博士課病理學(xué)1

病理學(xué)（pathology）●病理學(xué)的發(fā)展歷史病理學(xué)是研究疾病的病因、發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸的科學(xué)。早期的病理學(xué)基于尸體解剖、肉眼觀察、描述及形態(tài)測量。病理學(xué)的每一次科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，都會(huì)為病理學(xué)的科學(xué)發(fā)展注入新的活力。如：20世紀(jì)60年的代電子顯微鏡技術(shù)的建立，是病理學(xué)的領(lǐng)域擴(kuò)展到亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，發(fā)展出超微病理學(xué)。近30年以來，免疫學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了很多新的病理學(xué)科學(xué)分支，如免疫病理學(xué)、分子病理學(xué)、遺傳病理學(xué)、定量病理學(xué)。新興的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)字圖像技術(shù)催生了數(shù)字病理學(xué)和遠(yuǎn)程病理學(xué)。第一部分細(xì)胞自噬、凋亡和壞死▲細(xì)胞自噬、凋亡和壞死都屬于細(xì)胞死亡的范疇?！?xì)胞死亡與其增殖一樣在保證生物體正常發(fā)育及維持成體細(xì)胞數(shù)量穩(wěn)定等方面的作用都是不可缺少的。第一節(jié)自噬什么是自噬？自噬（autophagy）:是Ashford和Poter在1962年發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞內(nèi)存在的自我吞噬現(xiàn)象，是指細(xì)胞在饑餓和能量應(yīng)激等狀態(tài)下將自身的蛋白、細(xì)胞器和胞質(zhì)進(jìn)行包裹并形成囊泡，然后，在溶酶體中消化降解的過程。自噬是一種多步驟、多程序、高度進(jìn)化及保守的過程，普遍存在于酵母菌、線蟲、果繩及哺乳動(dòng)物等的機(jī)體中，在細(xì)胞維持正常代謝和生存中發(fā)揮著不可替代的作用。一、自噬的分類、形態(tài)特征和發(fā)生機(jī)制（一）自噬的分類1.大自噬：是指細(xì)胞內(nèi)長壽蛋白質(zhì)和細(xì)胞器被雙層膜結(jié)構(gòu)包裹形成自噬體，自噬體和溶酶體結(jié)合形成自噬溶酶體，其細(xì)胞內(nèi)容物被降解的過程。該過程可人為的分為四個(gè)階段：①分隔膜的形成；②自噬體的形成；③自噬體的運(yùn)輸；④自噬體的降解。2.小自噬：是指溶酶體或酵母液泡表面通過突出、內(nèi)陷或分隔細(xì)胞器的膜，直接攝取細(xì)胞質(zhì)、內(nèi)含物（如糖原）或細(xì)胞器（如核糖體、過氧化物酶）的自噬形式。小自噬體和大自噬體不同的是：溶酶體膜自身變形后直接包裹吞噬細(xì)胞質(zhì)的底物。3.分子伴侶介導(dǎo)自噬：是指最先由胞質(zhì)中的分子伴侶HSP70C和其輔助分子復(fù)合物識別并與蛋白質(zhì)底物結(jié)合形成的分子伴侶-蛋白質(zhì)復(fù)合物，該復(fù)合物與溶酶體膜上溶酶體相關(guān)蛋白2A（LAMP2A）的胞質(zhì)側(cè)結(jié)合，使底物去折疊。還有，溶酶體內(nèi)另一分子伴侶HSP90的結(jié)合使該復(fù)合物穩(wěn)定，并在溶酶體膜轉(zhuǎn)位。4.自噬的特異性：自噬又可分為非特異性自噬和特異性自噬。非特異性自噬：主要是指饑餓時(shí)腹水的細(xì)胞通過溶酶體清除大量受損細(xì)胞器和蛋白的自噬。特異性自噬：主要是指發(fā)生在特定情況下，如氧化壓力、射線損傷、病原體侵襲等，通過線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、微粒體、脂質(zhì)體、過氧化物酶體等所發(fā)生的自噬。（二）自噬的形態(tài)特征自噬前體：自噬的進(jìn)化過程高度保守，它起始于細(xì)胞質(zhì)來源不明游離的杯狀凹陷雙層膜結(jié)構(gòu)。自噬體：自噬前體延伸包裹胞質(zhì)及細(xì)胞器形成雙層膜結(jié)構(gòu)。自噬溶酶體：自噬體通過胞內(nèi)微管系統(tǒng)運(yùn)輸至溶酶體并與之融合形成的。作用：是將內(nèi)容物在此降解成氨基酸、脂肪酸以及其它小分子化合物。降解物用于細(xì)胞內(nèi)再循環(huán)，維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。溶酶體的超微結(jié)構(gòu)與病理意義溶酶體（Lysosome，Ly）是各種真核細(xì)胞所共有的消化系統(tǒng)，與細(xì)胞的一系列生物行為密切相關(guān)。溶酶體的功能：具有吞噬和清除由于細(xì)胞損傷時(shí)的碎片、壞死組織等成分，是細(xì)胞內(nèi)起主要的消化作用。還參與殺滅細(xì)胞內(nèi)微生物的功能。主要功能有如下方面：I物質(zhì)代謝作用：Ly水解Pr、脂肪、糖類被細(xì)胞利用。II保護(hù)作用：Ly膜具有抗Ly消化作用，分解衰老細(xì)胞。III其它：細(xì)胞發(fā)生，激素調(diào)節(jié)等均有Ly參入。

