PATOLOGIA OGÓLNA DLA ODDZIAŁU STOMATOLOGII. Procesy adaptacyjne, zwyrodnieniowe i śmierć komórek

Transkrypt

1 PATOLOGIA OGÓLNA DLA ODDZIAŁU STOMATOLOGII Procesy adaptacyjne, zwyrodnieniowe i śmierć komórek

2 Integracja czynności prawidłowych komórek! Komórki tworzą tkanki! Tkanki tworzą narządy! Narządy są częścią układów narządowych! Układy narządowe współpracują dla zaspokojenia zyciowych potrzeb organizmu! Umożliwiają przebieg wielu złożonych czynności

3 Stymulacja komórek! Integracja komórek wymaga przenoszenia sygnałów! Najprostsza forma stymulacji na poziomie pojedyńczej komórki - s. autokrynna! Przenoszenie sygnalu z jednej komórki bezpośrednio do drugiej (s. transkrynna)! Uwalnianie mediatorów do przestrzeni pozakomókowej i ich wychwytywanie przez komórki sąsiednie (s. parakrynna)! Uwalnianie hormonów do układu krążenia (s. endokrynna)! Stymulacja nerwowa (w części również neuroendokrynna)

4 Homeostaza! Zachowanie stałości środowiska wewnętrznego komórki! Równowaga pomiędzy środowiskiem wewnętrznym komórki a oddziaływaniem czynników zewnątrzkomórkowych! Utrzymanie homeostazy komórek i prawidłowa koordynacja ich czynności warunkuje homeostazę całego organizmu

5 Reakcje komórek na czynniki uszkadzające! Bodźce zewnętrzne mogą zaburzać homeostazę! Po czasowym oddziaływaniu czynnika uszkadzjącego komórka powraca do stanu równowagi (adatptacja)! Jeśli niekorzystny czynnik przekroczy możliwości adaptacyjne komórki, dochodzi do jej uszkodzenia

6 Komórkowa reakcja na czynniki uszakadzające! Stresowy czynnik środowiskowy! Hypoksja! Wolne rodniki! Czynniki chemiczne! Martwica! Apoptoza! Zwyrodnienia komórkowe i złogi! Zmiany związane z nieprawidłową trzeciorzędową strukturą białek

7 Adaptacja do stresowego czynnika środowiskowego! Przerost! Rozrost! Aplazja! Hypoplazja! Zanik (atrofia)! Metaplazja

8 Przerost (hipertrofia)! Powiększenie narządu poprzez zwiększenie wymiarów każdej komórki! Wzrost syntezy białek! Zwiększenie wielkości lub liczby organelli komórkowych! Wynik przystosowania komórki do zwiększonego wysiłku:! Mięśnie szkieletowe wskutek ćwiczeń fizycznych (fizjologiczny)! Lewa komora serca w przebiegu choroby nadciśnieniowej (patologiczny)

9 Rozrost (hiperplazja)! Powiększenie narządu wskutek zwiększenia liczby komórek! Proliferacja gruczołu mlekowego w czasie laktacji! Niekiedy ma charakter mieszany powiększenie macicy w czasie ciąży zarówno hipertrofia jak i hiperplazja

10 Aplazja! Niezdolność do produkcji komórek! W okresie rozwoju zarodka skutkuje agenezją (brakiem zawiązka) narządu! Po urodzeniu aplazja spowodowana brakiem komórek prekursorowych tkanek odnawiających się manifestuje się niemożnością ich odnawiania brak komórek szpiku

11 Hypoplazja! Zmniejszenie produkcji komórek jednak nie tak ekstremalne jak w aplazji! Częściowe zahamowanie wzrostu gonad i dojrzewania ich struktur:! Zespół Turnera! Zespół Klinefeltera

12 Zanik (atrofia)! Zmniejszenie wymiarów narządu lub tkanki wskutek zmniejszenia wymiaru poszczególnych komórek! Niedobory składników odżywczych, zaopatrzenia w tlen, brak stymulacji endokrynnej, starzenie, odnerwienie mięśni! Morfologicznie manifestuje się obecnością ziarnistosci autofagalnych (śródkomórkowych wakuoli zawierających resztki rozpadających się organeli komórkowych), kumulacją barwnika (lipofuscyna)

13 Metaplazja! Zastępowanie zróżnicowanej tkanki poprzez inny jej rodzaj! Metaplazja nabłonkowa! Metaplazja kostna! Metaplazja szpikowa! Metaplazja nerwowa!...

