آسیب شناسی (پاتولوژی)

 مقدمه

آسیب شناسی (pathology) علم مطالعه بیماری ها است و پلی بین علوم پایه و علوم بالینی محسوب می شود.

علم آسیب شناسی شامل: ۱- اتیولوژی – بررسی عامل ایجادکننده، ۲- پاتوژنز – مکانیسم های ایجادکننده علائم بیماری، و ۳- مورفولوژی – تغییرات نمای ظاهری و میکروسکوپی سلول ها و بافتها است که از روش های مولکولی، میکروبیولوژیک، و ایمنولوژیک نیز برای فهم بهتر تغییرات ایجاد شده استفاده میشود.

هدف آسیب شناسی رسیدن به تشخیص و هدایت درمان است.

علم آسیب شناسی شامل دو قسمت عمومی و اختصاصی  است: آسیب شناسی عمومی شامل  بررسی پاسخ های بنیادی سلول ها و بافت ها به محرکهای مرضی که در اندامهای مختلف بدن مشترک است و آسیب شناسی اختصاصی شامل بررسی پاسخ های ویژه و فرآیند های مرضی اختصاصی در اندام های خاص می باشد.

 

آزار سلولی در چه شرایطی اتفاق می افتد؟

هومئوستاز به مفهوم حفظ متغیرهای فیزیولوژیک داخل و خارج سلول در یک محدوده باریک است، که این امر واضحاً لازمه زندگی است. بنابراین سلول ها قادرند ساختمان و عملکرد خود را برای تطابق با نیاز های خود و استرس های فیزیولوژیک یا پاتولوژیک بیرونی تغییر دهند، که این فرآیند تطابق یا سازگاری نامیده می شود.  پاسخ های تطابقی اصلی سلولی شامل  آتروفی، هیپرتروفی، هیپرپلازی، و متاپلازی است.

یک مثال پاسخ تطابقی در میوکارد، هیپرتروفی است که می تواند در اثر هیپرتانسیون و تنگی دریچه قلبی آئورت دیده شود و مثال دیگر می تواند آتروفی میوکارد در گرسنگی طولانی مدت و کاشکسی باشد.

در صورت اشباع قابلیت سازگاری سلولها آزار سلولی اتفاق می افتد: این آزار تا حد خاصی برگشت پذیر است، ولی در استرس های شدید و مداوم آزار غیرقابل برگشت شده و منجر به مرگ سلولی می شود.

مثال آسیب سلولی برگشت پذیر در میوکارد، انسداد ناکامل (تنگی) رگ کرونر و یا مراحل اولیه انسداد کامل است که در این دو حالت در صورت رفع انسداد و برقراری مجدد جریان خون امکان برگشت کامل عملکرد و ساختمان سلول ها به حالت طبیعی وجود خواهد داشت. نمونه آسیب برگشت ناپذیر نیز انسداد کامل یا انسداد ناکامل طولانی مدت رگ کرونرمی باشد.

در آسیب برگشت پذیر، مورفولوژی سلول بسیار شبیه طبیعی است، اما ازبین رفتن موقت قدرت انقباضی سلول های قلبی نیز، خود می تواند اثرات بالقوه کشنده برای بیمار داشته باشد. دو الگوی اصلی مرگ سلولی شامل نکروز و آپوتوزیس است. نکروز (necrosis) در اثرعلل مختلف پاتولوژیک مثل قطع خونرسانی ومواجهه با سموم دیده میشود، با تورم سلول، دناتره شده پروتئین ها، و تخریب ساختمان سلول مشخص می شود، و با اختلال عملکرد قابل توجه بافت اطراف همراه است و آپوتوزیس (apoptosis) یک خودکشی برنامه ریزی شده توسط خود سلول است، و توسط علل فیزیولوژیک و پاتولوژیک ایجاد می شود. در آپوتوزیس برداشته شدن سلول مرده بدون اختلال در بافت اطراف است.

 

میوکارد نشان داده شده است. ضخامت دیواره بطن چپ در حال طبیعی cm1.5-1 است، در حالی که در تصویر بالایی در اثر هیپرتروفی به بیش از ۲cm افزایش یافته است. ناحیه رنگ پریده در شکل پایینی سمت چپ، کمبود آنزیم های سلول در اثر

نشت آنها بدنبال مرگ سلول را نشان میدهد.