一、溶酶體的形態(tài)結(jié)構(gòu)溶酶體是由各種有膜包繞的小體或小泡，與許多細(xì)胞器難以區(qū)別。最可靠的鑒別方法是，溶酶體內(nèi)含有酸性磷酸酶。溶酶體的功能活動(dòng)狀態(tài)分為三期：1.溶酶體前期包括初級溶酶體、吞噬體及自噬泡。初級溶酶體為單層膜包裹的小體，基質(zhì)呈均質(zhì)狀，尚未參與細(xì)胞內(nèi)外的降解過程。初級溶酶體是由ERE及Golgi器產(chǎn)生的。初級溶酶體可與次級溶酶體融合，對吞噬物進(jìn)行消化處理，或?qū)⑴懦诩?xì)胞外。第97圖溶酶體溶酶體和被消化物（底物）接觸的主要兩種機(jī)制：I自噬過程（autophugia）細(xì)胞自身的物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)由雙膜包裹的大泡，并被降解消化的過程。所形成的大泡為自噬泡。II異噬過程（heterophagia）非細(xì)胞自身的物質(zhì)，通過吞噬、胞飲，即入泡過程而進(jìn)入細(xì)胞。吞噬細(xì)胞的表面有一些偽足樣突起，可包裹細(xì)胞外異物，納入細(xì)胞內(nèi)，即吞噬過程。第98圖自噬泡箭頭2.溶酶體期包括自噬過程和異噬過程?？尚纬勺允扇苊阁w和異噬溶酶體。3.溶酶體后期泡內(nèi)未能被徹底消化的物質(zhì)，則殘留于胞質(zhì)內(nèi)，成為終溶酶體或殘留小體?；蛲ㄟ^出泡過程而被排除細(xì)胞外間隙。溶酶體的整個(gè)變化過程：1）初級溶酶體：剛從Gol分離出來的囊泡，無作用底物，無消化功能，電子密度低。2）次級溶酶體：自生Ly，作用底物為內(nèi)源性來源衰老細(xì)胞器等。吞噬Ly，作用底物為外源性細(xì)胞吞噬的物質(zhì)。殘?bào)w，不能被酶消化的物質(zhì)殘留在Ly內(nèi)。3）多泡體：是多個(gè)小泡由單位膜包裹形成的小體基質(zhì)內(nèi)含酶類。4）脂褐素：由單位膜包裹的不規(guī)則小體，內(nèi)含脂滴等。5）髓樣小體：外有膜包裹，基質(zhì)內(nèi)含絲網(wǎng)狀或同心圓排列的膜性成分。多見巨噬細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、免疫缺陷病細(xì)胞內(nèi)。第99圖溶酶體功能模式圖第100圖肝細(xì)胞內(nèi)的脂褐素顆粒二、溶酶體內(nèi)的酶類及其他成分目前已知，溶酶體中含有60余種不同的酶，具有水解蛋白質(zhì)、脂類和糖類的作用。除中性粒細(xì)胞終的嗜天青顆粒、血小板中的Alpha顆粒、精子（頂端）的特異性酶外，大多數(shù)細(xì)胞的溶酶體均含有共同的酶類。溶酶體內(nèi)含有一些金屬離子，如鐵、錳、銅等。其中銅在Wilson病時(shí)增多；含鐵的鐵蛋白對溶酶體酶的降解作用具耐受性；脂褐素為脂質(zhì)及鐵的復(fù)合物，不易被消化，常堆積于溶酶體內(nèi)。三、溶酶體的病理意義1.細(xì)胞內(nèi)消化功能異常細(xì)胞內(nèi)消化時(shí)溶酶體起重要的作用。1）動(dòng)脈粥樣硬化癥在平滑肌細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的溶酶體內(nèi)有酯化的膽固醇堆積。2）Wilson病銅以致密體的形態(tài)特征儲積于溶酶體中。