Лекция 1 патологическая анатомия и ее место среди

1. /пат. анатомия.docЛекция 1 патологическая анатомия и ее место среди медико-биологических дисциплин
Гемохроматоз

• Гемохроматоз — избыточное накопление гемосидерина, обусловленное нарушением всасывания пищевого железа в тон­кой кишке. Таким образом, сущностью гемохроматоза является избыточное содержание гемосидерина, являющегося полимером анаболического ферритина. В то же время морфологически гемохроматоз и общий гемосидероз имеют много общего. Различа­ют гемохроматоз первичный (идиопатический гемохроматоз) и вторичный (сидероз, гемосидероз).

Первичный гемохроматоз. Это самостоятельное заболевание из группы тезаурисмозов (наследственные болезни накопления), обусловленное дефектом ферментов, обеспечивающих всасыва­ние железа в тонкой кишке. Заболевание передается по аутосомно-рецессивному типу. Всасывание пищевого железа повышено и количество его (обмен железа в эритроцитах не нарушен) возрас­тает в десятки раз. Развивается гемосидероз печени, поджелудоч­ной железы, слюнных и потовых желез, сетчатки глаза, кожи, миокарда, слизистой оболочки кишечника и синовиальных обо­лочек. Одновременно в органах накапливается ферритин, а в ко­же и сетчатке глаза — меланин. Классическая триада симптомов первичного гемохроматоза — бронзовая окраска кожи, сахар­ный диабет (бронзовый диабет) и пигментный цирроз печени. Нарушение обмена меланина связывают с поражением эндок­ринных желез, участвующих в процессе синтеза меланина. Осо­бенно резко изменяется печень — она приобретает темно-корич­невую окраску, плотная на ощупь, с мелкобугристой поверхно­стью; микроскопически во всех ее клетках (гепатоцитах, звездча­тых ретикулоэндотелиоцитах, гистиоцитах портальных трактов, в эндотелии сосудов и в эпителии желчных капилляров) видно отложение гемосидерина, отмечаются разрастание соединительной ткани и формирование цирроза печени. Иногда гемосидерин от­кладывается в кардиомиоцитах и развивается "пигментная кардиомиопатия", приводящая к смерти от сердечной не­достаточности.

Вторичный гемохроматоз. Развивается в случае приобретен­ной недостаточности ферментных систем, обеспечивающих вса­сывание и метаболизм пищевого железа. Подобная ситуация воз­никает при избыточном поступлении железа с пищей (прием же­лезосодержащих препаратов), алкоголизме, повторных перели­ваниях крови, после резекции желудка и при гемоглобинопатиях — наследственных заболеваниях, при которых нарушается синтез гема (сидероахрестическая анемия) или глобина (талассемия). В случае вторичного гемохроматоза имеет место двоякий генез нарушения обмена железа: оно накапливается и в сыворот­ке, и в депо. Типичными являются поражение печени (цирроз), поджелудочной железы (сахарный диабет), сердечной мышцы, что, как правило, оказывается фатальным — больные погибают от сердечной недостаточности.

Желтуха

• Желтуха — нарушение обмена билирубина, обусловленное избыточным накоплением его в плазме крови, проявляется жел­тушным прокрашиванием кожи, склер, слизистых и серозных оболочек и внутренних органов. В зависимости от того, какое звено синтеза пигмента нарушено, различают три вида желтухи: гемолитическую (надпеченочную), печеночную (паренхиматоз­ную), обтурационную (подпеченочную, механическую).

Гемолитическая (надпеченочная) желтуха. Развивается вслед­ствие усиленного внутрисосудистого гемолиза эритроцитов и об­разования в связи с этим большого количества билирубина. Воз­никает при интоксикациях (гемолитические яды) и инфекциях (сепсис, малярия, возвратный тиф), переливании несовместимой крови и резус-конфликте, некоторых заболеваниях крови (ане­мии, гемобластозы). Помимо того, существует группа наследст­венных болезней, которые проявляются различными дефектами эритроцитов и сопровождаются гемолитической анемией. К ним относят наследственные ферментопатии (микросфероцитоз, овалоцитоз), гемоглобинопатии, или гемоглобинозы (талассемия, или гемоглобиноз F, серповидно-клеточная анемия, или гемоглобиноз S), пароксизмальную ночную гемоглобинурию и др. При всех этих болезнях нарушается первое звено обмена билируби­на — захват его гепатоцитами, в крови увеличивается количест­во не связанного с глюкуроновой кислотой билирубина.

Печеночная (паренхиматозная) желтуха. Возникает при забо­леваниях печени (гепатиты острые и хронические, гепатозы, в том числе пигментные, циррозы, поражения печени лекарствен­ные и при аутоинтоксикациях, например при беременности), ко­торые сопровождаются повреждением гепатоцитов, нарушением захвата ими билирубина, конъюгации его и экскреции.

Обтурационная (подпеченочная, механическая) желтуха. Возникает вследствие нарушения оттока желчи по желчным про­токам при обтурации их просвета (камень, опухоли) или сдавлении извне (рак головки поджелудочной железы, большого сосоч­ка двенадцатиперстной кишки, метастазы рака в перипортальные лимфатические узлы). В результате нарушается экскреция желчи, и она начинает поступать в кровь через синусоидальный полюс гепатоцита. В последующем нарушается сам процесс син­теза желчи, она становится "белой". Особенно тяжелые измене­ния при механической желтухе развиваются в печени: в результа­те холестаза она увеличивается в размерах, приобретает желто­вато-зеленый цвет; внутрипеченочные желчные протоки расши­рены, переполнены желчью. Гистологически желчный пигмент выявляется всюду: в желчных протоках, желчных капиллярах, в печеночных клетках. В условиях холестаза быстро развивается холангит.

