第二章 细胞组织的适应、损伤与修复
学习目标
1.掌握萎缩、化生、变性、坏死、肉芽组织、机化的概念;变性、坏死的病理变化及类型;肉芽组织的形态特点及功能。
2.熟悉肥大、增生的概念、类型;各种组织的再生能力;创伤愈合的类型和骨折愈合的过程。
3.了解各种组织的再生过程。
机体内的组织和细胞在新陈代谢的过程中经常受到内外环境各种因素的刺激,并通过自身的反应和调节机制对刺激作出应答反应,以适应环境条件的改变,抵御刺激因子的损害,以维护细胞、组织的正常功能和结构。当各种有害因子刺激作用的种类、性质、强度和持续时间超过了细胞、组织的适应能力,便可引起细胞、组织的损伤。轻度的细胞损伤是可逆的,当有害因子消除后,受损伤的细胞其形态结构和功能仍可恢复正常。严重的损伤是不可逆的,最终可导致细胞的死亡。细胞和组织的损伤与修复是疾病过程中相继出现的,没有损伤就不会有修复。
第一节 细胞和组织的适应
适应(adaptation)指细胞、组织、器官能够耐受内、外环境中各种有害因子的刺激作用而产生的非损伤性应答反应。适应在形态上表现为萎缩、肥大、增生、化生。
一、萎缩
发育正常的器官或组织的体积缩小称为萎缩(atrophy)。萎缩可分为生理性和病理性两类。
生理性萎缩与年龄有关,如青春期胸腺的萎缩;停经后卵巢、子宫、乳腺的萎缩。老年人随着年龄的增加几乎所有器官都会发生不同程度的萎缩。
病理性萎缩是由于致病因素的作用,引起组织、器官物质代谢障碍的结果。病理性萎缩按病因可分为以下几种类型:
(一)营养不良性萎缩
全身营养不良性萎缩常见于长期不能进食或慢性消耗性疾病的患者,因蛋白质过多消耗或摄入不足而引起。局部营养不良性萎缩主要见于动脉粥样硬化或高血压时肾小动脉硬化等患者,由局部血液供应不足而引起。
(二)废用性萎缩
久病卧床时肢体、组织、器官长期不活动,功能减退引起的萎缩。
(三)神经性萎缩
神经对组织、细胞代谢有营养调节作用。神经损伤后,使组织、细胞的神经营养调节功能障碍,代谢降低而发生萎缩。如脊髓灰质炎患者因脊髓前角运动神经元损伤导致所支配的肢体肌肉萎缩。
(四)压迫性萎缩
组织器官长期受压可引起萎缩。如尿路梗阻时因肾盂积水压迫肾实质引起的肾萎缩(图2-1)。
图2-1 肾压迫性萎缩
(五)内分泌性萎缩
内分泌性萎缩是因内分泌功能低下而引起的靶器官萎缩。如因垂体肿瘤或缺血坏死等引发的肾上腺萎缩,严重时还可致甲状腺、性腺和全身性萎缩。
萎缩的病理变化,肉眼观,体积缩小,重量减轻,颜色变深(图2-2);镜下观,实质细胞体积变小或数目减少,胞质与胞核均较深染,间质结缔组织可出现增生(图2-3)。
图2-2 大脑萎缩
图2-3 横纹肌萎缩
萎缩是一种适应性反应,病因消除后,萎缩的组织、器官可恢复正常。萎缩的组织、器官适应性降低,代谢水平降低、功能障碍,如脑萎缩可致智力下降,肌肉萎缩可致收缩力下降。
二、肥大
细胞、组织和器官的体积增大称肥大(hypertrophy)。肥大的细胞细胞器增多,功能和代谢增强,并有代偿作用。肥大可分为生理性肥大和病理性肥大两类。
生理性肥大是由于局部组织的功能和代谢在生理状态下增强而引起的肥大,如子宫妊娠时的增大、运动员发达的肌肉等。
病理性肥大是细胞在各种病理性因素作用下引起的肥大。肥大的细胞、组织和器官体积增大,重量增加,功能增强。如高血压患者因心腔功能负荷增加引起心肌肥大属于代偿性肥大(图2-4);前列腺肥大患者因激素的作用引起的肥大属于内分泌性肥大。
图2-4 心肌肥大
三、增生
实质细胞的数量增多而引起组织、器官的体积增大称为增生(hyperplasia)。增生是各种刺激引起细胞分裂活动增强的结果。增生可分为生理性增生和病理性增生。生理性增生是为适应生理的需要而发生的增生,如月经周期子宫内膜的增生。病理性增生可分以下三种类型:
(一)再生性增生
具再生能力的组织当发生严重损伤时,可通过细胞的再生而修复呈原结构和功能。如肝细胞损伤后的再生、溶血性贫血时的骨髓再生等。
(二)代偿性增生
代偿性增生是病理过程引起的增生,如低钙血症引发的甲状旁腺增生。
(三)内分泌性增生
内分泌性增生是内分泌激素变化引起的增生,如妊娠期的子宫,哺乳期的乳腺,碘缺乏引起的甲状腺滤泡上皮的增生。
四、化生
一种分化成熟的组织转化成另一种性质相似的成熟组织的过程称为(metaplasia)化生。而转变过程并非是由分化成熟的细胞直接转变为另一种细胞,而是由具分裂能力的未分化细胞增生分化而成。化生常见两种类型:被覆上皮化生以鳞状化生最常见,见于吸烟者的支气管黏膜。假复层纤毛柱状上皮易发生鳞状上皮化生,简称鳞化。
腺上皮组织的化生也较常见,慢性胃炎时胃黏膜腺上皮转变成含有潘氏细胞或杯状细胞的小肠或大肠上皮组织,称为肠上皮化生,简称肠化。
化生虽然是机体对有害慢性刺激的适应过程,如呼吸道纤毛柱状上皮的鳞化一定程度上强化了局部抵御环境因子刺激的能力。但另一方面减弱了黏膜的自净机制。另外,化生的上皮可发生恶变。
第二节 细胞和组织的损伤
一、变性
变性(degeneration)是由于实质细胞或组织受损而发生物质代谢障碍所引起的细胞或细胞间质内出现某些异常物质或原有正常物质数量显著增多的一类形态学变化。变性的细胞、组织的功能往往降低,多数变性是可复性损伤,当原因消除后,可恢复正常的形态和功能;严重的变性可发展成为坏死。变性的种类很多,常见的变性有以下几种。
(一)细胞水肿
细胞水肿(cellular swelling)是细胞受损最常见的一种早期变性。主要见于线粒体丰富、代谢活跃的细胞,如肝细胞、肾近曲小管上皮细胞及心肌细胞等。
图2-5 肾小管细胞水肿
1.原因 常见于各种感染、中毒(如砷、磷中毒)、缺氧及高热等。在上述因素的作用下,使细胞内线粒体受损,ATP生成减少,细胞膜的钠-钾泵功能障碍,或因细胞膜受损使其通透性增高,而导致细胞内钠、水增多所致。
2.病理变化 肉眼观,发生细胞水肿的组织、器官体积肿大、包膜紧张、颜色灰白、混浊无光泽,似开水烫过的一样。切面隆起、边缘外翻,又称混浊肿胀。镜下观,细胞水肿、体积增大,胞质内出现大量粉红色微细的颗粒。当细胞水肿进一步发展时,可见胞体肿胀更明显,胞质清亮、淡染。当发生细胞重度水肿时,细胞膨大呈空泡状,又称气球样变性,常见于病毒性肝炎。
3.结局 细胞水肿是一种轻度的变性,肿胀的组织、细胞功能可降低。如心肌浊肿时收缩力减弱。病因消除后,细胞能量代谢恢复,潴留的钠和水被排出,细胞恢复正常。若病因持续作用,细胞功能严重下降,可使细胞发展为坏死。
(二)脂肪变性
脂肪变性(fatty degeneration)是指中性脂肪蓄积于非脂肪细胞中。常见于肝、心、肾等脏器。
图2-6 肝细胞水肿
1.原因 引起脂肪变性的原因有长期贫血、持续淤血或缺氧,严重感染,四氯化碳、磷或氯仿等中毒,以及营养障碍等。上述有害因素可引起细胞脂肪代谢障碍。干扰或破坏细胞脂肪代谢的途径主要有三个方面。
(1)进入肝的脂肪酸过多,超过了肝氧化、利用和合成脂蛋白运输出去的能力,脂肪便在肝细胞中蓄积,如在饥饿状态或糖尿病患者糖利用障碍时,机体从脂库中动员大量脂肪,其中大部分以脂肪酸的形式入肝,使肝合成脂肪增加。
(2)脂蛋白合成障碍,以致不能将脂肪运输出去,造成脂肪在肝细胞内堆积。
(3)脂肪酸氧化障碍,在缺氧、感染、中毒时可使肝细胞受损而对脂肪的利用下降。
2.病理变化 肉眼观,脂肪变性的组织、器官体积增大、包膜紧张、颜色淡黄、边缘变钝、质稍软、切面隆起,触之油腻感。严重的肝脂肪变性又称脂肪肝(图2-7)。心肌脂肪变性常见于严重贫血。其体积轻度增大,在心内膜下可见平行的黄色条纹与正常心肌红色相间排列,似虎皮斑纹,故有“虎斑心”之称。