3）糖原儲積病由于肝、心、骨骼肌等細(xì)胞的溶酶體內(nèi)相關(guān)酶的缺乏，糖原不能降解，堆積于溶酶體內(nèi)。2.硅酸鹽與巨噬細(xì)胞硅石為工業(yè)環(huán)境中常見的粉塵成分，吸入肺后，可導(dǎo)致塵肺（硅肺）及肺纖維化。由于粉塵顆粒被巨噬細(xì)胞而沉積于溶酶體內(nèi)，形成次級溶酶體，并破壞其包膜，進(jìn)而殺死巨噬細(xì)胞。3.石棉與巨噬細(xì)胞石棉為硅酸鹽的通稱石棉纖維（石棉小體）進(jìn)入肺組織，致支氣管壁逐漸形成膠原纖維，彌漫性的肺間質(zhì)纖維化。4.溶酶體與晶體沉積病體內(nèi)代謝過程中可產(chǎn)生內(nèi)源性晶形產(chǎn)物，引起炎癥反應(yīng)稱為晶體沉積病。如痛風(fēng)，致尿酸單鈉的堆積；假痛風(fēng)及軟骨鈣化癥時(shí)有焦磷酸鈣的沉積。5.中性粒細(xì)胞顆粒其中的嗜天青顆粒為典型的初級溶酶體。電鏡下為卵圓形的致密顆粒。此顆粒含有溶酶體酶、溶菌酶、髓過氧化物酶以及陽離子蛋白質(zhì)，能殺滅細(xì)菌也能致組織損傷。6.水解酶的分泌與慢性炎癥的發(fā)病機(jī)制慢性炎癥的病理過程，有單核巨噬細(xì)胞的聚集和活化。引起巨噬細(xì)胞活化的介質(zhì)有：活化的T淋巴細(xì)胞產(chǎn)物、免疫復(fù)合物及補(bǔ)體裂解產(chǎn)物C3b。第102圖胞質(zhì)內(nèi)可見含銅的溶酶體第103圖上圖的高倍微體〔肝細(xì)胞）自嗜體〔胰腺細(xì)胞〕吞噬溶酶體多泡體（上〕X90.000初級溶酶〔下〕脂褐素（腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞〕X50.000肝細(xì)胞的髓樣小體（三）自噬的分子機(jī)制主要是以酵母為模型，利用遺傳工程方法解析獲得，在高等動(dòng)物和真核細(xì)胞中高等保守。目前在酵母中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)20多種自噬相關(guān)基因，這些基因在五個(gè)重要階段協(xié)調(diào)控制自噬這一復(fù)雜的生物工程。自噬泡的形成2.Atg12-Atg5-Atg16L復(fù)合物3.CL3加工處理4.隨機(jī)或選擇性降解5.自噬溶酶體的形成二、自噬的雙重作用和生物學(xué)意義生理功能：可以參與如營養(yǎng)匱乏、生長因子損耗及低氧等代謝應(yīng)激；作為細(xì)胞的“管家”，能清除有缺陷的蛋白或細(xì)胞器，阻止異常蛋白聚集體的細(xì)胞內(nèi)積聚和清除細(xì)胞內(nèi)的病原體。所以，自噬具有促進(jìn)細(xì)胞死亡和保護(hù)細(xì)胞的雙重作用。（一）自噬促進(jìn)細(xì)胞死亡當(dāng)自噬的活躍程度超過生理閾值，可以損傷大量細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞器和蛋白，使細(xì)胞發(fā)生功能障礙。導(dǎo)致細(xì)胞的不可逆性損傷。自噬導(dǎo)致死亡被認(rèn)為是II型程序細(xì)胞死亡。自噬可能通過降解細(xì)胞質(zhì)內(nèi)生存必需的因子或選擇性降解生存必需的調(diào)節(jié)分子或細(xì)胞器來完成調(diào)控程序性細(xì)胞死亡的過程。（二）自噬對細(xì)胞的保護(hù)作用實(shí)驗(yàn)表明，自噬能夠抑制細(xì)胞死亡。