Порфирии

• Порфирии — состояния, при которых происходит накопле­ние предшественников порфирина (уропорфириноген I, порфобилин и порфобилиноген) в крови (порфиринемия), моче (порфиринурия) и тканях. При этом резко повышается чувствитель­ность тканей к ультрафиолетовым лучам и развивается светобо­язнь. На коже появляются эритема, дерматит, рубцы, изъязвле­ния, в последующем — депигментированные участки.

Различают врожденную и приобретенную порфирии.

Врожденная порфирия. Это генетически обусловленная вро­жденная недостаточность уропорфириноген III-косинтетазы в эритробластах (эритропоэтическая форма болезни) или печени (печеночная форма порфирии). Порфирины выделяются с мо­чой, которая на воздухе приобретает цвет портвейна, откладыва­ются в селезенке, окрашивают кости и зубы в коричневый цвет. Обычно развивается гемолитическая анемия, поражаются нерв­ная система и желудочно-кишечный тракт. При печеночной фор­ме порфирии печень увеличивается, становится сероватого или голубовато-коричневого цвета. В гепатоцитах картина жировой дистрофии, выявляются зерна гемосидерина; отмечается характерное для порфиринов свечение при исследовании в люминес­центном микроскопе.

Приобретенная порфирия. Развивается при интоксикациях (свинец, барбитураты), авитаминозах (пеллагра), некоторых бо­лезнях печени и ряде состояний, когда накапливаются ионы ам­мония — антагонисты уропорфириноген III-косинтетазы.

ПРОТЕИНОГЕННЫЕ (ТИРОЗИНОГЕННЫЕ) ПИГМЕНТЫ

К протеиногенным (тирозиногенным) пигментам относят ме­ланин, пигмент гранул энтерохромаффинных клеток, адренохром и пигмент охроноза.

Меланин — пигмент буровато-черного цвета, окрашивающий кожу, волосы, глаза. Синтез его происходит в клетках, называе­мых меланоцитами, в специализированных органеллах — премеланосомах и меланосомах. Меланоциты — это клетки нейроэктодермального происхождения, которые находятся в базальном слое эпидермиса, дерме, сетчатке и радужной оболочке глаз, в мягких мозговых оболочках. Меланоциты образуются из меланобластов, которые мигрируют из нервного гребешка в процессе развития зародыша.

Меланин образуется из тирозина в присутствии тирозиназы и кислорода. Синтез начинается в премеланосомах, где образуется диоксифенилаланин (ДОФА), а завершается в меланосомах. Целиком заполненные меланином и энзиматически инертные меланосомы, видимые в световом микроскопе, называют меланиновыми (пигментными) гранулами. Существуют еще меланофаги — клетки, не синтезирующие, а фагоцитирующие меланин.

Меланогенез регулируется нервной системой и эндокринны­ми железами. Его стимулируют медиаторы симпатической части вегетативной нервной системы, меланоцитстимулирующий гормон гипофиза, АКТГ, половые гормоны, а тормозят мелатонин и медиаторы парасимпатической части вегетативной нервной сис­темы. Синтез меланина значительно усиливается под влиянием ультрафиолетового облучения.

Основным гистохимическим методом для идентификации ме­ланина является аргентаффинная реакция, основанная на способ­ности меланина восстанавливать аммиачный раствор азотнокис­лого серебра до металлического серебра (метод Массона — Фон­таны).

Адренохром — пигмент темно-коричневого цвета, располага­ется в виде мелких зерен в клетках мозгового вещества надпо­чечников. Он является продуктом окисления адреналина и нака­пливается в большом количестве в клетках феохромоцитомы

(опухоль мозгового вещества надпочечников). Пигмент обладает способностью восстанавливать соли серебра, а также дает хромаффинную реакцию (метод Фалька) — окрашивается хромовой кислотой и восстанавливает бихромат.

Пигмент гранул энтерохромаффинных клеток является про­изводным триптофана и тесно связан с синтезом таких биоген­ных аминов, как серотонин и мелатонин. На этом основании энтерохромаффинные клетки, расположенные, как видно из назва­ния, в желудочно-кишечном тракте (реже в бронхах), относят к клеткам APUD-системы. Гранулы пигмента обладают аргирофильными и аргентаффинными свойствами, флюоресцируют желтым цветом при обработке срезов формальдегидом и специ­фической антисывороткой. Особенно много пигмента обнаружи­вают в опухолях из энтерохромаффинных клеток, которые назы­ваются карциноидами, или апудомами.

Пигмент охроноза образуется только в условиях патологии при окислении гомогентизиновой кислоты в результате наслед­ственно обусловленного нарушения катаболизма фенилаланина и тирозина. Пигмент имеет черно-коричневый цвет, накаплива­ется в моче и откладывается в тканях.

Нарушения обмена протеиногенных пигментов

Нарушения обмена меланина

Интенсивность этих нарушений колеблется в широких преде­лах — от значительного увеличения (гипермеланоз) до уменьше­ния или полного исчезновения меланина (гипомеланоз). Наруше­ния носят распространенный характер или ограничиваются не­большим участком (местные), могут быть врожденными или при­обретенными.