图2-7 脂肪肝
镜下观,脂肪变性的细胞体积增大,胞质内出现大小不等的脂肪滴,大者可充满整个细胞,并将胞核挤到一边,很像脂肪细胞。在苏木素-伊红(HE)染色制片的过程中脂肪滴被酒精和二甲苯溶解而呈圆形空泡状(图2-8)。
图2-8 肝细胞脂肪变性
3.结局 对机体的影响取决于脂肪变性的程度。轻度的脂肪变性对细胞的功能影响较小,严重的脂肪变性可以引起组织、器官功能障碍。脂肪变性也是可复性病变,原因消除后,可恢复正常。如肝细胞严重的脂肪变性,可导致肝细胞逐渐坏死、纤维组织增生,最后发展为肝硬化。
(三)玻璃样变性
玻璃样变性(hyaline degeneration)是指在细胞内或组织间质出现均匀一致、红染、半透明状的毛玻璃样蛋白性物质,亦称透明变性。是十分常见的变性。玻璃样变性常见有三种类型:
1.结缔组织玻璃样变 常发生于增生的结缔组织内,如瘢痕组织、动脉粥样硬化纤维斑块等。肉眼观,玻璃样变的组织呈灰白色、半透明、质地致密,坚韧、无弹性。镜下观,胶原纤维肿胀融合,失去纤维性,形成均匀红染的梁状或片状无结构的玻璃样物质。结缔组织玻璃样变的发生机理还不清楚,可能是胶原纤维肿胀融合,糖蛋白沉积于胶原纤维间所引起的。
2.血管壁的玻璃样变 常见于缓进性高血压患者的肾、脑、脾及视网膜等处的细小动脉。由于高血压病时,细小动脉持续痉挛、缺氧,使血管内膜通透性增高,血浆蛋白透过内膜浸润管壁。先在内膜下凝固成均匀红染无结构的物质,进而波及血管壁全层,使管壁增厚、变硬,弹性下降,管腔变窄甚至闭塞,称为细小动脉硬化(图2-9)。
图2-9 脾细小动脉玻璃样变性
3.细胞内玻璃样变 是多种致病因素引起细胞质内出现大小不等圆形、均质无结构、红染物质的现象。常见于肾炎或其他疾病伴有大量蛋白尿时,表现为肾小管上皮细胞内出现许多大小不等、均质无结构、红色的玻璃样小滴。这是肾小管上皮细胞吞饮过多的蛋白质所形成。
玻璃样变性一般为不可复性。其影响取决于发生的部位。如细胞内玻璃样变性,一般不影响细胞的功能。结缔组织玻璃样变性,其功能往往降低。其组织收缩、变硬,影响组织、器官的功能。如关节瘢痕玻璃样变性,可使关节活动受限。细小动脉玻璃样变性,使管壁变厚、变硬,管腔狭窄,可引起组织、器官供血不足,致使实质细胞发生萎缩、变性或坏死,甚至继发扩张而破裂出血。
二、坏死
坏死(necrosis)是指活体内局部组织、细胞的死亡。坏死的组织、细胞代谢停止、功能丧失,是不可复性的病变。在多数情况下,坏死是由变性发展而来的。少数情况下,由于强烈的致病因素作用,如高温、强酸、强碱等,组织、细胞严重损伤直接发生坏死。
(一)原因
任何损伤因素的作用只要达到一定的强度和作用时间,能使受损组织、细胞代谢停止,功能丧失,都能导致坏死。引起坏死的原因很多,其发生机理也不完全相同。常见有以下四种:
1.局部缺血 局部缺血可引起组织、细胞缺氧,使细胞的代谢发生障碍,从而引起组织、细胞变性,逐渐导致坏死。如冠状动脉缺血,可引起心肌梗死;某些长期卧床的患者,骶尾部皮肤因长期受压缺血而发生坏死,称为褥疮。
2.生物因素 某些病原微生物或寄生虫感染时,所产生的生物性毒素,可破坏细胞的酶系统,使组织、细胞发生严重代谢障碍而引起变性、坏死。
3.理化因素 某些理化因素可以直接破坏组织结构或使组织、细胞发生代谢障碍而引起坏死。如创伤可破坏组织的正常结构,血管和神经断裂,使组织发生严重代谢障碍而发生坏死;高温可使蛋白质变性和凝固而使组织坏死;低温可使细胞内水分冻结、酶活性被破坏而引起坏死;放射线可破坏细胞的酶和核酸而使细胞坏死;强酸、强碱等化学物质可使蛋白质、酶变性而引起坏死等。
