Некроз

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]

Существует шесть отличительных морфологических паттернов некроза: ^[6]

1. Коагуляционный некроз характеризуется образованием студенистого (гелеобразного) вещества в мёртвых 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 твёрдое 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] Тяжёлая ишемия чаще всего вызывает некроз этой формы.^[7]
2. Колликвационный некроз (или разжижающий некроз), в отличие от коагуляционного некроза, характеризуется разложением мёртвых 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 мёртвых 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. Мёртвые клетки распадаются, но не разлагаются полностью, оставляя гранулированные частицы.^[5] Микроскопическое исследование показывает аморфные зернистые остатки, заключённые 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 путём 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] Невооружённым 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]

1. Существуют также очень специфические формы некроза, такие как гангрена (термин, используемый в клинической практике для конечностей, перенёсших тяжёлую 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 Соединённых 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 определённое время (в течение 3 дней, согласно исследованию, проведённому 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]

Некроз может возникнуть из-за внешних или внутренних факторов.

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]

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]

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 отёк клеток. Затем поражённые 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]

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

• Кариолизис: хроматин ядра исчезает из-за потери ДНК в результате деградации.
• Кариорексис: сморщенные фрагменты ядра до полного рассеивания.
• Пикноз: ядро сжимается, а хроматин конденсируется. ^[6]

Другие типичные клеточные изменения при некрозе включают:

• Гиперэозинофилия цитоплазмы на образцах с гематоксилином и эозином.^[16] Он виден как более темное пятно цитоплазмы.
• При рассмотрении в электронный микроскоп клеточная мембрана выглядит прерывистой. Эта прерывистая мембрана вызвана появлением пузырьков на клетках и потерей микроворсинок.^[6]

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

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 мёртвой тканью.

• Санация, относящаяся к удалению омертвевших тканей хирургическим или нехирургическим путём, является стандартной терапией при некрозе. В зависимости от тяжести некроза, может варьироваться от удаления небольших участков кожи до полной ампутации поражённых конечностей или органов. Химическое удаление омертвевшей ткани – это ещё 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]

• В случае ишемии, к которой относится инфаркт миокарда, ограничение кровоснабжения тканей вызывает гипоксию и образование активных форм кислорода (АФК), которые вступают в реакцию с белками и мембранами и повреждают их. Антиоксидантные процедуры могут быть применены для очистки АФК.^[20]
• Раны, вызванные физическими агентами, включая физические травмы и химические ожоги, можно лечить антибиотиками и противовоспалительными препаратами для предотвращения бактериальной инфекции и воспаления. Сохранение раны чистой от инфекции также предотвращает некроз.

• 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]

Если кальция недостаточно, пектин не может быть синтезирован, и поэтому клеточные стенки не могут быть связаны и, таким образом, препятствуя меристемам. Это приведёт к некрозу кончиков стеблей, корней и краёв 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.