علل آزار سلولی

قسمت اعظم علل آزار سلولی را می توان در گروههای اصلی زیر قرار داد: محرومیت از اکسیژن، عوامل شیمیایی، عوامل عفونی، واکنش ایمنولوژیک، نقص ژنتیک، عدم توازن تغذیه ای، عوامل فیزیکی، و پیری

 محرومیت از اکسیژن: هیپوکسی تنفس اکسیداتیو هوازی سلولی را مختل  می سازد. علل هیپوکسی شامل ایسکمی، پنومونی، و کاهش ظرفیت حمل اکسیژن خون مثل مسمومیت CO می باشد.

عوامل شیمیایی: هر ماده شیمیایی می تواند باعث آزار شود، که این شامل عوامل بیخطر (مثل گلوکز، نمک، و اکسیژن)، سموم ، و مواد بالقوه سمی (مانند آلاینده ها، حشره کش ها، CO، و داروها) می باشد.

عوامل عفونی: ویروس، ریکتزیا، باکتری، قارچ، تک یاخته، کرمها.

واکنش ایمنولوژیک: آزار ناشی واکنش ایمنی ممکن است بطور عمدی و هدفمند باشد، یعنی پاسخ ایمنی برعلیه بافت میزبان ایجاد شده  است (خودایمنی)، و یا اینکه بطور تصادفی صرفاً در حین واکنش به یک آنتی ژن دیگر بوجود آید (آنافیلاکسی).

نقص ژنتیک: از تغییر یک امینواسید تا مالفورماسیون های واضح متفاوت است.

عدم توازن تغذیه ای: کمبودهای تغذیه ای مثل ویتامین ها، و نیز تغذیه اضافی مثل چاقی، یا مصرف اضافی مواد خاص مثل چربی های حیوانی که منشأ بیماری های مهمی هستند.

عوامل فیزیکی: تروما، دما، پرتوتابی، الکتریسیته، فشار.

پیری: دژنراسیون، نقص ترمیم، و کاهش توانایی تکثیر و ترمیم.

  چند اصل کلی در مورد مکانیسم های آزار سلولی

عوامل تعیین کننده اثر نهایی یک استرس شامل موارد زیرهستندو و پاسخ سلول به ماهیت استرس، مدت و شدت استرس، حساسیت سلول، درجه تمایز سلول، میزان خونرسانی سلول، و وضعیت تغذیه ای سلول بستگی دارد. مثلاً آشکار است که مقادیر بیشتر یک توکسین یا مدت طولانی تر ایسکمی تأثیری متفاوت از مقادیر کمتر و مدت کوتاهتر خواهد داشت.

بعلاوه نتیجه اثر هر محرک در سلول، به نوع سلول، وضعیت تغذیه ای و هورمونی، قابلیت سازگاری، و ژنتیک آن سلول بستگی دارد. به عنوام مثال می توان به تفاوت عضله اسکلتی، عضله قلبی، و هپاتوسیت، و پلی مورفیسم آنزیمی اشاره نمود که تفاوت های فردی را در قابلیت کاتابولیسم مواد مختلف ایجاد می کند.

سیستم های بسیار آسیب پذیر درسلول شامل چهار مورد زیر می باشند: ۱- تمامیت غشاء  ۲- تولید ATP  ۳- پروتئین سازی  و ۴- تمامیت ژنوم. این چهار سیستم معمولاً نقطه شروع آسیب در سلول ها هستند ولی البته ارتباط تنگاتنگ اجزای ساختمانی و بیوشیمیایی سلول موجب پیدایش سریع اثرات ثانوی هم می شود. بطور مثال در مسمومیت با سیانید کمبود تولید انرژی نقطه اول اثر است، ولی بلافاصله منجر به بهم خوردن توازن اسمزی و پاره شدن سلول می شود.

لازم به ذکر است که عملکرد سلول بسیار زودتر از مرگ اتفاق آسیب می بیند و تغییرات مورفولوژیک بسیار دیرتر از ایندو است، مثلاً در میوکارد پس از قطع خون رسانی، فقدان انقباض در ۲-۱ دقیقه اتفاق می افتد و مرگ سلول در  ۳۰-۲۰ فرا می رسد؛ اما تغییرات فوق ساختاری مرگ در ۳-۲ ساعت، و تغییرات میکروسکوپ نوری مرگ سلول در ۱۲-۶ ساعت دیده می شود.

