Spichrzenia wewnątrzkomórkowe

Spichrzanie wewnątrzkomórkowe są rezultatem przeładowania metabolitami, materiałem egzogennym albo jest wynikiem zaburzeń metabolizmu uniemożliwiających wydzielenie pośrednich lub końcowych produktów przemiany materii. W większości przypadków mechanizm jest złożony i polega zarówno na przeładowaniu, jak i obniżonej sekrecji czy utylizacji produktu. Rozważmy typowe sytuacje:

  • Prawidłowe substancje endogenne są produkowane w prawidłowej ilości lub w nadmiarze, ale stopień metabolizmu tych substancji nie wystarcza do ich usunięcia. Takim jest np. stłuszczenie (steatosis) wątroby obładowanej trójglicerydami. Takim jest też akumulowanie białka w dużej ilości reabsorbowanego (atrocytosis) z pramoczu przez komórki kanalików nerkowych w przypadkach białkomoczu.
  • Prawidłowe lub nieprawidłowe substancje gromadzą się w cytoplazmie z powodu genetycznego lub nabytego bloku metabolicznego, zaburzeń transportu, opakowywania czy wydzielania. Należy tu cała grupa chorób ze spichrzania (thesaurysmoses) omówionych w dalszych rozdziałach. W niedoborze alpha-1-antytrypsyny mamy do czynienia z defektem opakowania (łączenia z resztami kwasów sjalowych) białka produkowanego w wątrobie. Białko to zalega w poszerzonych kanałach siateczki śródplazmatycznej, a w mikroskopie świetlnym widoczne to jest jako kule PAS-dodatnie w cytoplaźmie hepatocytów.
  • Gromadzony jest materiał egzonenny. Pylica węglowa (anthracosis) czy krzemowa (silicosis) są najlepszymi przykładami akumulacji materiału egzogennego. Pylica węglowa dotyczy głównie górników węglowych. Mieszkańcy miast również (choć w znacznie mniejszym stopniu) akumulują pyły, w tym pył węglowy. Pylica krzemowa czy też azbestowa (asbestosis) są dużo groźniejsze. Będą omówione w dalszych rozdziałach.

Tłuszcze

Omówimy gromadzenie triacylogliceroli (stłuszczenie) i cholesterolu. Fosfolipidy wspomniano poprzednio przy omawianiu uszkodzenia błon komórkowych. Tezauryzmozy będą omówione później.

Stłuszczenie (steatosis) wspomniano już poprzednio. Tłuszcz gromadzi się w cytoplaźmie stłuszczałych komórek w formie triacylogliceroli. Stłuszczenie dotyczy bardziej narządów o bogatym metabolizmie tłuszczów, w tym wątroby. Najczęstszą przyczyną stłuszczenia wątroby jest nadużycie alkoholu. Inne częste przyczyny to niedotlenienie (np. w niewydolności krążenia), cukrzyca, otyłość, toksyny. Uszkadzające wątrobę zapałki z fosforem z początku tego wieku odeszły w cień historii.


W normalnych warunkach wolne kwasy tłuszczowe napływają do wątroby z pokarmem. Tu są one estryfikowane do triacylogliceroli, przerabiane do fosfolipidów, cholesterolu czy metabolizowane z wytworzeniem ciał ketonowych. Do tłuszczów przerabiane być mogą fragmenty dwuwęglowe. Wydalenie triacylogliceroli z wątroby wymaga związania z apolipoproteinami i dopiero lipoproteiny dostają się do krwi. Każdy z wymienionych etapów może ulegać zaburzeniu i być przyczyną stłuszczenia wątroby. Samo stłuszczenie jest zmianą odwracalną.

Morfologicznie stłuszczenie widoczne jest jako krople tłuszczu w cytoplazmie. W normalnym preparacie histologicznym tłuszcz jest wypłukany (ksylen, alkohol) z pozostawieniem wakuoli. Dla uwidocznienia tłuszczu winniśmy dysponować tkaną świeżą lub utrwaloną w formalinie ( a nie w alkoholu). W preparacie mrożakowym tłuszcz barwimy najprościej Sudanem III. Nie jest to barwienie chemiczne. Sudan rozpuszcza się w tłuszczach lepiej niż w słabym roztworze alkoholu i z roztworu przechodzi do tłuszczu.

