Некроз

Некроз — форма гибели клеток, при которой клеточные мембраны разрушаются, лизосомальные ферменты высвобождаются и в итоге «переваривают» клетку (см. рис. 2.3). Следует подчеркнуть, что некроз — это смерть клеток, тканей и даже целых органов в живом организме, при которой в клетках происходит разрушение мембран лизосом, высвобождение лизосомальных ферментов и переваривание клеточных структур за счет аутолиза.

Рис. 2.3. Обратимые повреждения клетки и некроз. На рисунке приведены изменения в клетке, характерные для обратимых повреждений и смерти клетки. Некроз может развиться и в исходе обратимого повреждения при продолжающемся действии повреждающего агента

Содержание

1. Биохимические механизмы
2. Изменения цитоплазмы и ядра при некрозе

• Изменения цитоплазмы
• Изменения ядра

3. Исход некроза
4. Виды и морфологические признаки некроза

• Коагуляционный некроз
• Колликвационный (влажный) некроз
• Гангрена
• Казеозный некроз
• Жировой некроз
• Фибриноидный некроз

Некроз вызывает местную реакцию — воспаление, вызываемое высвобождением из погибших клеток активных веществ и направленное на удаление фрагментов погибших клеток и запуска следующего процесса — заживления. Ферменты, участвующие в переваривании погибших клеток, высвобождаются из лизосом погибших клеток или из лейкоцитов (этот процесс называется гетеролизом), вовлекаемых в воспалительную реакцию. Некроз часто является кульминацией необратимых повреждений клеток.

Биохимические механизмы

Биохимические механизмы некроза варьируют в зависимости от различных повреждающих стимулов. Эти механизмы включают:

• нарушение синтеза АТФ из-за уменьшения поступления кислорода или повреждения митохондрий;
• повреждение клеточных мембран, в том числе цитоплазматической мембраны и лизосомальных мембран, что приводит к высвобождению содержимого клетки, включая ферменты;
• необратимые повреждения внутриклеточных жиров, белков и нуклеиновых кислот, вызванные АФК;
• другие нарушения и повреждения.

Эти биохимические механизмы будут обсуждаться ниже, сразу после рассмотрения некоторых причин некроза.

Изменения цитоплазмы и ядра при некрозе

Некроз характеризуется изменениями цитоплазмы и ядра поврежденной клетки (см. рис. 2.3 и 2.4, В).

Рис. 2.4. Морфологические изменения, характеризующие обратимые и необратимые повреждения клетки (некроз): В — некроз (необратимое повреждение) эпителиальных клеток в виде потери ядер, фрагментации клеток, нарушения целостности цитоплазмы.

Изменения цитоплазмы

Некротизированные клетки отличаются выраженной эозинофилией (то есть интенсивно окрашиваются эозином в розовый цвет при окраске гемотоксилином и эозином), что связано с усиленным связыванием эозина с денатурированными цитоплазматическими белками и отчасти с уменьшением РНК в цитоплазме.

По сравнению с живыми поврежденная клетка может выглядеть стекловидной и гомогенной из-за исчезновения гликогена в цитоплазме. При полном ферментативном переваривании органелл цитоплазма становится вакуолизированной и напоминает изъеденную молью поверхность. Иизменения цитоплазмы при некрозе можно охарактеризовать как цитоплазмолизис, цитоплазмокоагуляцию и цитоплазморексис — распад на глыбки.

При электронной микроскопии некротизированные клетки характеризуются:

• нарушением целостности цитоплазматической мембраны и мембран органелл;
• значительным расширением митохондрий и отложением внутри митохондрий крупных аморфных телец;
• разрушением лизосом и появлением внутри клетки миелиновых фигур.

Изменения ядра

Связаны с разрушением ДНК и хроматина и происходят по одному из трех сценариев. Пикноз характеризуется сморщиванием ядра и усилением базофилии при окрашивании гематоксилином и эозином (темно-синий цвет); ДНК конденсируется в плотную сморщенную массу. Пикнотическое ядро подвергается фрагментации — кариорексису. В отличие от кариорексиса при кариолизисе могут сохраняться контуры ядра, что связано с высокой активностью дезоксирибонуклеазы (ДНКаза). Через 1-2 дня ядро погибшей клетки исчезает полностью.

