Определение. Дезорганизация соединительной ткани — патологическое состояние ее волокон и матрикса, проявляющееся в результате их повреждения изменением физических и химических свойств.
Встречаемость. Дезорганизация соединительной ткани типичная для ревматизма, кроме того, часто встречается при патологии плаценты и в строме опухолей.
Классификация. В понятие дезорганизации соединительной ткани включаются 1) мукоидное набухание, 2) фибриноидное набухание и фибриноидный некроз, которые могут быть последовательными, но не обязательными звеньями одной патогенетической цепи.
Условия возникновения. Поскольку к дезорганизации соединительной ткани ведут разные механизмы, то общих условий нет.
Механизмы возникновения. При ревматизме антитела, выработанные против антигенов гемолитического стрептококка, начинают перекрестно реагировать с антигенами соединительной ткани. Присоединение к комплексу антиген-антитело из крови фракции комплемента С3 и запуск каскада комплемента с образованием в итоге фракции С9 ведет к тому, что в матриксе соединительной ткани происходят химические реакции, в результате которых в нем появляются кислые мукополисахариды, разрушаются коллагеновые и эластические волокна, и матрикс начинает окрашиваться так же, как слизь, например, альциановым синим. Считается, что происходит это за счет распада мукопротеидов с высвобождением веществ типа гиалуроновой и хондроитинсерной кислот.
Если в очаг мукоидного набухания из крови начинают поступать некие белковые компоненты, то пораженная ткань через некоторое время начинает давать положительную окраску на фибрин, в связи с чем это состояние и называется фибриноидным набуханием.
Если в дальнейшем наряду с повреждением матрикса соединительной ткани происходит гибель клеток, то говорят о фибриноидном некрозе.
Мукоидное набухание соединительной ткани может развиваться в соединительной ткани и при нарушении функционирования фибробластов в условиях гипотиреоза, при котором, как известно, замедляется синтез белков, а в данном случае, вероятно, белковых компонентов мукопротеидов. Наиболее выражены эти изменения в дерме. При гипотиреозе мукоидное набухание не переходит ни в фибриноидное набухание, ни, тем более, в фибриноидный некроз.
Фибриноидный некроз может быть и самостоятельным явлением, например, в стенках артерий при васкулитах или в ворсинах хориона. В этих случаях первично происходит гибель ткани, подвергающейся затем пропитыванием белками плазмы.
Макроскопическая картина. За счет того, что кислые мукополисахариды обладают большой гидрофильностью, поврежденная ткань действительно набухает, например, створки клапанов сердца утолщаются, становятся непрозрачными, как молочное стекло, дерма утолщается, уплотняется, кожа плохо собирается в складку. Визуально диагностировать мукоидное или фибриноидное набухание, или фибриноидный некроз невозможно, также как и отличить их друг от друга.
Микроскопическая картина. При окраске гематоксилином и эозином участки мукоидного набухания выглядят более базофильными (т.е. участки ткани с пониженным рН проявляют большую тропность к гематоксилину, обладающим относительно высоким рН). При фибриноидном набухании поврежденная соединительная ткань интенсивнее, чем неповрежденная, прокрашивается эозином, ядра фибробластов в очагах поражения разрежены (рис.35.1). При фибриноидном некрозе изменения те же плюс отсутствие ядер фибробластов (рис.35.2)..
Для мукоидного набухания характерна метахромазия: при окраске толуидиновым синим пораженные участки выкрашиваются не в синий, а в сиреневый или красный цвет (рис.35.3а).
Клиническое значение. Набухание при ревматизме соединительной ткани суставов сопровождается болями и болезненностью при движениях, набухание створок и заслонок клапанов сердца — утратой ими эластичности. В створках и/или заслонках при этом повреждается эндотелий, что ведет к отложению на них тромбов. Последствия дезорганизации соединительной ткани клапанов сердца — склероз, гиалиноз и, возможно, обызвествление — ведут к их деформации и недостаточности клапана либо (в случае частичного срастания пораженных створок) к стенозу клапанного отверстия. Мукоидное набухание обратимо, фибриноидное — нет.
Фибриноидный некроз стенок артерий при васкулите сопровождается тромбообразованием с последующим некрозом кровоснабжаемого этой артерией участка ткани. Фибриноидный некроз ворсин хориона ведет к недостаточности плаценты и невынашиванию беременности.
Апоптоз
Определение. Апоптоз [5] — запрограммированная, физиологическая гибель клеток. Ускорение апоптоза — одна из форм повреждения тканей, поэтому это явление рассматривается не только в курсе гистологии или нормальной физиологии, но и в курсе патологической анатомии. Угнетение апоптоза — один из факторов опухолевого злокачественного перерождения клеток.
