Кафедра патологической анатомии имени академика А И

Кафедра патологической анатомии имени академика А. И. Струкова

Docendo discimus ( «Уча других, мы учимся сами» древн. рим. ).

Кафедра патологической анатомии имени академика А. И. Струкова Тема лекции: Введение в патологию и патологическую анатомию. Цели и задачи курса. Основные понятия. Основные методы патологической анатомии. Типовые патологические процессы. История кафедры патологической анатомии Первого МГМУ им. И. М. Сеченова. Повреждение. Некроз. Апоптоз.

Цель лекции • Формирование общих представлений о патологической анатомии как фундаментальной медико-биологической дисциплине, позволяющей сформировать клиническое мышление у студента. • Формирование общих представлений о повреждении как типовом патологическом процессе с характерными патоморфологическими, патофизиологическими и клиническими проявлениями

• Введение: План лекции (1): введение в патологическую анатомию • Определение патологии и патологической анатомии, как фундаментальной медикобиологической дисциплины • Актуальность дисциплины: значение патологии и патологической анатомии для будущего врача • Исходный уровень знаний для понимания патологии и патологической анатомии, рекомендуемая литература для подготовки к освоению патологии • Основная часть: • Предмет и объект исследования патологии и патологической анатомии • Методы патологии и патологической анатомии • Основные понятия, используемые в патологии и патологической анатомии: норма, премобридное состояние, болезнь, типовые патологические процессы, реактивность, саногенез, танатогенез и т. д. Основные сложности в понимании патологии и патологической анатомии. • История патологической анатомии. История кафедры патологической анатомии Первого МГМУ им. И. М. Сеченова • Заключение • Рекомендуемая литература

ИСТОРИЯ ПАТОЛОГИЧЕСКОЙ АНАТОМИИ

Антони ван Ле венгук Antoni van Leeuwenhoek (24 октября 1632 – 26 августа 1723) – голандский натуралист, конструктор микроскопов, основоположник научной микроскопии.

Ро берт Гук Robert Hooke (18 (28) июля 1635 – 3 марта 1703) – английский естествоиспытатель, учёныйэнциклопедист.

Рукописи Роберта Гука с протоколами заседаний Лондонского Королевского общества.

Маттиас Якоб Шлейден Matthias Jakob Schleiden (1804 – 1881) – немецкий биолог (ботаник).

Теодор Шванн Theodor Schwann (7 декабря 1810 – 14 января 1882) – немецкий цитолог, гистолог и физиолог.

Ру дольф Людвиг Карл Ви рхов Rudolf Ludwig Karl Virchow (13 октября 1821 – 5 сентября 1902) – немецкий учёный, патологоанатом, гистолог, физиолог.

Virchow and Cellular Pathology, 1855

История патологической анатомии • Дж. Б. Морганьи, выпустил в 1761 г. свой труд «De sedibus et causis morborum per anatomen indagatis» ( «О месте нахождения и причинах болезней» ), основанный на результатах 700 вскрытий (часть вскрытий была произведена им лично) • В 1855 г. в своей работе «Целлюлярная патология» , опираясь на клеточную теорию ботаника Матиаса Шлейдена и зоолога Теодора Шванна, Р. Вирхов связал патологические процессы с изменениями в жизнедеятельности элементарных мельчайших частей живого организма — клеток. Кроме того, в 1858 г. он формулирует пятый постулат клеточной теории ( «omnis cellula e cellula» - «каждая клетка из клетки» ). Несмотря на всю прогрессивность этой теории (противоречащей гуморальной теории (представитель К. Рокитанский)), механистичное сведение жизни организма к жизни отдельных клеток противоречило учению о целостности организма, на что указывали И. М. Сеченов и Н. И. Пирогов. Тем не менее, именно Вирхова принято считать основоположником современной патологической анатомии

История кафедры патологической анатомии им. академика А. И. Струкова • А. И. Полунин (1849 -1869) Основатель кафедры патологической анатомии и патофизиологии. Основатель «Московского врачебного журнала» . Зачинатель клинико-анатомического направления в патологии. Научные интересы: патоморфология холеры. • И. Ф. Клейн (1869 -1906) Создал музей макропрепаратов. Инициатор и автор проекта организации Анатомо-патологического института. Научные интересы: патоморфология рассеянного склероза, ТЭЛА. • М. Н. Никифоров (1906 -1916) Автор первого учебника по патологической анатомии на русском языке. Создатель московской школы патологоанатомов. Научные интересы: патоморфология хориокарциномы (доказал, что развивается из хориона), возвратного тифа, грануляционной ткани. • В. И. Кедровский (1916 -1917) Научные интересы: патоморфология и бактериология гранулематозных заболеваний (лепра, туберкулез) • А. И. Абрикосов (1920 -1952). Акад. АН и АМН СССР. Основатель советской школы патологоанатомов. Основатель советской патологоанатомической службы и принципа сличения клинического и патологоанатомического диагнозов (вместе с И. В. Давыдовским). Инициатор создания Российского общества патологов, журнала «Архив патологии» . Основатель журнала «Архив патологии» . Научные интересы: патоморфология туберкулеза легких, опухолей из мышечной ткани (опухоль Абрикосова), симпатических узлов.

История кафедры патологической анатомии им. акад. А. И. Струкова • А. И. Струков (1953 -1972) академик АМН СССР. Один из разработчиков сети ревматологических кабинетов в СССР. Внедрил в СССР применение электронной и люминесцентной микроскопии. Научные интересы: теория единства структуры и функции, патоморфология туберкулеза, «коллагеновых» болезней, воспаления. • В. В. Серов (1972 -1989) академик АМН СССР. Создатель современной классификации гломерулонефритов. Научные интересы: патоморфология почек и печени, иммунология. • М. А. Пальцев (1989 -2009) академик РАН. Научные интересы: патоморфология почек и печени, иммунология, молекулярная патология. • В. С. Пауков (2009 -2015). Заслуженный деятель науки РФ. Продолжатель идей А. И. Струкова. Развивает научно-практические и педагогические традиции Московской школы патологоанатомов. За время его руководства вновь объединены кафедра, прозектура путем создания НОКЦ «Клиническая морфология» , разработано и внедрено в преподавание использование компьютерных технологий, издан новый учебник. Кафедра активно занимается проблемами дисплазии соединительной ткани. Научные интересы: патоморфология сердечно-сосудистой системы, алкогольной болезни, сепсиса. • Е. А. Коган (2016 -по наст. вр. ). Профессор, д. м. н. Ученица А. И. Струкова, продолжает научнопрактические и педагогические традиции Московской школы патологоанатомов. Научные интересы: патоморфология ораганов дыхания, женской репродуктивной системы; цитопатология.

Определение патологии и патологической анатомии, как фундаментальной медико-биологической дисциплины • Патология – научно-прикладная дисциплина, изучающая закономерности возникновения, развития заболеваний и патологических процессов в организме (предмет исследования) с помощью различных методов (как структурных (=морфологических), так и функциональных) исследований. Основные составляющие патологии – патологическая анатомия, патофизиология и патохимия. Основные разделы патологии: v. Общая патология (общая патанатомия и общая патофизиология) изучает патологию клетки и типовые патологические (общепатологические) процессы. v. Частная патология (частная патанатомия и частная патофизиология) изучает болезни человека, типовые формы патологии, номенклатуру и специфику каждого заболевания. • Патологическая анатомия (патоморфология, патогистология) — научноприкладная дисциплина, изучающая морфологические изменения, развивающиеся в организме при каждой болезни или патологическом процессе (материальные основы болезней и патологических процессов).

Для чего нужно знать патологию в целом и патанатомию в частности? • Патология – наиболее значимая дисциплина, на основе которой строиться понимание дальнейших КЛИНИЧЕСКИХ специальностей, поскольку • Именно патология объясняет, что такое болезнь или патологический процесс, как его предупредить, как его диагностировать, лечить, а также, правильно реабилитировать больного. Поэтому, патологию и патологическую анатомию нужно знать • Для формирования КЛИНИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ, то есть, мышления врача, которое основывается не на бездумном зазубривании схем лечения, алгоритмов ведения больных и т. п. (так называемые, стандарты медицинской помощи), а на СТРОЙНОЙ ЛОГИЧНОЙ СИСТЕМЕ ЗНАНИЙ, которая позволяет: 1. 2. Облегчить понимание и запоминание нового учебного материала (невозможно выучить все заболевания ибо их тысячи, но можно понять, почему они возникают и развиваются именно так, а не иначе, а также понять, как их предупреждать и лечить) Выходить из нестандартных ситуаций во врачебной практике (атипичное течение заболевания)

Что желательно и обязательно знать для понимания патологии и патологической анатомии? • Дисциплины, изучающие основные закономерности материального мира, в т. ч. живой материи (знать желательно для формирования общей картины): • • Биология Физика Химия Философия • Норму (знать обязательно для полноценного понимания предмета!) • Дисциплины, изучающие структурные элементы организма (морфологические дисциплины): • • Нормальная анатомия Гистология, цитология и эмбриология • Дисциплины, изучающие процессы, происходящие в организме: • Нормальная физиология • Биохимия и молекулярная биология • Иммунология, аллергология • Генетика И др. • Другие смежные дисциплины: микробиология, паразитология, гигиена, фармакология, клинические специальности и др. (поскольку они сильно связаны с патологией и патологической анатомией)