Распространенный гипермеланоз (меланодермия). Чаще все­го бывает приобретенным и развивается при поражении надпо­чечников. Особенно ярко меланодермия выглядит при аддисоновой (бронзовой) болезни. Это заболевание характеризуется двусторонним поражением коры надпочечников и прекращением или уменьшением продукции гормонов коры надпочечников (акортицизм или гипоадренокортицизм). Наиболее частой его причиной является туберкулез (до 85 %) в результате гематогенной диссеминации, двусторонние опухоли (обычно метастазы рака), амилоидоз или аутоиммунное поражение. Гиперпигментация обусловлена усилением синтеза АКТГ, который, как известно, обладает меланостимулирующим действием, и меланоцитостимулирующего гормона (содержание этих двух гормонов гипофиза в крови больных аддисоновой бо­лезнью повышено). Не исключено, что при снижении синтеза адреналина, который имеет с меланином общие промежуточные продукты обмена (в частности, ДОФА), усиливается секреция ДОФА-оксидазы и соответственно меланина. Однако этому ме­ханизму придают второстепенное значение.

При аддисоновой болезни кожа приобретает бронзовую окра­ску, становится сухой, шелушащейся, плотной на ощупь. В меланоцитах, расположенных в базальном слое эпидермиса и в дерме, накапливается большое количество меланина; при электронной микроскопии в них обнаруживают многочисленные меланосомы; в дерме видны меланофаги.

Помимо аддисоновой болезни, меланодермия встречается при других эндокринных расстройствах (гипогонадизм, гипопитуитаризм, болезнь Иценко — Кушинга, обусловленная двусторонней адреналэктомией), авитаминозах (цинга, пеллагра), кахексии, не­которых интоксикациях (углеводороды). Выраженная гиперпиг­ментация возникает при гемохроматозе, который (см. ранее) со­провождается генерализованным поражением эндокринных желез.

Распространенный врожденный гиперме­ланоз наблюдается при пигментной ксеродерме (от греч. xerox — сухой + derma — кожа). Это редкое аутосомно-рецессивное заболевание, при котором отсутствует или резко снижена секре­ция эндонуклеазы — фермента, участвующего в устранении по­вреждений при ультрафиолетовом облучении. Заболевание ха­рактеризуется повышенной чувствительностью к ультрафиоле­товым лучам и начинается с воспалительной реакции по типу солнечной эритемы на открытых участках тела с последующей пигментацией в виде веснушек. При микроскопии в этой стадии видны гиперкератоз, отек дермы, незначительное увеличение ко­личества меланина. На поздних стадиях в коже видны многочис­ленные телеангиэктазии, очаги атрофически разнообразных очертаний и величины, бородавчатые разрастания, трещины и язвы; выявляются выраженная атрофия эпидермиса, акантоз, резчайший гиперкератоз и отложение меланина. Атрофический процесс на коже может сочетаться с истончением кончика носа, ушных раковин, сужением отверстий носа и рта. Одновременно наблюдается фотофобия, слезотечение, потемнение и изъязвле­ние роговицы. Очаги пигментной ксеродермы, особенно боро­давчатой ее формы, склонны к малигнизации — развитию в них злокачественной опухоли (меланомы), поэтому заболевание от­носят к группе предмеланомных.

Acanthosis nigricans (от греч. akantha — шип и лат. nigrico — иметь темную окраску) — пигментная и сосочковая дистрофия кожи. Эта гиперпигментация кожи неизвестной этиологии проте­кает в двух формах — доброкачественной и злокачественной. Последнюю относят к группе параонкологических дерматозов,

так как она предшествует или сочетается со злокачественными опухолями других локализаций. Проявляется симметрично рас­положенными ворсинчатыми и бородавчатыми ороговевающими разрастаниями аспидно-черного цвета в области подмышеч­ных впадин, шеи, наружных половых органов, пахово-бедренных складок, заднего прохода. Возможны вегетации и на слизистых оболочках. Микроскопически выявляют гиперкератоз, акантоз, увеличение меланина в базальном слое эпидермиса и в дерме, папилломатоз, в шиповидном слое — митозы.

Местный гипермеланоз. Чаще является приобретенным и также чаще развивается на коже при эндокринных расстройст­вах — при аденомах гипофиза, гипертиреоидизме, опухолях яич­ника, при беременности и в случаях применения оральных контрацептивов. Изолированный характер носит описанный Ж.Крювелье(1829)меланоз толстой кишки, который разви­вается у пожилых и старых людей (в основном у женщин) с хро­ническими заболеваниями, сопровождающимися запорами. При меланозе толстой кишки наблюдается очаговое или диффузное окрашивание слизистой оболочки толстой кишки в коричневый, а в части случаев в черный цвет. При этом групповые фоллику­лы сохраняют обычную окраску. Микроскопически в собствен­ной пластинке слизистой оболочки находят многочисленные ма­крофаги с включениями меланина от светло-желтого до черного цвета.

Меланоз Дюбрея впервые описан Д.Гетчинсоном (1890). Представлен гладкими темными пигментированными об­разованиями с нечеткими контурами, размерами от 2 до 6 см, ко­торые появляются у лиц пожилого возраста на коже туловища и лица. Пятна неравномерно окрашены — коричневые, серые, с участками синего и черного цвета. В них обнаруживают значи­тельное утолщение эпителия за счет акантотических разраста­ний, в базальном слое которых множество гиперпигментированных меланоцитов. Кроме кожи, встречается на слизистых обо­лочках носа, влагалища, прямой кишки, мочевого пузыря, брон­хов. В 40 % случаев завершается малигнизацией с развитием меланомы.

Лентиго — одиночные обычно эллипсовидной формы пятна угольно-черного цвета, четко отграниченные от окружающей ткани — также относятся к группе очаговых (местных) ги­пермеланозов приобретенного характера. Возникают на коже в любой области и характеризуются увеличенным количеством меланоцитов в эпидермисе и в меньшей степени в дерме.