Встречаемость. Апоптоз как патологическое явление чрезвычайно распространен. Он участвует в реализации патогенетических механизмов многих (а при дальнейшем изучении, возможно, окажется, что едва ли не всех) факторов повреждения, таких как гипоксия, токсические, физические, аутоиммунные воздействия на ткань. Известна его роль в развитии таких широко распространенных заболеваний, как ишемическая болезнь сердца, вирусный гепатит В и некоторых других — информация о роли апоптоза в патогенезе различных заболеваний в медицинской литературе нарастает в едва ли не в геометрической прогрессии.
Условия возникновения. Условием развития апоптоза в клетке является активация генетической информации, ранее находившейся в архивированном состоянии. Факторами патологической активации апоптоза служат те же физические и химические факторы, которые способны вызвать некроз ткани, только при относительно слабом их воздействии.
Биологический смысл такого реагирования тканей остается не вполне ясным. По нашему мнению, он может заключаться в следующем. Известно, что в ткани присутствуют клетки разного возраста. Возможно, что при патологическом воздействии организм жертвует «старыми» и, следовательно, функционирующими не очень эффективно клетками, которым «все равно скоро умирать», в пользу более молодых клеток, способных активнее противостоять повреждающему воздействию. То есть, таким образом повышается к.п.д. или соотношение «затраты/отдача». Не исключено также, что это — механизм уничтожения клеток с необратимо поврежденной ДНК (возможно, что это те же «старые» клетки).
Другим вариантом объяснения смысла ускорения апоптоза может быть, с нашей точки зрения, следующий. В норме апоптоз клеток является антиподом их размножению, и в норме размножение и физиологическая гибель клеток находятся в состоянии хоть и неустойчивого, но равновесия. При слабом воздействии повреждающих факторов обмен веществ и выработка энергии в клетках неизбежно страдают. Понятно, что в этих условиях клетка не может себе позволить тратить скудные энергетические запасы на свое деление и синтез факторов пролиферации, являющихся стимулом к размножению других клеток — ей бы сохранить свою структурную целостность, обеспечив минимально допустимый уровень обменных процессов. Возможно, что при остановке размножения клеток баланс «деление/апоптоз» нарушается, и последний активизируется в условиях, когда клетка не испытывает на себе регулирующего действия неких гуморальных факторов, выделяющихся в норме ею и соседними клетками.
Механизмы возникновения. Под действием повреждающего фактора происходит повреждение ДНК. При этом включаются клеточные механизмы «ремонта» ДНК, которые могут приводить к восстановлению ее структуры. Если же восстановления не происходит, то активируются гены, обеспечивающие реализацию механизма апоптоза. Параллельно под действием того же фактора клеточная мембрана становится более проницаемой для ионов Са2+, в присутствии которых активизируется ряд ферментов, в частности, эндонуклеаза ядра, обеспечивающая фрагментацию ДНК, трансглютаминаза цитозоля, ответственная за перекрестное связывание белков, протеаза, обеспечивающая разрушение цитоскелета.
Первоначально фрагментируется и лизируется ядро, а затем цитоплазма распадается на т.н. апоптотические тельца, фагоцитируемые близлежащими клетками.
Предполагается, что когда повреждающий фактор сильный и способен вызвать некроз, (но до него дело не доходит, поскольку человек умирает раньше), апоптоз может развиваться довольно быстро — в течение нескольких минут.
Макроскопическая картина. Макроскопически апоптоз никак не проявляется — проявляются его последствия.
Микроскопическая картина. При апоптозе в ткани среди внешне сохранных клеток появляются клетки-тени, не содержащие ядра (рис.36.1а), которые могут располагаться по одиночке или мелкими группками по нескольку клеток, что раньше обозначалось как моноцеллюлярные или групповые некрозы. Примечательно, что в отличие от некроза, демаркационного вала из нейтрофильных лейкоцитов вокруг зоны апоптоза не формируется.
Клиническое значение. Ускоренный апоптоз — это форма реализации одного из защитных механизмов — атрофии, о которой речь пойдет в одном из последующих параграфов. Он же является одним из механизмов реализации аутоиммунных заболеваний, посредством которых Т-киллеры уничтожают антигенно модифицированные клетки организма, также как те же Т-киллеры борются с трансплантатом. Апоптоз — фактор, уменьшающий количество действующих кардиомиоцитов и обусловливающий развитие кардиосклероза при ишемической болезни и некоторых других хронических заболеваниях этого органа. Несомненно, что защитная и повреждающая роли апоптоза в организме шире, чем мы это себе представляем на сегодняшний момент.
Некроз
Определение. Некроз — патологическое состояние, сопровождающееся необратимыми изменениями в ткани с разрушением образующих ее клеток и межклеточного вещества, что сопровождается прекращением их функционирования. Некротизированная ткань подвергается аутолизу. Некрозу в ряде случаев предшествует некробиоз, то есть состояние между жизнью и смертью ткани, когда возникшие в ней изменения, обычно вызванные гипоксией, рассматриваются как обратимые.
