cellular pathology 54 - naresuan university · pathologic stimuli physiologic change not disease...

Cellular Pathology Cellular Pathology

ผศผศ..พญพญ.. จุลินทรจุลินทร สําราญสําราญ,, พพ..บบ.,., วว..วว.. ((พยาธิวิทยากายวิภาคพยาธิวิทยากายวิภาค))ภาควิชาพยาธิวิทยาและนิติเวชศาสตรภาควิชาพยาธิวิทยาและนิติเวชศาสตรคณะแพทยศาสตรคณะแพทยศาสตร มหาวิทยาลัยนเรศวรมหาวิทยาลัยนเรศวร

วัตถุประสงคของการเรียน; นิสิตสามารถ• บอกและอธิบาย วิเคราะห และ วินิจฉัย ชนิด สาเหตุ กลไกการ

เกิดโรค การเปล่ียนแปลงทางโครงสรางและหนาที่ การดําเนินโรค อันเนื่องจาก การบาดเจ็บและการตาย ของ เซลลและเนื้อเยื่อ

• ประยุกตใชความรูกบัตัวอยางผูปวยทางคลินิก ในการวินิจฉัย รักษา สงเสริมสุขภาพและปองกันโรคได

เนื้อหา• คําจํากดัความของ “การบาดเจ็บของเซลล” (Definition of cell injury)• สาเหตุที่ทําใหเซลลบาดเจ็บ (Cause of cell injury)• การปรับตัวของเซลล (Cellular adaptations of growth and

differentiation)

• การตอบสนองที่เกดิขึ้นภายในเซลล เม่ือเซลลบาดเจ็บ (Subcellular responses to cell injury)

• การสะสมของสารภายในเซลลและ Hyaline change

(Intracellular accumulation and Hyaline change)

เนื้อหา• การบาดเจ็บและการตายของเซลลแบบ Necrosis (Cell injury and

necrosis); กลไกการเกิดการบาดเจบ็และตายของเซลล แบบ Necrosis, การเปล่ียนแปลงทางโครงสรางของ Reversible Cell Injury และ Cell Necrosis และ ผลกระทบทางคลินิกเมื่อเกิด Necrosis

• การตายของเซลล แบบ Apoptosis

• การสะสมของแคลเซี่ยมในและนอกเซลล

(Pathology of Calcification)

• การแกตัวของเซลล (Cellular aging)

• Somatic death

การบาดเจ็บของเซลล (Definition of cell injury)

• เซลลเปนหนวยเล็กที่สุดของรางกายประกอบดวย Organelles และ เอนไซม หลากหลายชนิด รวมกันทําหนาที่ตางๆ เพ่ือความคงอยูและทําหนาที่ไดอยางปกติ ที่เรียกวา Normal HomeostasisNormal Homeostasis และ การที่เซลลจะคงอยูอยางปกติสุขไดนั้นยังขึ้นกับปจจัยอืน่ๆ ไดแก สภาวะแวดลอมที่เหมาะสม การไดรับสารอาหารที่จําเปนอยางพอเพียง และการกําจัดของเสียภายในเซลลอยางมีประสิทธิภาพ เปนตน Normal Homeostasis

Neighboring cells

Metabolic substrates

External factors

Genetic programs

Internal factors

Environment

สรางสารและพลังงานเพ่ือการดํารงชวีิต

ควบคุมสมดุลชวีเคมีภายในเซลล

การสรางเซลลเพ่ิมเพ่ือชดเชย หรือ ซอมแซมเซลล

ขับของเสยีออกจากเซลล

StimuliStimuli StimuliStimuli

Clinical Manifestation

การสูญเสีย การทํางานของเซลล

เซลลมีพยาธิสภาพReversible or Irreversible

• เม่ือเซลลสัมผัสกับ Stimuli จนเกิดการบาดเจ็บนั้น การตอบสนองของเซลล (Cellular response) ที่เกิดขึ้นมีหลายรูปแบบ ขึ้นอยูกับขึ้นอยูกับ ชนิดของเซลลที่ถูกกระตุนหรือรบกวนชนิดของเซลลที่ถูกกระตุนหรือรบกวน ชนิดและความรุนแรงของชนิดและความรุนแรงของ Stimuli Stimuli และระยะเวลาที่สัมผัสและระยะเวลาที่สัมผัสกับกับ Stimuli Stimuli เชน กรณีกลามเนื้อหัวใจขาดเลือดไปเล้ียง ไมเกิน 10 – 15 นาที กลามเนื้อหัวใจก็จะบาดเจ็บไมมาก สามารถปรับสูสภาพปกติได แตถานานกวา 1 ชั่วโมง ผลที่เกิดขึ้นตามมาคอื กลามเนื้อหัวใจตาย เปนตน

Normal cell

Reversible injury

Cellular adaptation

Irreversible injury or

Cell death

Diagram 1 การเปล่ียนแปลงของเซลลเมื่อสัมผัสกับส่ิงกระตุน

Stimuli รุนแรงนอย

Stimuli รุนแรงนอย-ปานกลาง

Stimuli รุนแรงมาก

เมื่อStimuli ยังคงมีอยูตลอดเวลา

Stimuli

Physiologic stimuli

Pathologic stimuli

Physiologic change not disease Disease

Cellular adaptation

Cell injury

Reversible

IrreversiblePoint of no return

สาเหตุที่ทําใหเซลลบาดเจ็บ (Cause of cell injury)

1. การขาดออกซิเจน (Oxygen Deprivation)– ภาวะรางกายขาดออกซเิจน เรียกวา Hypoxemia - เกิดเนื่องจาก

ความผิดปกติของระบบหัวใจและหลอดเลือด ระบบหายใจ ภาวะโลหิตจาง หรือ ภาวะ Carbon monoxide poisoning ทําใหรางกายขาดออกซิเจน