В. А. Цинзерлинг, А. В. Цинзерлинг, 2005

Список рекомендуемой литературы для быстрого и успешного повтора тем предыдущих курсов • Нормальная гистология: атлас по гистологии, цитологии и эмбриологии Быкова В. Л. , Юшканцевой С. И. • Нормальная анатомия: учебник Привеса М. Г. , краткие варианты атласов анатомии • Нормальная физиология: учебник Ткаченко Б. И. , (для более углубленного изучения учебник Гайтона)

Как знание вышеперечисленных дисциплин помогает понять патологию в целом и патанатомию в частности? • В большинстве случаев норма универсальна или почти универсальна: • у статистического большинства (около 90% популяции – между 5 и 95 процентилями) людей 1) одинаковой расы, 2) одинаковой возрастной группы, 3) одного пола, 4) при одинаковых функциональных состояниях (беременность, климактерий) особенности строения и функционирования тела (об этом нам говорят клинические, лабораторные или инструментальные показатели) имеют примерно одинаковые характеристики; • Зная (из предыдущих курсов) о взаимосвязи структурных составляющих организма и принципах их функционирования можно предположить (=предсказать, объяснить), «как поведет себя организм» при отклонении их от нормы; • Кроме того, можно использовать эти механизмы для ускорения выздоровления или профилактики заболеваний. Пример: зная из курса гистологии и физиологии о том, что эпителий проксимальных извитых канальцев почки реабсорбирует и секретирует компоненты мочи, легко предугадать, что при его гибели не будет облигатной реабсорбции и первичная моча не будет концентрироваться. Таким образом, у больного разовьется полиурия (увеличение диуреза).

Основные понятия в патологии. Кое-что из нормы • «Структура» – орган, ткань, клетка, органеллы, молекулы и т. п. , которые осуществляют определенные функции. Они являются объектом изучения для морфологических дисциплин, как в норме (нормальная анатомия, гистология…), так и при патологии (патологическая анатомия…) v Примечание: особое значение в понимании обратимости и необратимости патологических процессов придает понятие ГИСТОАРХИТЕКТОНИКА органа (то есть, нормальное гистологическое строение – правильное расположение паренхимы и стромы, сохранность базальных мембран и т. п. ). Только при относительно сохранной архитектонике органа возможно его полное восстановление. • «Функция» - процесс изменений структур для обеспечения гомеостаза (точнее, гомеокинеза). Несмотря на то, что патанатомия изучает, преимущественно, структуры, без понимания взаимосвязи между структурой и функцией невозможно понять суть патологии и сформировать клиническое мышление. • Паренхима – главная ткань (совокупность клеток) органа, выполняющая специфические для этого органа функции (миокард в сердце, печеночные балки, ацинусы и островки поджелудочной железы и т. п. ) • Строма – рыхлая волокнистая соединительная ткань органа, содеражащая сосуды и нервы для обеспечения трофики в паренхиме. • Полиморфноядерные лейкоциты (ПЯЛ) = нейтрофильные лейкоциты • Мононуклеары = макрофаги, лимфоциты

Основные понятия в патологии • Болезнь, заболевание – жизнь, нарушенная в своем течении повреждением структуры и функции организма под влиянием внешних и внутренних факторов. При этом происходит мобилизация компенсаторноприспособительных механизмов и общее либо частичное снижение приспособляемости к внешней среде [В. А. Цинзерлинг, А. В. Цинзерлинг, 2005]. • То есть, при болезни наряду с нарушениями (снижают приспособляемость) в ответ на них возникает адаптивная реакция организма в ответ на них. Этот «ансамбль» и составляет полную картину заболевания. Пример: при инфекционном заболевании в ответ на распространение возбудителя по организму снижается приспособляемость организма ( «плохое самочувствие» ), активируется процессы термогенеза (развивается лихорадка) для его уничножения. • Болезнь, как нозологическая форма (единица) – это совокупность симптомов (клинических, лабораторных, инструментальных), которые позволяют ее идентифицировать и отнести к группе состояний с общими причинами развития (этиологией), механизмами развития (патогенезом), клиническими проявлениями, едиными подходами к коррекции и лечению.

Основные понятия в патологии • Синдром – состояние (следствие болезни), совокупность симптомов, объединенных единым патогенезом. • Симптомокомплекс – просто совокупность симптомов. • Симптом – клинический (то, что можно пощупать, проперкутировать, услышать, увидеть), лабораторный (анализ крови, мокроты, мочи…) или инструментальный (КТ, МРТ, ЭКГ…) диагностический признак болезни.

Основные понятия в патологии Понятие В широком смысле В узком смысле Этиология Наука о причинах болезни: Собственно, причина болезни: v Монокаузализм – учение о том, что причины болезни достаточно для ее развития v Кондиционализм – учение о том, что болезнь вызывается комплексом условий Патогенез Наука о механизмах развития болезни Собственно, механизмы развития болезни Морфогенез --- Его изучает патологическая анатомия Морфологические изменения в динамике (в патологии имеется в виду в динамике болезни или патологического процесса) Танатогенез --Наука, которая его изучает – танатология Механизмы умирания Саногенез --Наука, которая его изучает – валеология Механизмы выздоровления (основаны на компенсаторно-приспособительных и репаративных процессах)

Основные понятия в патологии • • • Патоморфоз – широкое понятие, отражающее, с одной стороны, изменения в структуре заболеваемости и летальности, связанные с изменениями общей панорамы болезней, с другой стороны – стойкие изменения клинико-морфологический проявлений определенного заболевания, нозологии – нозоморфоз, возникающие обычно в связи с применением медикаментозных средств (терапевтический патоморфоз). Ятрогения (патология терапии) – заболевания и осложнения заболеваний, связанные с врачебными манипуляциями Недостаточность (органа, системы органов) – нарушение одной или нескольких функций органа или системы органов в результате их повреждения. Адаптация – приспособляемость организма в рамках его модификационной изменчивости (в т. ч. реактивности) к внешним и внутренним (в т. ч. болезнь) факторам. Компенсация нарушенных функций – частный вид адаптации при болезнях (поэтому и существует название «компенсаторно-приспособительные процессы» ). Типы нарушений функций органов, тканей и клеток при патологии: v Снижение функции (недостаточность) v Повышение функции (например, болезнь Грейвса) v Извращение функции (продукция АКТГ клетками мелкоклеточного рака легкого) • • • Предрасположение - повышенная вероятность возникновения болезни, обусловленная реактивностью организма. Оно бывает наследственным (генетическим) и приобретённым. Резистентность организма - это его устойчивость к действию патогенных факторов. Премобридное состояние ( «предболезнь» ) – пограничное состояние между здоровьем и болезнью, связанное с измененной реактивностью организма (ослабление механизмов саногенеза), которая приводит к нарушению процессов саморегуляции.

Основные понятия в патологии. Реактивность (от лат. activus - деятельный) - сформировавшееся в эволюции свойство живого организма реагировать на воздействие факторов внешней и внутренней среды и поддерживать равновесие с внешней средой. При этом окружающая среда, является не только источником энергетических ресурсов, но и оказывает различные воздействия, в том числе и болезнетворные или патогенные (от греч. pathos - страдание, и genesis - происхождение, развитие). Виды реактивности: По уровню организации живой материи, в котором она наблюдается: v Видовая (биологическая) – связана с эволюционными особенностями организма v Групповая – внутри вида в рамках пола, физиологических состояний и т. п. v Индивидуальная – различные факторы в т. ч. и биоритмы По «полезности» (способности сохранять гомеостаз) для организма: v Нормальная (физиологичная) – нормэргия, положительная анергия (гипэргия) v Патологическая (болезненно измененная): v Гиперергия v Гипергия, анергия (отрицательная) v Дизергия (отрицательная)

Основные понятия в патологии. Принципы течения патологических процессов 1. ЛЮБОЙ ПАТОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОСНОВАН НА ПРОЦЕССЕ, ПРОИСХОДЯЩИМ В НОРМЕ. Ни один патологический процесс, происходящий в организме, не является чем-то новым. Несколько примеров: ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС (адаптивная роль) АНАЛОГ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИ ПАТОЛОГИИ (дезадаптивная роль) Свертывание крови при травме сосуда Свертывание крови при изъязвлении атеросклеротической бляшки с образованием тромба в коронарной артерии сердца и развитием инфаркта миокарда Пролиферация клеток при регенерации ткани Пролиферация клеток в опухоли с нерегулируемым ростом

Основные понятия в патологии. Принципы течения патологических процессов 2. ВСЕ РЕАКЦИИ ОРГАНИЗМА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ЦЕЛЕСООБРАЗНЫ. Эти реакции необходимы для восстановления гомеостаза (подробности – см. теорию функциональных систем П. К. Анохина и К. В. Судакова) при его отклонении, связанном с патологическим процессом, даже, если они являются реакциями «отчаяния» . Несколько примеров: Патологический процесс, запускающий реакцию. Цель реакции. «Побочные эффекты» физиологической реакции Острая кровопотеря. Централизация кровотока с формированием шоковой реакции. Цель – поднять насколько возможно АД для кровоснабжения жизненно важных органов (головной мозг, сердце) Остальные ткани испытывают дефицит кислорода и могут погибнуть (например, эпителий ЖКТ, извитых канальцев почки). Попадание аллергена в организм. Гиперчувствительность I типа. Цель Повреждение медиаторами аллергии – элиминировать аллерген. тканей, где осели частицы аллергена.

