Некроз

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Структурные изменения некроза и апоптоза

Некроз (от древнегреческого νέκρωσις, некрозис, «смерть») — повреждение клетки, которое приводит к их преждевременной гибели в живой ткани путем аутолиза.[1]

Некроз является результатом воздействия внешних факторов на клетку или ткань, такими как инфекция или травма, которые пагубно влияют на жизнедеятельность клеток. Напротив, апоптоз — это естественно запрограммированная и целенаправленная причина смерти клетки. В то время как апоптоз часто оказывает благотворное воздействие на организм, некроз почти всегда вреден и может привести к летальному исходу.[2]

Клеточная гибель вследствие некроза не следует по пути апоптотической трансдукции сигнала, но при этом активируются различные рецепторы, что приводит к потере целостности клеточной мембраны[3] и неконтролируемому высвобождению продуктов клеточной гибели во внеклеточное пространство.[1] Это инициирует в окружающих тканях воспалительную реакцию, которая привлекает лейкоциты и близлежащие фагоциты, которые устраняют мертвые клетки путем фагоцитоза. Однако вредные микробные вещества, высвобождаемые лейкоцитами, создают сопутствующие повреждения окружающих тканей.[4] Это избыточное сопутствующее повреждение тормозит процесс заживления. Таким образом, необработанный некроз приводит к накоплению разлагающейся мертвой ткани и остатков клеток в месте или вблизи места гибели клеток. Классический пример — гангрена. По этой причине часто приходится удалять омертвевшие ткани хирургическим путем — процедура, известная как санация.

Классификация

Структурные признаки, указывающие на необратимое повреждение клеток и прогрессирование некроза выражаются в виде плотной массы и прогрессирующего разрушения генетического материала, а также разрушения мембран клеток и органелл.[5]

Морфологические закономерности

Существует шесть отличительных морфологических паттернов некроза: [6]

  1. Коагуляционный некроз характеризуется образованием студенистого (гелеобразного) вещества в мертвых тканях, в которых сохраняется архитектура ткани,[6] и может наблюдаться с помощью световой микроскопии. Коагуляция происходит в результате денатурации белка, в результате чего альбумин превращается в твердое и непрозрачное состояние.[5] Этот паттерн некроза обычно наблюдается в гипоксических (низкокислородных) средах, таких как инфаркт. Коагуляционный некроз возникает преимущественно в таких тканях, как почки, сердце и надпочечники.[5] Тяжелая ишемия чаще всего вызывает некроз этой формы.[7]
  2. Колликвационный некроз (или разжижающий некроз), в отличие от коагуляционного некроза, характеризуется разложением мертвых клеток с образованием вязкой жидкой массы.[6] Это типично для бактериальных, а иногда и грибковых инфекций из-за их способности стимулировать воспалительную реакцию. Некротическая жидкая масса часто кремово-желтого цвета из-за присутствия мертвых лейкоцитов и обычно известна как гной.[6] Гипоксические инфаркты в головном мозге представляют собой этот тип некроза, потому что мозг содержит мало соединительной ткани, но большое количество пищеварительных ферментов и липидов, и поэтому клетки могут быть легко перевариваемы их собственными ферментами.[5]
  3. Гангренозный некроз можно считать разновидностью коагуляционного некроза, напоминающего мумифицированную ткань. Это характерно для ишемии нижних конечностей и желудочно-кишечного тракта. Если происходит наложение инфекции на мертвые ткани, то возникает разжижающий некроз (влажная гангрена).[8]
  4. Казеозный некроз можно рассматривать как комбинацию коагуляционного и разжижающего некроза[5], обычно вызываемого микобактериями (например, туберкулезом), грибами и некоторыми инородными веществами. Некротическая ткань выглядит белой и рыхлой, как комковатый сыр. Мертвые клетки распадаются, но не разлагаются полностью, оставляя гранулированные частицы.[5] Микроскопическое исследование показывает аморфные зернистые остатки, заключенные в характерный воспалительный мешочек. [6] Некоторые гранулемы содержат этот паттерн некроза.[9]
  5. Жировой некроз — это некроз исключительно жировой ткани,[9] возникающий в результате действия активированных липаз на жировые ткани, такие как поджелудочная железа. В поджелудочной железе это приводит к острому панкреатиту, состоянию, при котором панкреатические ферменты просачиваются в брюшную полость и разжижают мембрану, расщепляя сложные эфиры триглицеридов на жирные кислоты путем омыления жира.[6] Кальций, магний или натрий могут связываться с этими повреждениями, образуя мелово-белое вещество.[5] Отложения кальция микроскопически различимы и могут быть достаточно большими, чтобы быть видимыми при рентгенографическом исследовании.[7] Невооруженным глазом отложения кальция кажутся зернистыми белыми пятнами.[7]
  6. Фибриноидный некроз — это особая форма некроза, обычно вызываемая иммунно-опосредованным повреждением сосудов. Он маркируется комплексами антигена и антител, называемых иммунными комплексами, депонированными в стенках артерий[6] вместе с фибрином.[6]