4.神经损伤 神经的严重损伤可使组织的营养调节发生障碍,导致组织的坏死。如麻风病的患者胫、腓神经受损后,可引起足部坏死。
(二)基本病理变化
刚发生坏死的组织、细胞其形态结构与坏死前基本相似,此时在光镜和肉眼下很难检查到坏死的组织、细胞,只有坏死发生若干小时后,细胞内的溶酶体膜破裂,释放出大量酸性水解酶,进入细胞质,引起整个细胞结构的破坏,出现自溶变化明显时,光镜下才能辨认出形态特征。
1.细胞核的变化 细胞核的变化是细胞坏死的主要形态学标志,表现为(图2-10):
(1)核浓缩:由于细胞核脱水使染色质浓缩,染色加深,核体积缩小。
(2)核碎裂:核膜破裂、核染色质崩解成小碎片并分散在胞质中。
(3)核溶解:在DNA酶的作用下,染色质的DNA分解,核失去对碱性染料的亲和力,染色变淡,以致仅能见到核的轮廓。以后染色质中剩余的蛋白质被蛋白溶解酶分解,核完全消失。
图2-10 细胞核坏死形态变化模式图
2.细胞质的变化 坏死细胞的胞质微细结构破坏,呈红染细颗粒状或均质状,进而发生凝固或溶解,最后细胞质破裂,整个细胞轮廓消失。主要由于胞质内嗜碱性核蛋白体减少或丧失,使胞质与碱性染料苏木素的结合减少,而对酸性染料伊红的亲和力增加使胞质红染呈嗜酸性。
3.间质的变化 间质的变化出现较晚,在各种酶作用下,使基质解聚、胶原纤维肿胀、崩解、断裂或液化。最终坏死的胞核、胞质及间质全部崩解、组织结构完全消失,融合成一片模糊的颗粒状无结构的红染物质。
肉眼观,在组织、细胞坏死的早期,其外观也常与原有组织相似,肉眼不易识别。临床上把这种确已失去生活能力的组织叫失活组织。肉眼识别坏死组织,对及时清除坏死组织,预防感染,促进创伤愈合,在临床医疗实践中有重要意义。失活组织特征:①外观无光泽、较混浊;②无血液供应,故局部温度降低,血管无搏动,在清创术中切割失活组织时,无血液流出;③失去正常组织的弹性,捏起或切断后,组织回缩不良;④失去正常感觉及运动功能等。上述各点并非失活组织的绝对指征,因此要全面观察,综合判断。
(三)坏死的类型
1.凝固性坏死(coagulative necrosis) 坏死组织、细胞内的蛋白质发生凝固,变为灰白或灰黄色、干燥、坚实、混浊无光泽的凝固体,称凝固性坏死。常见于心、脾、肾等脏器的缺血性坏死。肉眼观,坏死灶呈灰白或灰黄色、干燥,其周围出现一暗红色出血带。坏死组织与正常组织分界清楚。镜下观,坏死组织较早期可见组织、细胞结构消失,但组织轮廓仍可保存一段时间。
干酪样坏死是凝固性坏死的一种特殊类型。主要见于结核杆菌引起的坏死。由于坏死组织分解较彻底,加上含有较多的脂质(主要来自结核杆菌),肉眼观,呈黄色,质地松软,形似奶酪,故名干酪样坏死。镜下观,无组织轮廓,坏死组织呈红染无结构的细颗粒状物质。
2.液化性坏死(liquefactive necrosis) 坏死组织迅速发生溶解液化,而呈液状和形成坏死腔,称液化性坏死。如脑组织坏死即属于液化性坏死。因脑组织含蛋白质少,磷脂及水分较多,不易凝固。脑组织在坏死过程中常形成软化灶,故脑组织液化性坏死又称脑软化。此外,脓肿中的脓液是液化性坏死物,这是由于脓肿病灶中有大量的中性粒细胞,它们破坏后释放出大量蛋白溶解酶,将坏死组织迅速溶解液化形成脓液。
3.坏疽(gangrene)较大范围的组织坏死合并不同程度的腐败菌感染,并使坏死组织呈黑色或污秽绿色等特殊形态学改变称坏疽。坏死组织被腐败菌分解,产生硫化氢,硫化氢与血红蛋白分解出来的铁相结合,形成黑色的硫化铁,使坏死组织变成黑色,有臭味。坏疽常发生于四肢及与外界相通的器官(如肠、肺、子宫等)。根据形态特点可分为三种。
