Ультраструктурные основы патологии клетки
 Скачать 4.14 Mb.
|
|
Глава 22 ЭНДОКРИННАЯ ПАТОЛОГИЯ Регуляцию всех жизненно важных функций в организме обеспечивают эндокринная и нервная системы. Ни один процесс в организме совершается без их участия. Эндокринная и нервная системы неразрывно связаны между собой и при нарушении их функций происходят выраженные расстройства в организме. Эндокринная патология – это область клинической медицины изучающая нарушения развития, строения и функции желез внутренней секреции под воздействием различных болезнетворных факоторов. Эти знания необходимы для разработки диагностики, лечения и профилактики заболеваний эндокринной системы. САХАРНЫЙ ДИАБЕТ Актуальность проблемы В 1922 году канадским ученым F.Banting, C.Best и J.Collip, которые выделили из поджелудочной железы инсулинбыла вручена Нобелевская премия. Открытие инсулина, пригодного для лечения инсулинзависимого сахарного диабета, знаменовало собой фантастический прорыв в познании и лечении сахарного диабета. На тот период казалось, что проблема сахарного диабета решена. Продолжительность жизни больных диабетом возрасла во много раз, а смертность от острых его осложнений не превышает в настоящее время 1%. Однако одновременно с увеличениемпродолжительности жизни больных диабетом возникла новая проблема, обусловленная диабетической патологией – проблема поздних сосудистых осложнений, таких как диабетическая нефропатия, церебропатия, ретинопатия и другие. Цель обучения – уметь определять основные макро- и микроскопические проявления системной диабетической ангиопатии, объяснить причины и механизм их развития, оценить вероятные осложнения и исход, значение их для организма. Для этого необходимо уметь: определить морфологические изменения в поджелудочной железе, в почках, объяснить причины и механизм их развития, определить исход и оценить значение. Сахарный диабет – это хроническое заболевание, характеризующееся относительной или абсолютной недостаточностью инсулина, приводящей к нарушению утилизации глюкозы клетками. Распространенность сахарного диабета достигает 2% среди населения. Нормальный метаболизм инсулина. Инсулин является полипептидом, состоящим из цепи А из 21 аминокислоты и цепи В из 30 аминокислот. Инсулин выбрасывается из β-клеток под действием различных импульсов, однако самым важным из них является глюкоза. В крови инсулин траспортируется α- и β-глобулинами, однако специфического транспортного белка не существует. Различают 3 типа секреции инсулина: 1. Базальная секреция, поддерживающая определнный уровень инсулина вне зависимости от поступления глюкозы в организм. 2. Быстрая секреция, которая происходит путем выброса депонированного в β-клетках инсулина через 10 минут после употребления пищи. 3. Медленная (отсроченная) секреция после еды, происходящая в ответ на повышение уровня глюкозы в крови при переваривании пищи. Инсулин взаимодействует с клетками-мишенями, имеющими на своей поверхности рецепторы к инсулину. Наиболее чувствительны к инсулину клетки печени, поперечно-полосатые миоциты и жировые клетки. Количество рецепторов и их их афинность к инсулиту может значительно варьировать на клетках одной и той же ткани. Главным биологическим эффектом инсулина является регуляция транспорта глюкозы через клеточные мембраны. После употребления пищи в крови увеличивается уровень глюкозы, в результатае чего инсулин выбрасывается из островковых клеток. Инсулин стимулирует захват клетками глюкозы из крови и повышает гликогенез в печени и скелетных мышцах и липогенез в жировых клетках. Между приемами пищи низкий уровень инсулина приводит к высвобождению глюкозы из депо для обеспечения энергетических нужд организма. Глюкоза образуется в результате гликогенолиза и протеинолиза в печени и скелетных мышцах, в жировой ткани в результате липолиза образуются свободные жирные кислоты, которые переносятся кровью в печень и метаболизируются там до кетоновых тел. Клетки организма, за исключением клеток мозга, используют жирные кислоты и кетоновые тела в синтезе энергии при низком уровне инсулина. Клетки мозга требуют постоянной доставки глюкозы, в случае ее недостатка клетка синтезируют глюкозу из аминокислот (глюконеогенез). Этиология сахарного диабета. Сахарный диабет возникает при абсолютной или относительнойй недостаточности инсулина. При первичном диабете (95% всех случаев) невозможно определить заболевание, которое привело к недостатку инсулина. Первичный диабет разделяют на два типа: I и II. Вторичный диабет (5% случаев) развивается или в результате