مکانیسم های عمومی آزار سلولی

مکانیسم ها ندرتاً کاملاً مشخص هستند، مثل سیانید که آنزیم سیتوکروم اکسیداز و تنفس هوازی را مختل می کند، ولی اکثراً نمی توان مکانیسم دقیق آزار سلول را تعیین نمود. با این حال شش مکانیسم معمول در اینجا ذکر می شود: کاهش ATP که همه فعالیت های سلول به آن وابسته است؛ محرومیت از اکسیژن. که موجب کاهش ATP میشود؛ تولیدگونه های واکنش دهنده اکسیژن و تخریب اجزاء سلول؛ ازدست رفتن هومئوستاز کلسیم و فعال شدن آنزیم ها؛ نقائص نفوذپذیری غشاء به طورمستقیم یا غیرمستقیم؛ و آسیب میتوکندری که یکی از اهداف نهایی آزار محسوب می شود.

بررسی تغییرات سلولی در چندنوع از آزار سلولی

در زیر بترتیب تغییرات سلولی ایجاد شده در آزار ایسکمیک و هیپوکسیک، آزار ناشی از خونرسانی مجدد، آزار ناشی از ریشه آزاد، و آزار شیمیایی بررسی می کنیم.

 

آزار ناشی از ایسکمی و هیپوکسی: در هیپوکسی، گلیکولیز بیهوازی انرژی را تأمین می کند. ایسکمی به مفهوم کاهش خونرسانی موضعی است و عواقب آن از هیپوکسی خالص عمیقتر است، زیرا علاوه بر محرومیت از اکسیژن، نرسیدن سوبستراهای گلیکولیز، و تجمع متابولیت های دفعی هم وجود دارد.

یکی از نتایج کاهش تولید ATP کاهش فعالیت پمپ سدیم است که با تجمع سدیم در داخل سلول موجب تورم می شود. افزایش گلیکولیزبیهوازی بتدریج تخلیه گلیکوژن وافت PH (اسیدی شدن) داخل سلول را به دنبال خواهد داشت. کاهش سنتز پروتئین در RER از نتایج دیگر هیپوکسمی است.

آزار ناشی از خونرسانی مجدد: در خون رسانی مجدد سلول در معرض غلظت بالای کلسیم قرار گرفته، و ورود کلسیم به داخل سیتوسول اتفاق می افتد که موجب تقویت التهاب موضعی، تخریب غشاء سلول، و تغییرنفوذپذیری غشای میتوکندری می گردد. از طرف دیگر احیای ناقص اکسیژن در میتوکندری های آزرده، تولید گونه های واکنش دهنده اکسیژن را سبب می شود.

موارد آسیب ناشی از ریشه آزاد آشکارا زیاد و متنوع بوده و شامل آزار شیمیایی، پرتوتابی، مسمومیت با اکسیژن، پیری سلولی، آسیب ناشی از التهاب، باکتری کشی در لکوسیت ها، و تخریب تومور توسط تومورها می باشند.

ریشه های آزاد  (free radicals) با داشتن الکترون منفرد جفت نشده در آخرین لایه مدار خارجی مشخص می شوند. آنها فوق العاده ناپایداربوده و با حمله حریصانه به تمام مولکولها موجب تولید واکنش های اتوکاتالیتیک میشوند.

تولید ریشه های آزاد بیشتر در سه حالت دیده می شود. این عوامل می توانند در واکنش های اکسیداسیون-احیاء توسط اکسیدازهای مختلف و با کمک یون های آهن و مس تولید شوند؛ پرتوهای یونیزه کننده با تأثیر بر روی مولکول های مختلف سلول، می توانند ریشه های آزاد را به وجود آورند؛ و متابولیسم برخی مواد شیمیایی مثل تتراکلریدکربن نیز سبب پدید آمدن انواعی از ریشه های آزاد می گردد.

مکانیسم های آسیب توسط ریشه های آزاد عمدتاً شامل چهار مورد زیر است: آسیب غشاهای سلولی در اثر پراکسیداسیون چربی، قطعه قطعه شدن DNA، که موجب آسیب سلول و یا تغییرشکل بدخیمی می شود، و ایجاد اتصالات عرضی در پروتئین ها، وقطعه قطعه شدن پپتیدها.