(1)干性坏疽:多发生于四肢。其特点是坏疽的组织干硬呈黑色,与正常组织之间有明显的分界线(图2-11),臭味较小。由于坏疽组织干燥,不利于腐败菌生长繁殖,故病变进展较缓慢。多发生于动脉堵塞而静脉比较畅通的病灶(如四肢动脉粥样硬化,血栓闭塞性脉管炎和冻伤等)。
(2)湿性坏疽:多发生于与外界相通的内脏。其特点是坏疽的组织呈黑绿色或污秽黑色,明显肿胀,软而湿润,与正常组织界线不清楚,有恶臭。此种坏疽常发生于既有动脉阻塞又伴有静脉回流受阻的情况下,致病灶处含水分多,有利于腐败菌生成繁殖,故病变进展较快。常见有坏疽性阑尾炎、肠坏疽、肺坏疽及产后坏疽性子宫内膜炎等。
(3)气性坏疽:常见于深达肌肉的开放性创伤,合并厌氧菌感染(如产气荚膜杆菌)所致。如战伤,其特点是坏疽灶湿软,肿胀,呈污秽暗棕色,与正常组织分界不明显。由于厌氧菌能分解坏死组织,产生大量气体,使坏死组织呈蜂窝状,按之可有捻发感。病变进展迅速,大量毒素被吸收,可引起严重中毒症状,甚至危及生命。
(四)坏死的结局
1.溶解吸收 较小的坏死组织可由中性粒细胞引起炎症反应,坏死组织崩溃所释放的蛋白溶解酶将组织溶解液化,经淋巴管和小血管吸收。不能液化的碎片则由巨噬细胞吞噬消化。组织缺损处由邻近的健康组织再生修复。
2.分离排出 坏死灶较大难以吸收时,坏死组织与正常组织交界处出现充血、中性粒细胞浸润、崩解并释放蛋白溶解酶,加速坏死灶边缘的溶解吸收,使坏死组织与健康组织分离排出。皮肤与黏膜的坏死组织脱落后,留下较深的缺损,称为溃疡;肺、肾等内脏器官的坏死组织溶解液化,经支气管或输尿管等自然管道排出体外后留下一个空腔,称为空洞;深部组织坏死穿出体表或自然管道而形成病理性盲管,称为窦道;组织坏死向空腔脏器和体表穿出或向空腔脏器与空腔脏器穿出而形成病理性管道,称为瘘管。
3.机化 坏死组织范围较大,不易完全溶解吸收,又未能分离排出,则由周围新生的肉芽组织所取代,最后形成瘢痕组织。这种由肉芽组织逐渐取代坏死组织(或渗出物中的纤维素团块及血栓等)的过程,称为机化。
图2-11 足干性坏疽
4.包裹、钙化 较大的坏死灶,或某些坏死组织难于溶解,又不能完全机化时,则由周围新生的结缔组织将其包裹。其中的坏死组织有时可发生钙化。钙化是指在病理条件下,钙盐析出呈固体状沉着于坏死组织内。
(五)坏死的后果及其对机体的影响
1.坏死范围较小或不是重要器官者,可有疼痛及功能障碍。
2.坏死范围较大且伴有严重感染时,如湿性及气性坏疽等,由于病变进展迅速,其分解产物和细菌毒素的大量被吸收,可导致严重的全身中毒症状。
3.坏死发生在重要器官时常导致严重的功能障碍,甚至危及生命。如心肌梗死,可引起心力衰竭、心源性休克及心脏破裂等;脑坏死可引起相应的神经症状,如偏瘫、失语等,甚至昏迷致死。
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细胞凋亡
凋亡(apoptosis)一词来自希腊语,原意是枯萎的树叶从树上凋落。英国阿伯丁大学病理学教授Kerr于1972年首先提出凋亡的概念。一般认为,凋亡是指发生于活体内单个或小团细胞,受基因及其产物调控的、主动有序的细胞自我消亡的过程。凋亡细胞的形态学特点是细胞体积变小、胞膜气泡化、染色体浓缩。凋亡是区别于经典坏死的另一种类型的细胞死亡。细胞凋亡普遍存在于生物界,既可发生于生理状态下,也可发生于病理状态下。对维持机体正常生理功能和自身稳定十分重要。
第三节 组织的修复
修复(repair)是机体组织和细胞损伤后,由邻近健康组织细胞再生、修补恢复的过程。组织的损伤是通过组织细胞的再生完成修复的。因此,修复是机体在各种外界损伤因素作用下能够生存所必不可少的一种防御功能。
一、再生
再生(regeneration)是组织缺损后由其邻近健康的细胞分裂增殖来恢复原有组织的结构和功能的过程。
(一)再生的类型
再生可分为生理性再生和病理性再生。
