活体内局部组织、细胞的死亡称为坏死(necrosis),是局部组织细胞损伤后的最严重变化,是一种不可恢复性损伤。此时,组织细胞的代谢停止,功能丧失,可出现一系列的形态学改变,并引起周围组织的炎症反应。
任何致病因素只要其作用达到一定强度或时间,就可引起坏死。一般情况下,坏死是由变性逐渐发展而来(渐进性坏死),个别情况下,也可因致病因素极为强烈而很快发生。
(一)病理变化
镜下观,组织细胞刚坏死时,其形态结构与坏死前基本相似。例如用固定液迅速固定的新鲜组织,组织细胞虽已死亡,但其形态结构能保持完好,与死亡前比看不出有何差别。时间稍久,由于细胞内溶酶体膜破裂,大量水解酶释放进入细胞质,引起了组织细胞的自溶过程。在光学显微镜下,一般要等到细胞死亡10h以上,自溶性变化相当明显才能辨别。因此,下面所述的镜下变化特点主要是组织细胞死亡后的自溶性变化。
1.细胞核的变化 是细胞坏死在组织学上的主要形态学标志,表现为①核浓缩(pyknosis),由于细胞核内水分丢失使染色质浓缩,染色变深,核体积缩小,表明DNA转录合成停止。②核碎裂(karyorrhexis),由于核膜破裂,核染色质崩解为小碎片,分散在细胞质中。③核溶解(karyolysis),在DNA酶作用下,染色质的DNA分解,核失去对碱性染料的亲和力,染色变淡,甚至只能见到核的轮廓。以后染色质中残余的蛋白质被溶蛋白酶分解,核完全消失(图1-9)。
图1-9 细胞坏死时核的变化模式
1.正常细胞;2.核固缩;3.核碎裂;4.核溶解
2.细胞质的变化 胞质红染(即嗜酸性),呈细颗粒状。其中胞质红染与胞质内的核糖体减少或丧失,与碱性染料苏木精的结合力降低而与酸性染料伊红的结合力增高有关;胞质呈颗粒状与胞质内的微细结构破坏崩解有关。最后细胞膜破裂,整个细胞轮廓消失。
3.间质的变化 在实质细胞坏死后一段时间内间质常无明显改变,以后在各种溶解酶作用下,间质胶原纤维肿胀、断裂、液化,基质崩解。最后坏死的细胞与间质互相融合起来,形成一片模糊的无结构的颗粒状红染物质。
上述变化虽然属于坏死后的自溶性变化,但与机体死亡后的组织自溶还是有区别的,主要表现为坏死组织可引起周围组织的炎症反应。
肉眼观,如坏死组织范围小,常不能辨认。有时即使坏死的范围较大,因早期外观往往与正常组织相似,也不易识别。临床上将这种失去生活能力的组织称为失活组织。一般说来,失活组织有下述特征:①外观缺乏光泽,比较浑浊。②失去正常组织的弹性,捏起或切断后,组织回缩不良。③没有正常的血液供应,故局部温度降低,摸不到血管搏动,清创术中切割失活组织时无血液流出。④失去正常感觉(如皮肤触觉、痛觉)及运动功能(如肠管蠕动)等。肉眼识别坏死组织,对临床医疗实践有重要意义。因为这种组织已不能复活,且能成为细菌生长繁殖的良好基地,故及时清除坏死组织能防止病情恶化,预防感染,促进创伤愈合。
(二)坏死的类型
根据坏死后的形态变化特点及发生原因不同,可分为以下类型。
1.凝固性坏死(coagulation necrosis) 是指组织细胞坏死后呈凝固状态,表现为灰白色或灰黄色比较干燥坚实、浑浊没有光泽,称凝固性坏死。常见于心、脾、肾等器官的缺血性坏死。凝固性坏死的发生机制尚不甚清楚,可能与坏死组织中蛋白质变性崩解时,释放的蛋白凝固酶作用有关。也可能与坏死组织所含溶酶体较少,或溶酶体酶受抑制有关(图1-10)。
镜下观,坏死灶内的组织、细胞结构消失,但组织结构的轮廓尚可保持一段时间。例如肾梗死早期,虽然细胞已呈现坏死性变化,但肾小球、肾小管及血管等的轮廓仍可辨认。肉眼观,坏死灶干燥,呈灰白色或灰黄色,与健康组织分界清楚。
干酪样坏死是凝固性坏死的一种特殊类型,主要见于结核病灶。由于坏死组织分解彻底,加上含有较多的脂质(主要来自结核杆菌),故略带黄色,质地松软,状似奶酪,因而得名。镜下见,为无结构的红染颗粒状物质,不见坏死部位原有组织结构的残影。这种坏死物不易被吸收,可能与其含结核杆菌的脂质有关。
