骨骼肌损伤修复与微观化研究探索
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第三章 骨骼肌损伤与修复机制

骨骼肌是肌组织的一种,属于受躯体神经支配的随意肌,因骨骼肌细胞呈现细长发丝状,又称为肌纤维,因在光镜下骨骼肌细胞表面有明暗相间的条纹,故又称横纹肌。

一、骨骼肌组织的适应和损伤

细胞和由其构成的组织、器官能耐受内、外环境中各种有害因子的刺激作用而得以存活的过程,称为适应,表现形式主要有萎缩、肥大、增生和化生。细胞和组织遭受不能耐受的有害因子刺激时,则可能引起损伤。较轻的细胞损伤是可逆的,即去除刺激因子后,受损伤细胞可恢复常态,通常称为变性或亚致死性细胞损伤。细胞的严重损伤是不可逆的,最终引起细胞死亡。细胞和组织的适应性和损伤性变化是疾病发生的基础性病理变化。

(一)适应

其中萎缩、肥大、增生均可分为生理性与病理性两类。

1.萎缩

萎缩是指已发育正常的实质细胞、组织或器官的体积缩小,可以伴发细胞数量的减少。既可有体积缩小,又可有数量减少,表现为“双减”。组织、器官的实质细胞萎缩时,常继发其间质增生,有时使组织、器官的体积甚至比正常还大,称为假性肥大(见于萎缩的肌肉等)。

人体的许多组织、器官,如胸腺、生殖系统等,随年龄增长自然地发生生理性萎缩。各种损伤因子造成的病理性萎缩按其原因可分为:营养不良性萎缩;压迫性萎缩;废用性萎缩;去神经性萎缩;内分泌性萎缩等。

轻度病理性萎缩时去除原因后,萎缩的细胞有可能恢复常态,长期持续性萎缩的细胞最终会导致死亡。

2.肥大

细胞、组织和器官体积的增大称为肥大,通常具有功能代偿意义。肥大的组织、器官常伴发细胞数量的增多,即肥大与增生并存。

单纯性肥大,如:肌细胞是不具有分裂能力的永久性细胞,只能以代偿性肥大适应其工作负荷的增加。例如运动员有关肌肉(包括骨骼肌和心肌细胞)的生理性肥大,高血压时左心室心肌细胞病理性肥大。细胞的肥大导致由其组成的组织和器官体积增大、重量增加和功能增强。因代偿而肥大的器官超过其代偿限度时便会失代偿,例如肥大心肌的失代偿引发心力衰竭。

3.增生

实质细胞的增多称为增生,增生可导致组织、器官的增大,亦常伴发细胞肥大。受机体调控的细胞增生,随其有关引发因素的去除而停止,过度增生的细胞有可能演变为肿瘤性增生。

细胞增生常与急速和生长因子的作用有关。生理和病理情况下都可发生激素性增生,功能代偿也可引发增生。细胞增生通常为弥漫性,以致增生的组织、器官弥漫、均匀地增大。在有关激素的过度作用下,腺体常呈结节性增生。这可能是由于这类器官中有的靶细胞对于激素的作用更为敏感,因而在正常或大致正常的组织中形成单个或多发性结节。

4.化生

一种分化成熟的细胞因受刺激因素的作用转化为另一种分化成熟的过程称为化生。主要发生于上皮细胞,多见于不同上皮细胞移行处,也可见于间叶细胞。

(二)骨骼肌损伤的病理表现

引发细胞损伤的原因很多,可以归纳为缺氧、化学物质和药物、物理因素、生物、营养失衡、内分泌等若干大类。缺氧是许多致病因素引起细胞损伤的一个非常重要的基本环节。老年人体的细胞处于生理性自然退化状态,对于长期积累下来的或是即时接受的各种致病因素的损伤作用会更为敏感,从而导致衰老。

由多种因素引发的细胞损伤,其发生机制是很复杂的。细胞膜的破坏、活性氧类物质增多、胞浆内高游离钙、缺氧、化学性损伤、遗传变异等,对于细胞损伤的发生具有重要意义。细胞损伤后形态学变化:

1.变性

变性指细胞或细胞间质受损伤后因代谢发生障碍所致的某些可逆性形态学变化。表现为细胞浆内或细胞间质内有各种异常物质或是异常增多的正常物质的蓄积,每伴有功能下降。

1.1 细胞水肿

水肿是细胞轻度损伤后常发生的早期病变,好发于肝、心、肾等实质细胞的胞浆。主要原因是缺氧、感染和中毒。缺氧时线粒体受损伤,使ATP生成减少,细胞Na+-K+泵功能因而发生障碍,导致胞浆内Na+、水增多。发生水肿的肝、肾等体积增大、颜色变淡,去除病因后,水肿的细胞可恢复正常。

1.2 脂肪变

细胞浆内甘油三脂的蓄积称为脂肪变,起因于营养障碍、感染、中毒和缺氧等。多发生于肝细胞(最常见)、心肌细胞和肾小管上皮细胞。

1.3 玻璃样变

玻璃样变又称为透明样变,泛指细胞内、纤维结缔组织间质或细动脉壁等,在HE染片中呈现均质、粉染至红染,毛玻璃样半透明的蛋白质蓄积,其发生机制各异。

1.4 淀粉样变

在细胞外的间质内,特别是小血管基底膜处,有蛋白质-粘多糖复合物蓄积,并显示淀粉样呈色反应。肝、脾、肾、心常受累及,体积增大,因实质细胞被压缩而发生功能障碍。

1.5 粘液样变

粘液样变指间质内有粘多糖和蛋白质的蓄积,常见于间叶组织肿瘤、风湿病、动脉粥样硬化和营养不良时的骨髓和脂肪组织。

1.6 色素沉着

沉着的色素主要是由体内生成的,包括含铁血黄素、脂褐素、胆红素、黑色素等。

1.7 病理性钙化

在骨和牙齿外的软组织内有固体性钙盐的沉积称为病理性钙化,可发生于肝细胞、肾小管、肺泡和胃粘膜。

2.细胞死亡

细胞因受严重损伤而累积胞核时,呈现代谢停止、结合破坏和功能丧失等不可逆性变化,可分为坏死和凋亡两大类型。

2.1 坏死

活体内范围不等的局部细胞死亡,死亡细胞的细胞膜崩解、结构自溶并引发急性炎症反应。炎症时渗出的嗜中性粒细胞释放溶酶体酶,可促进坏死的发生和溶解。可见,坏死细胞开始呈现自溶性变化,胞核呈现核固缩、核碎裂和核溶解。可分为凝固性坏死、液化性坏死和纤维素样坏死三个基本类型。

坏死后结局:细胞发生自溶,并在坏死局部引发急性炎症反应;坏死组织溶解经由淋巴管、血管吸收,或被巨噬细胞吞噬清除,小范围坏死可被完全吸收、清除,大范围坏死液化后可形成囊腔;坏死组织分离、排出,形成缺损,皮肤粘膜处的浅表性坏死性缺损称为糜烂,较深的缺损称为溃疡;坏死物质不能完全溶解排出会由新生的肉芽组织吸收、取代,最终形成瘢痕组织;如果内部坏死组织液化排出则可能形成瘘管和空洞;坏死灶较大难以吸收时,最初由肉芽组织包裹,以后则增生的纤维组织包裹;另外还可能发生机化和钙化。

坏死后的影响:坏死细胞的生理功能越重要,如心肌、脑组织;坏死细胞的数量越多、越广泛;坏死细胞的再生能力越低;坏死器官的代偿能力越差,坏死后果会越严重。

2.2 凋亡

凋亡又称为程序性细胞死亡,指活体内单个细胞或小细胞团的死亡,死亡细胞的细胞膜不破裂、不引发死亡细胞自溶、不引起急性炎症反应。凋亡不仅与胚胎发生、发展、个体形成、器官的细胞平衡稳定等有密切的关系,而且在肿瘤、自身免疫疾病、病毒疾病等的发生上具有重要意义。多呈现为生理性死亡,但也见于病理过程中。

凋亡细胞呈现固缩性坏死,电镜下细胞特点为细胞皱缩,质膜完整而胞浆致密,细胞器密集且有退变,核染色质致密,形成形状不一、大小不等的团块集于核膜,进而核裂解,胞浆芽突形成许多凋亡小体。后者迅速被巨噬细胞和相邻的其它细胞吞噬并降解。