К местным гипермеланозам еще относят невус —порок развития, возникновение которого связывают с миграцией в эм­бриональном периоде меланобластов из нейроэктодермальной трубки в базальный слой эпидермиса, дерму и подкожную основу. Состоит из так называемых невусных клеток. Пигментные пятна имеют различные размеры — от микроскопических до ги­гантских (20—25 см), различно и их число — от единичных до не­скольких десятков. Они могут быть уже при рождении или возни­кают в течение жизни.

Гигантский невус обычно бывает врожденным, при этом пигментные пятна занимают большую часть кожи тулови­ща, их сравнивают с воротником, купальником или жилеткой. Этот невус относят к предмеланомным процессам, так как он крайне часто малигнизирует, при этом развивается злокачест­венная опухоль — меланома.

Распространенный гипомеланоз. Изредка развивается при эн­докринных расстройствах (гипогонадизм, гипопитуитаризм), ко­гда угнетена гормональная регуляция синтеза меланина.

Первичный распространенный гипомела­ноз называется альбинизмом (от лат. albus — белый). Это заболевание обусловлено генетически наследуемым отсутст­вием (полный альбинизм) или уменьшением (частичный альби­низм) фермента тирозиназы. Меланин отсутствует в волосяных луковицах, эпидермисе и дерме, в сетчатке и радужной оболочке глаз. Поэтому у лиц с этой патологией белая кожа, бесцветные волосы, красная радужная оболочка глаз, а также выраженная фотобоязнь (фотофобия), блефароспазм, ожоги кожи при инсо­ляции.

Местные гипомеланозы. К ним относят очаговые депигментированные участки на коже, которые называются витилиго, или лейкодерма (от греч. leukos — белый, derma — ко­жа). Они возникают на коже в результате действия некоторых лекарственных (фурацилин) и химических (синтетические смолы) веществ, нервно-трофических (лепра, сифилис), нейроэндокринных (сахарный диабет, гипопаратиреоз) и аутоиммунных (зоб Хасимото) факторов меланогенеза, а также после воспалитель­ных и некротических процессов на коже. Количество, размеры и форма очагов бывают разные. При вторичном рецидивном сифи­лисе, например, описывают "ожерелье Венеры" — на коже зад­них, боковых и передних поверхностей шеи многочисленные ок­ругло-овальные депигментированные участки размером до копе­ечной монеты каждое.

Полагают, что существует врожденный местный гипомела­ноз, т.е. наследственное отсутствие меланоцитов в отдельных участках.

ЛИПИДОГЕННЫЕ ПИГМЕНТЫ (ЛИПОПИГМЕНТЫ)

Группу липидогенных пигментов составляют липофусцин, пигмент недостаточности витамина Е, гемофусцин, цероид и липохромы. Все они сходны по физическим и химическим (гистохимическим) свойствам. Разница заключается в их локализации: ли­пофусцин и пигмент недостаточности витамина Е находят в па­ренхиматозных клетках органов (липофусцин находят еще в нер­вных клетках), а гемофусцин и цероид — в мезенхимальных. На этом основании термином "липофусцин" в широком смысле сло­ва пользуются для обозначения всего класса этих пигментов. Од­нако термины "липопигменты" и "липофусцин" не отражают природы этих пигментов, так как, помимо липидов, они содержат белки и каротиноиды.

Липофусцин — гликолипопротеид, в состав которого входят жиры (фосфолипиды, холестерин, нейтральные жиры, продукты окисления жирных кислот), аминокислоты, многочисленные ферменты, флавиновые соединения и каротиноиды. На ультра­структурном уровне имеет вид электронно-плотных гранул, ок­руженных двойной мембраной, содержащей миелиноподобные структуры. В своем развитии проходят две стадии — стадии "ран­него" и "позднего" пигмента. Незрелый, или "ранний", липофусцин имеет вид расположенных перинуклеарно (в об­ласти активно протекающих обменных процессов) пылевидных частиц светло-желтого цвета. Он содержит много окислительно-восстановительных ферментов, дает положительные реакции на железо, медь, жир, ШИК-реакцию, активность лизосомальных ферментов крайне низка. Пигмент располагается вблизи или не­посредственно внутри митохондрий.

По мере созревания гранулы увеличиваются, становятся ко­ричневыми, количество жира и железа уменьшается, липофус­цин перемещается на периферию клетки, в нем выявляется высо­кая активность лизосомальных ферментов, располагается этот зрелый, или "поздний", липофусцин в области лизосом.

Большое количество липофусцина находят в клетках различных органов и тканей при старении, кахексии, гипоксии, недоста­точности в организме белков, витаминов, а также в клетках зло­качественных опухолей. На протяжении многих лет считали, что липофусцин — это "пигмент старения", "свидетель старения кле­точных мембран", поскольку он представляет агрегат метаболи­тов, которые должны быть выделены из клетки. Открытие в нем флавопротеидов и каротиноидов — веществ, активно участвую­щих в метаболизме клеток, выявление двух форм-стадий созре­вания позволило по-другому оценить его роль и значение. В на­стоящее время липофусцин относят к нормальным компонентам клетки, точнее — к разряду клеточных органоидов, гранулы его называют цитосомами, или каротиносомами, функцией его считают депонирование кислорода. В условиях де­фицита кислорода (при гипоксии) он обеспечивает процессы окисления. Полагают, что увеличение количества липофусцина в

клетке является адаптивным процессом, позволяющим ей нор­мально функционировать в условиях нарушения окислительных процессов.

Липохромы (лютеины) — пигменты, окрашивающие в жел­тый цвет сыворотку крови, транссудат, жировую клетчатку, жел­тое тело яичников, кору надпочечников. По химическому строе­нию являются окисленными каротиноидами. Жировыми красите­лями не окрашиваются. Выявление их основано на свечении ка­ротиноидов (цветные реакции с кислотами, зеленая флюоресцен­ция в ультрафиолетовом свете). Биологическое значение изуче­но недостаточно.