Основные понятия в патологии. Принципы течения патологических процессов 3. ЕДИНСТВО СТРУКТУРЫ И ФУНКЦИИ. Ни один физиологический или патологический процесс, происходящий в организме, не может происходить без участия структур (молекул, клеточных органелл, клеток, тканей, органов или систем органов) и из ассоциаций даже, если это не очевидно (например, психическая патология). Следовательно, по клиническим и параклиническим (лабораторным и инструментальным) данным можно предположить то или иное изменение структур Несколько примеров: Повреждение структуры Результат повреждения структуры Ген, кодирующий молекулу гемоглобина А (замена отрицательно заряженной аминокислоты глютамина на электронейтральный валин) Серповидно-клеточная аномалия (гетерозиготы). Серповидно-клеточная анемия (гомозиготы) Повреждение кардиомиоцитов при миокардите с формированием дефектов в их мембранах (напрмер, за счет СПОЛ). Поступление в цитоплазму натрия и кальция, выход калия, повышение возбудимости, аритмии, блокады.

Основные понятия в патологии. Принципы течения патологических процессов 3 а. ПРИ ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ЛЮБАЯ СТРУКТУРА «ИЗНАШИВАЕТСЯ» . Следовательно, в норме существуют механизмы, благодаря которым структура на время выключается из работы для восстановления, а ее функцию берут на себя ее «коллеги» (функциональная гетерогенность в ткани, клетке, органе). При повышении нагрузки на орган все структуры работают на износ (из-за недостатка энергии) без возможности восстановиться, что в дальнейшем приводит к истощению их резерва со снижением функции (декомпенсации). Несколько примеров: Структура Пример изсноса Митохондрия в кардиомиоците При длительном повышении нагрузки на сердце все митохондрии в кардиомиоците включаются в производство энергии поэтому не могут восстановиться и «отдохнуть» . Это приведет к их быстрому износу и формированию необратимой сердечной недостаточности Нефрон Теория «интактного нефрона» : при определенных заболеваниях почек часть нефронов повреждаются, часть остается сохранной. Существует пороговое число нефронов, которое должно остаться, чтобы компенсировать работу погибших и не «переутомиться» самим, что может привести к необратимой почечной недостаточности.

Основные понятия в патологии. Принципы течения патологических процессов 4. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ РЕАКЦИЙ ОРГАНИЗМА И ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Ни один патологический процесс, происходящий в организме, не является чем-то новым (иначе бы не хватило генов на каждый патологический процесс). Однако, существуют определенные особенности их течения, связанные с реактивностью (групповой, индивидуальной). Примеры универсальности реакций Характеристики Типовые патологические (общепатологические) процессы 1) Выработаны в ходе эволюции как проявление реактивности 2) Полиэтиологичны. 3) Монопатогенетичны (стереотипны) и имеют стандартные проявления 4) Комплексны (адаптивные и патологические изменения с их противостоянием между собой) 5) Обязательные компоненты любого заболевания (в разных сочетаниях). Типовые формы патологии Набор реакций у каждой конкретной ткани и органа , в остальном то же (1 -4)

Основные понятия в патологии. Принципы течения патологических процессов 4 а. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ РЕАКЦИЙ ОРГАНИЗМА И ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Типовые патологические (общепатологические) процессы: 1. Повреждение: обратимое (дистрофии), необратимое (клеточная гибель) 2. Гипоксия 3. Нарушения крово- и лимфообращения 4. Воспаление 5. Патология иммунной системы 6. Процессы адаптации 7. Опухолевый рост

Основные понятия в патологии. Временные характеристики патологических процессов. N. B. У разных патологических и компенсаторно-приспособительных процессов разное время возникновения и продолжительности!!! Так некроз никогда не длится неделями, а атрофия не развивается за сутки. • Острые процессы – процессы, которые протекают быстро, с высокой интенсивностью и могут быть обратимы при определенных условиях. Компенсаторные процессы не успевают развиться в полной мере. • Хронические процессы – процессы, которые протекают медленно, с гораздо меньшей интенсивностью и не могут быть обратимы вследствие необратимой перестройки органов и тканей с нарушением их архитектоники (то, что Вы проходили в курсе частной гистологии: соотношение паренхимы и стромы, строение ацинусов, расположение базальных мембран и т. п. ). Как правило, хронические процессы сопровождаются атрофией паренхимы и склерозом стромы. Компенсаторные механизмы успевают развиться, но не могут окончательно восстановить гомеостаз. Это может привести к их истощению, обострению хронического процесса и даже смерти. • Изначально хронические процессы (например, хронический гломерулонефрит) • Хронизация острого процесса (например, хронизация остеомиелита при неадекватном лечении)

Основные понятия в патологии. Временные характеристики патологических процессов. Морфогенез и препараты. v. Анатомический или гистологический препарат не отражает всю динамику развития заболевания в данном органе или ткани (морфогенез, стадийность), а представляет собой лишь «застывшую картинку» (как один кадр из кинофильма)! v. Динамика процесса может наблюдаться не только в рамках одного уровня организации (органный, тканевой, клеточный, субклеточный…): так самые ранние изменения происходят на самом маленьком уровне (молекулярном) и лишь затем на более крупных

Основные понятия в патологии. Другие характеристики патологических процессов Пространственные характеристики патологических процессов. • Местные (очаговые) процессы – процессы, которые затрагивают один или несколько органов. • Общие (системные) процессы – процессы, которые затрагивают весь организм. Последовательность и взаимоотношения патологических процессов. • Первичные процессы – процессы, развивающиеся без четко выраженного предшествующего патологического процесса (болезни) • Вторичные процессы – результат другого патологического процесса (болезни) Отношение патологических процессов к наследственности. • Наследственные (не равно понятию «врожденные» ) • Понятие «врожденные» подразумевает лишь тот факт, что во время пренатального периода появился некий патологический процесс и его результат НЕЗАВИСИМО ОТ ТОГО, ИМЕЛ ЛИ ОН НАСЛЕДСТВЕННЫЙ ХАРАКТЕР ИЛИ НЕТ (например, врожденный вывих бедра не наследуется). • Ненаследственные

Основные понятия в патологии • Смерть – необратимое прекращение жизнедеятельности организма, неизбежная конечная стадия индивидуального существования любой обособленной живой системы. В. А. Цинзерлинг, А. В. Цинзерлинг, 2005

Основные понятия в патологии В. А. Цинзерлинг, А. В. Цинзерлинг, 2005

Основные понятия в патологии Посмертные изменения • • • Охлаждение трупа Трупное окоченение Перераспределение крови Трупные пятна Трупное высыхание Трупное разложение В. А. Цинзерлинг, А. В. Цинзерлинг, 2005

Основные понятия в патологии В. А. Цинзерлинг, А. В. Цинзерлинг, 2005

Основные понятия в патологии В. А. Цинзерлинг, А. В. Цинзерлинг, 2005

В. А. Цинзерлинг, А. В. Цинзерлинг, 2005

Объекты исследования патологической анатомии Объект Источник Цели исследования Методы Трупный материал v В мирное время: трупы лиц, умерших ненасильственной смертью (от болезни). v В военное время: трупы лиц, умерших от боевой травмы Сравнение прижизненных проявлений заболевания со структурными изменениями, сравнение клинического и патологоанатомического диагноза, правильности лечения. Научные исследования. Аутопсия (вскрытие), взятие кусочков с последующей подготовкой для микроскопического исследования, гистологические, гистохимические, иммуногистохимические и другие методы. Прижизнен ный материал Фрагменты органов и тканей, взятые при операции (за исключением пунктатов и аспиратов): • Биопсийный материал Биопсия – операция, при которой происходит прижизненное взятие тканей, органов или взвеси клеток для микроскопического исследования с диагностической целью, а также для изучения динамики патологического процесса и влияния на него лечебных мероприятий. Биоптат – материал, взятый с помощью биопсии. К биопсийному материалу приравниваются обильные соскобы (эндометрий)). • Операционный материал (после операции из удаленного органа вырезаются кусочки для микроскопического исследования с аналогичными целями) Уточнение клинического диагноза, правильности лечения, динамики заболевания, сопоставление клинических и структурных изменений. Научные исследования. Вырезка материала в биопсийной лаборатории, подготовка к микроскопическому исследованию препарата, гистологические, гистохимические, иммуногистохимические и другие методы. Фрагменты тканей и клетки (мазки (в т. ч. в результате спонтанного слущивания – эксфолиации), отпечатки, смывы, пунктаты, аспираты, соскобы) Уточнение клинического диагноза, правильности лечения, динамики заболевания, сопоставление клинических и структурных изменений. Научные исследования. Нанесение препарата на стекло, цитологические, цитохимические, иммуноцитохимические и другие методы. Подопытные животные, фрагменты органов и тканей, трупный материал Научные исследования Любые из вышеперечисленных Эксперимен тальный материал