自噬作為一種質(zhì)量控制機(jī)制，能清除細(xì)胞質(zhì)內(nèi)聚集蛋白和受損的細(xì)胞器，有效的阻止應(yīng)用蛋白在細(xì)胞內(nèi)聚集造成的細(xì)胞毒性，維持細(xì)胞的存活。自噬作為保護(hù)機(jī)制是一種相當(dāng)保守的過程，從酵母到哺乳動(dòng)物細(xì)胞自噬均發(fā)揮著保護(hù)功能。在饑餓狀態(tài)下，細(xì)胞通過自噬溶酶體降解膜質(zhì)成分和蛋白質(zhì)產(chǎn)生游離脂肪酸和氨基酸，這些成分被重新利用，為氧化還原和線粒體合成ATP提供底物，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，從而維持細(xì)胞的生命活動(dòng)。第二節(jié)細(xì)胞程序性死亡和凋亡程序性細(xì)胞死亡是依機(jī)體生理需求腹水的，當(dāng)然它不應(yīng)該給機(jī)體帶來損傷。凋亡（apoptosis）一詞來自希臘語，原指枯萎的樹葉從樹上掉落。組織上的細(xì)胞凋亡是一種以凋亡小體形成的特點(diǎn)，不引起周圍細(xì)胞損傷，也不引起周圍組織炎性反應(yīng)的單個(gè)細(xì)胞的死亡。一、凋亡的特征與發(fā)生機(jī)制（一）凋亡細(xì)胞的形態(tài)特征(找照片)凋亡：一般表現(xiàn)為正常細(xì)胞群體中單個(gè)細(xì)胞的死亡。光鏡下，單個(gè)凋亡細(xì)胞與周圍細(xì)胞分離，細(xì)胞核染色質(zhì)濃集呈強(qiáng)嗜堿性致密球狀（核固縮）或染色質(zhì)重新集中分布于核膜下，胞質(zhì)濃縮，嗜酸性增強(qiáng)。電鏡下，凋亡細(xì)胞首先出現(xiàn)核的致密化，染色質(zhì)濃縮，沿核膜分布，然后逐步分裂成碎片，同時(shí)，細(xì)胞器失去水分，發(fā)生濃縮。凋亡小體：凋亡細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生皺縮、凹陷，染色質(zhì)變得致密，最后碎裂成小碎片。進(jìn)一步發(fā)展，細(xì)胞膜將細(xì)胞質(zhì)分割包圍，形成多個(gè)膜結(jié)構(gòu)完整的泡狀小體，即凋亡小體。細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的超微結(jié)構(gòu)形態(tài)比較細(xì)胞凋亡熒光顯微鏡下電子顯微鏡下電子顯微鏡下（二）凋亡細(xì)胞的生物學(xué)特征1.Caspase的激活凋亡的特征是一系列caspase家族成員的激活。Caspase屬于半胱氨酸蛋白酶，是細(xì)胞凋亡發(fā)生過程中的關(guān)鍵酶，在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中一旦被激活，就能將細(xì)胞的蛋白質(zhì)降解，使細(xì)胞不可逆地走向死亡。2.DNA斷裂細(xì)胞凋亡時(shí)細(xì)胞核內(nèi)的Ca2+、Mg2+依賴性核酸內(nèi)切酶活化，活化的核酸內(nèi)切酶將DNA鏈在核小體見連接區(qū)切成缺口，是細(xì)胞膜內(nèi)DNA首先切割成50-300kb長的DNA片段，再斷裂為180-200bp及其倍數(shù)的小片段。3.凋亡細(xì)胞的細(xì)胞膜改變及巨噬細(xì)胞識別