Нарушения обмена липидогенных пигментов

Нарушения обмена липофусцина выражается обычно в избы­точном его накоплении — липофусцинозе, который может быть первичным (наследственным) и вторичным.

Первичный (наследственный) липофусциноз. Характеризует­ся избирательным накоплением липофусцина в клетках одного органа или системы. Чаще других встречаются наследственные заболевания с поражением центральной нервной системы (ЦНС).

Накопление липофусцина в клетках ЦНС наблюдают при нейрональных липофусцинозах, которые еще на­зывают ювенильными цереброзидлипофусцинозами. Заболевания относятся к болезням накопления (тезаурисмозам) с аутосомно-рецессивным типом наследования. При амавротической идиотии Тея — Сакса, например, нарушение ме­таболизма ганглиозидов связывают с отсутствием или резким снижением содержания фермента гексозаминидазы А. Морфоло­гически в различных отделах и клетках нервной системы — ганглиозных, глиальных, в эндотелиальных и перицитах, обнаружи­вают избыточное скопление липофусцина, баллонную дистро­фию, генерализованный распад нервных клеток, в тяжелых слу­чаях — демиелинизацию и разрушение аксонов, что носит вто­ричный характер в связи с накоплением липофусцина. Эти тяже­лейшие морфологические изменения клинически проявляются нарастающим снижением интеллекта вплоть до идиотии, двига­тельными расстройствами (судороги, параличи, обездвиженность), расстройствами зрения вплоть до полной слепоты. Если заболевание проявляется в раннем детском возрасте (болезнь Билыповского — Янского) или в возрасте 6—10 лет (юношеская форма Баттена — Шпильмейера — Фогта), то процесс быстро прогрессирует и заканчивается смертью на фоне выраженной идиотии. У взрослых (поздняя амавротическая идиотия Куфса) процесс затягивается на 10—15 лет, развиваются параличи, эпилептиформные припадки и органические изменения психики; слепота не возникает, но прогноз тоже фатальный.

Накопление липофусцина возможно в печени. В этих случаях развивается пигментный гепатоз, или доброкаче­ственная гипербилирубинемия. Эти заболевания связывают с генетически обусловленной недостаточностью фер­ментов, обеспечивающих захват и глюкуронизацию билирубина в гепатоцитах. Нарушение пигментного обмена выражается в преходящей желтухе. В то же время все остальные функции пе­ченочной клетки не страдают. Различают пигментные гепатозы с конъюгированной и неконъюгированной гипербилирубинемией. Они проявляются рядом клинических синдромов — Жильбера, Дабина — Джонсона, Криглера — Найяра, Ротора и др. При­чиной некоторых является недостаточность ферментов, напри­мер глюкуронилтрансферазы; при других механизм не изучен.

Вторичный липофусциноз. Развивается при гипоксии, когда увеличивается потребность в кислороде, в старости и при исто­щающих заболеваниях, когда выражены нарушения окислитель­ных процессов и отсутствуют антиоксиданты, снижающие по­требность тканей в кислороде. В этих случаях паренхиматозные органы уменьшаются в размерах, в них прогрессирует склероз, который усугубляется гипоксией, и липофусциноз — развивается бурая атрофия печени, миокарда, попереч­нополосатой мускулатуры. При кахексии (алимен­тарной, церебральной и др.) нарушается синтез окислительно-восстановительных ферментов в цепи цитохромов, метаболизм клеток переключается на более "экономный" липофусциновый путь — развивается бурая атрофия органов. Насущ­ной потребностью в окислительно-восстановительных фермен­тах, поставляемых липофусцином, можно объяснить накопление пигмента в клетках злокачественных опухолей, в которых, как известно, анаэробный гликолиз преобладает над тканевым дыха­нием.

Лекция 7

МИНЕРАЛЬНЫЕ ДИСТРОФИИ

Минералы имеют большое значение в организме: они участ­вуют в построении структур элементов клеток и тканей, входят в состав ферментов, гормонов, витаминов, белковых комплексов, пигментов. В качестве биокатализаторов принимают участие в обменных процессах, определяют кислотно-основное равновесие. Их отсутствие вызывает в организме различные заболева­ния, которыми приходится заниматься врачам различных профи­лей (терапевты, эндокринологи, хирурги, урологи, нефрологи и ДР-)-

В последние годы сформировалось учение о микроэлементозах как заболеваниях, синдромах и патологических состояниях, вызванных избытком, дефицитом или дисбалансом микроэле­ментов в организме человека [Авцин А.П. и др., 1991]. Заболева­ния как проявления микроэлементозов известны клинической медицине давно (эпидемический зоб, железодефицитные анемии, отравления свинцом, марганцем и т.д.), но под общим названием никогда не выделялись и фигурировали в разных рубриках клас­сификации болезней человека.

В настоящее время хорошо известно, что микроэлементозы широко распространены в патологии растений, животных и че­ловека. При этом принципиальные положения учения о микроэлементозах человека в равной степени приложимы к патологии любых представителей животного мира. Особенность современ­ного развития учения о микроэлементозах обусловлена пробле­мой загрязнения окружающей среды промышленными выброса­ми, вследствие чего возникают новые формы микроэлементозов, которые в значительной мере теснят природные формы патоло­гии.

Существует несколько способов выявления минералов в орга­низме: гистохимический, люминесцентный, электронно-химиче­ский, микросжигание в сочетании с гистоспектрографией, радио­автография и др. В патологоанатомической практике наиболее часто используют гистохимические методы, например, для выяв­ления кальция, фосфора, меди, железа.

Наиболее часто встречаются нарушения обмена кальция, фо­сфора, меди, калия и железа.

НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА КАЛЬЦИЯ

Кальций является очень важным элементом для человеческо­го организма. Он входит в состав костей, зубов, ферментов, ионы Са2+ участвуют в свертывании крови, синаптической передаче возбуждения, сокращении мышц, регуляции проницаемости кле­точных мембран, в механизмах секреции.

Кальций поступает в организм с пищей (продукты моря, яйца, творог). В начальном отделе тонкой кишки в условиях кислой ре­акции под контролем витамина D и желчных кислот образуется растворимый фосфат кальция, который адсорбируется и накап­ливается в костях в виде гидроксиапатита. В крови концентрация кальция 0,25—0,3 ммоль/л. Утилизация его из костей (депо кальция) происходит из области губчатого вещества эпифизов и метафизов (лабильный кальций). Освобождение кальция из костей происходит в одних случаях лакунарным рассасыванием (с помо­щью остеокластов), в других — при помощи пазушного рассасы­вания, как и при гладкой резорбции (без участия клеток), в ре­зультате чего образуется "жидкая кость". Органами выделения кальция являются толстая кишка (65 %), почки (30 %) и печень (с желчью 5 %) (схема 9).

Схема 9. Обмен кальция в организме



Обмен кальция находится под нейрогуморальным контролем. Наибольшее значение имеют околощитовидные железы (парат­гормон) и щитовидная железа (кальцитонин). При гипофункции околощитовидных желез паратгормон способствует вымыванию кальция из костей, при гиперфункции — накоплению его в-орга­низме. Гиперпродукция кальцитонина щитовидной железой ве­дет к утилизации кальция организмом, а при гипофункции — к вымыванию его из костей и гиперкальциемии.

Способами выявления кальция в организме являются реакция серебрения Косса и микросжигание с последующей гистоспектрографией.

Синдромы нарушения обмена кальция. Одним из таких син­дромов является гипокальциемия. Она развивается при недостаточном поступлении кальция в организм с пищей или блокаде адсорбции кальция солями марганца или фосфора, при повышении функции С-клеток щитовидной железы, вырабаты­вающих кальцитонин (например, аденома щитовидной железы), при понижении функции околощитовидных желез — уменьше­ние выработки паратгормона (например, при удалении железы или при операциях на щитовидной железе, заболеваниях желу­дочно-кишечного тракта и почек). Гипокальциемия развивается при различных ферментных тубулопатиях, сопровождающихся усиленным выделением почками фосфора, что в свою очередь влечет выделение кальция. В качестве примера можно привести почечную карликовость (ренальный нанизм). Развитие гипокальциемии возможно также при повышенном потреблении кальция организмом, которое наблюдается при беременности. У таких больных определяются тетания (нарушение мышечных сокраще­ния), остеопороз и остеомаляция.

Классическим примером недостаточного поступления каль­ция в организм человека является болезнь Кашина — Бека (уровская болезнь). Это эндемическое заболевание рас­пространено в бассейне рек Урову, Шилки, Аргуни, Зеи, в КНР и КНДР. Считается, что причиной является недостаточное количе­ство кальция, поступающего с пищей, недостаток витаминов А, С, D, повышенное содержание железа, марганца, цинка, которые блокируют поступление кальция в организм. У таких больных развивается деформирующий остеоартроз за счет нарушения об­разования хряща. Он резко истончается, суставная поверхность становится шероховатой, местами хрящ полностью отсутствует. Развивается деформация суставов и нарушается рост трубчатых костей. Поэтому заболевание называют еще эндемическим де­формирующим остеоартрозом. Для этих больных характерны низкий рост, деформация суставов рук и ног. Кисти рук напоми­нают медвежью лапу.

Гиперкальциэмия возникает при эндокринных забо­леваниях: аденоме околощитовидных желез, угнетении С-клеток щитовидной железы, гипервитаминозе D, нарушениях выделения кальция из организма, например, при заболеваниях толстой киш­ки, почек, печени. Она может наблюдаться также при заболева­ниях, сопровождающихся процессами деструкции костей (пер­вичные опухоли костей, метастазы в кости, миеломная болезнь).

Гиперкальциэмия проявляется остеопорозом, отложением кальция в различных органах, образованием камней. В качестве примера можно привести паратиреоидную остеодистрофию [по А.В.Русакову], или фиброзную остеодистрофию, развивающую­ся у больных при аденоме околощитовидных желез.

Морфология нарушения обмена кальция. Нарушения обмена кальция называют кальцинозом, известковой дистро­фией, или обызвествлением. В его основе лежит выпа­дение солей кальция из растворимого состояния и отложение их в клетках и межклеточном веществе. Матрицами для отложения солей кальция являются митохондрии, лизосомы, гликозаминогликаны основного вещества, коллагеновые и эластические во­локна. В связи с этим различают внутриклеточное и внеклеточное обызвествление.

Обызвествления классифицируются следующим образом:

по механизму развития в зависимости от преобладания мест­ных или общих факторов: метастатическое, дистрофическое и метаболическое;

по локализации: внутриклеточное, внеклеточное и смешан­ное;

по распространенности: системное (общее) и местное.

Метастатическое обызвествление (известко­вые метастазы) имеет системный (распространенный) характер и сопровождается отложением солей кальция в различных органах и тканях. Причиной его развития является гиперкальциемия, обу­словленная повышенным вымыванием кальция из депо (костей), пониженным выделением из организма, нарушением эндокрин­ной регуляции обмена кальция, например, при гиперпродукции паратгормона или недостатке кальцитонина, гипервитаминозе D. Поэтому метастатическое обызвествление встречается при по­вышенном разрушении костей, например, при миеломной болез­ни, множественных метастазах в кости различных опухолей, множественных переломах, остеомиелите, при фиброзной остеодистрофии, аденомах околощитовидных желез, поражениях толстой кишки (дизентерия, хронические колиты другой этиологии), по­чек (хронический гломерулонефрит, пиелонефрит, поликистоз, дисплазия почек), гипервитаминозе D и др.

