PATOLOGIA OGÓLNA DLA ODDZIAŁU STOMATOLOGII. Procesy naprawcze

Transkrypt

1 PATOLOGIA OGÓLNA DLA ODDZIAŁU STOMATOLOGII Procesy naprawcze

2 Możliwości naprawcze uszkodzonych tkanek ustroju! Regeneracja (odrost, odnowa)! Organizacja (naprawa, gojenie)

3 Regeneracja komórek, tkanek, narządów! Zachodzi wówczas gdy uszkodzone komórki zostają zastąpione komórkami tego samego rodzaju! Możliwa w narządach zbudowanych z komórek które się dzielą lub które można pobudzić do proliferacji

4 Regeneracja komórek, tkanek, narządów! Warunkiem jest zachowana struktura zrębu łącznotkankowego (przegród, zrazików)! Przetrwać musi chociaż część komórek miąższowych! Nie zachodzi w narządach takich jak serce czy mózg, gdzie komórki są terminalnie zróżnicowane i nieodnawialne

5 Podział komórek ze względu na potencjał replikacyjny:! Mitotyczne (labilne), wymieniajace się! Względnie mitotyczne (stabilne)! Pomitotyczne (permanentne, nie dzielące się, długotrwałe)

6 Komórki mitotyczne (labilne, stale się dzielące, wymienne)! Dzielą się aktywnie przez cały okres życia zastępując utracone komórki! Zdolne do regeneracji po urazie! Należą tu komórki naskórka, nabłonka przewodu pokarmowego, nabłonka dróg moczowych, komórki układu krwiotwórczego! Komórki dzielące się stanowią 1,5% składu komórkowego danej tkanki przez okres całego życia

7 Komórki mitotyczne (labilne, stale się dzielące)! Nalezą do nich też komórki:! macierzyste (stem cells) szpiku kostnego! Komórki kanalików nasiennych jądra

8 Komórki względnie mitotyczne (stabilne)! Charakteryzują się niską aktywnością mitotyczną! Zatrzymane w fazie G 0! Podział możliwy po aktywacji! Są zatem zdolne do regeneracji

9 Komórki względnie mitotyczne (stabilne)! Należą tu hepatocyty, komórki kanalików nerkowych, komórki miąższowe wielu gruczołów, liczne komórki mezenchymalne (komórki mięśni gładkich, chrząstka, osteoblasty)! Do grupy tej są również zaliczane komórki śródbłonków naczyniowych oraz fibroblasty

10 Komórki nie dzielące się, pomitotyczne, permanentne! Uważa się, że są niezdolne do podziału i regeneracji! Niezdolne do wejścia do cyklu komórkowego! Ich utrata dla ustroju ma charakter nieodwracalny! Należą do tej grupy:! Komórki mięśnia sercowego! Komórki nerwowe! Z punktu widzenia praktycznego zaliczane są do tej grupy komórki (włókna) mięśni szkieletowych gdyż komórki rezerwowe mięśni szkieletowych nie są zdolne do kompensacji utraconych dojrzałych włókien

11 Komórki nie dzielące się, pomitotyczne, permanentne! Są zastępowane przez tkankę bliznowatą w przypadku nieodwracalnych uszkodzeń i utraty tych komórek! Tkanka bliznowata nie jest zdolna do pełnienia funkcji utraconych komórek! Komórki pomitotyczne są zdolne do fuzji z komórkami macierzystymi szpiku kostnego (możliwość odnowy)

12 Czynniki wzrostowe mediatorami proliferacji! Wzrostowy czynnik płytkowy (platelet-derived growth factor (PDGF)! Czynnik wzrostowy naskórkowy (epidermal growth factor (EGF)! Czynniki wzrostowe fibroblastów (fibroblast growth factors (FGFs)! Czynniki wzrostowe transformacyjne (transforming growth factors (TGFs)! Czynniki wzrostowe produkowane przez makrofagi (macrophage-derived growth factors)

13 Wzrostowy czynnik płytkowy (platelet-derived growth factor (PDGF)! Syntetyzowany przez płytki krwi jak również inne komórki ustroju! Promuje chemotaktyczną migrację fibroblastów i komórek mięśniowych gładkich! Jest chemotaktyczny dla monocytów! Jest właściwym czynnikiem promującym czynność proliferacyjną fibroblastów i komórek mięśniówki gładkiej (które mogą być także ko-stymulowane przez inne czynniki wzrostowe)

14 Wzrostowy czynnik płytkowy (platelet-derived growth factor (PDGF)! Jest ko-stymulatorem syntezy kolagenu! Oddziaływuje przez łączenie się ze specyficznymi receptorami

15 Czynnik wzrostowy naskórkowy (epidermal growth factor (EGF)! Promuje wzrost następujących rodzajów komórek:! Nabłonkowych! Śródbłonków! Fibroblastów! Jest czynnikiem progresji