Современные морфологические методы исследования и их роль в выборе лечения. 50

Методы исследоваиня в морфологии Гематоксилин +эозин Гистохимия Электронная микроскопия Иммуногистохимия Иммунофлуоресценция Проточная цитофлуорометрия Гибридизация in situ Полимеразная цепная реакция (ПЦР) ПЦР in situ Метод лазерной микродиссекции Метод тканевых биочипов (tissue microarray, ТМА) 51

Методы патологической анатомии. Вскрытие • Осуществляется врачом-патологоанатомом (прозектором, патологом (за рубежом)) в морге после ознакомления с предварительно доставленной историей болезни/беременности/родов или картой новорожденного. • Существуют определенные алгоритмы исследования трупа, изымаются фрагменты тканей для микроскопического исследования • На вскрытии обязательно должен присутствовать лечащий врач • По окончании вскрытия врач-патологоанатом делает заключение об имевшихся заболеваниях и причине смерти больного, сопоставляет их с клиническим диагнозом. Anatomy Lesson by Dr. F. Ruysch 1670

Методы патологической анатомии. Вырезка операционного и биопсийного материала. • Осуществляется врачом-патологоанатомом (прозектором, патологом (за рубежом)) в биопсийной лаборатории после ознакомления с предварительно доставленным направлением на микроскопическое исследование операционного или биопсийного материала. В зависимости от способа взятия материала выделяют следующие виды биопсий: • Инцизионная – с помощью скальпеля • Пункционная – с помощью иглы • Эндоскопическая - с помощью эндоскопической техники со специальными щипчиками • Аспирационная – аспирация материала при пункции • Существуют определенные алгоритмы исследования операционного материала, изымаются фрагменты тканей для микроскопического исследования • По окончании вскрытия врач-патологоанатом делает заключение об имевшихся заболеваниях и причине смерти больного, сопоставляет их с клиническим диагнозом. Врач-патологоанатом вырезает операционный материал

Основные изменения макроскопических характеристик органа при патологии • Размеры: • Увеличение из-за: отека, отложения веществ, полнокровия, гипертрофии • Уменьшение из-за: высыхания, атрофии • Форма • Цвет (изменения цвета связаны с красящими веществами, которые образуются или скапливаются в органе либо их отсутствием): • Побледнение при ишемии (нет гемоглобина), посинение при венозном (карбгемоглобин) и покраснение при артериальном полнокровии (окисленный гемоглобин) • Побледнение при склерозе, амилоидозе (белок) • Почернение (образование сульфида железа при гангрене) И т. д. • Консистенция • Уплотнение из-за: склероза, отложения амилоида, кальция, образования костной ткани, выраженного отека, коагуляции белков • Размягчение (дряблая консистенция) из-за: колликвации, отложения липидов. • Специфичные для данного органа/процесса характеристики: • Толщина коркового вещества почек, граница коркового и мозгового веществ на разрезе • Волокнистое строение миомы на разрезе • Наложения фибрина на серозных оболочках при некрозе подлежащей ткани • Сальный блеск при амилоидозе И т. д.

Некоторые микроскопические методы исследования Световая микроскопия • Обычная световая микроскопия • Фазово-контрастная микроскопия (нередко применяется для витальной микроскопии) • Поляризационная микроскопия • Люминесцентная микроскопия • УФ- и ИК-микроскопия Электронная микроскопия • Трансмиссионная (просвечивающая) – показывает срез, плоскостное изображение • Сканирующая (растровая) – показывает поверхность, объемное изображение Авторадиография Нелинейная оптическая микроскопия (НЛОМ) Атомно-силовая микроскопия (микроскопия атомных сил) М. А. Пальцев, В. С. Пауков, Э. Г. Улумбеков с соавт. , 2002 с дополнениями

Препарат желудочного лимфоузла Сканирующая ЭМ Препарат кардиомиоцитов Трансмиссионная ЭМ

Основные методики окраски гистологических препаратов Окраска гематоксилином и эозином – основная методика окраски для патологоанатомического исследования. Используются 2 красителя: • Гематоксилин. Краситель сине-фиолетового цвета с щелочной реакцией (имеет положительный заряд). Поэтому он реагирует и, следовательно, окрашивает различные структуры, содержащие кислоты, то есть, имеющие отрицательный заряд (базофильные структуры): • Ядра (ДНК), ядрышки (РНК), ядерную пыль, остатки ядер (гематоксилиновые тельца), • Очаги кальцификации (после декальцинации), • Колонии микробов • Эозин. Краситель розового цвета с кислой реакцией (отрицательный заряд). Поэтому он реагирует и, следовательно, окрашивает различные структуры, содержащие основания (положительный заряд): цитоплазма клеток (белки цитоплазмы), очаги гиалиноза или амилоидоза (скопления внеклеточного белка) и т. д.

Основные методики окраски цитологических препаратов Окраска азуром-II и эозином по Романовскому – близка по свойствам к гематоксилину и эозину. Форменные элементы крови (лейкоз). Окраска бисмарк-брауном по Папаниколау (PAP-тест). Эпителий шейки матки

Основные гистохимические методики окраски микропрепаратов • • • Окраска Суданом III – жиры окрашиваются в оранжевый цвет (при предшествующем приготовлении замороженных срезов!!!) Реакция Перлса – железо окрашивается в голубой цвет в результате образования «берлинской лазури» ШИК-реакция (PAS-реакция) – высокомолекулярные углеводы (гликоген, гликозаминогликаны) окрашиваются в малиновый цвет Окраска пикриновой кислотой и кислым фуксином по Ван Гизон – коллагеновые волокна окрашиваются в кирпично-красный цвет Окраска фукселлином по Вейгерту – эластические волокна окрашиваются в темно-синий или черный цвет Окраска орсеином – эластические волокна окрашиваются в темно-красный цвет Толуидиновый синий – при наличии в соединительной ткани большого количества гликозаминогликанов дает фиолетовую метахромазию Конго красный (конго рот) – амилоид окрашивается в кирпично-красный цвет, при поляризационной микроскопии дает зеленоватое свечение Окраска по Цилю-Нильсену – кислотоустойчивые бактерии (M. tuberculosis, M. leprae) окрашиваются в красный цвет Реакция Фельгена – ДНК окрашивается в красный цвет Окраска орсеином по Шиката – окрашивает HBs-антиген в коричневый цвет Окраска на фибрин по Шуенинову – окрашивает фибрин в фиолетовый цвет Biovitrum, 2010

Гистохимия Helicobacter pylori импрегнация серебром Helicobacter pylori Aspiragiles альциановый-голубой-желтый 60

Гистохимия Гемосидероз в гепатоцитах Окраска по Перлсу на железо PAS -Нейтральные муцины Конго красный (поляризационный микроскоп) 61

Иммунофлюоресценция 62

Гломерулонефриты (иммунофлюоресценция) МГ (С 3) Тип 1 МПГ (С 3) Тип 2 МПГ (С 3) МПГ (Ig A) 63

Высокотехнологичные методы исследования в патологической анатомии • Иммуногистохимия и иммуноцитохимия. В основе – реакция антиген-антитело между исследуемым белком (маркером) и первичным антителом, а также между первичным антителом и вторичным антителом к Fc-фрагменту первичного антитела, меченным каким-либо ферментом. Обычно в качестве метки используется пероксидаза хрена, которая при реакции с диаминобензидином (ДАБ) дает коричневое окрашивание (стрептавидин-биотиновый метод). Реже используются флоресцентные метки (флюоресцентные методы).