Соли кальция откладываются в различных органах и тканях организма, но наиболее часто они локализуются в почках, слизи­стой оболочке желудка, легких, миокарде и стенках артерий. Это обусловлено тем, что в почках, слизистой оболочке желудка и легких в результате особенностей их функции происходит още­лачивание среды (тканей), поэтому эти органы менее способны удерживать соли кальция в растворенном состоянии. В миокарде и стенках артерий отложение солей кальция обусловлено тем, что эти ткани относительно бедны СО2, препятствующим выпадению солей кальция в условиях омывания артериальной кро­вью.

Макроскопически органы изменяются мало. Микроскопиче­ски соли кальция интенсивно окрашиваются гематоксилином в синий цвет.

Кальций откладывается в митохондриях, фаголизосомах и по ходу мембран, а также в коллагеновых и эластических волокнах. Вокруг отложения солей кальция возникает воспалительная ре­акция, представленная скоплением макрофагов, гигантских кле­ток, фибробластов и фиброцитов. Иногда образуются гранулемы инородных тел.

Дистрофическое обызвествление, или пет­рификация, характеризуется местным отложением солей кальция в омертвевшие или находящиеся в состоянии глубокой

дистрофии ткани или ткани со сниженным обменом (брадитрофные ткани), к которым относятся хрящ, сухожилия, апоневрозы. Гиперкальциемия отсутствует. Основной причиной петрифика­ции является физико-химическое изменение подвергающихся не­крозу или дистрофии тканей. Это изменение определяет адсорб­цию солей кальция из крови и тканевой жидкости. Наибольшее значение имеют ощелачивание среды и усиление активности фосфатаз, освобождающихся из некротизированных тканей.

Петрификаты встречаются в различных органах и тканях, имеют белый цвет, каменистую плотность, иногда подвергаются оссификации. Наиболее часто петрификаты находят в очагах казеозного некроза при туберкулезе, сифилисе, в участках хрони­ческого воспаления, инфарктах, стенках артерий при атероскле­розе, в рубцовой ткани, например клапанах сердца при пороке, хрящах, погибших паразитах (эхинококкоз, трихинеллез), в ве­нозных тромбах (флеболиты) и др. Петрификации подвергается и мертвый плод при внематочной беременности (литопедион).

Метаболическое обызвествление (известко­вая подагра, интерстициальный кальциноз) может быть систем­ным (универсальным), когда известь откладывается по ходу сухо­жилий, фасций, апоневрозов, в мышцах, коже, подкожной осно­ве, нервах, сосудах, периартикулярной ткани, и местным (огра­ниченным), для которого характерно отложение солей кальция в виде известковых сростков в коже или подкожной основе ног или рук. Механизм развития метаболического обызвествления не­ясен. Главное значение придают нестойкости буферных систем (рН и белковые коллоиды), в связи с чем соли кальция не удер­живаются в крови и тканевой жидкости даже при невысокой кон­центрации. Значительную роль имеет наследственная чувстви­тельность тканей к кальцию — кальцергия, или кальцифилаксия [Селье Г., 1970].

Исходы отложения извести в органах и тканях неблагоприят­ны, так как известь не рассасывается, инкапсулируется, иногда в результате нагноения выделяется из организма.

НАРУШЕНИЯ ФОСФОРНО-КАЛЬЦИЕВОГО ОБМЕНА

Наиболее важным нарушением фосфорно-кальциевого обме­на является рахит (от греч. rhachis — позвоночник) — гипо- или авитаминоз D.

Различают несколько форм рахита:

ранний (от 3 мес до 1 года);

поздний (от 3 до 6 лет);

витамин D-зависимый рахит — заболевание, наследуемое по аутосомно-рецессивному типу;

витамин D-резистентный рахит — наследственное заболева­ние, сцепленное с полом (Х-хромосомой); а рахит взрослых, или остеомаляция.

Развитие рахита связано с гиповитаминозом D. Причинами, вызывающими это состояние в организме, могут быть дефицит ультрафиолетового излучения, которое необходимо для образо­вания витамина D3; недостаточное поступление витамина D с пи­щей; нарушение всасывания витамина D в кишечнике; хрониче­ские заболевания печени и почек, при которых нарушается обра­зование витамина D3; повышенное потребление витамина D ор­ганизмом при нормальном поступлении; наследственная предрас­положенность. Среди перечисленных причин у взрослых наи­большее значение имеют нарушения всасывания витамина D в связи с заболеваниями печени, почек, желудочно-кишечного тра­кта и избыточное потребление витамина D, например, при бере­менности, ренальном ацидозе, базедовой болезни и др.

Механизм развития рахита связан с глубокими нарушениями обмена кальция и фосфора, что обусловливает нарушение обыз­вествления остеоидной ткани, которая теряет свойство адсорби­ровать фосфат кальция. Связано это со снижением содержания в крови фосфора, понижением интенсивности окислительно-вос­становительных процессов в тканях, нарастанием ацидоза. При рахите происходит также глубокое нарушение белкового и жи­рового обменов, которое усугубляет нарушение формирования костной ткани.

Сущность изменений костей при рахите состоит в следующем: нарушается энхондральное окостенение (недостаточное превра­щение хряща в кость), отмечается избыточное образование хря­ща в зоне роста, развитие остеоидной ткани со стороны хряща, эндоста и надкостницы, недостаточное отложение извести.