凋亡細(xì)胞的細(xì)胞膜特征性變化可使巨噬細(xì)胞對其識別及清除。（三）細(xì)胞程序性死亡的發(fā)生機(jī)制程序性死亡過程可分為起始和執(zhí)行兩個(gè)階段。在起始階段，細(xì)胞接受來自不同途徑的信號，催化激活caspase8,9等，啟動(dòng)死亡程序。在執(zhí)行階段，觸發(fā)執(zhí)行caspase3,6,7等，降解細(xì)胞關(guān)鍵的細(xì)胞組分。細(xì)胞凋亡起始階段接受線粒體信號途徑和死亡受體信號途徑二、凋亡的生理和病理學(xué)意義生理學(xué)意義：1.細(xì)胞凋亡與胚胎發(fā)育從胚泡期的內(nèi)細(xì)胞群和滋養(yǎng)層，到出生后都有細(xì)胞程序性死亡及凋亡的發(fā)生。2.程序性細(xì)胞死亡、細(xì)胞凋亡與激素依賴組織的重塑月經(jīng)周期、更年期、哺乳期等激素的依賴性3.程序性細(xì)胞死亡、細(xì)胞凋亡與免疫

T/B淋巴細(xì)胞分化發(fā)育過程中4.細(xì)胞凋亡與細(xì)胞數(shù)量

程序性細(xì)胞死亡、凋亡控制著機(jī)體的細(xì)胞數(shù)量5.細(xì)胞凋亡與細(xì)胞損傷

當(dāng)細(xì)胞受到嚴(yán)重?fù)p傷，尤其是DNA損傷，而自身修復(fù)系統(tǒng)無法修復(fù)時(shí)，則要通過程序性死亡清除，避免突變細(xì)胞增殖而導(dǎo)致畸變及腫瘤發(fā)生。病理學(xué)意義：1.細(xì)胞凋亡與腫瘤因?yàn)樵鲋?、分化、凋亡三者相互協(xié)調(diào)，共同調(diào)節(jié)維持正常組織細(xì)胞的生長平衡。如果細(xì)胞凋亡受抑，細(xì)胞增殖與死亡見的平衡調(diào)節(jié)被破壞，且不能重新恢復(fù)，細(xì)胞死亡率就會(huì)下降，細(xì)胞數(shù)目就會(huì)不斷增加，表現(xiàn)出增殖優(yōu)勢，這是腫瘤形成的重要機(jī)制之一。2.細(xì)胞凋亡與艾滋病

HIV感染導(dǎo)致CD4+淋巴細(xì)胞減少的原因是細(xì)胞凋亡異常。第三節(jié)壞死壞死（necrosis）：是指活體內(nèi)局部組織、細(xì)胞的意外死亡一、壞死的形態(tài)特征和類型（一）壞死的形態(tài)學(xué)特征1.細(xì)胞核變化：是細(xì)胞死亡的主要標(biāo)志1〕核固縮（pyknosis〕2〕核碎裂（karyorrhexis〕3〕核溶解（karyolysis〕2.細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜變化細(xì)胞質(zhì)因RNA丟失及蛋白變性酸性減弱，與酸性染料伊紅的親合力增強(qiáng)，致嗜酸性增強(qiáng)。當(dāng)細(xì)胞器被酶消化時(shí)可變?yōu)橄x蝕狀或空泡樣。3.間質(zhì)變化間質(zhì)對損傷的耐受性大于實(shí)質(zhì)細(xì)胞。（二）壞死的類型1.凝固性壞死（coagulativenecosis〕

蛋白質(zhì)變性凝固且溶酶體酶作用較弱時(shí)，壞死區(qū)呈灰黃、干燥、質(zhì)實(shí)狀態(tài)，凝固狀。發(fā)生部位：常發(fā)生心、肝、腎、脾病因：缺血、缺氧、細(xì)菌毒素、化學(xué)腐蝕劑病變特點(diǎn)：壞死與健康組織間境界較明顯；鏡下壞死區(qū)細(xì)胞結(jié)構(gòu)消失，而組織輪廓仍保存

干酪樣壞死：病灶中含脂質(zhì)較多，壞死區(qū)呈黃色，狀似干酪；鏡下壞死區(qū)無結(jié)構(gòu)紅染物，為徹底的凝固性壞死

心肌細(xì)胞干酪樣壞死肺結(jié)核，干酪樣壞死2.液化性壞死（liquefactivenecrosis〕

由于壞死組織中可凝固的蛋白質(zhì)少，壞死后很快因酶性分解而變成液態(tài)。常發(fā)生腦（含脂質(zhì)多〕和胰腺（含蛋白質(zhì)多〕組織3.特殊類型死亡包括干酪樣壞死、壞疽、脂肪壞死和纖維素樣壞死（三）壞死的結(jié)局1.溶解吸收2.分離排出3.機(jī)會(huì)4.包裹、鈣化二、壞死的生物機(jī)制和病理學(xué)意義（一）生物機(jī)制細(xì)胞是機(jī)體的基本功能單位，細(xì)胞死亡是生命的基本過程，對多細(xì)胞生物的發(fā)育和自穩(wěn)平衡極為重要。多數(shù)細(xì)胞凋亡由基因調(diào)控，是主動(dòng)的、有序性的細(xì)胞死亡，即程序性細(xì)胞死亡。壞死則是一種由化學(xué)、物理或生物等因素傷害引起的細(xì)胞死亡現(xiàn)象。壞死并非是一個(gè)無序過程，也具有一定的規(guī)