Wątroba masywnie stłuszczała (steatosis hepatis completa), np. w zatruciu fosforem, jest powiększona i cięższa (3-6 kg). Dla niewydolności krążenia i przewlekłego przekrwienia wątroby charakterystyczna jest dwubarwna wątroba, tzw. wątroba muszkatołowa, w której centrum zrazika jest przekrwione, a obwód zawiera stłuszczone hepatocyty. Nieregularne pola stłuszczeń wymieszane z wybroczynami krwawymi i ogniskami martwic stwierdza się w wątrobie w tzw. rzucawce ciężarnych. Dla podostrego alkoholowego zapalenia wątroby charakterystyczne jest zlewanie się stłuszczenia w większe kule tłuszczowe. Alkohol stymuluje akumulację tłuszczu w hepatocytach poprzez szereg mechanizmów. Tłuszcz częściowo pochodzi z wolnych kwasów tłuszczowych mobilizowanych w zwiększonym tempie z magazynów „obwodowych”. Alkohol jest substratem wysokokalorycznym i służy do produkcji tłuszczu w komórkach wątrobowych (neolipogenesis). Alkohol ponadto hamuje enzymy lipolityczne, dezorganizuje transport tłuszczu w hepatocytach i hamuje syntezę białek i wydzielanie tłuszczu z hepatocytów w formie lipoprotein.

W sercu stłuszczenie może być równo rozlane w kardiomiocytach (np. w błonicy, na skutek działania egzotoksyny błoniczej albo w znacznym niedotlenieniu). W niedotlenieniu może też wystąpić tzw. serce tygrysie (cor tigrinum), w którym (zwłaszcza pod wsierdziem) występują pasma stłuszczeń (miejsca bardziej odległe od naczyń) z ciemniejszymi pasmami bez stłuszczenia.

Cholesterol i jego estry też często ulegają akumulacji wewnątrz komórek. Najczęściej stan taki widzimy w miażdżycy tętnic. W warstwach podśródbłonkowych gromadzą się makrofagi obładowane tłuszczem tworząc żółte pasma widoczne już u dzieci. Potem w trakcie tworzenia płytki miażdżycowej napływają komórki mięśni gładkich z medii, które zmieniają swe właściwości i m.in. mogą też chłonąć tłuszcze. Z obu rodzajów komórek tłuszcz po ich rozpadzie uwalnia się do przestrzeni pozakomórkowej. Estry cholestrolu mogą tworzyć duże kryształy. Innym przykładem są guzki żółtakowe (xanthoma) skóry w hiperlipidemiach, plamy żółtakowe (xanthelasma) skóry i błon śluzowych czy też tzw. cholesterolosis w pęcherzyku żółciowym. We wszystkich tych zmianach cholesterol gromadzony jest w makrofagach, które często przyjmują formę komórek piankowatych. Takie piankowate komórki (makrofagi obładowane tłuszczem) widoczne są też często w zapaleniach przewlekłych z resorpcja. Taka np. jest ziarnina wokół pękniętej torbielki naskórkowej. Bogate w komórki piankowate jest zapalenie płuc (pneumonia lipidica) w niedodmowym płucu, peryferycznie w stosunku do raka oskrzela.

Białka

Już poprzednio wspomniano o tzw. zjawisku atrocytozy polegającym na reabsopcji dużych ilości białek przez komórki kanalików nerkowych w białkomoczu. Białka te dają charakterystyczny obraz ziarnistej cytoplazmy komórek kanalikowych pochodzący od licznych kwasochłonnych ziaren pinocytarnych. Wspomniano też o tzw. ciałkach Malloriego w wątrobie alkoholików (agregaty keratynowe). W przysadce (po podawaniu steroidów) w komórkach zasadochłonnych produkowane ACTH nie jest wydzielane poza komórkę, gdyż dochodzi do dezorganizacji cytoszkieletu i filamenty pośrednie gromadzą się w formie tzw. ziarnistości Crooke’a. W plazmocytach nie wydzielone immunoglobuliny mogą tworzyć kulę szklistą (komórka Cornila, po rozpadzie plazmocyta pozostaje ciałko Russela).

Osobnego omówienia wymagają zaburzenia zwijania się (faldowania) białek. Fragmenty łańcuchów polipeptydowych syntetyzowanych białek występują w formie struktury drugorzędowej a-helisy lub struktury b-harmonijki. Dalsze fałdowanie arkuszy łańcucha peptydowego jest bardzo istotne dla jego czynności, transportu, itp. W prawidłowym zwijaniu się białka pomagają chaperony. Część chaperonów syntetyzowanych jest konstytutywnie, a część jest indukowalna. Takie są np. białka stresowe (heat shock proteins), niejako białka „ratownicze” (ratują przed nieprawidłowym zwijaniem). Nieudane zwijanie kończy się zazwyczaj hasłem do katabolizmu – też z pomocą chaperonów. Katabolizm zachodzi w układzie ubikwitynowym proteasomów.