برخی آنزیم ها، گلوتاتیون، عوامل آنتی اکسیدان، و پروتئین های خاص، کار مقابله با ریشه های آزاد را بر عهده دارند. سوپراکسیددیسموتاز یون سوپراکسید را به H2O2 بدل می کند و کاتالاز H2O2 را به آب تبدیل می کند. گلوتاتیون ریشه OH را به آب تبدیل می کند. آنتی اکسیدان ها از تشکیل ریشه های آزاد ممانعت کرده یا سریعاً ریشه های آزاد موجود را جمع آوری می نمایند. برخی پروتئین های خاص با جمع آوری آهن و مس یونیزه و ذخیره سازی آنها در داخل سلول ها و یا انتقال آن در پلاسما مانع از اعمال اثر آنها در تولید ریشه های آزاد می شوند.

آزار شیمیایی می تواند ناشی از سمیت مستقیم برخی مواد شیمیایی باشد و یا برخی مواد با تبدیل به متابولیت های سمی سبب آزار گردند.

سمیت مستقیم می تواند به علت اتصال مستقیم کووالانسی مواد شیمیایی به پروتئین ها و لیپیدها باشد. مثلاً جیوه به گروه سولفیدریل پروتئین های غشاء وصل می شود و با مهارانتقال فعال و افزایش نفوذپذیری غشاء اثر سوء خود را ایجاد می کند. بسیاری از داروهای ضدسرطان و آنتی بیوتیک ها اثر سمی مستقیم روی سلول ها دارند. واضح است که بیشترین آسیب در این حالت در سلول مصرف کننده، یا جذب، تغلیظ، و یا ترشح کننده آن ماده ایجاد می شود.

تبدیل مواد شیمیایی به متابولیت های سمی معمولاً عمدتاً توسط اکسیدازهای P-450 با عمل مختلط در شبکه اندوپلاسمی صاف سلول های کبدی انجام می گیرد، مثل تتراکلریدکربن (CCl4) و استامینوفن.

در آزار شیمیایی ناشی از تتراکلریدکربن، تورم شبکه اندوپلاسمی صاف (SER)، جداشدن ریبوزوم ها از شبکه اندوپلاسمی خشن (RER)، کاهش ساخت پروتئین ها، آسیب میتوکندری، و کاهش تولید ATP دیده می شود. کمبود ATP می تواند سبب تورم سلول شود. کاهش تشکیل آپوپروتئین ها از علل ایجاد کبدچرب است.

سازگاری سلول در برابر آزار

سازگاری های سلولی به دو شکل فیزیولوژیک و پاتولوژیک دیده می شود. سازگاری فیزیولوژیک در پاسخ به تحریکات طبیعی ایچاد می شود. بزرگی پستان و ترشح شیر توسط آن از نمونه های سازگاری فیزیولوژیک است. سازگاری پاتولوژیک در پاسخ به عوامل مرضی و برای تغییر محیط اطراف و فرار از آسیب به وجود می آید. سازگاری می تواند در رشد و تمایز سلول، در سطح سلول، یا در سطح زیرسلولی رخ دهد.

انواع تغییرات سازگاری در رشد وتمایزسلول

آتروفی، هیپرتروفی، هیپرپلازی، و متاپلازی از تغییرات سازگاری در رشد وتمایزسلول هستند.

آتروفی: کوچک شدن اندازه سلول به علت ازدست رفتن مواد و محتویات سلول که می تواند با کوچک شدن بافت و عضو همراه باشد. آتروفی سبب کاهش عملکرد سلول می شود تا نقطه ای که تعادل جدیدی به وجود آید. در مقابل آتروفی باید به مرگ آپوتوزی اشاره نمود که از مکانیسم مشابهی بهره می گیرد. آتروفی دارای انواع فیزیولوژیک و پاتولوژیک است. علل آتروفی شامل کاهش بارکاری، ازدست رفتن عصب دهی، افت جریان خون، تغذیه ناکافی، ازدست رفتن تحریک  اندوکرین، و پیری می باشد.

هورمونهایی مثل انسولین، TSH، و گلوکوکورتیکوئیدها ازعوامل مؤثر در آتروفی هستند. بهم خوردن توازن بین سنتز و تجزیه می تواند در اثر کاهش سنتز یا افزایش کاتابولیسم، آتروفی را ایجاد نماید.

سیستم های پروتئولیزی سلول دو نوع هستند: لیزوزوم ها به واکوئل های حاصل از اندوسیتوز از خارج سلول و واکوئل های اتوفاژی متشکل از اندامک های پیر متصل شده و تخریب و تجزیه محتویات آنها را انجام می دهند. دومین سیستم شامل مسیر یوبیکویتین-پروتئازوم است. اتصال برخی پروتئین های سلولی به یوبیکویتین، سبب تجزیه آنها در داخل یک مجموعه پروتئولیزی بنام پروتئازوم می شود. مسیر پروتئازوم در کاشکسی و تنظیم مولکولهای فعالیت سلول نقش مهمی دارد.