生理性再生是在生理过程中,有许多组织、细胞不断老化、消耗,又不断由同种细胞分裂增殖加以补充的再生。生理性再生的组织可以完全保持原有组织的结构和功能,故属于完全再生。病理性再生是在病理过程中,细胞、组织损伤后进行修复所发生的再生。病理性再生又可根据再生组织的性质和再生能力不同,分为完全再生和不完全再生。完全再生是指再生的组织在结构和功能上与原来的组织完全相同。一般发生于损伤范围小、再生能力强的组织。不完全再生是指缺损的组织不能完全由结构和功能相同的组织来修补,而主要是由肉芽组织来代替,最后形成瘢痕。此种再生多发生于损伤严重、再生能力较弱或缺乏再生能力的组织。
(二)各种组织的再生能力
机体各种组织的再生能力是有差别的。一般来说,分化程度低的、平时易受损的组织以及在生理过程中经常更新的组织,再生能力均较强。按再生能力强弱,可将机体的组织、细胞分为以下三类:
1.不稳定细胞 此类细胞再生能力最强,在生理过程中即不断分裂、增殖。如全身的上皮、表皮、淋巴、造血细胞,各种黏膜被覆细胞等,损伤后一般能完全再生。
2.稳定细胞 此类细胞在生理过程中增殖不明显,但有强大的潜在再生能力。包括各种腺体或腺样器官的实质细胞,如肝、胰、内分泌腺、汗腺、皮脂腺等;还有原始的间叶细胞及其衍生细胞,如成纤维细胞、内皮细胞、软骨细胞及骨细胞等。周围神经纤维(在神经细胞存活时)、平滑肌再生能力较弱,损伤轻时,可完全再生。
3.永久性细胞 此类细胞缺乏再生能力,如神经细胞(包括中枢及周围神经的神经节细胞)无再生能力,损伤后由神经胶质细胞增殖修复。骨骼肌、心肌的再生能力很微弱,损伤后多以瘢痕修复。
(三)各种组织的再生过程
1.上皮细胞的再生
(1)被覆上皮再生能力强,损伤后容易修复。如复层鳞状上皮损伤后,数小时内由损伤边缘的基底细胞分裂、增生进行修复,开始形成单层上皮细胞,向损伤的中心区伸展,覆盖缺损面,然后增生、分化为复层鳞状上皮。
(2)黏膜被覆的柱状上皮缺损后,也由邻近的上皮细胞分裂增生覆盖,开始为立方形上皮,以后逐渐增高成为柱状上皮。
(3)腺上皮的再生能力一般比被覆上皮弱。
2.血管的再生
(1)小血管的再生:毛细血管多以生芽的方式再生。即由毛细血管的内皮细胞肥大、分裂、增生,向外形成突起的单层内皮细胞幼芽,幼芽增长而成实心的内皮细胞条索,在血流的冲击下,逐渐出现管腔,形成新的毛细血管,进而彼此吻合构成毛细血管网(图2-12)。
图2-12 毛细血管再生模式图
根据功能需要,这些毛细血管还可不断改造,有的关闭,内皮细胞吸收消失;有的管壁逐渐增厚可发展成为小动脉或小静脉,其平滑肌可能由血管外的未分化间叶细胞分化而来。
(2)大血管的再生:大血管离断后,需要手术吻合。吻合处两端的内皮细胞分裂、增生,互相连接,恢复内膜原有的结构及光滑性。肌层则由结缔组织增生以瘢痕修复。
3.纤维组织的再生 纤维组织损伤后,损伤局部的成纤维细胞进行分裂增生。成纤维细胞可由静止状态的纤维细胞转化而来或由未分化的间叶细胞分化而来。幼稚的成纤维细胞体积大,呈椭圆形、梭形,两端常有突起,胞质嗜碱性,胞核体积大、染色淡,有1~2个核仁。当成纤维细胞停止分裂后,开始合成并分泌胶原蛋白与基质,在细胞周围形成排列规则的胶原纤维。成纤维细胞逐渐成熟形成长梭形,胞质减小,核也变成长梭形、染色深,成为纤维细胞(图2-13)。
图2-13 纤维组织再生模式图
4.神经组织的再生 脑、脊髓内神经细胞坏死后不能再生,由周围的神经胶质细胞增生修补,形成神经胶质瘢痕。