На самом деле, нельзя быть «немножечко мертвым». Есть безусловные признаки того, что ткань жива или мертва, а когда этих абсолютных признаков нет, мы пользуемся упомянутым термином, который представляет собой нонсенс с общебиологических позиций, но без которого не обойтись на практике.
Встречаемость. На протяжении жизни в организме человека многократно возникают явления некроза, связанные, в первую очередь, с мелкими травмами и воздействием на ткани инфекционных агентов. Некрозы, вызванные другими причинами, встречаются реже.
Классификация. В зависимости от связи с причинным фактором некрозы могут быть прямыми (например, при ожоге) и непрямыми (например, в результате ишемии).
В зависимости от содержания жидкости в некротизированной ткани различают некроз:
— коагуляционный, когда некротизированная ткань содержит меньше воды, чем непораженная, и
— колликвационный — с накоплением избытка жидкости в некротизированной ткани.
Наиболее распространено явление коагуляционного некроза.
Среди факторов, способных вызывать некроз ткани, различают:
1) механические — действие ранящих снарядов, ударной волны и прочих;
2) термические — действие экстремально высоких или низких температур;
3) электротермические — действие бытового, промышленного или атмосферного электричества;
4) химические — местное действие едких кислот, щелочей или некоторых других агрессивных жидкостей, а также боевых химических веществ кожно-нарывного действия; вариантом химических факторов являются ферментные, когда некроз ткани возникает либо под действием собственных ферментов, либо под действием ферментов микроорганизмов-паразитов;
5) лучевые — действие ионизирующей радиации, СВЧ-поля, ультрафиолетовых лучей;
6) гипоксические — действие циркуляторной, тканевой, гемической и других видов гипоксии;
7) токсические — действие веществ, необратимо угнетающих метаболизм или вызывающих структурную дезинтеграцию клеточных мембран;
9) вирусные — действие РНК-вирусов;
10) иммунные — действие гуморальных факторов или иммунокомпетентных клеток.
Условия возникновения. Необходимыми для развития некроза условиями являются следующие.
1. Экстремальный характер воздействия экзогенных или эндогенных факторов. Кратковременное или недостаточно интенсивное воздействие повреждающего фактора может не вызывать структурных изменений тканей или вызвать зернистую и гидропическую дистрофию, активацию апоптоза, но не некроз. Например, случайное попадание на кожу и быстрое скатывание с нее жидкого азота, имеющего температуру -1960С, не вызывает отморожения, тогда как длительное охлаждение стопы во влажной среде при плюсовой температуре может вызвать отморожение, известное как «окопная стопа».
2. Низкое содержание энергетических и питательных субстратов в клетках. Например, при одинаковой продолжительности и уровне гипоксии некроз возникает быстрее в тех гепатоцитах, в которых был ниже запас гликогена. Наличие достаточного количества АТФ и питательных веществ, главным образом углеводов, определяет резервы клетки, позволяющие ей дольше просуществовать без необратимых структурных повреждений в условиях неблагоприятного воздействия.
3. Значительное функциональное напряжение ткани в момент экстремального воздействия. Собственно говоря, это тоже фактор снижения содержания в клетках энергетических и питательных субстратов, но не предшествующего воздействию, а сопутствующего.
Механизмы возникновения. Травматический некроз возникает при преобразовании кинетической энергии повреждающего предмета (ударной волны) в механическую. Поглощенная энергия, а, следовательно, и объем некротизированной ткани тем выше, чем больше кинетическая энергия повреждающего предмета и площадь его контакта с тканью. Вместе с тем, в развитии травматического некроза играют роль и повреждения кровеносных сосудов с развитием гипоксического повреждения ткани.
Некроз под действием экстремально высоких температур — ожог — связан с денатурацией белка. Денатурация молекул ферментов, которые являются активными в ограниченном температурном интервале, ведет к необратимому угнетению обмена веществ и гибели клетки. При отморожении некроз в большей степени связан с циркуляторной гипоксией, обусловленной резким местным повышением вязкости крови и замедлением ее тока по капиллярам. В дальнейшем при промерзании ткани дополнительное ее разрушение происходит за счет разрыва кристаллами льда.
Электроожог возникает за счет преобразования электрической энергии в тепловую при прохождении тока через ткани, обладающие различным электрическим сопротивлением. Чем ниже электропроводность (выше электрическое сопротивление) ткани, тем тяжелее ожог.