резкого уменьшения объема поджелудочной железы (панкреонекроз, сдавление опухолью), или в результате высокого уровня гормонов с антагонистическим действием. При первичном диабете I типа и при вторичном диабете в результате уменьшения объема поджелудочной железы наблюдается абсолютное уменьшение уровня инсулина в крови. При первичном диабете II типа и при вторичном диабете в результате повышенной активности контринсулярных гормонов уровень инсулина в крови может быть нормальным или даже повышенным. Тип I первичного сахарного диабета Тип I первичного сахарного диабета (инсулин-зависимого) развивается в результате резкого снижения количества β-клетках в островках Лангерганса. В плазме крови наблюдается очень низкий уровень инсулина. В результате нарушенного обмена веществ у больных развивается кетоацидоз. Заболевание чаще всего развивается в молодом возрасте (ювенильный сахарный диабет), чаще всего до 30 лет. У заболевших обнаружена связь заболевания с некоторыми антигенами гистосовместимости, например, с HLA-B8, -B15, -DR3 и -DR4. Особенно важную роль имеет локус HLA- D, т.к. у 95% больных с первичным сахарным диабетом I типа обнаруживают гомозиготную экспрессию DR3, DR4 или гетерозиготную экспрессию DR3/DR4. Также обнаружено, что данный тип диабета часто развивается у людей с мутацией в 57 позиции гена DQ β и при наличии антигена DQw8. Кроме того, у больного сахарным диабетом человека 20% потомков первого поколения будут также страдать от данного заболевания. Причина деструкции β-клеток точно не определена. В некоторых случаях заболевание связывают с перенесенной вирусной инфекцией, особая роль принадлежит коксакивирусу В и вирсу паротита. Предполагается, что данные инфекции приводят к аутоиммунизации организма к антигенам β-клеток. Аутоантитела против них обнаруживаются у 90% больных в начале заболевания. Эти антитела направлены против разных компонентов клетки: цитоплазменных и мембранных белков, а иногда и против самого инсулина (иммуноглобулины класса IgG и IgE). Также у этих пациентов обнаруживают сенсибилизрованный Т-лимфоциты, разрушающие В-клетки. При микроскопическом исследовании поджелудочной железы у больных с впервые выявленным диабетом обнаруживают лимфоцитарные инфильтраты в островках Лангерганса («инсулит»). Как предполагается, вирусная инфекция, поражающая островковые клетки, приводит к аутоиммунизации, которая обусловлена генетической предрасположенностью. Перечисленные выше антигены гистосовместимости обнаруживается не только при сахарном диабете, но и при болезнях Грейвса, Аддисона и при пернициозной анемии, которые также характеризуются наличием аутоантител. В редких случаях причиной сахарного диабета может быть отравление нитрофенилмочевиной (содержащейся в ядах, применяемых против крыс) и цианидами. Тип II первичного сахарного диабета Этиология первичного сахарного диабета II типа (инсулин-независимого) является еще менее изученной. Установлены следующие факторы, влиящие на его развитие: 1. Нарушение секреции инсулина. Базальная секреция инсулина у пациентов обычно не нарушена, однако быстрая его секреция после употребления пищи резко уменьшена. Это привод к нарушению усвивания углеводов клетками. Медленная (отсроченная) секреция обычно не нарушена в начале заболевания, однако со временем и она нарушается. В результате того, что инсулин хоть и в низких концентрациях, но все же присутствует в крови, нарушения обмена глюкозы обычно выражены не сильно и кетоацидоз развивается редко. У таких пациентов секрецию глюкозы можно стимулировать медикаментозными препаратами (сульфонилмочевина) и введение экзогенного инсулина проводят в редких случаях. В большинстве случаев этого тип диабета развивается у взрослых и пожилиых людей. Иногда встречаются и случаи начала заболевания в детском возрасте, в данном случае обнаружена генетическая обусловленность заболевания, которая передается по аутосомно-доминантному типу наследования, связанному с одним геном. При начале заболевания во взрослом возрасте склонность к заболеванию обусловливается нарушениями в нескольких генах, причем заболевание передается по наследству 50% потомков. 