16 Czynniki wzrostowe fibroblastów (fibroblast growth factors (FGFs)! Promotor syntezy macierzy zewnątrzkomórkowej (łącznie z fibronektyną) przez fibroblasty, komórki środbłonka, monocyty i inne komórki ustroju)! Fibronektyna jest glikoproteiną która:! Jest chemotaktyczna dla fibroblastów i komórek śródbłonków naczyniowych! Promotor angiogenezy! Wiąże inne składniki zewnątrzkomórkowej macierzy (kolagen, proteoglikany) i makromolekuły (fibryna, heparyna) do integryn znajdujących się na powierzchni komórek

17 Czynniki wzrostowe transformacyjne (transforming growth factors (TGFs)! TGF alfa funkcjonuje podobnie jak EGF! TGF beta inhibitorem wzrostu dla wielu rodzajów komórek i pomaga w modulacji procesów naprawczych! Jest także chemotaktyczny dla makrofagów i fibroblastów

18 Czynniki wzrostowe produkowane przez makrofagi (macrophage-derived growth factors)! Należą tu IL-1 i TNF (tumour necrosis factor)! Promotor proliferacji fibroblastów, komórek mięśniówki gładkiej i komórek śródbłonka naczyniowego

19 Czynniki wzrostowe - podsumowanie! Polipeptydy produkowane przez różne komórki! Nazewnictwo rozwijało się przez lata i ma charakter formalny (mylące nazwy) np:! EGF dawniej sądzono, że jest to czynnik wzrostowy dla komórek naskórka, dzisiaj innych nabłonków a także fibroblastów! PDGF wyizolowany z płytek krwi, produkowany przez bardzo różne komórki! Nie zawsze czynnik wzrostowy zawarty w nazwie (TNF, interleukiny)

20 W jaki sposób komórka spoczynkowa jest indukowana do podziału?! Wiązanie czynników wzrostowych do receptorów znajdujących się w błonie komórkowej! Aktywacja tych receptorów, co doprowadza do uaktywnienia kinaz tyrozynowych! Transmisja tego sygnału poprzez drogi metaboliczne i uruchomienie wtórnych sygnałów np. jony wapniowe! Aktywacja jądrowych czynników transkrypcyjnych! Wejście komórki w cykl komórkowy

21 Cykl komórkowy! Składa się z 4 faz:! G1 (przerwa presyntetyczna)! S (synteza)! G2 (przerwa posyntetyczna)! M (mitoza)! Przejście do kolejnych faz regulowane cyklinami (A, B,C, D, E)! Każda z tych cyklin ma specyficzny inhibitor który może zablokować cykl mitotyczny

22 W jaki sposób podział komórki jest hamowany?! W hodowli poprzez zahamowanie kontaktowe (komórka do komórki lub komórka do krawędzi naczynia)! In vivo oddziaływanie TGF-alfa na białka kontrolujące cykl komórkowy

23 Inne wspólne cechy czynników wzrostowych! Receptory oddziaływanie przez wiązanie się z receptorem (ligandy)! Niektóre receptory są uniwersalne, inne specyficzne dla określonego rodzaju komórek np:! PDGF działa na różne komórki pochodzenia mezenchymalnego! VEGF (vascular endothelial cell factor) tylko na komórki śródbłonka naczyniowego! Niektóre czynniki wzrostowe oddziaływują przez ten sam receptor (np. EGF i TGF-alfa)

24 Inne wspólne cechy czynników wzrostowych! Plejotropizm: oznacza to, że czynniki wzrostowe potrafią nie tylko stymulować do wzrostu ale są mediatorami innych procesów komórkowych takich jak np.! Synteza i sekrecja kolagenu, fibronektyny,! Migracja komórek

25 ! Redundacja: oznacza to, że wiele czynników wzrostowych pełni takie same funkcje i dlatego ich działanie może być wzajemnie kompensowane! Jednak nie może być kompensowane wówczas gdy są niedobory receptorów! Brak receptora typu 3 FGF jest przyczyną karłowatości achondroplastycznej Warto podkreślić, że styk błony komórkowej z przestrzenią międzykomórkową może wyzwalać podobne bodźce jak oddziaływanie czynników wzrostowych Inne wspólne cechy czynników wzrostowych - nadmiarowość

26 Znaczenie macierzy zewnątrzkomórkowej w procesach reparacyjnych! Kolagen! Białka adhezyjne! proteoglikany

27 Kolagen! Heterogenna grupa złożona z 19 włókienkowych i nie włókienkowych białek! Kolagen typu I! najważniejsze strukturalne białko! Zasadniczy składnik tkanki łącznej, ścięgien, kości! Obecny w prawie wszystkich narządach! Kolagen typu III w procesie gojenia pierwszy typ kolagenu produkowany przez fibroblasty! Kolagen typu IV niewłókienkowe białko błon podstawnych, otacza także komórki mięśniówki gładkiej