Иммуногистохимия 65

Иммуногистохимия Кто такие моноклоны? Кластеры дифференцировки (CD) Маркеры связанные с клеточным циклом Молекулы клеточной адгезии Рецепторы гормонов Онкосупрессоры Опухолевые маркеры 66

Кластеры дифференцировки В-лимфоцитов CD 5 CD 23 CD 10 CD 20 67

М. А. Пальцев, Н. М. Аничков, , П. Ф. Литвицкий с соавт. , 2009

Аденолимфома (опухоль Уортина) слюнной железы Антимитохондриальный антиген (коричневая окраска) Стрептавидин-биотиновый метод Каспаза-3 в суставном хряще кролика (зеленое свечение) Иммунофлюоресцентный метод http: //www. volsu. ru/struct/institutes/ipt/Bioengineering. Bioinformatics/folder 4/ http: //pathology. narod. ru/new_page_92. htm

М. А. Пальцев, Н. М. Аничков, П. Ф. Литвицкий с соавт. , 2009

Высокотехнологичные методы исследования в патологической анатомии • In situ гибридизация – флюоресцентная (FISH) и хромогенная (CISH). Возможность продемонстрировать распределение специфических последовательностей ДНК или РНК в индивидуальных клетках на срезах тканей, в мазке, в культурах клеток, в хромосомных препаратах. • ПЦР (полимеразная цепная реакция). Метод, в основе которого лежит ферментное накопление специфических ДНК-последовательностей, концы которых задают олигонуклеотидные праймеры. При большом количестве копий необходимую ДНК-последовательность можно выявить с помощью гельэлектрофореза по Саузерну (southern-blotting). • Проточная цитофлюорометрия (цитофотометрия). Метод основан на специфическом присоединении к клеткам, находящимся в суспензии (иногда для ее получения ткань обрабатывают ферментами) определенной флюоресцирующей метки. В дальнейшем, эти клетки пропускают через трубку, которая освещается лазером. Полученный от облучения лазером сигнал поступает на детекторы. • TUNEL – терминальное Td. T-опосредованное мечение концов ДНК (terminal deoxynucleotidyl transferase (Td. T)-mediated d. UTP-biotin nick end labeling) М. А. Пальцев, В. С. Пауков, Э. Г. Улумбеков с соавт. , 2002 с дополнениями

М. А. Пальцев, Н. М. Аничков, П. Ф. Литвицкий с соавт. , 2009

М. А. Пальцев, Н. М. Аничков, П. Ф. Литвицкий с соавт. , 2009

Лимфогрануломатоз (лимфома Ходжкина) CD 30 CD 15 Вирус Эпштейна-Барр 74

Маркеры связанные с клеточным циклом 75

Пролиферация и апоптоз Ki 67 Анапластическая лимфома Bcl Х Fas 76

Клетки мишени СD 117+ Gleevec (миелолекоз) Her/neu + Герцептин ER + тамоксифен Эндокринноклеточный рак ПЖ Sandostatin 77

Факторы прогноза для рака молочной железы 78

Определение фенотипа опухоли Рак предстательной железы реакция с PSA Протоковая аденокарцинома поджелудочной железы реакция с СА 19 -9 79

Дифференциальная панель 80

Рак предстательной железы (микрофокус) Атипическая мелкоацинарная гиперплазия (гематоксилин +эозин) микрофокус рака ПЖ (34βE 12) 81

«Сторожевой» лимфоузел. Метастаз рака молочной железы 82

Морфометрическое определение плоидности 83

Проточная цитофлуориметрия 84

Флюоресцентная гибридизация in situ 85

Fluorescence in situ hybridization (FISH) Инфильтрирующий протоковый рак молочной железы HER/neu-2 86

Метод тканевых микрочипов EGF Рак толстой кишки 87

Проточная цитофлуорометрия

TUNEL – терминальное Td. T-опосредованное мечение концов ДНК (terminal deoxynucleotidyl transferase (Td. T)-mediated d. UTP-biotin nick end labeling)

План лекции (2): повреждение • Введение: • Определение понятия «повреждение» • Актуальность темы • Исходный уровень знаний для понимания темы • Основная часть: • Основные характеристики повреждения как типового патологического процесса • Причины повреждения • Классификация и характеристики основных видов повреждения: • Обратимое повреждение • Необратимое повреждение: виды клеточной гибели, некроз, апоптоз. • Исходы повреждения • Заключение • Основные термины в рамках пройденной темы • Дополнительные сведенья о новых типах клеточной гибели • Рекомендуемая литература

Повреждение. Определение. Классификация. • Повреждение (альтерация) – типовой патологический процесс, для которого характерно изменение строения клеток, межклеточного вещества и их компонентов, приводящее к изменению метаболизма и нарушению функций (как правило, к снижению). Без повреждения не обходится ни один патологический процесс: «вся патология – повреждение» . • Классификация: • По обратимости: • Необратимое: клеточная гибель (некроз, апоптоз и проч. ) • Обратимое: дистрофии • По объему: парциальное (фрагмент клетки), тотальное (от клетки и более) • По характеру действия повреждающего агента: • Точка приложения: прямое, непрямое • Избирательность действия: специфическое, неспецифическое • По мезанизму повреждения: • Ишемическое и гипоксическое • Свободнорадикальное • Токсическое И т. д.

Исходный уровень знаний Для успешного понимания темы студент должен: • иметь представление об основных принципах строения и функционирования клеток, тканей и органов из предшествующих курсов, • знать нормальное гистологическое и анатомическое строение, а также иметь представление о функции органов из списка макро- и микропрепаратов к занятию.

Повреждающие факторы. Классификация. • По отношению к окружающей среде: экзогенные, эндогенные • По природе: • Физические (механические, лучевая энергия, термические, изменения осмотического давления, радиация…) • Химические (кислоты, щелочи, неорганические яды (ртуть, мышьяк…), лекарства) • Биологические: • Гипоксия • Инфекционные и паразитарные агенты, их токсины (токсины – яды биологического происхождения) • Реакции иммунной системы • Мутации • Дисбаланс питания • Расстройства регуляции

Наиболее чувствительные к повреждению системы клеток • Аэробное дыхание • Целостность клеточных мембран • Синтез белков • Целостность генетического материала

Механизмы повреждения М. А. Пальцев, Н. М. Аничков, П. Ф. Литвицкий с соавт. , 2009

Основные патогенетические механизмы повреждения (Robbins and Cotran pathologic basis of disease, 2015) 1. Потеря клеточными мембранами селективной проницаемости 4. Нарушение кальциевого гомеостаза 5. Связывание клеточных белков с убиквитином 2. Дефицит АТФ 3. Генерация активных форм кислорода

Старая классификация типов гибели клеток (Schweichel and Merker, 1973) Классификация основана на данных, полученных при обработке крысиных эмбрионов токсинами. Это классические типы клеточной гибели: v тип I, ассоциированный с гетерофагией (апоптоз) v тип II, ассоциированный с аутофагией (аутофагия) v тип III, не ассоциированный с перевариванием продуктов клеточной деградации (некроз)

Современная классификация типов гибели клеток (с учетом NCCD [Комитет по номенклатуре клеточной смерти (Nomenclature Committeeon Cell Death), 2012]) • Некроз: • Регулируемый • Нерегулируемый • • • Апоптоз Аутофагическая смерть Пироптоз Нетоз Корнификация (терминальная дифференцировка эпидермиса) Энтоз Партанотоз Митотическая катастрофа Анойкис

Robbins and Cotran pathologic basis of disease, 2015

Некроз. Определение. Классические представления. Некроз – гибель клеток в живом организме, при этом их жизнедеятельность прекращается. Согласно классическим представлениям, некроз является нерегулируемой клеточной гибелью.

Некроз. Современные представления. Регулируемый некроз, некроптоз. • Некроз длительное время считался исключительно патологической, нерегулируемой формой клеточной смерти, вызываемой неспецифичным и нефизиологическим стрессорным воздействием. • Вопрос о чисто нерегулируемом характере некроза был поднят в 1988 году, когда было обнаружено, что определенные типы клеток погибают в ответ на стимуляцию одним и тем же триггером, TNFα, проявляя при этом в одних случаях классические признаки апоптоза, в других же некротическую шароподобную морфологию без явных признаков ядерной дезинтеграции. • Начиная с этого момента, в научной литературе накапливалось всѐ больше и больше данных в пользу того, что некроз может быть регулируем, которые, в конечном счѐте, создали благоприятную почву для введения термина «программируемый некроз» в 2003 году (Vandenabeele et al. , 2010). • Существует классификация регулируемого некроза, основанная на видах молекулярных сигнальных путей, один из них, кодируется RIP 1 - и/или RIP 3 сигнальными путями и называется некроптоз (Galluzzi L. et al. , 2011).

Далее мы рассмотрим некроз с точки зрения классических представлений (как нерегулируемый процесс)

М. А. Пальцев, В. С. Пауков, Э. Г. Улумбеков с соавт. , 2002

Этиология некроза (этиопатогенетическая классификация) Прямой (повреждающий фактор действует прямо на мишень) Непрямой (повреждающий фактор действует опосредовано через кровообращение и нервы) • Физические воздействия (травматический, термический и др. ) • Сосудистый (в морфологической классификации соответствует инфаркту) • Химические воздействия (в т. ч. Токсический) • Трофоневротический (морфологической классификации соответствует пролежню) • Иммунологический (ГЗТ) • Иммунологический (ГНТ)

Морфогенез некроза (стадии) 1. Паранекроз – подобные некротическим, но обратимые изменения 2. Некробиоз – необратимые структурно-функциональные изменения, характеризующиеся преобладанием катаболических реакций над анаболическими (например, исчезновение гликогена) 3. Смерть клетки – время установить трудно 4. Лизис – разложение мертвого субстрата под действием гидролитических ферментов погибших клеток (аутолиз) и клеток воспалительного инфильтрата (гетеролиз). ü N. B. При некрозе идут 2 взаимоисключающих процесса: коагуляция белков (в т. ч. Пищеварительных ферментов) и колликвация (разжижение) структур за счет этих же ферментов. От преобладания одного из них и будет зависеть мофрология и консистенция ткани.