14 Metaplazja nabłonkowa! Zastępowanie nabłonka gruczołowego poprzez nabłonek paraepidermoidalny (kanał i ujście kanału szyjki macicy)! Zastępowanie nabłonka wieloszeregowego migawkowego w oskrzelu nabłonkiem wielowarstwowym płaskim np. wskutek palenia! Niedobór witaminy A! Jest najczęściej odwracalna

15 Metaplazja kostna! Formowanie tkanki kostnej w miejscach urazu! Metaplazja chrzęstna też jest opisywana

16 Metaplazja szpikowa! Proliferacja tkanki szpikowej w miejscach odmiennych niż szpik kostny! Występuje w wątrobie, śledzionie

18 Hypoksja (anoksja, niedotlenienie) - przyczyny! Niedokrwienie ischemia zamknięcie dopływu tętniczego! Niedokrwistość anemia- redukcja liczby krwinek czerwonych! Zatrucie tlenkiem węgla zmniejszenie wiązania tlenu do hemoglobiny! Zmniejszenie perfuzji tkanek wskutek niewydolności serca, obniżenia ciśnienia, we wstrząsie! Zmniejszenie utlenowania krwi wskutek chorób miąższu płucnego

19 Wczesne zmiany ischemiczne! mitochondria - zmniejszona fosforylacja i spadek syntezy ATP! Niewydolność pomp jonowych błon komórkowych! Wzrost poziomu sodu i wody! Spadek zawartości potasu! Obrzmienie komórek, zmiany wakuolarne w cytoplazmie! Poszerzenie siatki sródcytoplazmatycznej! Obrzmienie mitochondriów

20 Wczesne zmiany ischemiczne c.d.! Dezagregacja rybosomów i wydatne zmniejszenie lub brak syntezy białek! Stymulacj aktywności kinazy fosfofruktozowej! Wzrost glikolizy beztlenowej! Gromadzenie się mleczanów! Spadek ph! Zbrylanie się chromatyny jądrowej

21 Późne zmiany ischemiczne! Uszkodzenie struktur błonowych wskutek utraty lipidów błonowych! Morfologiczne wykładniki zmian takie jak:! Figury mielinowe wirowate struktury pochodzące z uszkodzonych błon komórkowych! Blebs (uwypuklenia) deformacje powierzchni komórkowej wskutek uszkodzenia cytoszkieletu komórkowego

22 Martwica komórek! Ma charakter nieodwracalny! Wiąże się z nieodwracalnym uszkodzeniem błon komórkowych i wejściem wapnia do komórki, mitochondriów i martwicą komórki! Wewnątrzkomórkowe enzymy i inne białka zostają uwalniane z komórki i przedostają się do krążenia stanowiąc podstawę testów biochemicznych w przebiegu:! Zawału mięśnia sercowego! Martwicy wątroby

23 Zmiany martwicze stają się nieodwracalne po ustaniu krążenia! 3-5 minut dla komórek nerwowych kory mózgowej! 30 minut - komórki nerwowe pnia mózgu! 1-2 godzin komórki mięśnia sercowego i hepatocyty! Kilka godzin włókna mięśni szkieletowych

25 Wolne rodniki! Molekuły które posiadają niesparowane elektrony na zewnętrznej orbicie! Przykład: rodnik wodorotlenkowy, rodnik nadtlenkowy! Powstają w przebiegu:! Procesów metabolicznych! Zatrucia tlenem! zespołach zaburzeń oddechowych u dorosłych! Włóknienie zagałkowe u wcześniaków! Promieniowanie jonizujące! Nadfiolet! Leki i inne substancje chemiczne! Reperfuzja po ischemii