28 Białka adhezyjne! Fibronektyna glikoproteina wiążąca do innych białek przestrzeni międzykomórkowej. Stanowi rusztowanie jak również stanowi spoiwo tkankowe! Laminina glikoproteina będąca integralnym składnikiem błon podstawnych. Pełni rolę substancji adhezyjnej dla mięśniówki gładkiej i poprzecznie prążkowanej

29 Proteoglikany! Posiadają ujemny ładunek! Bardzo hydrofilne! Silnie wiążą wodę! Pełnią rolę spoiwa

30 Gojenie! Usuwanie martwiczo zmienionych tkanek! Formowanie ziarniny! Bliznowacenie

31 Pierwszy dzień! Miejsce urazu jest wypełnione martwiczo zmienionymi tkankami oraz skrzepem krwi! Zaczynają się pojawiać granulocyty

32 Usuwanie martwiczo zmienionych tkanek! Najwcześniejszy okres! Makrofagi fagocytują martwiczo zmienione komórki wspomagając w tej czynności granulocyty! W tym okresie makrofagi rekrutują inne rodzaje komórek! Zasadnicze znaczenie makrofagów dla przenikania do tych obszarów fibroblastów jak również dla rozwoju angiogenezy

33 Wczesny okres ziarniny (2-3 dzień)! Makrofagi stymulują fibroblasty do produkcji kolagenu typu III! Komórki naskórka tworzą mostki komórkowe próbując pokryć ubytek

34 W pełni rozwinięta ziarnina (dzień 4-6)! Neowaskularyzacja osiąga swój szczyt! Zmiana jest wydatnie czerwona i obrzmiała! Makrofagi poprzez produkcję czynników wzrostowych i interleukin stymulują fibroblasty jak i angioblasty do produkcji elementów macierzy zewnątrzkomórkowej! Fibroblasty syntetyzują duże ilości cząsteczek przestrzeni zewnątrzkomókowej

35 Ziarnina! Ziarnina jest bogato unaczynioną tkanką łączną złożoną z naczyń włosowatych i fibroblastów! Wypełnia ubytek który powstał wskutek uszkodzenia

36 Zblednięcie (drugi tydzień)! Wydatna przewaga kolagenu! Zmiana osiąga 10% wytrzymałości prawidłowej skóry! Spadek liczby naczyń krwionośnych! Makroskopowo obszar gojenia bardziej różowy niż otoczenie! Kompletne wypełnienie ubytku

37 Formowanie blizny! Spadek liczby makrofagów! Ziarnina jest powoli zastępowana tkanką włóknistą! Kolagen typu III jest zastępowany kolagenem typu I! Blizna staje się coraz bardziej wytrzymała na rozciąganie! Na koniec 1 miesiąca 50% wytrzymałości skóry! Na koniec 3 miesiąca osiąga 80% wytrzymałości prawidłowej skóry! Trochę więcej naczyń tylko na obrzeżu blizny

38 Remodelowanie blizny! Trwa kilka miesięcy! Zmiana osiąga maksimum wytrzymałości na mechaniczne rozciąganie! Makrofagi produkują kolagenazę, stromelizynę i inne enzymy lityczne! Degradacja kolagenu i innych białek macierzy zewnątrzkomórkowej! Zmiana struktury blizny

39 Remodelowanie blizny! Ponadto makrofagi i fibroblasty produkują inhibitory metalloproteinaz (TIMPs) które osłabiają oddziaływanie enzymów litycznych! Ostateczne uformowanie blizny

40 Gojenie! Przez rychłozrost! Przez wtórny zrost:! Wymaga więcej czasu! Silniejsza reakcja zapalna! Duża ilość ziarniny! Duża blizna! Silna deformacja (pozaciągania)! Zły efekt kosmetyczny

41 Przyczyny niepowodzenia! Zakażenia! Ciała obce! Czynniki mechaniczne! Niedobory pokarmowe! Białko (niezbędne do formowania kolagenu)! Witamina C (niezbędna do formowania kolagenu)! Leczenie kortykosteroidami! Cukrzyca! Złe ukrwienie

42 Rozejście się rany (dehiscencja)! Najczęściej przyczyna mechaniczna! Infekcja! Martwica brzegów z powodu niedokrwienia

43 Keloid! Nadmierna produkcja kolagenu! Hyperplastyczna blizna! Zbudowana z nieregularnych pokładów kolagenu w skórze! Uwypuklająca się ponad powierzchnię skóry

44 Nadmierny rozrost ziarniny ( dzikie mięso, caro luxurians)! Nadmiernie wybujała ziarnina uniemożliwiająca epitelializację! Konieczne usunięcie nadmiaru