Кожа представляет собой первичный барьер для электрического тока и служит эффективным изолятором для расположенных глубже тканей. После контакта с электротоком кожа подвергается коагуляционному некрозу и высушиванию. При высоком напряжении (более 1000 вольт) сопротивление кожи первоначально преодолевается, и ток течет через расположенные глубже ткани, не встречая сопротивления. Поражение глубоко расположенных тканей зависит от плотности тока и продолжительности его прохождения через эти ткани. В частях тела с небольшой площадью поперечного сечения, таких как конечности, плотность тока высока, и разрушения бывают обширными. Из-за того, что костная ткань обладает значительным сопротивлением электрическому току, она нагревается до более высоких температур, чем мягкие ткани. Результатом этого является то, что наиболее сильно нагретыми и, соответственно, сильно поврежденными оказываются мышцы и нервы, непосредственно прилежащие к кости. Поражения переменным током бывают более тяжелыми, так как из-за спазма мышц пострадавший часто не может отпустить электрический проводник.
Химические вещества в высоких концентрациях вызывают некроз за счет комплекса повреждающих факторов: 1) термического действия тепловой энергии, выделяющейся при химической реакции; 2) обезвоживания ткани, поскольку крепкие кислоты и щелочи представляют собой гипертонические растворы; 3) коагуляции белка под действием ионов Н+ концентрированных кислот; 4) растворения белков и омыления жиров концентрированными щелочами; повреждающее действие ферментов также заключается в протеолизе. Разрушающее действие кислот ограничивается барьером из коагулированной ткани, чего не бывает при действии щелочей, поэтому последние вызывают более глубокий и обширный некроз.
Повреждающее действие как проникающей радиации, так и ультрафиолетовых лучей (только в меньшей степени) обусловлено происходящим в тканях радиолизом воды с образованием активных соединений кислорода: гидроксильных анионов ОН-, супероксиданиона О2- и перекиси водорода Н2О2. Известно несколько механизмов их повреждающего действия.
1. Они активизируют существующее и в норме перекисное окисление липидов. Удаляя атом Н+ из ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав фосфолипидных мембран, они способствуют образованию свободных липидных радикалов, которые с молекулами кислорода образуют липидные пероксидные радикалы. Последние воздействуют на фосфолипиды так же, как и гидроксильные радикалы. Результатом является разрушение клеточных мембран и некроз клетки.
2. Они способствуют образованию дисульфидных мостиков S=S между белками, входящими в состав клеточной мембраны, что ведет, с одной стороны, к образованию патологических ионных каналов в цитолемме, а с другой стороны, за счет агрегации белков, входящих в состав цитолеммы — к разрывам в ней.
3. Они взаимодействуют с молекулами ДНК, угнетая их репликацию.
Патологическая активация перекисного окисления липидов играет роль и при гипоксическом повреждении, особенно когда после обескровливания в ткани восстанавливается кровоток.
СВЧ-поле действует по-другому. Колебания со сверхвысокой частотой клеточных структур преобразуются в тепловую энергию, вызывающую коагуляционный некроз. (Вспомните про глупую американку, решившую после прогулки высушить кошку в СВЧ-печке и подавшую затем в суд на фирму-производителя за то, что та в инструкции к печке не указала, что в ней нельзя сушить домашних животных).
Гипоксия ткани на первоначальном этапе проявляется зернистой дистрофией с набуханием митохондрий и вакуолизацией эндоплазматического ретикулума. Если и далее поступление кислорода в клетку не происходит, развиваются необратимые изменения. Из-за отсутствия необходимой энергии в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме происходит открепление от мембран полирибосом и их диссоциация, что сопровождается прекращением синтеза белка «на экспорт». Диссоциация свободных полирибосом, находящихся в цитозоле, ведет к полному прекращению синтеза белков, используемых для нужд клетки, и, следовательно, к прекращению возобновления ферментов, что парализует весь метаболизм. Ядро, являясь, как и митохондрии, замкнутой органеллой, также за счет нарушения действия ионных насосов набухает, на каком-то этапе кариолемма разрывается, и часть кариоплазмы вытекает в цитозоль, при этом хроматин конденсируется в глыбки, ядро сморщивается (кариопикноз), затем распадается на фрагменты (кариорексис). Последними разрушаются оболочки лизосом, и их ферменты, активированные проникшими в клетку в избытке ионами Са2+, расплавляют остатки органелл, в том числе и ядра (кариолизис). Завершается все разрывом цитолеммы.
Некроз под действием токсинов — это результат блокады химическими веществами ключевых звеньев метаболизма. Особенно чувствительны к действию токсинов гликолиз, цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование на внутренних мембранах митохондрий (М.А.Пальцев).
Механизм повреждения клетки РНК-вирусами заключается в следующем. После проникновения в клетку РНК-вирус захватывается лизосомой, ферменты которой растворяют его белковую оболочку, высвобождая вирусную РНК. На основе этой РНК из аминокислот клетки синтезируются белки по программе вируса. Эти белки встраиваются в цитолемму, образуя в ней патологические поры, через которые ионы К+ выходят из клетки, а ионы Na+ и вода устремляются в нее, что ведет к набуханию клетки, часто расцениваемому как баллонная дистрофия, и некрозу.