Другие клинические классификации некроза

  1. Существуют также очень специфические формы некроза, такие как гангрена (термин, используемый в клинической практике для конечностей, перенесших тяжелую гипоксию), гумматозный некроз (из-за спирохетальных инфекций) и геморрагический некроз (из-за закупорки венозного дренажа органа или ткани).
  2. Некоторые укусы пауков могут привести к некрозу. В Соединенных Штатах только укусы пауков от коричневого паука-отшельника (род Loxosceles) достоверно прогрессируют до некроза. В других странах пауки того же рода, такие как чилийский паук-отшельник в Южной Америке, также вызывают некроз. Утверждения о том, что желтосумный колющий паук и пауки-бродяги обладают некротическим ядом, не были подтверждены.
  3. У слепых кротовых крыс (род слепыши) процесс некроза заменяет роль систематического апоптоза, обычно используемого во многих организмах. Низкие кислородные условия как в норах слепых кротов, обычно вызывают апоптоз клеток. В процессе адаптации к более высокой склонности к гибели клеток слепые кротовые крысы развили мутацию в белке-супрессоре опухоли p53 (который также есть у людей), чтобы предотвратить апоптоз клеток. Люди, страдающие раком, имеют сходные мутации, и считалось, что слепые кротовые крысы более восприимчивы к раку, потому что их клетки не могут подвергаться апоптозу. Однако через определенное время (в течение 3 дней, согласно исследованию, проведенному в Университете Рочестера) клетки слепых кротовых крыс высвобождают интерферон бету (который иммунная система обычно использует для борьбы с вирусами) в ответ на чрезмерную пролиферацию клеток, вызванную подавлением апоптоза. В этом случае интерферон-бета вызывает некроз клеток, и этот механизм также убивает раковые клетки у слепых кротовых крыс. Из-за таких механизмов подавления опухоли слепые кротовые крысы и другие слепышовые устойчивы к раку.[10][11]

Причины

Некротическая рана на ноге, вызванная укусом коричневого паука-отшельника

Некроз может возникнуть из-за внешних или внутренних факторов.

Внешние факторы

Внешними факторами могут быть механическая травма (физическое повреждение организма, которое вызывает разрушение клеток), повреждение кровеносных сосудов (которое может нарушить кровоснабжение ассоциированных тканей) и ишемия.[12] Термическое воздействие (чрезвычайно высокая или низкая температура) тоже может привести к некрозу из-за разрушения клеток.