Макроскопические признаки некроза Изменение цвета органа • Побледнение при белом инфаркте • Почернение при гангрене и т. д. Изменение размеров органа: за счет отека (увеличение), высыхания (уменьшение) Изменение консистенции органа • Уплотнение при преобладании коагуляции над колликвацией • Размягчение при колликвации Изменение запаха при разложении ткани

Микроскопические признаки некроза Со стороны ядра Со стороны цитоплазмы • Кариопикноз • Плазмокоагуляция • Кариорексис • Плазморексис • Кариолизис • Плазмолизис Со стороны ткани • Гомогенизация (формирование детрита)

Ультраструктурные признаки некроза • Ядро – агрегация хроматина, фрагментация фибрилл, полное разрушение • Митохондрии – набухание, уменьшение плотности гранул матрикса, образование в нем агрегатов неправильной формы, отложение солей кальция • Эндоплазматическая сеть – набухание, фрагментация и распад мембранных структур • Полисомы и рибосомы – распад полисом, отделение рибосом от поверхности цистерн, уменьшение четкости контуров и размеров, а также количества рибосом. • Лизосомы – агрегация мелких плотных гранул матрикса и его просветление, разрыв мембран • Цитоплазматический матрикс – исчезновение гранул гликогена, снижение активности ферментов

Клинико-морфологические формы некроза (1) Коагуляционный: • Восковидный (Ценкеровский) – тяжелые инфекции, в скелетных мышцах • Фибриноидный – в стенках сосудов (ревматические болезни, гипертензии, дно язв); клапанах (ревматические болезни), соединительной ткани органов (ревматические болезни) • Творожистый (казеозный) – в ряде гранулем Колликвационный – очаг серого размягчения головного мозга, печень при гепатитах… Гангрена: • Сухая - конечности • Влажная (в т. ч. нома) – внутренние органы, сообщающиеся с внешней средой, конечности при сахарном диабете, нома – осложнение кори • Газовая – клостридиальная инфекция, анаэробные условия • Пролежень – сдавление сосудисто-нервных пучков органов, контактирующих с внешней средой (лежащие больные, конкременты)

Клинико-морфологические формы некроза (2) Инфаркт (см ниже): • По цвету: белый, белый с геморрагическим венчиком, красный • По форме: правильный, неправильный Жировой (разрушение жировой клетчатки): • Ферментный (некроз поджелудочной железы с выделением липаз) • Неферментный (как правило, травматический) Секвестр – костная ткань при остеомиелите, при гангрене легких

Восковидный некроз прямых мышц живота

Некроз и апоптоз фолликулов селезёнки Robbins and Cotran pathologic basis of disease, 2015

Туберкулез. Казеозная пневмония Robbins and Cotran pathologic basis of disease, 2015

Нома – влажная гангрена мягких тканей лица (гангренозный стоматит). Нередко наблюдается при коревой инфекции

Инфаркт – сосудистый (анемический, ишемический, бескровный, дисциркуляторный) некроз Классификации инфаркта: По цвету: • Белый • Красный • Белый с геморрагическим венчиком По форме очага: • Треугольный • Неправильной формы (зависит от ангиоархитектоники органа)

Ишемический инфаркт селезенки Ангиография артерий селезенки с контрастом Robbins and Cotran pathologic basis of disease, 2015

Очаг серого размягчения головного мозга

Инфаркты легких

Инфаркт миокарда

Стеатонекрозы (жировые некрозы) поджелудочной железы

Клинические признаки некроза • Местные (собственно, признаки некроза) – при визуализации очага некроза признаки некроза совпадают с макроскопическим описанием препарата, кроме того, местные признаки снижения функции органа (например, невозможность движения в некротизированной конечности); • Системные: • Собственно, признаки некроза – системные признаки снижения функции органа (например, острая сердечная недостаточность при инфаркте миокарда, паралич ДЦ и СДЦ при инфаркте мозга из-за отека…) • Признаки реакции организма на некроз: • Неспецифичесие: общий адаптационный синдром (стресс), признаки системной воспалительной реакции, угнетение общего самочувствия и др. • Специфические реакции для поддержания нарушенного гомеостаза (например, побледнение кожи и олигоанурия при инфаркте миокарда)

Параклинические признаки некроза Лабораторные признаки: • Собственно, признаки некроза (в основном, системные): • Выход в кровь из разрушенных клеток специфических внутриклеточных белков (ферментэмия): • КФК, тропонин (инфаркт миокарда, рабдомиолиз (некроз скелетных мышц)) • АЛТ, АСТ, коэффициент де Ритиса (некроз гепатоцитов) И т. д. • Признаки нарушения функции органа: снижение продукции гормонов железами, детоксикации печенью различных веществ и т. п. • Другие признаки: гематурия при «шоковой почке» , гипокальциемия при панкреонекрозе и т. д. • Признаки реакции организма на некроз: • Неспецифические: • Системные – в анализе крови (общий адаптационный синдром (стресс), признаки системной воспалительной реакции и др. ): ускорение СОЭ, лейкоцитоз со сдвигом формулы влево, изменения концентрации цитокинов и др. БАВ. • Местные – в анализах соответствующих биологических жидкостей (изменения их состава, свидетельствующее о воспалительной реакции) • Специфические реакции для поддержания нарушенного гомеостаза (например, олигоанурия при инфаркте миокарда)

Параклинические признаки некроза Инструментальные признаки (как правило, местные): • Собственно, признаки некроза: • Признаки нарушения структуры органа и окружающих тканей (совпадают с макроскопическим описанием препарата): треугольное затемнение на рентгенограмме легких при инфаркте, резкое уменьшение размеров печени по данным УЗИ при некрозе, отек забрюшинной клетчатки при панкреонекрозе по данным КТ и т. д. • Признаки нарушения функции и метаболизма органа: например, снижение накопления радиофармпрепарата при сцинтиграфии или гипокинез на Эхо-КГ в зоне инфаркта миокарда, изменения в данных электрофизиологических методов (ЭКГ, ЭЭГ) • Признаки реакции организма на некроз: например, периинфарктная пневмония на рентгенограмме

Исходы некроза Благоприятные: • • Реституция (полное восстановление – редко, если сохранена гистоархитектоника, например, при сохранности базальных мембран некротизированных извитых канальцев почки) Субституция (неполное восстановление, при нарушении гистоархитектоники). • Организация – рост рубцовой ткани в месте некроза (рубец стягивает ткань из-за миофибробластов) • Петрификация – отложение солей кальция • Оссификация – образование костной ткани (часто при первичном туберкулезе) • Инкапсуляция – рост рубцовой ткани по периферии очага • Формирование кисты – (в головном мозге, где нет соединительной ткани) рассасывание расплавленного тканевого детрита без замещения полости тканью • Формирование глиального рубчика - (в головном мозге, где нет соединительной ткани) Неблагоприятные: • • • Гнойное расплавление (в некротической ткани не работают защитные механизмы и много «легкоусвояемой» пищи для микробов) Изъязвление Секвестрация и мутиляция (отторжение некротических масс во внешнюю среду)

В. А. Цинзерлинг, А. В. Цинзерлинг, 2005

Апоптоз – процесс запрограммированной клеточной смерти (самоубийства), происходящий в живых организмах. Robbins and Cotran pathologic basis of disease, 2015

Функции апоптоза • • • Программированное разрушение клеток на стадии эмбриогенеза (автономный апоптоз). Различают 3 категории автономного апоптоза: морфогенетический, гистогенетический и филогенетический Гормонозависимая инволюция органов у взрослых, например отторжение клеток эндометрия во время менструального цикла, атрезия фолликулов в яичниках в менопаузе, регрессия молочной железы после прекращения лактации. Стабилизация численности клеток и их популяций в активно пролиферирующих тканях, например клеток эпителия кишечника, крови и иммунной системы; удаление стареющих клеток, прошедших свой жизненный цикл. Элиминация части опухолевых клеток во время спонтанной регрессии опухолей. Гибель клеток иммунной системы (В- и Т-лимфоцитов) при гипосекреции цитокинов, аутореактивных Т-клеток в тимусе - при их клональной делеции. Патологическая атрофия гормонозависимых органов, например атрофия предстательной железы после кастрации; истощение лимфоцитов в тимусе на фоне терапии глюкокортикоидами. Патологическая атрофия паренхиматозных органов после обтурации выводящих протоков, например, в поджелудочной и слюнных железах, почках. Гибель клеток, вызванная действием цитотоксических Т-лимфоцитов, в частности при отторжении трансплантата и болезни «трансплантат против хозяина» . Элиминация клеток, инфицированных вирусами (например, при вирусном гепатите фрагменты апоптотических клеток обнаруживаются в печени в виде телец Каунсильмана). Элиминация поврежденных клеток при действии химических и физических факторов (высокая и низкая температура, ионизирующее излучение, противоопухолевые препараты и др. ) в дозе, недостаточной для развития некроза. Е. В. Новицкий, Е. Д. Гольдберг, 2009