Для того, чтобы к некрозу клетки привели иммунные факторы, клетка должна нести на себе чужеродные антигены, что может происходить в результате:
1) паразитирования в ней ДНК-вирусов, вырабатывающих белки по своей генетической программе, которые затем экспрессируются на цитолемме;
2) метаболизма в клетке некоторых лекарственных или токсических веществ, продуктами которого оказываются чужеродные в антигенном отношении соединения;
3) воздействия на клетку некоторых физических факторов, изменяющих структуру белков;
4) генетической мутации.
После того, как клетка оказалась чужеродной, к ее антигенам в организме вырабатываются антитела, которые фиксируются на ее поверхности. Кроме антигена и антитела в состав образующихся на поверхности иммунных комплексов входят молекулы С3-фракции комплемента. Далее гибель клетки может развиваться по двум сценариям.
1. Запускается каскад комплемента, в результате чего С3-фракция преобразуется во фракцию С9, которая придает такому иммунному комплексу свойства «мембраноатакующего комплекса». Атака заключается в повреждении цитолеммы с образованием выявляемых на ультраструктурном уровне цилиндрических пор, что сопровождается выходом из клетки ионов К+, поступлением в нее ионов Na+ и воды и некрозом. Так, например, возникает массивный некроз гепатоцитов при молниеносных формах вирусного гепатита В.
Если каскад комплемента не запускается, то клетка распознается Т-киллерами, которые либо активируют апоптоз в клетке-мишени, либо выделяют перфорины, нарушающие целостность клеточной мембраны. Таким путем, например, разрушается эндотелий в сосудах пересаженного органа при реакции отторжения трансплантата. Факторы, определяющие реализацию того или иного сценария, остаются неясными.
Макроскопическая картина. Участки некроза по сравнению с окружающей их тканью выглядят в большинстве случаев беловатыми или желтоватыми (рис.37.1) за счет отсутствия в них кровотока и за счет денатурации белка (вспомните: белок в сыром яйце прозрачный, денатурированный в вареном — белый). Если участки некроза контактируют с внешней средой, они часто имеют черный цвет за счет сульфида железа, возникающего, как принято считать, за счет реакции железа, входящего в состав гемоглобина, с сероводородом, содержащимся в воздухе с образованием FeS (рис.37.2). Такой же цвет приобретает и некротизированная кишка за счет содержащегося в ее просвете Н2S. Иногда участки некроза имеют красный цвет, обусловленный имбибицией омертвевших тканей эритроцитами.
По консистенции некротизированные ткани могут быть более сухими при коагуляционном некрозе или более увлажненными — при колликвационном (рис.37.3а). В ряде случаев от омертвевших тканей исходит сладковатое зловоние — результат разложения белка.
Частными вариантами когуляционного некроза являются восковидный (ценкеровский) некроз мышц, наблюдающийся, главным образом, в мышцах передней брюшной стенки или в икроножных мышцах при некоторых инфекционных заболеваниях (рис.37.4), и казеозный 1 (творожистый) некроз, встречающийся, главным образом, при туберкулезе (рис.37.5а). Названы они так из-за внешнего вида некротизированной ткани.
Исходами некроза могут быть следующие:
1) Полное восстановление структуры ткани. Такие исходы наблюдаются обычно в быстро регенерирующих тканях с высоким темпом размножения клеток. Вы сами замечали, например, что царапины и неглубокие ранки кожи заживают без следа. Дефект слизистой оболочки желудка, возникший в результате взятия щипчиками биоптата, при повторной фиброгастроскопии, сделанной через сутки, не обнаруживается.
2) Образование рубца (рис.37.6а). В высокоспециализированных тканях, утративших способность клеток к размножению, например, в миокарде, или при достаточно крупных зонах разрушения тканей участок некроза замещается волокнистой соединительной тканью.
Фибробласты, потребность которых в кислороде для обеспечения обменных процессов ниже, чем, например, у эпителиоцитов, легче приспосабливаются к жизнедеятельности в неблагоприятных условиях и начинают размножаться первыми.
3) Обызвествление некротических масс (рис.37.7а). Отложение извести в очаге некроза может рассматриваться как вариант быстрого реагирования организма, направленный на сохранение целостности испытывающего механическую нагрузку органа.
Действительно, такое обызвествление наблюдается в зоне некроза мышцы сердца, в стенках артерий, в скелетных мышцах, в клапанах сердца: для размножения фибробластов и для формированиями ими коллагеновой сети и межуточного вещества требуются не одни сутки, в то время как химическая реакция с образованием извести в очаге некроза может быть реализована в течение нескольких минут, максимум — часов. Обызвествление очагов некроза, например, при туберкулезе предотвращает колонизацию этих очагов гноеродными бактериями.