При раннем рахите наиболее интенсивно поражают­ся растущие отделы скелета. В костях черепа в затылочно-теменных отделах возникают размягчения — краниотабес, в обла­сти лобно-теменных бугров образуются остеофиты (периостальные разрастания). Голова ребенка приобретает форму четырех­угольной башни (caput quadratum). Роднички большие, закрыва­ются поздно. В области грудинореберного сочленения появляют­ся утолщения, называемые рахитическими четками. Такие же утолщения обнаруживаются в области эпифизов трубчатых кос­тей, особенно четко они представлены на руках (рахитические браслетики). Трубчатые кости легко искривляются за счет ис­тончения коркового слоя диафизов, что обусловлено лакунарным рассасыванием кости. Иногда образуются микропереломы отдельных костных балок, которые вместе с местной мозолью определяются на рентгенограмме в виде зон просветления (лоозеровские зоны).

При позднем рахите преобладает нарушение эндо-стального костеобразования. Кости нижних конечностей и таза подвергаются деформации, изменяется форма грудной клетки (петушиная грудь), позвоночника.

Витамин D-зависимый рахит — врожденное на­рушение образования 1,25-дигидрооксихолекальциферола в поч­ках, сопровождающееся гипокальциемией с частыми судорогами и отсутствием эффекта от лечения физиологическими дозами ви­тамина D.

Витамин D-резистентный рахит обусловлен реабсорбцией фосфора в почечных канальцах с развитием гипофосфатемии и параллельным падением содержания кальция в крови.

При рахите взрослых (остеомаляция) пора­жение костей вызвано нарушением обызвествления новых кост­ных структур; при этом происходит повышенное образование остеоидной ткани.

При рахите часто отмечаются анемия, увеличение селезенки и лимфатических узлов, атония мышц, особенно кишечника и пе­редней брюшной стенки. Течение рахита нередко осложняется присоединением воспаления легких, гнойной инфекции, желу­дочно-кишечных расстройств.

НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА МЕДИ

Медь является важным компонентом цитоплазмы, участвует в ряде ферментативных реакций. В органах и тканях медь содер­жится в очень небольшом количестве. Для ее выявления исполь­зуют метод Окамото, основанный на применении рубеановодородной кислоты.

Гепатоцеребралышя дистрофия (гепатолентикулярная деге­нерация, или болезнь Вильсона — Коновалова) является наибо­лее ярким признаком нарушения обмена меди. Болезнь описана С.Вильсоном в 1912 г. Заболевание наследственное, наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Наблюдаются семейные и спо­радические случаи.

Генетическое нарушение обмена меди и белков ведет к умень­шению образования церулоплазмина — белка, содержащего медь и обладающего ферментативными свойствами оксидазы. В результате медь оказывается рыхло связанной с альбумином и аминокислотами и легко отщепляется. Она выделяется с мочой (количество ее в моче повышено) и откладывается в тканях, главным образом в печени, головном мозге, почках, поджелудоч­ной железе, яичках и роговице. Избыток меди угнетает актив­ность окислительных процессов и ведет к гибели клеток. Поражение печени приводит к снижению ее барьерной функции, раз­витию аутоинтоксикации продуктами распада клеток печени и других органов, что значительно усиливает интоксикацию. При этом страдают наиболее высокоспециализированные клетки, в первую очередь головного мозга.

Морфологически в головном мозге преимущественно пора­жаются чечевидные ядра, хвостатое тело, бледный шар и глубо­кие отделы коры: в них появляются участки размягчения, кисты, формируется глия Альцгеймера; в сосудах — стазы, часто проис­ходят диапедезные кровоизлияния, периваскулярный отек. В пе­чени развивается цирроз, при его декомпенсации возможна ги­бель больного от кровотечения из расширенных вен пищевода или от печеночно-легочной недостаточности. Патогномоничным считается кольцо Кайзера — Флейшнера — зеленовато-бурое кольцо по периферии роговицы, содержащее медь. Клинико-морфологически различают печеночную, лентикулярную, гепатолентикулярную формы болезни.

Исход заболевания неблагоприятный; в настоящее время от­мечены успехи при лечении тиоловыми препаратами.

НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА КАЛИЯ

Калий — один из важнейших элементов, принимающих уча­стие в построении клеточной цитоплазмы; его выявляют с помо­щью метода Мак-Каллума.

Патология обмена калия связана с положительным или отри­цательным калиевым балансом. Гиперкалиемия наблюда­ется при избыточном поступлении калия с пищей, ограничении его выведения почками вследствие повышенного тканевого рас­пада клеток, при инсулярной недостаточности и гиперфункции надпочечников. Она сопровождается брадикардией, мышечными парезами, возможны остановки сердца и изменения коры надпо­чечников. Это состояние наблюдается при аддисоновой болезни. При гипокалиемии развивается периодический пара­лич — как правило, наследственное заболевание, проявляющее­ся развитием двигательных параличей. Они обусловлены нару­шением нервно-мышечной проводимости.

НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ЖЕЛЕЗА

Железо — широко распространенный в природе элемент, имеющий большое значение для организма млекопитающих.

В организме человека железо содержится в виде железосо­держащих биомолекул, которые выполняют следующие основ­ные функции:

транспорт электронов (цитохромы, железосеропротеиды);

транспорт и депонирование кислорода (миоглобин, гемогло­бин, эритрокруорин, гемэритрин, хлорокруорин;

участие в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов (оксидазы, гидроксидазы и др.);

транспорт и депонирование железа (трансферритин, гемоси-дерин, ферритин, сидерохромы).

Подробно нарушение обмена железа изложено в лекции 6 "Эндогенные пигментации".