При обморожении образуются кристаллы, повышающие давление оставшейся ткани и жидкости, вызывающие разрыв клеток.[12] В экстремальных условиях ткани и клетки погибают в результате неправильного процесса разрушения мембран и цитозоля.[13]

Внутренние факторы

К внутренним факторам, вызывающим некроз, относятся: трофоневротические нарушения (заболевания, возникающие вследствие дефектного нервного действия в части органа, приводящего к нарушению питания); повреждение и паралич нервных клеток. Панкреатические ферменты (липазы) являются основной причиной жирового некроза. [12]

Некроз может быть активирован компонентами иммунной системы, такими как система комплемента, токсины бактерий, активные естественные киллеры и перитонеальные макрофаги.[1] Программа некроза, вызывающие патоген в клетках с иммунологическими барьерами (слизистая оболочка кишечника) могут смягчить их инвазию через поверхности, пораженные воспалением. [1] Токсины и патогены могут вызывать некроз; токсины, такие как змеиный яд, могут ингибировать ферменты и вызывать гибель клеток.[12] Некротические раны также появились в результате укусов Vespa mandarinia.[14]

Недостаточная секреция цитокинов вызывает патологические состояния. Оксид азота (NO) и активные формы кислорода (АФК) также влияют на интенсивную некротическую гибель клеток.[12] Классическим примером некротического состояния является ишемия, которая приводит к резкому истощению кислорода, глюкозы, и других причин дистрофии, и индуцирует массивную некротическую гибель эндотелиальных клеток и непролиферирующих клеток окружающих тканей (нейронов, кардиомиоцитов, почечных клеток и т. д.).[1] Последние цитологические данные свидетельствуют о том, что некротическая гибель происходит не только во время патологических событий, но и является составной частью какого-то физиологического процесса.[12]

Активационно-индуцированная гибель первичных Т-лимфоцитов и других важных составляющих иммунного ответа является каспазно-независимой и некротической по морфологии; следовательно, современные исследователи продемонстрировали, что некротическая гибель клеток может происходить не только во время патологических процессов, но и во время нормальных процессов, таких как обновление тканей, эмбриогенез и иммунный ответ.[12]

Патогенез

Пути

До недавнего времени некроз считался нерегулируемым процессом. Однако есть два масштабных пути, по которым в организме может произойти некроз.

Первый изначально связан с онкозом, при котором происходит отек клеток. Затем пораженные клетки начинают появляться волдыри, и за этим следует пикноз, при котором происходит ядерная усадка. На заключительном этапе этого пути клеточные ядра растворяются в цитоплазме, что называется кариолизом.

Второй путь — это вторичная форма некроза, которая, как выясняется, возникает после апоптоза и почкования. При этих клеточных изменениях некроза ядро распадается на фрагменты (известные как кариорексис).[15]

Гистопатологические изменения

Подробное рассмотрение темы: Диагностика инфаркта миокарда
Кариолизис (и некрозис полос сокращения) при инфаркте миокарда (сердечный приступ).

Изменения ядра при некрозе и характеристики этого изменения определяются тем, каким образом его ДНК разрушается:

Другие типичные клеточные изменения при некрозе включают:

В более широком гистологическом масштабе псевдорозетки (ложные розетки) представляют собой гиперцеллюлярные зоны, которые обычно окружают некротическую ткань. Псевдорозеточный некроз указывает на агрессивную опухоль.[17]

  • Пикноз при инфаркте от желчи

    Пикноз при инфаркте от желчи

  • Цитоплазматическая гиперэозинофилия (видна в левой половине изображения).

    Цитоплазматическая гиперэозинофилия (видна в левой половине изображения).

  • Псевдорозетки наблюдаются вокруг некроза при глиобластоме.

    Псевдорозетки наблюдаются вокруг некроза при глиобластоме.

Лечение

Существует много причин некроза, и как таковое лечение зависит от того, как возник некроз. Лечение некроза обычно включает в себя два различных процесса: как правило, первопричина некроза должна быть устранена до того, как можно будет заняться самой мертвой тканью.