Исход некроза

Некротизированные клетки некоторое время сохраняются или перевариваются лизосомальными ферментами и исчезают. Погибшие клетки могут полностью замещаться миелиновыми фигурами, которые либо захватываются фагоцитами, либо превращаются в жирные кислоты. Такие жирные кислоты легко связываются с солями кальция, что в результате приводит к кальцинированию погибших клеток. Исходы некроза могут быть благоприятными и выражаться в виде организации очага некроза, инкапсуляции, петрификации, оссификации. К неблагоприятным исходам можно отнести гнойное расплавление.

Виды и морфологические признаки некроза

Тяжелые патологические состояния могут сопровождаться возникновением массивных очагов некроза в тканях, даже с вовлечением в некротический процесс целого органа. Это бывает связано с продолжительной ишемией, инфекциями и некоторыми воспалительными реакциями. Существуют различные клинико-морфологические формы некроза, которые морфологически отличаются друг от друга, и нередко по виду некроза можно предположить причину его развития. Хотя термины, используемые при описании некроза, не всегда отражают основные механизмы его развития, тем не менее, они широко используются в повседневной практике, понятны патологоанатомам и клиницистам.

Большинство видов некроза имеет характерные макроскопические особенности; исключением является фибриноидный некроз, который можно выявить только при гистологическом исследовании.

Повреждение клеточной мембраны приводит к высвобождению внутриклеточных белков и поступлению их в циркулирующую кровь, что дает возможность клиницистам по результатам биохимических анализов крови определить степень выраженности некроза. Например, миокард содержит уникальную изоформу фермента креатинин-киназы и сократительный белок — тропонин; эпителиальные клетки желчных протоков содержат изоформу щелочной фосфатазы; гепатоциты — трансаминазу. Необратимые повреждения и гибель клеток в тканях приводят к повышению уровней этих белков в сыворотке крови. Измерение уровня ферментов в сыворотке крови используется в клинической практике для оценки степени повреждения тканей.

Коагуляционный некроз

Коагуляционный некроз — форма некроза, при которой контуры предсуществующей ткани сохраняются по крайней мере в течение нескольких дней после ее гибели (рис. 2.6). Пораженные ткани приобретают плотную консистенцию.

Рис. 2.6. Коагуляционный некроз:

• А — инфаркт почки имеет клиновидную форму (желтый) и характеризуется четкими очертаниями (белый инфаркт с геморрагическим венчиком);
• Б — микроскопическая картина границы инфаркта: сохраненная ткань почки (N) и некротизированные клетки в зоне инфаркта (I). Некротизированные клетки сохраняют очертания, но в них отсутствуют ядра; отмечается воспалительная инфильтрация (трудноразличимая при этом увеличении)

Предполагается, что повреждение вызывает денатурацию не только структурных белков, но и ферментов, которые предотвращают расплавление (протеолиз) погибших клеток; в результате эозинофильные безъядерные массы могут сохраняться на протяжении многих дней и даже недель. Лейкоциты приходят в зону некроза и погибшие клетки перевариваются под действием лизосомальных ферментов лейкоцитов. Продукты внутриклеточного распада удаляются благодаря фагоцитозу. Коагуляционный некроз характерен для инфарктов (зоны ишемического некроза), которые возникают в солидных органах, за исключением головного мозга.

Колликвационный (влажный) некроз

Колликвационный (влажный) некроз наблюдается при очаговой бактериальной или иногда грибковой инфекции, так как возбудители стимулируют накопление клеток воспаления, а ферменты лейкоцитов «переваривают» (расплавляют) ткань. По непонятным причинам гибель клеток, связанная с гипоксическим поражением центральной нервной системы (ЦНС), часто проявляется колликвационным некрозом (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Колликвационный (влажный) некроз. Инфаркт головного мозга с зоной расплавления

Вне зависимости от патогенеза колликвационного некроза погибшие клетки полностью «перевариваются» и ткань превращается в жидкую вязкую массу. Со временем «переваренная» ткань удаляется фагоцитами. Если колликвационный некроз развился в исходе острого воспаления, связанного с бактериальной инфекцией, то в зоне некроза обнаруживается желтоватая сливкообразная субстанция, называемая гноем.