神经纤维断离后可以完全再生,但与之相连的神经细胞必须存活。神经纤维断离后,首先断处远侧端的神经纤维髓鞘及轴突发生变性崩解,断处近侧端的一部分也发生同样变化。变性崩解物质被吸收后,两端的神经鞘细胞增生,将断端连接并产生髓磷质,形成髓鞘。在损伤后大约第三周,近侧端的轴突开始生长,进入远侧端的神经鞘内,最后到达末梢(图2-14)。此过程常需数月以上的时间,才能完成再生。如断端相距太远(如约超过2.5cm),或两断端间有血块及瘢痕组织相隔,则近侧端长出的轴突不能进入远侧端的神经鞘内,而与增生的结缔组织混在一起,卷曲成团,形成块状,称为创伤性神经瘤,可引起顽固性疼痛。因此,施行神经吻合术和对截肢神经断端采取适当措施,保证神经纤维的正常再生愈合十分重要。
二、纤维性修复
图2-14 神经纤维再生模式图
图2-15 肉芽组织
纤维性修复是在损伤范围大、组织再生能力弱、不能完全性再生的情况下,首先通过肉芽组织增生,溶解、吸收损伤局部的坏死组织及其他异物,并填补组织缺损,以后肉芽组织成熟并转化为瘢痕组织完成纤维性修复。
(一)肉芽组织
肉芽组织(granulation tissue)是由新生的毛细血管、增生的成纤维细胞及各种炎症细胞组成。
1.肉芽组织的形态特点 肉眼观,鲜红色、颗粒状、柔软、湿润。肉芽组织因富有毛细血管,无神经纤维,故触之易出血,无感觉。创面伴有感染、局部血液循环障碍或有异物存在时,可导致肉芽组织生长缓慢,呈苍白色,水肿状,松弛无弹性,颗粒不明显,表面覆盖暗色脓性渗出物,触之不易出血等。镜下观,可见大量由内皮细胞增生形成的实性细胞索及扩张的毛细血管平行排列并向着创面垂直生长,以小动脉为轴心,在创伤的表面处互相吻合,形成袢状弯曲的毛细血管网。在新生毛细血管间有许多新生的成纤维细胞、渗出液及少量炎细胞(图2-15)。肉芽组织填补创伤后,一般由底部向表面逐渐成熟,表现为毛细血管部分闭合,部分转变为小动脉和小静脉,而胶原纤维增多,成纤维细胞逐渐成熟变为梭形的纤维细胞,最后转变为主要由胶原纤维组成的,灰白色、坚韧、缺乏弹性的瘢痕组织。
2.肉芽组织的功能
(1)抗感染,保护创面。
(2)机化和包裹坏死组织、血凝块、血栓及其他异物。
(3)填补创伤及其他组织缺损或连接断裂组织。肉芽组织自下而上(如体表创口)或从周围向中心生长填补创口或机化异物。
(二)瘢痕组织
瘢痕(scar)组织是指肉芽组织经改建成熟形成的纤维结缔组织,常发生玻璃样变性。瘢痕组织对机体的影响可概括为两个方面。
1.瘢痕组织对机体有利的一面
(1)修复创伤,使组织器官保持完整性。
(2)使组织器官保持其坚固性,但不及正常组织的弹性。
2.瘢痕组织对机体不利的一面
(1)瘢痕组织弹性较差,如瘢痕承受过大压力可向外膨出,腹壁瘢痕形成腹壁疝,心肌梗死形成的瘢痕可形成室壁瘤等。
(2)瘢痕组织可收缩。如关节附近的瘢痕常引起关节挛缩或活动受限;胃溃疡近幽门处的瘢痕收缩可引起幽门梗阻。
(3)瘢痕性粘连发生在两种器官之间或器官与体腔壁之间。
(4)瘢痕可引起器官硬化、广泛纤维化玻璃样变。瘢痕组织增生过度,可形成肥大性瘢痕,若此肥大性瘢痕突出体表皮肤并向周围不规则扩延称瘢痕疙瘩。
瘢痕组织的胶原纤维在胶原酶的作用下,可以逐渐分解、吸收,从而使瘢痕缩小、软化。
三、创伤愈合
创伤愈合(wound healing)是指机体遭受外力作用后,损伤的组织出现离断或缺损,通过再生进行修复的过程。创伤愈合包括各种组织的再生和肉芽组织增生、瘢痕形成等。
(一)创伤愈合的基本过程
1.早期炎症反应 创伤第一天,伤口局部血管断裂出血及不同程度的组织坏死,并出现炎症反应,表现为充血、浆液渗出及白细胞游出,故局部红肿。伤口中的血凝块和渗出物很快填充伤口,并干燥形成保护性的痂皮。
2.伤口收缩 第2~3天后,由伤口边缘皮肤及皮下组织向中心靠近,使伤口缩小,直到14天左右停止,使创面逐渐缩小。
3.肉芽组织增生和瘢痕形成 创伤后从第3天开始,从伤口底部及边缘长出肉芽组织,机化血凝块并填平伤口。第5~6天起成纤维细胞产生并分泌胶原纤维与基质,并逐渐转化为瘢痕组织。瘢痕完全形成大约需要1个月。
