «Интраоперационная консультация» . Основы диагностической патологии. Elsevier Науки о здоровье. п. 320. ИСБН 978-0-323-32299-7. Архивировано из оригинала 4 августа 2020 г.
  23. ^ Виппольд Ф.Дж., Леммле М., Анателли Ф., Леннерц Дж., Перри А. (2006). «Нейропатология для нейрорадиолога: палисады и псевдопалисады». АДЖНР. Американский журнал нейрорадиологии . 27 (10): 2037–2041. ПМЦ 7977220 . ПМИД  17110662. 
  24. ^ Сингхал А., Рейс ЭД, Керштейн, доктор медицины (2001). «Возможности безоперационной обработки некротических ран». Достижения в области ухода за кожей и ранами . 14 (2): 96–100, викторина 102–3. дои : 10.1097/00129334-200103000-00014. ПМИД  11899913.
  25. ^ Хоробин А.Дж., Шакешефф К.М., Притчард Д.И. (2005). «Личинки и заживление ран: исследование влияния выделений личинок Lucilia sericata на миграцию фибробластов дермы человека по поверхности, покрытой фибронектином». Заживление и регенерация ран . 13 (4): 422–433. дои :10.1111/j.1067-1927.2005.130410.x. PMID  16008732. S2CID  7861732.
  26. ^ Ым ХА, Ча ЮН, Ли С.М. (июнь 2007 г.). «Некроз и апоптоз: последовательность повреждений печени после реперфузии после 60-минутной ишемии у крыс». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 358 (2): 500–505. дои : 10.1016/j.bbrc.2007.04.153. ПМИД  17490613.
  27. ^ Купер КЛ (август 2012 г.). «Реакция на лекарства, уход за кожей, потеря кожи». Медсестра интенсивной терапии . 32 (4): 52–59. дои : 10.4037/ccn2012340 . ПМИД  22855079.
  28. ^ Чотенимитхун Р., Ройнукарин П. (февраль 2008 г.). «Системное противоядие и некроз кожи после укусов зеленой гадюки». Клиническая токсикология . 46 (2): 122–125. дои : 10.1080/15563650701266826. PMID  18259959. S2CID  6827421.
  29. ^ Эдингер А.Л., Томпсон CB (декабрь 2004 г.). «Смерть по замыслу: апоптоз, некроз и аутофагия». Современное мнение в области клеточной биологии . 16 (6): 663–669. дои : 10.1016/j.ceb.2004.09.011. ПМИД  15530778.
  30. ^ Капон Б (2010). Ботаника для садоводов (3-е изд.). Портленд, Орегон: Timber Press. ISBN 978-1-60469-095-8.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме некроза .