Гангрена

Гангрена — несамостоятельная форма некроза, хотя термин широко используется в клинической практике. Гангрена — некроз тканей, соприкасающихся с внешней средой. При этом из железа гемоглобина и сероводорода воздуха образуется сульфид железа, окрашивающий некротические ткани в черный цвет.

Гангрена обычно возникает в связи с нарушением кровоснабжения, например, в нижних конечностях (как правило, на стопах), при этом чаще развивается коагуляция тканей (сухая гангрена). Присоединение бактериальной инфекции модифицирует коагуляцию некротических тканей в колликвационный некроз (что вызывает развитие так называемой влажной гангрены).

Казеозный некроз

Казеозный некроз чаще всего встречается в очагах туберкулезной инфекции. Термин «казеозный» означает «творожистый», то есть напоминающий по внешнему виду сыр. Некроз имеет вид крошащейся желто-белой зоны (рис. 2.8). Творожистый вид некротических масс обусловлен большим количеством липидов в их составе, образующихся из погибших макрофагов, которые накапливают липиды в цитоплазме под действием микобактерии туберкулеза.

Рис. 2.8. Казеозный некроз. Туберкулез легкого с обширным очагом казеозного некроза, содержащего желто-белые распадающиеся массы (напоминающие творог)

При микроскопическом исследовании некроз представлен фрагментированными или лизированными клетками, имеет аморфный зернистый вид и при окраске гемотоксилином и эозином интенсивно окрашивается в розовый цвет. В отличие от коагуляционного некроза при казеозном некрозе структура предсуществующей ткани полностью нарушена и контуры клеток не прослеживаются. Зона казеозного некроза, как правило, окружена макрофагами и другими клетками воспаления; эти изменения характерны для продуктивного воспаления, которое называется гранулематозным (с образованием гранулем).

Жировой некроз

Жировой некроз представляет собой очаги некроза жировой ткани, что связано с высвобождением активированных панкреатических липаз из ткани поджелудочной железы. Этот вид некроза встречается при острой хирургической патологии, известной, как острый панкреатит (см. главу 17).

При остром панкреатите ферменты, секретируемые ацинарными клетками поджелудочной железы, разрушают мембраны жировых клеток, а липазы расщепляют сложные эфиры триглицеридов, содержащиеся в жировых клетках. Высвобождающиеся жирные кислоты соединяются с кальцием и образуются видимые невооруженным глазом жировые некрозы, похожие на стеариновые пятна — меловые белые массы (жировое омыление), которые позволяют хирургу и патологоанатому определить характер повреждения (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Жировой некроз при остром панкреатите. Участки белого цвета, напоминающие восковидные (стеариновые) пятна, представляют собой очаги жирового некроза (жировое омыление) в брыжейке

При гистологическом исследовании участки некроза включают фокусы, сохранившие контуры предсуществующей ткани (некротизированная жировая ткань) с базофильными (темно-синими) отложениями солей кальция, окруженные зоной воспаления.

Фибриноидный некроз

Фибриноидный некроз — особая форма некроза. Обычно фибриноидный некроз возникает при иммунной патологии в результате отложения в стенках артерий комплексов антигенов и антител. Депозиты иммунных комплексов вместе с фибрином, образующимся из фибриногена крови, формируют ярко-розовые (при окраске гематоксилином и эозином) аморфные массы, называемые патологоанатом амифибриноидом (то есть «похожий на фибрин») (рис. 2.10). Болезни с иммунными нарушениями (например, узелковый полиартериит), при которых встречается этот тип некроза, представлены в главе 5.

Рис. 2.10. Фибриноидный некроз в стенке артерии у больного узелковым полиартериитом. Некроз в стенке артерии ярко-розового цвета располагается циркулярно и содержит белки, воспалительный инфильтрат в стенке сосуда и периваскулярной ткани (Окраска гематоксилином и эозином)