2.液化性坏死(liquefactive necrosis) 组织细胞坏死后,若酶性消化、水解占优势,可使坏死组织分解液化呈液状,称液化性坏死。常见于中枢神经系统,如脑组织坏死即属液化性坏死,因为脑组织含蛋白质少,水分和磷脂多,坏死后不易凝固而易溶解液化,且常形成囊状软化灶,故脑组织坏死亦称脑软化。此外,脓肿的脓液也属液化性坏死,这是由于病灶中大量中性粒细胞浸润,细胞坏死后释放大量蛋白溶解酶所致。
图1-10 肾凝固性坏死
坏死灶呈三角形、灰白色、无光泽,底部靠着被膜,尖部指向肾门,坏死区和正常组织之间有明显充血带
3.纤维蛋白样坏死(fibrinoid necrosis) 是结缔组织和小血管壁常见的坏死形式。镜下见病变部位的组织结构消失,形成细丝状、颗粒状或小条块状无结构红染物质,与纤维蛋白染色性质相似,故称纤维蛋白样坏死。常见于某些变态反应性疾病(如风湿病、系统性红斑狼疮、肾小球肾炎等)和急进型高血压等。其发生机制与抗原抗体复合物引发的胶原纤维肿胀崩解、结缔组织中免疫球蛋白沉积或血液中纤维蛋白渗出变性有关。
4.坏疽(gangrene) 是组织坏死后的一种继发性变化。较大范围组织坏死后,合并不同程度的腐败菌感染,使病变部位呈黑色、污秽绿色等特殊形态改变,称为坏疽。坏死组织被腐败菌分解产生H2S,后者与血红蛋白分解出来的Fe2+相结合形成硫化铁,使坏死组织变成黑色,并有臭味。根据发生的原因和形态特点,坏疽可分为三种类型。
(1)干性坏疽:多发生于四肢末端。见于血栓闭塞性脉管炎、四肢动脉粥样硬化和冻伤等疾病时,因动脉阻塞而静脉回流通畅,故坏死部位水分含量少,加上在空气中蒸发,使病变部位干燥、皱缩,呈黑褐色,与周围健康组织之间有明显的炎症分界线(图1-11)。由于病变部位比较干燥,不利于腐败菌生长繁殖,故干性坏疽的腐败菌感染一般较轻。
(2)湿性坏疽:多发生在与外界相通的内脏(如肺、肠、阑尾及子宫等),也可见于有淤血、水肿的下肢。常发生在既有动脉阻塞又有静脉回流受阻的情况下,由于病变处组织含水分较多,适合腐败菌生长繁殖,故感染严重,病变发展较快。坏疽处明显肿胀,软而湿润,呈黑绿或污秽黑色,与正常组织分界不清,有恶臭。因组织坏死腐败所产生的毒性产物及细菌毒素被吸收入血,可伴有严重的全身中毒症状。常见的湿性坏疽有坏疽性阑尾炎、肠坏疽、肺坏疽及产后坏疽性子宫内膜炎等。
(3)气性坏疽:是湿性坏疽的一种特殊类型,见于深达肌肉的开放性创伤合并产气荚膜杆菌等厌氧菌感染所致。其特点是除湿性坏疽的表现外,还可产生大量气体,使坏死区呈蜂窝状,按之有捻发感。气性坏疽发展迅速,毒素吸收多,后果严重,需紧急处理。
(三)坏死的结局
组织细胞坏死后发生自溶性变化,并在局部引起急性炎症性反应,机体通过下列几种方式处理坏死组织。
1.溶解吸收 这是机体处理坏死组织的最基本方式。较小范围组织坏死后,可由中性粒细胞和细胞崩解释放的溶蛋白酶将组织溶解、液化,经淋巴管或血管吸收。不能吸收的碎片则由巨噬细胞吞噬消化。组织缺损由邻近的健康组织再生修复。
2.分离排出 较大范围的坏死组织不易吸收,常在与正常组织交界处出现充血和中性粒细胞浸润(炎症反应)。以后中性粒细胞坏死崩解释放溶蛋白酶,溶解坏死边缘组织,与健康组织分离,而后坏死组织脱落排出。皮肤或黏膜的坏死组织脱落留下的浅表性缺损,称糜烂;留下较深的缺损,称溃疡。肾、肺等内脏器官坏死组织液化后可经相应管道(输尿管、气管)排出留下空腔,称为空洞。溃疡和空洞一般均可通过再生修复。
3.机化(organization) 坏死组织如不能完全溶解吸收或分离排出,则由新生的毛细血管和成纤维细胞等组成的肉芽组织长入逐渐取代,最后形成瘢痕组织。这种由新生肉芽组织取代坏死组织(或其他异物如血栓等)的过程称为机化。
4.包裹、钙化 较大的坏死灶或某些坏死物质难以溶解吸收,又不能完全机化时,则常由周围新生的肉芽组织及随后形成的纤维结缔组织加以包裹,其中的坏死物质有时可发生钙化。如结核病的干酪样坏死灶常发生这种改变。
图1-11 足的干性坏疽
坏疽累及足趾,呈黑色,干枯,与周围组织分界明显
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