26 Degradacja wolnych rodników! Enzymy komórkowe: peroksydaza glutationu, katalaza, dysmutaza ponadtlenkowa (SOD)! Endo- i egzogenne antyoksydanty: wit. A,C,E, cysteina, glutation, selen, ceruloplazmina, transferyna! spontaniczna

28 Czynniki chemiczne uszkodzeń komórki! Klasyczny przykład uszkodzenie przez czterochlorek węgla (CCl 4 )! Przetworzony przez układ P-450 w obrębie gładkiej siatki śródendoplazmatycznej uwalnia wolny rodnik CCl 3 -! Peroksydacja błon komórkowych! Spadek liczby rybosomów, spadek syntezy białek, akumulacja lipidów! Uszkodzenie błony komórkowej, obrzmienie komórek, przechodzenie wapnia, denaturacja, śmierć komórki

30 Martwica " dotyczy ustroju żywego " Powstaje w wyniku hypoksji, toksycznych czynników chemicznych " Ma charakter nieodwracalny " Na obraz morfologiczny martwicy składa się suma zmian degradacyjnych i odczynu zapalnego

31 Rodzaje martwicy! Martwica skrzepowa! Martwica rozpływna Inne rodzaje:! Martwica serowata! Zgorzel! Sucha! Wilgotna! Martwica włóknikowata! Martwica tkanki tłuszczowej! Urazowa! Enzymatyczna

32 Martwica skrzepowa! Wiąże się z gwałtownym ustaniem zaopatrzenia w krew! Dotyczy narządów miąższowych! We wczesnym okresie zachowanie ogólnej architektury tkanki, narządu! Wzrost eozynofilii! Wydatne zmiany jądrowe:! Pyknosis! Karyorrhexis! Karyolysis! Brak wybarwiających się jąder

33 Martwica rozpływna! Związana z enzymatycznym trawieniem tkanek! Zmniejszenie konsystencji i upłynnianie tkanki, narządu! Najbardziej charakterystyczna martwica dla ośrodkowego układu nerwowego! Też w zapalenia ropnych w mechanizmie heterolizy wskutek enzymów hydrolitycznych bakterii

34 Martwica serowata! Integralny składnik zapalenia wytwórczego! Powstaje wskutek interakcji limfocytów T CD4+, CD8+, i CD4- i CD8-, makrofagów, cytokin głównie interferonu gamma! Najczęściej w przebiegu gruźlicy! Morfologicznie łączy w sobie cechy martwicy skrzepowej i rozpływnej! Makroskopowo przypomina biały ser! Mirkoskopowo amorficzna, eozynofilna

35 Zgorzel! Najczęściej dotyczy kończyn dolnych i ściany jelita! Związana z zamknięciem dopływu krwi! Zgorzel wilgotna gdy powikłana zakażeniem i wskutek heterolizy dochodzi do martwicy rozpływnej! Zgorzel sucha którą charakteryzuje martwica skrzepowa

36 Martwica tkanki tłuszczowej! Pourazowa głównie w obrębie sutka! Enzymatyczna jako powikłanie w przebiegu krwotocznego zapalenia trzustki! Enzymy proteolityczne i lipolityczne wydostają się poza przewody trzustkowe! Uwolnione kwasy tłuszczowe formują sole wapniowe (zmydlanie)! Z uszkodzonych naczyń krwionośnych - krwotoki

37 Martwica włóknikowata! Odkładanie się włóknika w obrębie ściany naczyń krwionośnych! Związane jest z uszkodzeniem ich struktury i wzmożonej przepuszczalności! Uszkodzenie w wyniku mechanizmów immunologicznych! Wydatna eozynofilia

39 Apoptoza! Apoptosis liście opadające z drzewa! Programowana śmierć komórki! Jest mechanizmem usuwania komórek w ustroju! w okresie płodowym! po urodzeniu w wyniku nieodwracalnych uszkodzeń DNA (wolne rodniki, wirusy, mechanizmy immunologiczne)! procesach cyklicznych (endometrium menstruacyjne)

40 Apoptoza charakterystyka morfologiczna! Dotyczy pojedynczych komórek lub grup komórek w tkance! Brak odczynu zapalnego! Blebs, obkurczenie cytoplazmy, kondensacja chromatyny! Separacja ciałek apoptycznych! Fagocytoza ciałek apoptycznych przez sąsiadujące komórki