2. Резистентность клеток к инсулину. Дефект в строении рецепторов к инсулину приводит к нарушению захвата инсулина клетками. Чаще всего резистентность к инсулину обнаруживается при ожирении и беременности. При ожирении и беременности в норме наблюдается компенсаторное повышение секреции инсулина. У пациентов с предрасположенностью к диабету в результате нарушения секреции инсулина компенсация не развивается. Поэтому развитие диабета II типа обычно ускоряется при ожирении и беременности. Иногда у пациентов с высокой резистентностью к инсулину обнаруживают в крови антитела против инсулиновых рецепторов. Эти антитела обычно класса IgG и оказывает блокирующий эффект на рецептор. В некоторых случаях резистентность к инсулину может быть обусловлена снижением количества рецепторов на мембране клетки, нарушением строения рецепторов, дефектами в механизме передачи сигнала с рецепторов в клетку. Иногда при лечении диабета I типа инсулином развивается «инсулиновая резистентость» из-за синтеза антител против инсулина коров и свиней. Морфологические изменения Морфологические изменения в поджелудочной железе обычно варьируют, специфичеких изменений для сахарного диабета не обнаружено. При I типе диабета в начальных стадиях заболевания обнаруживают лифоидную инфильтрацию (инсулит), затем развивается резкое снижение количества β-клеток в островках, что приводит к их резкому уменьшению. При II типе диабета в начальных стадиях заболевания никаких изменений в отровках не обнаруживается. Иногда при длительном течении можно обнаружить фиброз и амилоидоз островков, причем с в состав амилоида может входить инсулин. Однако аналогичные измнения иногда обнаруживают у пожилых людей не страдающих диабетом, поэтому данный признак не является диагностическим. В канальцах почек часто обнаруживается гликоген, который образуется из реадсорбированной глюкозы. В результате развития сахарного диабета во многих органах обнаруживаются признаки нарушения обмена веществ. Различают острые и хронические осложнения сахарного диабета. Острые осложнения сахарного диабета 1. Диабетический кетоацидоз наблюдается при тяжелом течении сахарного диабета, при котором уровень инсулина резко снижен, а уровень глюкагона резко повышен. Чаще он развивается при диабете I типа. При низком уровне инсулина в клетках активируется липолиз, высвобождающиеся при этом жирные кислоты окисляются в печени до ацетилкоэнзима А (ацетил- КоА), однако он не вступает в цикл Кребса. Поэтому в печени из него синтезируются ацетоуксусная, β- оксимаслянная кислоты и ацетон (называемые кетоновыми телами). Синтез кетоновых тел активируется глюкагоном. Кетоновые тела попадают в кровь (кетоемия), откуда они захватываются мышечными клетками и используются для извлечения энергии, а также они выводятся с мочой (кетонурия). Кетоновые тела являются сильными кислотами, поэтому они приводят в снижению рН крови и снижению в крови количества бикарбонатов. В результате снижения рН крови стимулируется дыхательный центр, что приводит к учущению дыхания и снижению концентрации CO 2 в крови. Также понижается рН мочи. В результате ацидоза и нарушения энергообразования в клетках головного мозга развивается кома. 2. Гиперосмолярная кома развивается также при тяжелых формах диабета. При очень высокой глюкозурии в почках происходит осмотический диурез (полиурия), что приводит к резкому уменьшению объема циркулирующей крови и повышению осмолярности крови, из-за чего развивается резкое обезвожживание тканей организма. 3. Гипогликемическая кома является осложнением не самог заболевания, а терапии. Она может развиться при введении больших доз инсулина или в случае голодания больного. Поэтому дозу инсулина обычно расчитывает с учетом съеденных углеводов и применяют только после еды. Хронические осложнения сахарного диабета 1. Диабетическая микроангиопатия является характерным признаком сахарного диабета. Она характеризуется диффузным утолщением базальном мембраны капилляров (гиалиноз) во всех органах. Наиболее сильно поражаются почки (клубочки), сетчатка глаза, кожа и скелетная мускулатура, реже – канальцы почек, плацента, периферические нервы. Утолщение базальной мембраны происходит из-за отложения в ней белков крови в результате повышенной проницаемости сосудов. В состав гиалина при сахарном диабете входят также жиры (липогиалин). 2. Диабетическая макроангиопатия проявляется в виде быстропрогрессирующего атеросклероза. В результате этого у больных сахарным диабетом быстро развиваетсяч ишемическая болезнь сердца и атеросклеротическая дисциркуляторная энцефалопатия. Быстрое развитие атеросклероза связывают с тем, что при сахарном диабете в крови наблюдается повышенный уровень триглицеридов и холестерина. 