هیپرتروفی: افزایش اندازه سلول ها و افزایش اندازه اندام بدون پیدایش سلول جدید هیپرتروفی نامیده می شود. هیپرتروفی با سنتز پروتئین های بیشتر در هر سلول همراه است که ناشی از فعال شدن برخی ژنها می باشد. هیپرتروفی سلول های عضلانی با افزایش ساخت میوفیلامان های انقباضی همراه است.

علل هیپرتروفی شامل علتهای فیزیولوژیک و پاتولوژیک است. محرک های مکانیکی مثل افزایش بار عملکردی و محرک های تروفیک مثل تحریک هورمونی یا عصبی می تواند سبب هیپرتروفی شود. بزرگی عضلات ورزشکاران با تمرین های عضلانی و بزرگی رحم در بارداری نمونه هایی از هیپرتروفی فیزیولوژیک است. از سوی دیگر، بزرگی قلب در هیپرتانسیون و تنگی دریچه آئورت مثالهایی از هیپرتروفی پاتولوژیک است.

معمولاً هیپرتروفی دارای یک حد نهایی است، یعنی بزرگی توده عضلانی قلب بیشتر از یک حدخاص، ممکن است کمکی به جبران  بار اضافی نکند. بیشتر از این حد، تغییرات قهقرایی (پسرفت) بصورت تخریب سلول دیده می شود، که علت های احتمالی آن شامل محدودیت رگهای خونی، محدودیت میتوکندریها، و یا محدودیت ماشین بیوسنتز سلول است.

 

هیپرپلازی: هیپرپلازی به معنی افزایش تعداد سلول ها در یک اندام یا بافت است. هیپرپلازی معمولاً همراه با هیپرتروفی و با واسطه همان محرکها می باشد. هیپرپلازی نیز به دو نوع فیزیولوژیک و پاتولوژیک تقسیم می شود.

هیپرپلازی فیزیولوژیک هورمونی به عنوان مثال در غدد پستانی در جریان بلوغ و بارداری دیده می شود یا بصورت ماهانه در اندومتر پس از هر دوره قاعدگی به وجود می آید. همچنین هیپرپلازی فیزیولوژیک جبرانی به دنبال برداشتن قسمتی از کبد و در التیام زخم مشاهده می شود.

هیپرپلازی پاتولوژیک نیز می تواند ناشی از عوامل هورمونی یا افزایش فاکتورهای رشدی باشد. مثال این دو مورد شامل هیپرپلازی اندومتر در بهم خوردن موازنه هورمونها و زیادی استروژن و رشد زگیل پوستی یا دهانه رحم (سرویکس) در اثر عفونت پاپیلوما ویروس است.

اهمیت هیپرپلازی پاتولوژیک در آن است که این حالت نوعی رشد غیر طبیعی شبیه به سرطان است که تنها تفاوت مهم آن با سرطان آن است که عموماً هیپرپلازی تحت کنترل می ماند و با برداشتن تحریک هورمونی یا فاکتور رشد، هیپرپلازی ناپدید می شود.

اما باید دانست که هیپرپلازی زمین حاصلخیزی برای پیدایش سرطان است. افزایش خطر سرطان اندومتر در هیپرپلازی اندومتر و افزایش خطر سرطان سرویکس در زگیل سرویکس مؤید این امر است.

متاپلازی: جایگزینی یک نوع سلول بالغ توسط نوع دیگری از سلول بالغ متاپلازی نامیده می شود. در این حال، سلول هایی که در شرایط نامطلوب و در برابر استرس خاص بهتر مقاومت می کنند، جایگزین سلول های قبلی می شوند. نمونه های معمول متاپلازی شامل متاپلازی سنگفرشی اپی تلیوم تنفسی نای و برونش ها در افراد سیگاری، و  متاپلازی استوانه ای (غددی) در مری در اثر ریفلاکس است. ندرتاً متاپلازی در بافت های مزانشیمی نیز دیده می شود، که تشکیل استخوان در کانون آزار نمونه ای از این امر است.

اهمیت متاپلازی در آن است که اولاً مکانیسم های حفاظتی مهم اپی تلیوم اصلی از دست می روند و دوم آنکه تداوم همان تأثیرات ایجادکننده متاپلازی، سبب تغییر شکل سرطانی می شود که می توان به کارسینوم سلول سنگفرشی ریه در سیگاری ها، و کارسینوم غددی مری در ریفلاکس مزمن اشاره نمود.