4) Инкапсуляция некротических масс (рис.37.8а). Любым неблагоприятным воздействиям организм противостоит двумя путями: либо активно борется с повреждающим агентом, либо пассивно отгораживается от него. Инкапсуляция, наблюдающаяся, например, при туберкулезном поражении или вокруг очага гнойного расплавления тканей — вариант реагирования второго типа, причем организм отгораживается не от некротических масс, а от микробов, находящихся в них.
5) Размягчение и лизис (маляция) некротизированной ткани с возможным нарушением целостности органа (рис.37.9а). Говорят о миомаляции, энцефаломаляции, остеомаляции и т.д. Возникает при неспособности организма организовать эффективную регенерацию, либо при продолжающемся повреждающем действии, например, гастромаляция при приеме внутрь крепкой щелочи. Маляция развивается только как исход колликвационного некроза.
Некроз гипофиза вообще заканчивается полным рассасыванием органа с развитием «синдрома пустого турецкого седла».
6) Мутиляция — отторжение части некротизированного органа (рис.37.10а), например, гангренозно измененного червеобразного отростка (рис.37.11а) или мягких тканей лица при влажной гангрене, вызванной анаэробными микробами (рис.37.12).
7) Нагноение и гнойное расплавление тканей. Оно возможно даже если некротические массы не граничат с внешней средой. Мы представляем кровь как стерильную среду, и, тем не менее, отдельные микробы все равно проникают в кровоток из очагов хронической инфекции, которые есть чуть ли не в каждом организме (например, синуситы, периодонтиты), или из кишечника. Обычно циркуляция этих микробов кратковременна, и под действием бактерицидных факторов крови они быстро погибают. Если же им удается поселиться в очаге некроза, где есть питательная белковая среда и куда не проникают вырабатываемые организмом противомикробные факторы, то они размножаются в этом очаге, что в дальнейшем осложняется его нагноением. Поэтому инфицирование, казалось бы, изолированных от внешней среды зон некроза не должно удивлять.
8) Образование кист. Наблюдается как исход влажного некроза, например, в головном или спинном мозге, где, опять же, регенераторные возможности тканей резко ограничены.
Формирование некроза — явлениене статическое, а динамическое. В разных ситуациях это занимает от секунд, например, при ожоге, до нескольких часов, например, при отморожении. Следует подчеркнуть, что зачастую необратимо измененные ткани первоначально почти полностью сохраняют свою макроскопическую и микроскопическую структуру. Например, визуально некроз сердечной мышцы при не вызывающем сомнения клиническом диагнозе инфаркта миокарда нельзя различить ранее 18–24 часов с момента его развития.
Микроскопическая картина. Абсолютным микроскопическим признаком некроза является фрагментация клеток и/или отсутствие в них ядер (рис. 37.13а). В зависимости от содержания воды в некротизированных тканях, то есть от концентрации белка в цитоплазме погибших клеток они окрашиваются эозином либо сильнее при коагуляционном некрозе, либо слабее при колликвационном (рис.37.14а, 37.15а). В ряде случаев в зоне коагуляционного некроза, где ДНК вышла из ядер в цитозоль, но еще не лизировалась лизосомальными ферментами, наблюдается базофильное окрашивание. Цитоплазма гибнущих кардиомиоцитов приобретает, кроме того, свойство двойного лучепреломления (анизотропии) в поляризованном свете.
При исследовании трупного материала иногда бывает сложно отличить некроз от посмертного аутолиза. Свидетельством прижизненности изменений ткани является образование на границе с жизнеспособной тканью демаркационного вала, состоящего из нейтрофильных лейкоцитов (рис.37.16а).
В некоторых случаях факторы, вызывающие омертвение тканей, как это бывает, например, при термических и некоторых химических ожогах, оказывают на эти ткани фиксирующее действие. Благодаря этому омертвевшие ткани длительно сохраняют свою структуру, не подвергаясь аутолизу, и хорошо окрашиваются с помощью обычных гистологических методик без предварительной фиксации в формалине или других жидкостях. При окраске замороженных нефиксированных срезов эти ткани хорошо различимы на фоне неокрашивающихся жизнеспособных тканей (А.К.Агеев).
Клиническое значение. Некроз части органа ведет к нарушению его функции, как правило, тем более выраженному, чем обширнее зона некроза (рис.37.17а). При относительно небольшом объеме некротизированной ткани это обычно не сопровождается клинически заметным нарушением функции органа, поскольку не подвергшиеся некрозу клетки компенсируют выпадение функции погибших. Вместе с тем, если речь идет о жизненно важных центрах, например, стволе мозга, проводящих путях в миокарде, даже небольшой по объему очаг некроза может представлять собой угрозу для жизни больного.
Некроз стенки сосуда может осложниться ее разрывом и кровотечением. Некроз стенки полого органа ведет к ее разрыву (рис.37.18а).