3. Нейропатия и катаракта развиваются в результате повышенного образования сорбита при сахарном диабете. Установлено, что в этих тканях при высоком уровне глюкозы в крови под действием альдолазредуктазы из глюкозы синтезируется сорбит, который является осмотически активным веществом и плохо диффундирует. В результате происходит резкий внутриклеточный отек, который может привести к гибели клеток. Установлено, что данные изменения в нервах, хрусталике (и, возможно, в мелких сосудах и канальцах почек) происходят в результате того, что в этих органах клетки могут захватывавать глюкозу и без инсулина. 4. Другие осложнения суммированы в таблице 1. Наиболее часто при сахарном диабете развиваются инфекционные осложнения и нарушается заживление ран. Хронические язвы на ногах являются одной их самых труднорешаемых проблем при сахарном диабете. ЗАБОЛЕВАНИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Актуальность проблемы. Патология щитовидной железы была известна врачам глубокой древности. Ей приписывали важную роль в жизнедеятельности организма. Древнегреческие скульпторы изображали Геру, богиню плодородия, как правило, с увеличенной щитовидной железой. Древнекитайские врачи применяли высушенную щитовидную железу для лечения зоба. В ряде районов Украины, где в почве, воде, а следовательно, и в продуктах питания недостает йода, до настоящего времени остается актуальной проблема эндомического зоба. Особую актуальность приобрели различные аспекты патологии щитовидной железы, включая и онкологические, после Чернобыльской катастрофы. Цель обучения – уметь определять основные макро- и микроскопические проявления различных вариантов зоба, объяснить причины и механизм их развития, оценить вероятные осложнения и исход, значение их для организма. Диффузный нетоксический зоб Диффузный нетоксический зоб развивается в тех случаях, когда по каким-либо причинам незначительно снижается содержание тиреоидных гормонов в крови и по сути является компенсаторной гиперплазией, направленной на восстановление эутиреоидного состояния в организме. Точные механизмы гиперплазии не установлены. У больных уровень тиреотропного гормона (ТТГ) остается нормальным. Предполагается, что клетки щитовидной железы становятся более чувствительными к действию ТТГ из-за истощения в них органического йода при нарушении синтеза гормонов. Этиология. Основной причиной диффузного нетоксического зоба является нарушение синтеза тиреоидных гормонов. В зависимости от причины этих нарушений выделяют эндемический и спорадический зоб. Эндемический зоб развивается в результате хронического дефицита йодидов в пище и воде. Чаще всего он наблюдается у людей, проживающих в горной местности, удаленной от моря, например, в Карпатах, центральных районах Кавказа, Альпах, Гималаях. Среди этого населения у 5% людей наблюдается развития диффузного нетоксического зоба, причем увеличение щитовидной железы может быть значительным. В горных районах, граничащих с морем, эндемических зоб встречается редко из-за обилия йодидов в морской воде. Эндемических зоб чаще развивается у женщин, предположительно из-за того, что потребность в йоде возрастает во время беременности и лактации. Часто для снижения частоты данного заболевания в эндемических очагах в обычную поваренную соль добавляют соли, содержащие йод. Реже в определенных районах обнаруживают «зобогенные факторы», которые нарушают синтез тиреоидных гормонов. Так, при изучении эндемических очагов в некоторых районах Южной Америке, Голландии и Греции было установлено, что зобогенные факторы могут присутствовать в растениях, выращиваемых в данном регионе, например, в капусте и маниоке. Развитие спорадического зоба не связано с местностью проживания. Причиной его может являться увеличенная потребность организма в зобе, например, в пубертатном периоде или при беременности. Реже он развивается при врожденном дефекте ферментов, участвующих в синтезе гормонов. Также может наблюдаться усиленный синтез тиреоид-связывающего глобулина крови, который связывает свободные тиреоидные гормоны, нарушая их взаимодействие с рецепторами на клетках-мишенях. При это общий уровень тироксина может быть нормальным или увеличенным, а уровень свободного тироксина – резко сниженным. Однако в большинстве случаев причину спорадического нетоксического диффузного зоба установить не удается. Морфологические изменения. Термином «зоб» обозначается увеличение щитовидной железы независимо от её причины. При диффузном нетоксическом зобе на ранних этапах происходит равномерное увеличение железы, а затем появляются многочисленные узлы, иногда больших размеров. Считается, что образование узлов происходит из-за периодической смены периодов гиперплазии и инволюции ткани железы в зависимости от периодических колебаний уровня йодидов в пище. На поверхности среза определяется желеобразный блестящий коллоид. Микроскопически на ранних стадиях определяются небольшие гиперплазированные фолликулы, высланные высоким призматическим эпителием и содержащие мало коллоида. Предполагают, что при увеличении количества поступающих в организм йодидов, синтез гормонов резко увеличивается, что морфологически проявляется увеличение фолликулов из-за накопления коллоида, эпителий становится кубическим или уплощенным. Эти изменения чаще всего сосуществуют, т.