 

انواع تغییرات سازگاری سلولی

تنظیم افزایشی یا کاهشی گیرنده ها: گیرنده های LDL با اشغال شدن سلول با کلسترول کاهش می یابند.

القاء سنتز پروتئین های جدید: تولید پروتئین های شوک-گرمایی در شرایط انواع استرس ها شروع می شود.

تغییر از تولید یک پروتئین به دیگری: در التهاب مزمن و فیبروز.

 

پاسخ های زیر سلولی به آزار

کاتابولیسم (درهم شکستن) مواد در لیزوزوم ها – القاء هیپرتروفی شبکه اندوپلاسمی صاف – تغییرات میتوکندری ها –  اختلالات اسکلت سلول – ساخت پروتئین های شوک گرمائی –  تجمعات داخل سلولی – کلسیفیکاسیون پاتولوژیک

 

کاتابولیسم در لیزوزوم ها در دو حالت هتروفاژی و اتوفاژی قابل بررسی است: هتروفاژی در فاگوسیتوز و پینوسیتوز دیده می شود. اتوفاژی در آتروفی، برداشت اندامک پیر یا آسیب دیده، و در بازآرایی سلول در تمایز مشاهده می شود. آنزیم های لیزوزومی بیشتر پروتئین ها و کربوهیدراتها را کاتابولیزه می کنند، اما گاه برخی لیپیدها هضم نشده میمانند؛ لیزوزوم حاوی بقایای هضم نشده جسم باقیمانده نامیده می شود. مثلاً رنگدانه لیپوفوشین که مواد غیرقابل هضم ناشی از پراکسیداسیون لیپیدها است و ذرات کربن و رنگدانه تلقیح شده در خالکوبی نمونه هایی از اجسام باقیمانده هستند.

 

تروفی شبکه اندوپلاسمی صاف به معنی افزایش حجم و آنزیم های شبکه اندوپلاسمی صاف است. اولین بار محققین متوجه ایجاد تحمل به اثر باربیتورات ها در استفاده طولانی مدت شدند. اما این اثر توسط استروئید ها، الکل، هیدروکربن ها، حشره کش ها، تتراکلریدکربن هم ایجاد می شود. نتایج این القاء میتواند در مورد مواد مختلف، متفاوت باشد، مثل سم زدایی، افزایش حلالیت برای تسهیل دفع از بدن، و یا ظهور قدرت آسیب رسانی بیشتر که قبلاً در مورد مسمومیت با تتراکلرید کربن گفته شد.

 

تغییرات میتوکندری ها: شامل اختلال عمل میتوکندری در آزارحاد، افزایش و کاهش تعداد میتوکندری  درهیپرتروفی وآتروفی، و مگامیتوکندری در کمبودهای تغذیه ای و کبد الکلی است. در میوپاتی میتوکندریایی، نقص متابولیسم میتوکندری، بزرگی اندازه میتوکندری ، و کریستاهای غیرطبیعی در میتوکندری ها دیده می شود.

 

اختلالات اسکلت سلول: اجزاء اسکلت سلول شامل فیلامان های اکتین و میوزین، میکروتوبول ها، و فیلامانهای حدواسط است. وظایف اسکلت سلول انتقال اندامک ها در داخل سلول، بیگانه خواری، حرکت سلول، حفظ ساختار اساسی سلول، و استحکام سلول است.

اختلالات اسکلت سلول می تواند به صورت افزایش و کاهش اجزاء اسکلت باشد که در هیپرتروفی و آتروفی دیده می شود. اختلال در سازمان دهی میکروتوبول ها در سندرم کارتاژنر (سندرم مژه غیرمتحرک)، همراه با عقیمی مردان و عفونت های مزمن تنفسی است. مصرف داروی کولشی سین از نمونه دیگر عمل اسکلت است. تجمعات داخل سلولی ماده فیبریلی در بیماری های مختلف از عواقب اختلالات اسکلت سلول است.

 

پروتئین های شوک گرمائی: پروتئین های استرس اولین بار در اثر افزایش دما در لارو مگس میوه پیداشدند. بعدها معلوم شد آنها درتمام گونه ها و در پاسخ به انواع گسترده ای از استرس های فیزیکی و شیمیایی ایجاد می شوند. کار آنها مدیریت پروتئین ها در سلول است. مثلاً فرآیند ایجاد چین خوردگی در زمان ساخت پروتئین های سلولی،  جداسازی مجموعه های پروتئینی، و انتقال پروتئین ها بداخل اندامک های سلول از وظایف آنها محسوب می شود.