Некроз ткани сопровождается повышением содержания в крови ферментов и некоторых других веществ. Если эти вещества специфичны для определенного органа, то по их концентрации в крови в клинической практике судят о возникновении некроза в этом органе. Например, появление в крови миоглобина или повышение активности МВ-фракции фермента креатинкиназы свидетельствуют о некрозе сердечной мышцы, активности амилазы — о некрозе поджелудочной железы.
Примечательно, что в отношении гиперферментемии прямой корреляции между обширностью некроза и уровнем активности фермента нет. Лабораторным методом исследуется не содержание в крови фермента, а его активность, которая в условиях некроза может быть невысокой из-за того, что фермент, будучи белком, сам подвергся в ткани денатурации и потерял ферментную активность. С другой стороны, активность фермента в крови повышается уже на ранней стадии повреждения, еще не дошедшего до состояния некроза, например, при зернистой дистрофии гепатоцитов повышается активность в крови аланинаминотрансферазы — АЛТ. Этот феномен объясняют утечкой (англ.— leakage) фермента через цитолемму, выглядящую при светооптическом исследовании неповрежденной.
В связи с поступлением в кровоток из очага некроза модифицированных белков и других чужеродных в антигенном отношении тканевых компонентов в организме развивается синдром системного воспалительного ответа (детали — в соответствующем параграфе), проявляющийся повышением температуры тела, лейкоцитозом, повышением проницаемости микрососудов и рядом других патологических реакций, которые могут сами выступать в качестве патогенных факторов.
Некроз значительных по объему мышечных массивов, например, при так называемом синдроме длительного сдавления или анаэробной газовой гангрене, сопровождается поступлением в кровь из клеток больших количеств К+, что ведет к тяжелым нарушениям сердечного ритма, зачастую фатальным.
Инфаркт
Определение. Инфаркт — это частный случай некроза, связанного с длительным прекращением кровотока в ткани.
Встречаемость. Инфаркты — весьма распространенная патология. Так, например, из примерно 80 тысяч людей, ежегодно умирающих в Санкт-Петербурге, свыше 20 тысяч умирает от ишемической болезни сердца, в том числе от инфаркта миокарда. Частой патологией являются инфаркты головного мозга. Инфаркты кишечника — также нередкое состояние, с которым приходится сталкиваться хирургам, а иногда, увы, и патологоанатомам. Целый ряд других некрозов, например, гангрена конечностей у диабетиков или при отморожениях, также являются инфарктами, хотя называть их так не принято.
Классификация. По характеру нарушений кровообращения, приведших к развитию некроза, различают инфаркты артериальные, то есть связанные с прекращением притока крови по артериям, и венозные — вызванные нарушением оттока венозной крови.
По внешнему виду различают инфаркты:
1) белые,
2) красные (геморрагические),
3) белые с геморрагическим венчиком.
Условия возникновения. Условием возникновения инфаркта является прекращение кровотока или значительное уменьшение объема крови, протекающей по сосудам за единицу времени.
Факторами, способствующими развитию инфаркта, являются:
1) значительная гипертрофия или гиперплазия ткани, когда емкость кровеносных сосудов не соответствует увеличенному объему паренхимы;
2) интенсивное функционирование органа с возникновением относительной недостаточности кровообращения в нем;
3) отсутствие развитых анастомозов и коллатерального кровообращения;
4) анемия.
Механизмы возникновения. Прекращение или критическое нарушение кровоснабжения органа могут быть обусловлены следующими механизмами.
1) Тромбоз с закупоркой просвета сосуда свертком фибрина, что является наиболее частой причиной инфарктов.
2) Обтурация артерии вследствие разрыва и отслойки покрышки атеросклеротической бляшки. Этот механизм прослежен в венечных артериях сердца и, как считают, является вторым по частоте фактором развития инфаркта миокарда. Такой разрыв рассматривают как результат спазма артерии в дистальном ее отделе, повышения давления в ней и разрыва покрышки бляшки пульсовой волной.
3) Кровоизлияние в толщу атеросклеротической бляшки, что ведет к увеличению ее размеров и перекрытию просвета артерии.
4) Эмболия с закупоркой сосуда принесенными сюда с током крови тромботическими или другими массами.
5) Сдавление извне сосуда, например, опухолью или лигатурой при неумышленном прошивании сосуда в ткани в ходе операции.
6) Разрыв или интраоперационное пересечение сосуда.
Например, a.hepatica sinistra в определенном проценте случаев отходит не от a.hepatica communis, а от a.gastrica sinistra. Незнание хирургом этой особенности и перевязка не на том уровне a.gastrica sinistra в ходе операции на желудке ведет к развитию инфаркта в левой доле печени.
7) Перекрут, перегиб органа и, соответственно, его сосудов, например, кишки при петлеобразовании, инвагинации, деформации спайкой или в опухоли при перекруте питающей ее ножки.
8) Ущемление органа и, соответственно, его сосудов, например, при ущемленной грыже.