Механизмы реализации апоптоза 1) Рецепторный. Осуществляется с помощью «рецепторов смерти» при активирующем взаимодействии с соответствующими лигандами, большинство из которых относится к суперсемейству фактора некроза опухолей. Взаимодействие рецептора с лигандом приводит к активации адапторных белков, ассоциированных с «доменами смерти» (FADD - Fas-associated death domain, TRADD - TNF-R-associated death domain), и прокаспазы 8, продукт которой - каспаза 8 (инициаторная) активирует каспазу 3 (эффекторную), что, в свою очередь, обусловливает активацию эндонуклеаз, фрагментирующих ДНК. 2) Митохондриальный. Участие митохондрий в апоптозе обеспечивается присутствием в их матриксе и межмембранном пространстве большого количества биологически активных веществ (цитохрома С (Cyt С); прокаспаз 2, 3, 9; апоптозиндуцирующего фактора (AIF), обладающих выраженным апоптогенным действием. Фактором активации апоптоза является выход данных веществ в цитоплазму при снижении трансмембранного потенциала митохондрий вследствие открытия гигантских митохондриальных пор (выполняют роль Ca 2+-, р. Н-, потенциал-, НАДФ 2 Н/НАДФ+- и редоксзависимых каналов) и повышения проницаемости митохондриальных мембран. К раскрытию пор приводят истощение в клетках восстановленного глутатиона, НАДФН, АТФ и АДФ, образование активных форм кислорода, разобщение окислительного фосфорилирования, увеличение содержания Ca 2+ в цитоплазме. Поступление межмембранных белков и активация апоптоза возможны также при разрыве наружной мембраны митохондрий вследствие гиперполяризации внутренней мембраны. 3) р53 -опосредованный. p 53 - многофункциональный белок, играющий важную роль в мониторинге сигналов о состоянии клетки, целостности ее генома, активности систем ДНК-репарации. Повреждение ДНК ведет к накоплению белка р53 в клетке. Это определяет остановку клеточного цикла в фазах G 1 и G 2, предотвращает репликацию, активирует синтез и репарацию ДНК, а следовательно, создает условия для восстановления нативной структуры ДНК, препятствует появлению мутантных и анеуплоидных клеток в организме. В случае если имеется недостаточность систем ДНК-репарации и повреждения ДНК сохраняются, клетка подвергается апоптозу. В частности, белок р53 способен индуцировать транскрипцию таких апоптогенных факторов, как Bax, Fas- рецептор, DR-5 и др. 4) Перфорин-гранзимовый. Цитотоксические Т-лимфоциты (Т-киллеры) вызывают апоптоз клеток-мишеней (например, инфицированных клеток) с помощью белка перфорина. Полимеризуясь, перфорин образует в цитоплазматической мембране клеткимишени трансмембранные каналы, по которым внутрь клетки поступают секретируемые Т-киллером гранзимы (фрагментины) - смесь сериновых протеаз. Основным компонентом этой смеси является гранзим В - протеолитический фермент, активирующий каспазу 3. Е. В. Новицкий, Е. Д. Гольдберг, 2009

Классификация апоптоза по механизму • Апоптоз может быть: • Самостоятельным решением клетки (апоптоз «изнутри» ), • При «подсказке извне» (апоптоз «снаружи» , например, при контакте с лимфоцитами-киллерами или при дефиците регуляторных молекул). • Внешний апоптоз является каспаза-зависимой клеточной смертью [NCCD – Комитет по номенклатуре клеточной смерти (Nomenclature Committeeon Cell Death), 2012]. • Внутренний апоптоз – т. е. апоптотическая смерть клетки вызвана внутриклеточным стрессорным состоянием (повреждение ДНК, оксидативный стресс, повышение внутриклеточного Са 2+ , накопление несобранных белков в эндоплазматическом ретикулеме и т. д). Внутренний апоптоз является результатом биоэнергической и метаболической катастрофы. Происходит выключение дыхательных цепей. • В результате повышения проницаемости наружной мембраны митохондрий, белки митохондрий (цитохром С и др. ) поступают в цитозоль, что вызывает апоптоз.

Фагоцитоз ЛЮБЫМИ окружающими клетками (в т. ч. макрофагами) Robbins and Cotran pathologic basis of disease, 2015, с дополнениями

Н. Н. Мушкамбаров, С. Л. Кузнецов , 2007

Рецепторы апоптоза извне • Рецепторы смерти (действие сигнальной молекулы вызывает апоптоз) • Рецепторы зависимости (бездействие сигнальной молекулы вызывает апоптоз)

MOMP – пермеабилизация внешней митохондриальной мембраны (mitochondrial outer membrane permeabilization)

Стадии апоптоза 1. Повреждение внутриклеточных структур – в первую очередь, хромосом и мембран 2. Передача сигнала на транскрипционный фактор р53. В результате – повышение активности и/или содержания р53 3. Повышение проницаемости митохондриальных мембран 4. Включение каспазного каскада. Частичный протеолиз каспазами многочисленных белков-мишеней 5. Последствия частичного протеолиза: a) b) c) d) Конденсация хроматина (за счет протеолиза гистона Н 1 и ламинов) Активация ядерных эндонуклеаз Изменение липидного состава плазмолеммы Активация ДНК-протеинкиназы 6. Постепенная фрагментация хроматина 7. Завершающие морфологические преобразования a) b) Фрагментация ядер и цитоплазмы с образованием апоптозных телец Фагоцитоз апоптозный телец окружающими клетками Н. Н. Мушкамбаров, С. Л. Кузнецов , 2007

Каспазы. Определение. Классификация. Роль. • Семейство субъединичных протеаз, которые характеризуются присутствием цистеинового остатка в активном центре • Слово каспаза произошло от англ. caspase, где буква c соответствует цистеину (cysteine), корень asp – аспартату (aspartate), ase – суффиксу в названиях ферментов. • В активном центре каспаз находится остаток цистеина, при этом каспазы узнают тетрапептидные мотивы белков вида X-X-XAsp (X соответствует произвольной аминокислоте) и расщепляют пептидную 10 связь по карбоксильному концу остатка аспарагиновой кислоты, отщепляя тетрапептидные мотивы. В настоящее время насчитывают не менее 15 видов каспаз, пронумерованных в порядке их открытия (Eckhart et al. , 2005). • По роли в реализации программы апоптоза каспазы классифицируют: • Инициаторные (каспазы 2, 8, 9 и 10) • Эффекторные (каспазы 3, 6 и 7)

Значение регуляции апоптоза в патологии • Чрезмерный апоптоз (по сравнению с уровнем пролиферации) приводит к чрезмерной клеточной гибели (ВИЧ-инфекция, фульминантные формы гепатитов В и С) или к атрофии (нейродегенеративные заболевания, хроническая ишемическая болезнь сердца) • Недостаточный апоптоз (по сравнению с уровнем пролиферации) наблюдается при гиперпластических процессах, опухолевом росте (поскольку способствует выживанию клеток, мутировавших в опухолевые), а также аутоиммунных заболеваниях. • Незавершенный апоптоз характеризуется отсутствием последующего фагоцитоза апоптозных телец.

Отличия некроза от апоптоза Признак Некроз Апоптоз Сущность гибели Убийство клетки повреждающим фактором ПО КЛАССИЧЕСКИМ ПРЕДСТАВЛЕНИЯМ, ПРОЦЕСС НЕРЕГУЛИРУЕМЫЙ. Самоубийство клетки под воздействием повреждающего фактора (за счет генетических программ) Объем повреждения, легкость обнаружения в препарате Как правило, клетка и окружающие ткани, легко обнаружить Максимум, группы клеток, трудно обнаружить из-за быстроты процессов (1 -3 ч ) и малых объемов Ферментемия + - Объем клетки Увеличение (набухание из-за вхождения натрия и воды) или уменьшение (при коагуляции) Уменьшение из-за трансглутаминазы Изменения ядра и цитоплазмы, окружающих тканей Кариопикноз, кариорексис, кариолизис, плазмакоагуляция, плазморексис, плазмолизис; Гомогенизация ткани Кариопикноз (хроматин может быть конденсирован в виде полулуний), кариорексис (с сохранением ядерной мембраны обломков), распад на апоптозные тельца без изменений ткани Воспалительная реакция в ответ на повреждение Как правило, характерно демаркационное воспаление из-за контакта с зоной некроза близлежащих кровеносных сосудов (эндотелий «призывает» лейкоциты в зону некроза) Нет При какой окраске можно выявить процесс? Как правило, достаточно гематоксилина и эозина Предпочтительно ИГХ на каспазы, и TUNEL-тест. Кроме того, генетики используют электрофарез. При цитофлоурометрии используют окраску V-FITC и пропидиум иодид Кто разрушает или фагоцитирует продукты реакции? Сначала, нейтрофилы (гетеролиз), затем фагоцитоз макрофагами Фагоцитирует любая близлежащая клетка Встречается ли в норме? Да (некроз пуповины у новорожденного, фибриноидные изменения спиральных артерий матки при беременности, менструации) Да (эмбриогенез, менструации, гормонзависимая инволюция и проч. )

Рекомендуемая литература 1. Патологическая анатомия : учебник / А. И. Струков, В. В. Серов. - 5 е изд. , стер. - М. : Литтерра, 2010. - 848 с. : ил. 2. Патология в 2 -х томах: учебник / под ред. М. А. Пальцева, В. С. Паукова - 2010. - 1024 с. 3. Патология: Руководство / Под ред. М. А. Пальцева, В. С. Паукова, Э. Г. Улумбекова. — М. : ГЭОТАРМЕД, 2002. — 960 с. 4. В. А. Цинзерлинг, А. В. Цинзерлинг. Патологическая анатомия. Учебное пособие для медицинских вузов. – СПб. : СОТИС, 2005 – 420 с. 5. Литвицкий П. Ф. Патофизиология: Учебник: В 2 т. – 2 -е изд. , испр. и доп. – М. : ГЭОТАР-МЕД, 2003. – Т. 1 – 752 с. : ил. 6. Патофизиология : учебник : в 2 т. / под ред. В. В. Новицкого, Е. Д. Гольдберга, О. И. Уразовой. - 4 -е изд. , перераб. и доп. - ГЭОТАРМедиа, 2009. - Т. 1. - 848 с. : ил.