تغییرات پروتئین های شوک گرمائی در استرس های مختلف وارد شده به سلول دیده می شود و تطابق هایی برای سلول ایجاد می کند. به عنوان مثال، زمانی که بدنبال آزار سلول برگشت پذیر، برخی پروتئین ها دناتره می شوند یعنی چین خوردگی های طبیعی خود را از دست می دهند، افزایش در گروهی از پروتئین های استرس پیدا می شود. در این حالت، پروتئین های استرس به نام کاپرون به پروتئین دناتره شده کمک می کنند که مجدداً چین خوردگی هایی پیدا کند و عملکرد طبیعی خود را به دست آورد. در صورت موفق نبودن چین خوردگی مجدد، پروتئین دناتره شده غیرقابل بازیابی با یک پروتئین استرس بنام یوبیکویتین علامت گذاری شده و در پروتئازوم ها تخریب می شود. بنابراین پروتئین های استرس بدنبال آزارهای سلولی در سازگاری با آزار و محدودکردن آسیب حاصل نقش دارند.

 

تجمعات داخل سلولی

علل تجمعات غیرطبیعی در سلول ها در سه گروه تقسیم بندی می شود. ممکن است سرعت واکنش متابولیک برای برداشتن یک ماده ناکافی باشد؛ گاه به علت اختلال متابولیسم،  کاربسته بندی، انتقال، یا ترشح یک ماده به مقدار کافی انجام نمی شود؛ در برخی موارد هم دستگاه آنزیمی لازم برای تجزیه یک ماده برونزاد در سلولها وجود ندارد و انتقال آن به بافتهای دیگر نیز میسرنیست.

 

تغییرچربی

تغییرچربی به تجمع غیرطبیعی تری گلیسریدها در سلول های پارانشیمی گفته می شود. تغییرچربی عمدتاً در کبد، قلب، عضله اسکلتی، و کلیه دیده می شود. تغییرچربی در کبد را کبد چرب می نامند، که علل آن شامل سوءمصرف الکل، سموم، سوءتغذیه پروتئین، دیابت شیرین، چاقی، و هیپوکسی است.

متابولیسم طبیعی چربی ها در سلول کبدی: اسیدهای چرب آزاد از منشأ غذایی یا از بافت چربی به کبد وارد می شوند و به تری گلیسرید استریفیه می شوند، به کلسترول یا فسفولیپید تبدیل می شوند، و یا به اجسام کتونی اکسیده می شوند. مقادیری از تری گلیسرید ها نیز با آپوپروتئین ها متصل شده و لیپوپروتئین را می سازند که به خون ترشح می شود.

 

برخی مکانیسم های رایج ایجاد کبد چرب شامل ورود بیشتر اسیدهای چرب به علت بسیج چربی در روزه داری، مهار اکسیداسیون اسیدچرب در هیپوکسی، کاهش سنتز آپوپروتئین ها در سوءتغذیه پروتئین، و مسمومیت با تتراکلریدکربن می باشند.

مورفولوژی کبدچرب: واکوئل های روشن درون سلول های پارانشیمی ظاهر می شوند که بهم پیوسته و یک واکوئل بزرگ با فشار برهسته ایجاد میکنند. افتراق این واکوئل ها از آب و گلیکوژن به وسیله رنگ آمیزی چربی با سودان IV یا قرمز روغنی O انجام می شود. البته برای رنگ آمیزی چربی، لازم است برش های انجمادی از بافت کبد تهیه شود، چون حلال های آلی در روش معمولی آماده سازی بافت، چربی ها را ازبین می برد. رنگ آمیزی گلیکوژن هم با اسیدپریودیک-شیف (PAS) انجام می شود.

 

تجمعات داخل سلولی دیگر

تجمع کلسترول: آترواسکروز و گزانتوم ها، ماکروفاژهای کف آلود

تجمع پروتئین ها: توبول های کلیه در سندرم نفروتیک، اجسام راسل در میلوم، جسم مالوری (هیالن الکلی) در بیماری الکلی کبد، کلافه نوروفیبریلاری در بیماری آلزایمر

تجمع گلیکوژن: دیابت شیرین و گلیکوژنوزها

تجمع رنگدانه ها: آنتراکوز، لیپوفوشین، ملانین، هموزیدرین (واکنش آبی پروس)

 

کلسیفیکاسیون پاتولوژیک

کلسیفیکاسیون پاتولوژیک یا رسوب غیرطبیعی املاح کلسیم حادثه شایعی در بسیاری بیماری ها است که به دو شکل دیستروفیک و متاستاتیک دیده می شود.