е. одновременно присутствуют и переполненные коллоидом большие фолликулы, и гиперпластические небольшие бедные коллоидом фолликулы. Кроме того, часто наблюдаются выраженный склероз в строме железы, очаги кровоизлияний и кальцификации. Исход. При нормализации уровня поступающих с пище йодидов железа обычно уменьшается, при раннем начале лечения возможен возврат норме, Однако в большинстве случаев размеры не возвращаются к норме, отдельные узлы сохраняются. В этом случае применяют хирургическое лечение. Риск развития злокачественных опухолей при диффузном нетоксическом зобе крайне низок. Болезнь Грейвса Болезнь Грейвса является самой распространенной причиной повышения содержания тиреоидных гормонов в крови. Заболевание встречается довольно часто, женщины болеют в 4-5 раз чаще мужчин. Наиболее часто оно развивается в возрасте от 15 до 40 лет. Имеет значение семейная предрасположенность и связь с определенными генами гистосовместимости (HLA-DR3 и B8). Часто у этих людей наблюдаются другие аутоиммунные заболевания, например, пернициозная анемия или тиреоидит Хашимото. Этиология и патогенез. Причины развития заболевания не установлены. При болезни Грейвса в крови обнаруживают аутоантитела класса G, направленных против рецептора к тиреотропному гормону на фолликулярных клетках щитовидной железы. Аутоантитела вызывают активацию этих рецепторов, т.е. они действуют так же, как и ТТГ. В ответ на это клетки железы начинают гиперпродукцию тиреоидных гормонов. При беременности эти антитела свободно проникают через плаценту, что приводит к развитию гипертиреоидизма у плода. После рождения титр материнских антител постепенно снижается и симптомы заболевания исчезают. Морфология. Щитовидная железа при данном заболевания резко увеличивается в размерах, приводя к появлению выпячивания на шее. Часто при болезни Грейвса наблюдаются глазные симптомы – экзофтальм (в 70% случаев), расширение глазной щели и нарушение функции глазных мышц. Экзофтальм развивается в результате накопления в в периорбитальных тканях мукополисахаридов и резкого их отека. Однако степень экзофтальма не имеет связи с уровнем тиреоидных гормонов в крови. Накопление мукополисахаридов происходит и в других тканях. Наиболее характерно появление округлых, возвышающихся над поверхностью кожи, папул на медиальной поверхности ног. Микроскопически определяется усиленная васкуляризация железы, наблюдается увеличение количества и размеров клеток в фолликулах. Фолликулы плотно прилежат друг к другу. Количество коллоида в фолликулах уменьшено, иногда он вакуолизирован из-за выраженного протеолиза тиреоглобулина. В строме определяется лимфоцитарная инфильтрация, иногда с формированием лимфоидных узелков с центрами размножения. Аутоиммунный тиреоидит Хашимото Аутоиммунный тиреоидит является самой распространенной причиной гипотиреоидизма. Развивается наиболее часто в молодом возрасте, в 10 раз чаще у женщин. Имеется связь с HLA-DR5 антигеном. Этиология и патогенез. Причины развития заболевания не установлены. Повреждение щитовидной железы обусловлено аутоиммунной реакцией против щитовидной железы. В железе обнаруживают аутореактивные Т-киллеры, а в крови – аутоантитела против тиреоглобулина и других компонентов коллоида, против микросом, иногда против рецепторов к ТТГ, а также антитела, стимулирующие рост клеток щитовидной железы. Морфологические изменения. На начальных этапах заболевания щитовидная железа диффузно увеличена, уплотнена, с наличием крупных узлов. По мере прогрессирования заболевания железа постепенно уменьшается. Микроскопически обнаруживаются признаки деструкции фолликулов железы с выраженной лимфоидной инфильтрацией стромы. В сохранившихся фолликулах эпителиальные клетки резко увеличиваются в размерах, количество цитоплазмы в них резко увеличено. Эти клетки называют клетками Хертле. Иногда обнаруживаются регенераторные узлы, состоящие из клеток Хертле. В исходе заболевания развивается склероз щитовидной железы. В 5% случаев может развиться папиллярный рак щитовидной железы или В-клеточная лимфома. |