Зернистая и гидропическая дистрофии
Определение.Зернистая дистрофия[4] — результат повреждения клеток, характеризующегося появлением в их цитоплазме зерен, являющихся набухшими митохондриями. Гидропическая дистрофия — набухание цитоплазмы клеток за счет избыточного накопления в ней воды. В большинстве случаев сопутствует зернистой дистрофии и имеет общие с ней механизмы.
Встречаемость.Оба состояния наиболее часто наблюдаются в гепатоцитах, нефроцитах, кардиомиоцитах. Явление чрезвычайно распространенное, поскольку проявляется, главным образом, при циркуляторной гипоксии, встречающейся при многих патологических состояниях.
Условия возникновения. Непременным условием для возникновения этих видов повреждения является гипоксия, причиной которой может быть:
1) падение системного артериального давления или местное нарушение артериального кровотока, сопровождающееся гипоперфузией ткани;
2) относительная недостаточность (неадекватность) кровоснабжения органа в условиях его напряженного функционирования;
3) тканевая гипоксия в условиях отека ткани, проявляющаяся нарушением диффузии кислорода из капилляров в клетки;
4) гипоксическая гипоксия, связанная с низким насыщением крови кислородом;
5) гемическая гипоксия при анемии, проявляющейся недостатком в крови или неполноценностью переносчиков кислорода — эритроцитов и/или гемоглобина. Вариантом гемической гипоксии может быть нарушенная диссоциация оксигемоглобина и пониженная отдача эритроцитами кислорода при некоторых патологических состояниях.
Механизмы возникновения.В условиях гипоксии в клетке резко снижается интенсивность окислительного фосфорилирования и синтез АТФ. Из-за энергетического дефицита нарушается работа ионных насосов — К+/Na+-АТФазы — встроенных в мембраны органелл и клетки и обеспечивающих активное выведение ионов Na+ за пределы клетки. В органеллах происходит накопление этих ионов, а, следовательно, и воды. Наиболее заметно это в митохондриях, которые в результате этого набухают и при наблюдении в световой микроскоп выглядят как зерна в цитоплазме клетки, бывшей до этого гомогенной (рис.34.1).
Набухание митохондрий и фрагментация в них крист еще больше нарушают синтез АТФ. Также резко нарушается существующий в норме «танец митохондрий» — перемещение их по цитоплазме, за счет чего реализуется доставка энергии другим органеллам: ставшие «неповоротливыми» митохондрии плохо обеспечивают доставку АТФ, за счет чего страдает работа других органелл.
Поскольку ионы Na+ и вода накапливаются не только в органеллах, но и в цитоплазме клетки, она набухает, а происходящее по тому же механизму накопление воды в цистернах шероховатого эндоплазматического ретикулума делает цитоплазму клетки при наблюдении в световой микроскоп пенистой. Крайняя степень гидропической дистрофии обозначается как баллонная дистрофия.
Все это развивается достаточно быстро, например, зернистая дистрофия гепатоцитов наблюдается уже в случае смерти через 5 минут от тяжелой травмы, сопровождавшейся падением артериального давления и гипоперфузией печени.
Это явление обратимо. Если гипоксия прекращается, то возобновляется синтез АТФ, ионные насосы удаляют из цитоплазмы и органелл лишний Na+, вслед за чем из них уходит лишняя вода. Митохондрии восстанавливают свои размеры и внутреннюю структуру, а те из них, что утратили внешний слой мембраны, захватываются лизосомами и утилизируются в них. Если гипоксия продолжается, то далее развиваются необратимые повреждения органелл, ведущие к гибели клетки.
Макроскопическая картина. Изменение внутренних органов при этом виде зернистой дистрофии на макроскопическом уровне описывают как мутное набухание. В почках и печени, имеющих капсулу, ткань несколько выбухает за края разреза, хотя это выражено не всегда. Выбухание связано с уже описанным выше накоплением в клетках избыточных количеств воды. Мутный блеск, тускловатый вид ткани на разрезе объясняются тем, что поверхностный слой разреза оказывается оптически более плотным из-за набухших митохондрий, за счет чего ткань хуже пропускает и больше отражает падающий свет.
Микроскопическая картина.В цитоплазме клеток при большом увеличении выявляются мелкие зерна, имеющие насыщенный розовый цвет при окраске эозином (рис.34.2). Особенно хорошо они заметны при окраске препарата не гематоксилином и эозином, а азуром и эозином.
На ультраструктурном уровне выявляются увеличенные в 2–5 раз и более, тесно расположенные митохондрии с просветленным матриксом, с фрагментированными, нередко плохо прослеживающимися кристами (рис.34.3). Наружный слой двухслойной мембраны у некоторых наиболее измененных митохондрий отсутствует. Изменение митохондрий сопровождается более или менее выраженным расширением эндоплазматического ретикулума.
Гидропическая дистрофия на светооптическом уровне проявляется пенистостью цитоплазмы (рис.34.4). Чаще всего она наблюдается в эпителии почечных канальцев. При электронной микроскопии при этом выявляются расширенные цистерны эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи (рис.34.5а).
Клиническое значение. Сам факт зернистой дистрофии свидетельствует о кислородном и энергетическом голодании клетки, что крайне неблагоприятно отражается на ее функции, особенно если речь идет о кардиомиоците. Оно и неудивительно: в условиях дефицита энергии клетка «заботится» не об интересах организма, а о собственной целостности, поэтому ей не до сокращения, пиноцитоза или синтеза чего-либо — основная часть немногочисленных молекул АТФ, образующихся при анаэробном гликолизе, идет на обеспечение работы ионных насосов.
Набухание клеток также рассматривается как фактор, способный нарушать циркуляцию крови в прилежащих капиллярах.