4.表皮及其他组织再生 创伤后24h内伤口边缘的基底细胞即开始分裂增生,覆盖肉芽组织表面的伤口,并分化成鳞状上皮。若肉芽组织过度生长,则高出皮肤表面,亦会阻止表皮再生,临床上须将其切除。若伤口过大,直径大于20cm时,则再生表皮很难将创口完全覆盖,临床上需要植皮。
(二)创伤愈合的类型
根据组织损伤的程度及有无感染等,可将创伤愈合分为以下三种类型:
1.一期愈合 组织伤口小,创缘整齐,对合严密,无感染,炎症反应轻,愈合时间短,形成的瘢痕小,称为一期愈合。如无菌手术切口顺利的愈合可达到一期愈合。创伤后第3天,肉芽组织可以从创口边缘处长出,很快把创口填满,第5~6天胶原纤维形成,表皮再生在24~48h内便可将创口覆盖,故一般手术切口在第7天左右即可拆线。约2~3周可完全愈合,遗留线状瘢痕。
2.二期愈合 组织伤口大,创缘不整齐,无法对合或伴有感染,坏死组织多;伤口收缩,大量肉芽组织增生,修复伤口,愈合时间短,愈合后留有明显的瘢痕,称为二期愈合。
3.痂下愈合 多见于较浅表并有少量的出血或血浆渗出的皮肤创伤(如皮肤表浅的擦伤)。创口表面的血液、渗出液及坏死组织凝固并逐渐干燥,形成黑褐色硬痂覆盖于创面,创伤在痂下进行愈合,表皮再生完全后,结痂即自行脱落,称为痂下愈合。
(三)骨折愈合
骨折通常可分为外伤性骨折和病理性骨折两大类。骨折愈合过程可分为以下四个阶段(图2-16)。
1.血肿形成 骨折时,局部血管破裂出血,形成血肿,数小时后发生凝固,可暂时黏合连接骨折断端。
图2-16 骨折愈合过程模式图
2.纤维性骨痂形成 骨折后1~2天,骨内、外膜的细胞增生形成成纤维细胞,毛细血管再生,形成肉芽组织,向血肿中长入,逐渐将其取代,形成质地软弱不能负重的纤维性骨痂,将两断端连接起来,但不牢固,此期约经2~3周。
3.骨性骨痂形成 在纤维性骨痂形成的基础上,分化出骨母细胞,骨母细胞分泌大量骨基质,沉积于细胞间,骨母细胞逐渐成熟成为骨细胞,形成结构上似骨但无钙盐沉着的骨样组织,称骨样骨痂。骨样骨痂使断骨的连接进一步加固。以后,骨母细胞发育成熟为大量骨细胞,形成骨小梁,骨基质内并有钙盐沉着而钙化,形成骨性骨痂。此时,骨折的两断端已牢固地结合,但骨小梁排列紊乱,结构疏松,仍没有达到正常骨的支持负重功能。此期约经4~8周。
4.骨性骨痂改建 骨性骨痂形成虽达到了临床愈合,但随着功能的需要,梭形膨大的骨性骨痂还需进一步改建板层骨,使之成为符合人体生理要求的更加牢固的结构和功能。改建主要是通过骨母细胞和破骨细胞的协同作用完成的。骨母细胞可产生新的骨质加强负荷重的部位,破骨细胞可将不需要的骨组织吸收、清除,使小梁逐渐形成力学排列方向,使其逐渐恢复正常骨的结构和功能。这一过程可长达几个月甚至1~2年才能完成。
在骨折愈合过程中,良好的复位及固定是骨折愈合的重要条件。而患者的早期活动,有利于改善局部血液循环及骨痂形成,也可促进骨痂的改建和功能恢复。因此,骨折复位固定后,既要注意局部的相对固定,又要重视全身和患肢肌肉、关节的适当活动,才有利于骨折愈合。此外,全身性因素如年龄、营养、机体状态等和局部因素如局部血液供应、骨质缺损程度、有无软组织嵌入骨折断端及感染等对骨折愈合亦有一定影响。
测评与训练
一、名词解释
萎缩 肥大 增生 化生 变性 坏死 坏疽 机化 肉芽组织
二、问答题
1.简述常见的病理性萎缩及发生原因。
2.试述变性常见类型、原因、病变特点。
3.试述坏死的基本病理变化及结局、坏死的类型及特点。
4.阐述肉芽组织的形态特点及功能。
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