Zaburzenia transportu i wydzielania białek. Już uprzednio wspomniano o zaburzeniach w zakresie produkcji alpha-1-antytrypsyny (inhibitora proteaz) w wątrobie. Mutacja powoduje niemożność pełnego zwijania się białka i jego uwięźnięcie w kanałach siateczki śródplazmatycznej hepatocyta. Brak antytrypsyny powoduje nadmierne niszczenie włókien elastycznych przez proteazy w płucach i rozedmę płuc.

 

W mukowiscydozie, częstej chorobie genetycznej kanał chlorkowy nie działa, gdyż odpowiednie białko sprzęgnięte z chaperonem nie jest zwinięte prawidłowo na czas. W rezultacie kanał chlorkowy nie działa, pot jest słony, a śluz np. oskrzeli czy sok trzustkowy nadmiernie gęste.

Toksyczność agregatów nieprawidłowo zwiniętych białek. Agregacja nieprawidłowo zwiniętych białek zachodzi w szeregu chorób neurodegeneracyjnycyh (choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, pląsawica Huntingtona, niektóre formy amyloidozy). Agregaty wewnątrz- i zewnątrzkomórkowe mogą wywoływać procesy patologiczne. Są to tzw. proteinopatie lub choroby agregacji białek omówione w dalszych rozdziałach.

 

Glikogen

Glikogen w prawidłowych tkankach występuje w większej ilości w wątrobie i mięśniach, a także w nabłonku wielowarstwowym płaskim. Szczególnie dużo glikogenu znajduje się w komórkach doczesnej. Można go wykazać za pomocą reakcji PAS (z kontrolnym trawieniem diastazą) i karminem Besta.

Więcej glikogenu i jego nieprawidłowe rozmieszczenie można stwierdzić najczęściej w cukrzycy.

W wątrobie pospolite jest tzw. glikogenowe zwyrodnienie jąder – występowanie glikogenu w jądrach hepatocytów. W przypadkach glikozurii resorpcja zwrotna glukozy i przerobienie jej na glikogen powoduje występowanie jasnej cytoplazmy komórek kanalików nerek (dystalne części kanalików proksymalnych i pętle Henlego – tzw. komórki Armaniego i Ebsteina).

Spichrzanie glikogenu w genetycznie uwarunkowanych glikogenozach zostanie omówione wraz w innymi tezauryzmozami.

Barwniki

Barwniki egzogenne najbardziej pospolite to kurz i pył węglowy. Pyły wywołują pylice (pneumoconioses). W naszych warunkach najważniejsza jest pylica krzemowa. Azbest powoli jest eliminowany. Inne pylice nieorganiczne są u nas rzadsze (np. w Chinach nadal występuje pylica kaolinowa). Natomiast zauroczeni pięknymi widokami wsi nie widzimy, że jest tam ciężka praca w pyle przy sianie, zbożu, mące w młynie, itd. Pyły organiczne wywołują nieco odmienne spektrum zmian w płucach (omówione w dalszych rozdziałach).

Nadal możemy widzieć barwniki egzogenne na rękach ślusarza (cząstki metalu w skórze). Występują okresy mody na tatuaż polegający na wprowadzaniu (kłucie igłą) tuszów do skóry. Natomiast Japonki już nie stosują kremów do skóry zawierających sole srebra i wywołujących srebrzycę (argyrosis – impregnowanie włókien srebrochłonnych wywołujące zmianę barwy skóry).

Barwniki endogenne. Wspomnimy tu tylko część zmian barwnikowych. Omówimy lipofuscyny, melaniny i hemosyderynę, napomkniemy o bilirubinie.

  • ·Lipofuscyny powstają w procesie utleniania fosfolipidów. Prawdopodobnie największy udział mają tu wolne rodniki. Lipofuscyny to tzw. barwnik ze zużycia. Występuje w zaniku starczym (zanik brunatny). Czasem jednak i ludzie młodzi mogą mieć większe złogi lipofuscyny. Tak jest u nałogowych alkoholików czy w wyniszczeniu nowotworowym. Najbardziej widoczne ziarna lipofuscyny stwierdza się w wątrobie i w mięśniu sercowym.
  • ·Melanina, barwnik przede wszystkim skóry, powstaje w łańcuchu przemian rozpoczynającym się od tyrozyny i fenyloalaniny. Nazwa pochodzi od greckiego melas – czarny. (Czarny jednak może być też barwik w chrząstkach w rzadkiej chorobie ochronosis rozwijającej się w alkaptonurii – polegającej na niemożności metabolizowania kwasu homogentyzynowego).