  • Санация, относящаяся к удалению омертвевших тканей хирургическим или нехирургическим путем, является стандартной терапией при некрозе. В зависимости от тяжести некроза, может варьироваться от удаления небольших участков кожи до полной ампутации пораженных конечностей или органов. Химическое удаление омертвевшей ткани – это еще один вариант, при котором ферментативные средства, классифицируемые как протеолитические, фибринолитические или коллагеназы, используются для воздействия на различные компоненты омертвевшей ткани.[18] В отдельных случаях для удаления некротических тканей и инфекции применяется специальная терапия личинками Lucilia sericata.[19]
  • Химические и токсические вещества (например, фармацевтические препараты, кислоты, основания) вступают в реакцию с кожей, что приводит к потере кожи и в конечном итоге к некрозу. Лечение включает в себя выявление и прекращение действия вредного агента с последующим лечением раны, включая профилактику инфекции и, возможно, использование иммуносупрессивной терапии, такие как противовоспалительные препараты или иммунодепрессанты.[21] На примере укуса змеи использование противоядия останавливает распространение токсинов, в то время как прием антибиотиков препятствует инфекции.[22]
  • Даже после того, как первоначальная причина некроза будет остановлена, некротическая ткань останется в организме. Иммунный ответ организма на апоптоз, который включает автоматическое разрушение и переработку клеточного материала, не запускается некротической гибелью клеток из-за отключения апоптотического пути.[23]

В растениях

Если кальция недостаточно, пектин не может быть синтезирован, и поэтому клеточные стенки не могут быть связаны и, таким образом, препятствуя меристемам. Это приведет к некрозу кончиков стеблей, корней и краев листьев.[24] Например, некроз тканей может произойти у резуховидки таля из-за растительных патогенов.

Кактусы, такие как Сагуаро и Кардон в пустыне Сонора, регулярно испытывают образование некротических пятен; вид двукрылых, называемый Drosophila mettleri, обладает способностью детоксикации p450, позволяющая ему использовать экссудаты, выделяющиеся в этих пятнах, как для гнезда, так и для кормления личинок.