کلسیفیکاسیون دیستروفیک به رسوب املاح کلسیم در بافت های مرده یا درحال مرگ اطلاق می شود. این حالت می تواند با سطح سرمی طبیعی کلسیم همراه باشد، ولی سطح سرمی بالاتر از طبیعی کلسیم نیز آن را تشدید می کند. کلسیفیکاسیون متاستاتیک به رسوب املاح کلسیم در بافت های طبیعی گفته می شود که بازتابی از هیپرکلسمی است. کلسیفیکاسیون دیستروفیک غالباً با اختلال عملکرد اندام همراه است، اما کلسیفیکاسیون متاستاتیک عموماً بدون اختلال عملکرد بافت است.

مورفولوژی کلسیفیکاسیون پاتولوژیک: در بررسی ماکروسکوپی، رسوبات زبر به صورت دانه ها و توده های سفیدرنگ، و در موارد شدید کاملاً شبیه سنگ دیده می شود. املاح کلسیم در برش های میکروسکوپی به شکل رسوب بازوفیلی دیده می شود. گاهی کلسیفیکاسیون پاتولوژیک با تشکیل استخوان نابجا همراه است.

کلسیفیکاسیون دیستروفیک در مناطق نکروز و در محل آزارسلولی قبلی دیده می شود، مثل پلاک آترواسکلروزی و دریچه های قلبی آسیب دیده یا دریچه های قلبی افراد سالمند. کلسیفیکاسیون متاستاتیک می تواند در دیواره رگهای خونی سالم و در مخاط معده در حضور هیپرکلسمی دیده شود.

علل هیپرکلسمی شامل افزایش ترشح هورمون پاراتیروئید، تخریب استخوان در تجدید سریع استخوان (بیماری پاژه)، بیحرکتی، و تومورها (میلوم، لوسمی، متاستازمنتشر)، مسمومیت با ویتامین D، سارکوئیدوز، و نارسائی کلیه (پرکاری ثانویه پاراتیروئید) است.

 مورفولوژی آسیب های برگشت پذیر ، برگشت ناپذیر و مرگ سلول

عموماً تغییر در عملکرد پیش از تغییرات مورفولوژیک اتفاق می افتد. تأخیر زمانی تغییرات مورفولوژیک بستگی به حساسیت روش مورد استفاده دارد. این تأخیر در روش هیستوشیمیایی و فوق ساختاری فقط چند دقیقه تا چندساعت است، اما در میکروسکوپ نوری ومطالعه ظاهری به چند روز می رسد.

درانفارکتوس میوکارد تغییرات فوق ساختاری در ۴۰-۲۰ دقیقه  و نشت آنزیمها به خون در ۲ ساعت دیده می شود. نشت آنزیم از سلول های آسیب دیده موجب کاهش آنزیم ها در سلول و ظاهرشدن آنها در سرم می شود. تغییرات میکروسکوپ نوری بعد از  ۱۲-۴ ساعت می تواند شروع شود.

مورفولوژی آسیب برگشت پذیر

تغییرات فوق ساختاری: با میکروسکوپ الکترونی حبابدار شدن غشاء، بهم خوردن شکل میکروپرزها، شل شدن اتصالات بین سلولی، تورم میتوکندریها با ظهور اجسام متراکم بی شکل غنی از لیپید، و اتساع شبکه اندوپلاسمی با جداشدن ریبوزوم ها دیده می شود.

تغییرات میکروسکوپ نوری عمدتاً به دو صورت تورم و تغییر چربی است. تورم سلولی که تغییر هیدروپیک یا دژنراسیون واکوئلی هم نامیده می شود، در هرنوع سلولی و در پاسخ به تمام اشکال آسیب دیده می شود. تورم سلول با ظهور واکوئل های روشن در سلول همراه است و می تواند سبب بزرگی اندام، سنگینی، و افزایش تورگور شود. تغییر چربی عمدتاً در سلولهای دخیل در متابولیسم چربی مانند هپاتوسیت ها دیده می شود.

 

مورفولوژی آسیب برگشت ناپذیر