9) Перерастяжение полого органа, например, некроз стенки желудка при остром его расширении, встречающемся при некоторых психических заболеваниях, когда больной не испытывает чувства насыщения.
10) Стойкий спазм артерии в условиях ее сужения атеросклеротической бляшкой. Обычно критическим является стенозирование просвета артерии не менее чем на 50%.
Макроскопическая картина. Белый инфаркт наблюдается в селезенке, в печени, в почке, в головном мозге (рис.38.1). За исключением головного мозга в перечисленных органах очаг инфаркта располагается под капсулой и имеет форму пирамидки, обращенной основанием к поверхности органа. Размеры этой пирамидки колеблются в зависимости от калибра артерии, в которой произошло прекращение кровотока. Некротизированная ткань имеет желтовато-белый цвет, некроз носит характер коагуляционного, завершается формированием рубца1. В головном мозге инфаркт имеет вид очага белого (серого) размягчения неопределенной формы. Колликвационный некроз мозговой ткани заканчивается формированием кисты. Нередко последствием такого инфаркта является кровоизлияние в зону некроза или в полость образовавшейся после рассасывания некротических масс кисты.
Инфаркт с геморрагическим венчиком наблюдается в сердечной мышце (рис.38.2а), почке (рис.38.3а), изредка в поджелудочной железе, предстательной железе, в коже. Венчик представляет собой кровоизлияние вокруг очага некроза, который также имеет форму пирамидки за исключением инфаркта миокарда, который всегда имеет неправильную, ландкартообразную форму. Если не принимается лечебных мер, инфаркт в миокарде имеет тенденцию к расширению зоны некроза из-за роста тромба в артерии и закупорки более проксимальных ее отделов. Исходом инфаркта миокарда помимо рубцевания, иногда с отложением извести или формированием новообразованной кости в рубце, также может быть миомаляция, приводящая через несколько дней к разрыву сердца.
Красный инфаркт характерен для легких и кишечника. В легких зона инфаркта оказывается прокрашенной кровью из-за того, что при прекращении кровотока по ветви легочной артерии кровоток в системе бронхиальных артерий сохраняется, и кровь из этих артерий пропитывает зону инфаркта (рис.38.4а). В кишке существуют развитые анастомозы между ветвями брыжеечной артерии. Прекращение поступления крови по одной из ветвей не означает прекращения его по другой, из которой эритроциты проникают в зону некроза (рис.38.5).
Исходами инфарктов могут быть:
1) Формирование рубца. Такой исход наблюдается в миокарде, легком, почках, селезенке, сосудистой или радужной оболочках глаза, коже (рис.38.6, 38.7). В миокарде при достаточно распространенном трансмуральном инфаркте исходом может быть формирование хронической аневризмы, представляющей собой мешковидное выпячивание стенки желудочка (рис.38.8а).
2) Маляция и разрыв органа могут осложнять инфаркт миокарда (рис.38.9а), кишки, реже — других полых органов.
3) Формирование кисты наблюдается в исходе инфарктов головного или спинного мозга.
4) Инфаркт-пневмония, то есть воспаление в зоне инфаркта, и возможное в дальнейшем формирование здесь гнойной полости (абсцесса) могут быть исходом инфаркта-легкого.
Микроскопическая картина. Соответствует картине коагуляционного или колликвационного некроза плюс очаги кровоизлияния, составляющие геморрагический венчик и, по прошествии некоторого времени, демаркационный вал из сегментоядерных нейтрофильных лейкоцитов. В зонах некроза в ряде случаев сохраняются ядра в стромальных клетках.
Клиническое значение. Как и любой более или менее значительный по объему некроз, инфаркт обычно проявляется повышением в крови активности ферментов, содержащихся в данной ткани, температурной реакцией и лейкоцитозом, связанными с поступлением в кровоток из очага некроза модифицированных белков, являющихся чужеродными в антигенном отношении.
Инфаркт почки всегда сопровождается кратковременным, но значительным повышением артериального давления за счет выброса ренина юкстагломерулярным аппаратом обескровленных клубочков.
Инфаркт миокарда, а точнее предшествующая ему ишемия ткани, сопровождается болью в сердце за счет накопления в ткани недоокисленных продуктов и снижения в ней рН. Если в зону инфаркта миокарда оказываются вовлеченными проводящие пути сердца, наблюдаются тяжелые нарушения ритма, которые могут послужить непосредственной причиной смерти больного. Значительный по объему инфаркт миокарда может осложняться развитием сердечной недостаточности. Небольшие по объему инфаркты в миокарде или в других органах могут вообще протекать субклинически.
При инфаркте кишки необходимо оперативное удаление омертвевшего фрагмента кишечника — в противном случае развивается перфорация кишки, и больной умирает от перитонита. Неоднократные резекции кишки по поводу повторных инфарктов приводят к развитию «синдрома абсолютно короткой кишки», при котором больной постепенно умирает от истощения.