Lokalna niezdolność do produkowania melaniny w skórze wiedzie od odbarwień (vitiligo). Choroby skóry też mogą prowadzić do odbarwień skóry (leukoderma). Tak może być też np. w bliźnie skórnej nie „opalającej się”, tak może być w kile (leukoderma syphiliticum).  Brak możliwości produkowania barwnika w ogóle prowadzi do bielactwa (albinismus).

Nadmiar melaniny w skórze to piegi (ephelides), przebarwienia skóry u ciężarnych (chloasmata) czy wreszcie „pieprzyki” – znamiona barwnikowe (naevi pigmentosi) – skupienia melanocytów. Każdy z nas ma ok. 10 000 znamion, ale widzimy tylko większe z nich, reszta to mikroskopowe skupienia komórek znamieniowych (melanocytów). Ze względu na zagrożenienie czerniakiem (melanoma) – bardzo złośliwym nowotworem, omówimy to w dalszych rozdziałach książki.

  • ·Hemosyderoza jest to gromadzenie krwiopochodnego brązowego barwnika nazywanego hemosyderyną. Zazwyczaj pochodzi on ze zhemolizowanej krwi. Krwinki czerwone zawierają nośnik tlenu – hemoglobinę złożoną z hemu i globiny. W skład hemu wchodzi żelazo. Po rozpadzie krwinek czerwonych i hemu uwolnione żelazo wiąże się z apoferrytyną i tworzy ferrytynę, a agregaty ferrytyny to hemosyderyna. Żelazo hemosyderyny może być uwidocznione w tkance w rekcji tzw. błękitu pruskiego. W normalnych warunkach niewielkie ilości hemosyderyny możemy uwidocznić w makrofagach szpiku i śledziony. Zwiększenie  ilości hemosyderyny może być lokalne albo uogólnione. Lokalnie tworzenie i zanikanie hemosyderyny możemy zaobserwować na przykładzie pospolitego siniaka. Siniak jest spowodowanym wynaczynieniem krwi. Z rozpadłych krwinek tworzy się hemosyderyna. Siniak od barwy sinej zmienia się w niebieskawą, zielonawą, żółtawą i wreszcie znika. Wylew krwawy uległ resorpcji. Większość hemosyderyny również jest uprzątana. Mikroskopowo ziarna hemosyderyny, w niewielkiej ilości, w makrofagach, zobaczymy jednak jeszcze po miesiącach, a nieraz latach. Hemosyderoza uogólniona powstaje przy (a) nadmiernym poborze żelaza (lekarz

może też się do tego przyczynić uparcie lecząc pacjenta nadmiarem preparatów żelaza, albo poprzez zbyt częste transfuzje krwi), (b) zaburzeniach zużycia żelaza, (c) w wyniku hemolizy krwi. Wrodzone większe pobieranie żelaza z przewodu pokarmowego ma miejsce w hemochromatozie (haemochromatosis), rzadkiej chorobie częściej występującej u mężczyzn (krwawienie miesięczne u kobiet do pewnego stopnia „zabezpiecza” je przed hemochromatozą). Początkowo większa ilość żelaza wychwytywana jest w całości przez makrofagi (szpik, śledziona, wątroba, węzły chłonne). Potem jednak hemosyderyna znajduje się także w komórkach miąższowych i luźno w tkance łącznej (skóra, trzustka, nerki, wątroba, serce, gruczoły dokrewne). W zaawansowanych przypadkach stymulowanie włóknienia przez nadmiar żelaza prowadzi do marskości wątroby (cirrhosis hepatis pigmentosa), zwłóknienia trzustki  i przebarwień skóry (tzw. ”cukrzyca brązowa”) oraz do niewydolności serca.

·Bilirubina powstająca w wątrobie, jeśli występuje w nadmiarze w komórkach czy tkankach prowadzi do żółtaczki (icterus). Nadmiar żółci uszkadza komórki (szczególnie wątroby, nerek, mózgu). Różne formy żółtaczek zostaną omówione w rozdziale o wątrobie.

 

 

Odwiedzający wpisali takie problemy:

xanthelasma leczenie.

Tags: , , , , ,

Ostatnia edycja przez

Skomentuj jako pierwszy!

Dodaj komentarz

Przeczytaj poprzedni wpis:
Procesy adaptacyjne i zwyrodnieniowe

Przedłużona ekspozycja komórki na normalne lecz nasilone lub niekorzystne bodźce wywołuje procesy adaptacyjne komórek, tkanek i narządów. Po ustaniu nadmiernych...

Zamknij