Дополнительный материал Остальные виды клеточной смерти

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Аутофагическая клеточная смерть • АКС (аutophagy - от греческих слов: "auto", означающими само- и "phagein" означающее «поглощать» ) - эволюционно консервативный биологический механизм самостоятельного пищеварения в лизосомах, с помощью которого клетки перерабатывают долгоживущие белки, собственные компоненты, поврежденные органеллы. • Развивается преимущественно в непролиферирующих клетках (G 0 -фаза и терминальная дифференцировка). • Признаки, отличающие АКС от апоптоза: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) частичная конденсация хроматина; иногда пикноз ядра; отсутствие фрагментации ядра и клетки на поздних стадиях гибели; отсутствие деградации ДНК до нуклеосомного уровня; увеличение числа аутофагосом и аутофаголизосом; увеличение лизосомной активности; увеличение протяженности аппарата Гольджи и иногда расширение цистерн эндоплазматического ретикулума; 8) длительная сохранность микротрубочек и промежуточных филаментов; 9) иногда возрастание проницаемости митохондрий; 10) отсутствие активации каспаз.

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Аутофагическая клеточная смерть • Формирование аутофагосомы начинается с образования и удлинения так называемого фагофора – фрагмента изолирующей мембраны, отделяющегося от эндоплазматического ретикулума. Края фагофора смыкаются с образованием аутофагосомы, которая впоследствии сливается с лизосомой с формированием ауто(фаго)лизосомы. В конечном итоге содержимое просвета, а также внутренняя мембрана ауто(фаго)лизосомы (в комплексе называемые «аутофагическое тельце» ) расщепляются лизосомальными гидролазами • Конечные продукты высвобождаются в цитоплазму, где они могут повторно вступить в реакции анаболического и/или биоэнергетического метаболизма. • В итоге остается клеточный дебрис – остаток клетки, окруженный плазматической мембраной, который фагоцитируется макрофагами. • АКС завершается как некроз или апоптоз • Аутофагия используется опухолевой клеткой как механизм выживания в стрессовых ситуациях, которыми являются анемия и гипоксия при несостоятельности кровоснабжения опухолевого узла или его участков, а также лучевая терапия и действие противоопухолевых препаратов, индуцирующих апоптоз.

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Аутофагическая клеточная смерть Биологическая роль процесса: • Удаление поврежденных структур клетки. • Индуцированная стрессом аутофагия имеет более часто цитопротективные функции и способствует установлению гомеостаза и выживания. Фармакологическая или генетическая ингибиция аутофагии усиливает смерть. • Аутофагия способствует поддержанию высоких уровней АТФ внутри клетки, повышает способность клеток противостоять метаболическому стрессу (гипоксия в комбинации с дефицитом питательных веществ). • Аутофагия играет существенную роль в процессах эмбриогенеза и постэмбрионального метаморфоза

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Аутофагическая клеточная смерть

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Пироптоз • Термин «пироптоз» был впервые введен в 2000 году для описания особого типа клеточной смерти, запускаемого в макрофагах, инфицированных бактерией Salmonella typhimurium (Brennan and Cookson, 2000). • Пироптоз представляет собой механизм клеточной смерти, протекаемый при участии каспазы 1 и блокируемый ее генетическими или фармакологическими ингибиторами, сопровождаемый выходом из клетки провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин-1β и интерлейкин-18 (Galluzzi et al. , 2012). • Совсем недавно была установлена важнейшая роль пироптоза в протекании процессов под действием ВИЧ. Было обнаружено, что в организмах, заражѐнных ВИЧ, клеточная смерть CD 4 T-лимфоцитов протекает по механизму пироптоза при участии каспазы-1 (Doitsh et al. , 2014).

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Пироптоз

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Нетоз • Нетоз (от англ. NETosis (от NET — Neutrophil Extracellular Trap)) – один из основных типов клеточной смерти нейтрофилов, посредством которого нейтрофилы осуществляют защитные функции • Процесс вызывают различные патогены ( бактерии, грибы, паразиты и вирусы) при гнойно-воспалительных процессах • Основные процессы при нетозе вкючают в себя массивную вакуолизацию цитоплазмы, деконденсацию хроматина, наработку реактивных форм кислорода, дегрануляцию; выброс ДНК-сети, повреждение патогена • В результате образуется сеть, в которой запутывается патоген и поедается макрофагами.

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Нетоз. Этапы процесса. 1. Активация нейтрофила под воздействием провоспалительного микроокружения (программы фагоцитоза, синтеза антимикробных веществ и продукции NET). 2. Уплощение и адгезия нейтрофила к гистиоцитам или эндотелиоцитам 3. Фрагментация ядерной мембраны, дегрануляция (ферменты и антимикробные молекулы). В результате – ДНК нейтрофила, ядерные белки (гистоны) и молекулы гранул смешиваются, образуя рыхлую массу, сдерживаемую только плазматической мембраной. 4. Сокращение нитей цитоскелета нейтрофила разрыв мембраны, высвобождение молекул в виде паутины. Гибель нейтрофила. Бактерицидная функция гистонов ДНК (!)

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Нетоз. Результаты Эта сеть (NET) обладает электростатическим зарядом, который, как считается, удерживает бактерии, попавшие в нее.

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Нетоз. Результаты Нетоз завершается фагоцитозом Зеленая нить из гистонов ДНК, красно-синие – макрофаги.

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Корнификация (терминальная дифференцировка эпидермиса) • Физиологическая клеточная смерть клетки внешнего слоя эпидермиса, уникальная форма терминальной дифференцировки и запрограммированной гибели эпидермальных кератиноцитов • Морфологическими признаками кератинизации является высвобождение липидов из ламеллярных (пластинчатых) телец во внеклеточное пространство и десквамация корнеоцитов путем активации протеаз, элиминация органелл • В результате образуется роговой слой эпидермиса с последующим слущиванием погибших эпителиоцитов

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Энтоз • Энтоз - механизм клеточной смерти, который часто проявляют нефагоцитирующие клетки в клинических опухолевых образцах (клеточный каннибализм - "клетка в клетке"), или: процесс клеточной гибели, при котором одна клетка интернализируется внутри другой клетки • При утрате межклеточных контактов происходит три этапа процесса: 1. 2. 3. Гомотипические взаимодействия, т. е. в него вовлекаются клетки того же самого типа Поглощение Лизосомальное переваривание • Процесс описан в лимфобластах пациентов с болезнью Хантигтона

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Партанотоз • Вид клеточной смерти, вовлекающий повреждающие ДНК-полимеразы (возможно представляет собой вместе с некроптозом частный случай регулируемого некроза) • Возможная причина – токсическое повреждение, при многих экскпериментальных патологиях. • Механизмы: сверхактивация ДНКполимераз, повреждение митохондрий, энергодефицит • Результат: хроматинолизис

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Митотическая клеточная катастрофа • Гибель клетки в результате грубых нарушений митоза. • Причины 1. 2. 3. Нарушение организации веретена деления и выстраивания хромосом в виде метафазной пластинки в митотической клетке Полиплоидность Прямое ингибирование сборки микротрубочек веретена деления колхицином, винбластином и винкристином • Результаты: клетка блокируется в одной из фаз митоза (экспрессия р53), активация каспаз и последующие деструктивные события по типу апоптотических. Митохондриальный путь активации программы апоптоза

Краткая характеристика других типов клеточной смерти. Анойкис • Суть феномена заключается в том, что при потере контакта клетки и ее микроокружения в норме клетка может запустить процесс самоубийства (в отличие от метастазов) • Процесс каспазозависимый

Источники • http: //old. ronc. ru/attachments/article/2449/1 -dissertation. pdf • http: //www. nature. com/cdd/journal/v 19/n 1/full/cdd 201196 a. html • http: //slipups. ru/? p=2471 • http: //moikompas. ru/compas/apoptosis

Спасибо за внимание!

Добро пожаловать на курс патологической анатомии!!!