41 Apoptoza - regulacja! Gen bcl-2 produkt tego genu hamuje apoptozę! Gen bax wzmaga apoptozę! p53 wzmaga apoptozę poprzez osłabienie transkrypcji bcl-2 i wzmożenie aktywności genu bax

43 Zwyrodnienia tłuszczowe! Związane z nadmierną akumulacją trójglicerydów! Najczęściej obserwowane w wątrobie, sercu, nerce (alkoholizm, cukrzyca, niedobory pokarmowe, otyłość, zatrucia)! Przyczyną zaburzona równowaga pomiędzy podażą, utylizacja i sekrecją

44 Przyczyny zwyrodnienia tłuszczowego! Nadmierny transport trójglicerydów lub kwasów tłuszczowych do komórki! Spadek uruchamiania tłuszczu z komórki! Spadek produkcji apoprotein niezbędnych do transportu! Zmniejszenie liczby rybosomów jako wynik spadku produkcji ATP! Zatrucie CCl 4! Spadek zużycia tłuszczu przez komórkę! Nadprodukcja tłuszczu przez komórkę

45 Zwyrodnienie szkliste! Określa homogenne, o szklistym wejrzeniu, eozynofilne masy wewątrzkomórkowe lub leżące w tkance! Związane z niespecyficznym kumulowaniem się różnych substancji białkowych

46 Złogi! Barwniki egzogenne! Barwniki endogenne! Złogi wapnia

47 Barwniki egzogenne! Złogi węgla w płucach (pylica węglowa)! Ołowica zatrucie ołowiem! Srebrzyca zatrucie srebrem Mogą się wiązać z permanentnym szarawym zabarwieniem skóry i/lub błon śluzowych

48 Barwniki endogenne! Melanina! Wzrost - wskutek opalania! Brak uogólniony (albinizm) lub ograniczony (vitiligo)! Bilirubina - zółtaczka! Hemosyderyna! Hemosiderosis ogniskowa w wyniku organizacji krwiaka! Hemochromatosis pierwotna i wtórna! Lipofuscyna barwnik zużycia

49 Złogi wapnia! Nawapnienia dystroficzne! występują w miejscach uprzednich urazów! zmian gruźliczych! innych stanów zapalnych! ogniska miażdżycy! prawidłowy poziom wapnia w surowicy! Wapnienie przerzutowe! hyperkalcemia w przebiegu nadczynności przytarczyc! w przebiegu osteolitycznych nowotworów! hyperwitaminoza D

50 Komórkowa reakcja na czynniki uszakadzające! Stresowy czynnik środowiskowy! Hypoksja! Wolne rodniki! Czynniki chemiczne! Martwica! Apoptoza! Odwracalne zmiany komórkowe i kumulacje! Zmiany związane z nieprawidłową trzeciorzędową strukturą białek

51 Nieprawidłowości związane z drugo- i trzeciorzędową strukturą białek! Niewydolność wyspecjalizowanych białek (chaperonów) związnych ze stabilizacją i degradacją białek w komórce! Najważniejsze chaperony to:! Białka szoku cieplnego! Ubiquityna która naznacza nieprawidłowe białka do degradacji

52 Patogeneza nieprawidłowego foldingu! Nieprawidłowa agregacja białka z alfa-helisy do formacji beta-płytkowej! Jest charakterystyczny dla takich jednostek jak:! Choroba Alzheimera! Choroba Hutingtona! Choroba Parkinsona! Chorób prionowych w tym choroby szalonych krów! Nieprawidłowy transport białka i sekrecja! Charakterystyczny dla:! Fibrosis cystica! Niedobór alfa1-antytrypsyny

53 Starzenie się komórek! Mechanizmy (genetyczne, środowisko, odżywianie, uszkadzanie DNA)! Zapobieganie (antyoksydanty, naprawa DNA! Zegar biologiczny (telomeraza)! Redukcja czynności metabolicznych! Konsekwencje kliniczne! Zmiany morfologiczne (zaniki starcze)