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 (2003) «Necrosis: a specific form of programmed cell death?». Exp. Cell Res. 283 (1): 1–16. doi:10.1016/S0014-4827(02)00027-7. PMID 12565815.
  2. ↑ Gas gangrene, antibiotic associated colitis, and other Clostridial infections // Harrison's principles of internal medicine self-assessment and board review / Stone RM. — 15th. — New York : McGraw-Hill, Medical Pub. Division, 2001. — P. 922–927. — ISBN 978-0071386784.
  3. ↑ Nirmala GJ, Lopus M (2020). «Cell death mechanisms in eukaryotes». Cell Biol Toxicol 36 (2): 145–164. doi:10.1007/s10565-019-09496-2. PMID 31820165.
  4. ↑ (2008) «The inflammatory response to cell death». Annual Review of Pathology 3: 99–126. doi:10.1146/annurev.pathmechdis.3.121806.151456. PMID 18039143.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 Understanding pathophysiology. — 1st. — Chatswood, N.S.W. : Elsevier Australia, 2010. — ISBN 978-0729539517.
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 Robbins and Cotran pathologic basis of disease. — 8th. — Philadelphia, PA : Saunders/Elsevier, 2010. — P. 12–41. — ISBN 978-1416031215.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 McConnell TH. The nature of disease: pathology for the health professions. — Baltimore, Mar. : Lippincott Williams & Wilkins, 2007. — ISBN 978-0781753173.
  8. ↑ Sattar. Fundamentals of Pathology. — 2015th. — Chicago, IL : Pathoma LLC, 2015. — P. 5. — ISBN 978-0-9832246-2-4.
  9. ↑ 9,0 9,1 Wheater's basic histopathology: a colour atlas and text. — 4th. — Edinburgh : Churchill Livingstone, 2002. — ISBN 978-0443070013.
  10. ↑ Saey, Tina Hesman Cancer cells self-destruct in blind mole rats. Science News. Society for Science and the Public (5 ноября 2012). Дата обращения: 27 ноября 2012. Архивировано 19 июня 2013 года.
  11. ↑ (2012) «Cancer resistance in the blind mole rat is mediated by concerted necrotic cell death mechanism». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109 (47): 19392–6. doi:10.1073/pnas.1217211109. PMID 23129611. Bibcode: 2012PNAS..10919392G.
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 12,3 12,4 12,5 12,6 Raffray M, Cohen GM (1997). «Apoptosis and necrosis in toxicology: a continuum or distinct modes of cell death?». Pharmacol. Ther. 75 (3): 153–77. doi:10.1016/s0163-7258(97)00037-5. PMID 9504137.
  13. ↑ (2009) «Warfarin-induced skin necrosis». J. Am. Acad. Dermatol. 61 (2): 325–32. doi:10.1016/j.jaad.2008.12.039. PMID 19615543.
  14. ↑ Yanagawa, Youichi (10 October 1980). «Cutaneous hemorrhage or necrosis findings after Vespa mandarinia (wasp) stings may predict the occurrence of multiple organ injury: A case report and review of literature». Clinical Toxicology 45 (7): 803–807. doi:10.1080/15563650701664871. PMID 17952752.
  15. ↑ (January 2009) «Classification of cell death: recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2009». Cell Death Differ. 16 (1): 3–11. doi:10.1038/cdd.2008.150. PMID 18846107.
  16. ↑ page 320 Архивная копия от 4 августа 2020 на Wayback Machine in: Alberto M Marchevsky. Intraoperative Consultation E-Book: A Volume in the Series: Foundations in Diagnostic Pathology / Alberto M Marchevsky, Bonnie Balzer, Fadi W Abdul-Karim. — Elsevier Health Sciences, 17 October 2014. — ISBN 978-0-323-32299-7. Архивная копия от 7 августа 2020 на Wayback Machine
  17. ↑ (2006) «Neuropathology for the neuroradiologist: palisades and pseudopalisades». AJNR Am J Neuroradiol 27 (10): 2037–41. PMID 17110662.
  18. ↑ (2001) «Options for nonsurgical debridement of necrotic wounds». Adv Skin Wound Care 14 (2): 96–100; quiz 102–3. doi:10.1097/00129334-200103000-00014. PMID 11899913.
  19. ↑ (2005) «Maggots and wound healing: an investigation of the effects of secretions from Lucilia sericata larvae upon the migration of human dermal fibroblasts over a fibronectin-coated surface». Wound Repair Regen 13 (4): 422–33. doi:10.1111/j.1067-1927.2005.130410.x. PMID 16008732.
  20. ↑ (2007) «Necrosis and apoptosis: sequence of liver damage following reperfusion after 60 min ischemia in rats». Biochem. Biophys. Res. Commun. 358 (2): 500–5. doi:10.1016/j.bbrc.2007.04.153. PMID 17490613.
  21. ↑ Cooper KL (2012). «Drug reaction, skin care, skin loss». Crit Care Nurse 32 (4): 52–9. doi:10.4037/ccn2012340. PMID 22855079.
  22. ↑ Chotenimitkhun R, Rojnuckarin P (2008). «Systemic antivenom and skin necrosis after green pit viper bites». Clin Toxicol 46 (2): 122–5. doi:10.1080/15563650701266826. PMID 18259959.
  23. ↑ Edinger AL, Thompson CB (2004). «Death by design: apoptosis, necrosis and autophagy». Curr. Opin. Cell Biol. 16 (6): 663–9. doi:10.1016/j.ceb.2004.09.011. PMID 15530778.
  24. ↑ Capon B. Botany for gardeners. — 3rd. — Portland, Or. : Timber Press, 2010. — ISBN 978-1-60469-095-8.

См. также

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Некроз&oldid=13373610