– สวนภาวะรางกายขาดเลือดไปเล้ียง ทีเ่รียกวา Ischemia ทําใหเซลลบาดเจ็บรุนแรงกวา Hypoxemia เนื่องจากรางกายจะขาดทั้งออกซิเจน และขาดสารอาหารสําคัญโดยเฉพาะ Glucose ซึ่งมาพรอมกับกระแสเลือด นอกจากนั้นยงัทําใหของเสียคัง่ในรางกายสวนทีข่าดเลือดไปเลี้ยงอีกดวย


2. สิ่งกระตุนทางกายภาพ (Physical Agents)

ส่ิงกระตุนทางกายภาพ อันไดแก การบาดเจ็บจากอุบัตเิหตุ ความรอน - ความเยน็จัด การเปล่ียนแปลงของบรรยากาศ รงัสี และกระแสไฟฟา เปนตน

3. สารเคมีและยาสารเคมีและยา ((Chemical Agents and DrugsChemical Agents and Drugs))

ชนิดของสารเคมีที่ทาํใหเซลลบาดเจ็บและตายไดนั้นมีมากมายหลายชนิด แมกระทั่ง Glucose เกลือ และ ออกซิเจน ถามีความเขมขนสูงๆก็ทําใหเซลลบาดเจ็บและตายได


4. เชื้อกอโรค (Infectious Agents)เชื้อที่สามารถกอโรคไดมีมากมายหลายชนิด มีตั้งแต ขนาด

เล็กมากไมสามารถมองเห็นไดดวยตาเปลา เชน เชือ้ไวรัส จนกระทั่งสามารถมองเห็นไดดวยตาเปลา เชน พยาธิตัวตืด หรือ Large tapeworm นอกจากนั้นยังมีเชือ้ที่มีขนาดอยูระหวางเชื้อทั้งสอง คือ เชือ้ Rickettsiae เชือ้แบคทีเรีย เชื้อรา และหนอนพยาธิ


5. ปฏิกิริยาทางภูมิคุมกันภายในรางกาย (Immunologic Reactions)ภูมิคุมกันของรางกายมีหนาที่ตอตานและทําลายส่ิง

แปลกปลอมที่เขามาในรางกาย บางครัง้ปฏิกิริยาภูมิคุมกันของรางกายนอกจากจะทําลายส่ิงแปลกปลอมแลว มีผลทําใหเกิดการบาดเจ็บและตายของเซลลไดเชนกัน นอกจากนั้นปฏิกริิยาภูมิคุมกันชนิด Anaphylactic reaction ตอส่ิงแปลกปลอมหรือยารักษาโรค และ ภูมิคุมกันของรางกายที่ตอตานเซลลหรือเนื้อเยือ่รางกายตนเอง (Autoimmune reaction) ก็ทําใหเซลลบาดเจ็บและตายเชนกัน


6. ความผิดปกติทางพันธุกรรม (Genetic Derangements)ถามีความผิดปกติทางพันธุกรรมที่รุนแรงมาก ทําใหพิการ

ตั้งแตกาํเนิด เชน Congenital malformations associated with Down syndrome หรอื มีความผิดปกติทางพันธุกรรมบางสวนหรือเฉพาะบางยีน กท็ําใหเกิดโรคบางอยาง เชน Hemoglobin S in sickle cell anemia และ Inborn errors of metabolism ทําใหรางกายขาดเอนไซมบางอยาง เปนผลใหมีเมตาบอลิซึมที่ผิดปกติไป


7. ความผิดปกติของสารอาหาร (Nutritional Imbalances)ความผิดปกตขิองสารอาหาร มีทั้งการขาดสารอาหาร

บางอยางทําใหเซลลบาดเจ็บและตาย เชน การขาดโปรตีนและแคลอรี่ (Protein-calorie deficiencies) และ การขาดวิตามินเกลือแรบางชนิด นอกจากนั้น ภาวะที่สารอาหารบางอยางเกินความจําเปนก็เปนสาเหตุที่สําคัญในปจจบุัน เชน ภาวะคลอเรสเตอรอลในเลือดสูง (Hypercholesterolemia) กับการเกิดโรคหลอดเลือดแขง็ (Arterosclerosis) และโรคอวน เปนตน

กลไกการบาดเจ็บของเซลล

44 กลไกสําคัญที่ทําใหเกิดการบาดเจ็บของเซลลกลไกสําคัญที่ทําใหเกิดการบาดเจ็บของเซลล1. การสรางพลังงาน ATP ของเซลลไมเพียงพอ (Impaired Energy

Production)

2. ความผิดปกติเกดิขึ้นกับโครงสรางและหนาที่ (Integrity) ของ Cell membrane(Impaired Cell Membrane Function)

3. ความผิดปกตขิองสารพันธุกรรม หรือ Gene (Genetic Alteration)

4. เมตาบอลิซึมผิดปกติ (Metabolic Derangements)

การสรางพลังงาน ATP ของเซลลไมเพียงพอ (Impaired Energy Production)

• ภาวะน้ําตาลในเลือดต่ํา หรอื Hypoglycemia

• Hypoxia; การขาดออกซิเจนของเซลล

• Enzyme Inhibition; กรณีของ Cyanide poisoning ซ่ึง ยับยั้งการทํางานของเอนไซม Cytochrome oxidase ทําใหรางกายขาด ATP อยางเฉียบพลัน

• Uncoupling of Oxidative Phosphorylation; ในภาวะที่มีการบาดเจ็บแลวทําให Mitochondria swelling จะทําใหมีการแยกตัวระหวาง Oxidation และ Phosphorylation ซ่ึงอยูใน Mitochondria ทําใหรางกายขาด ATP ตามมา

Glucose(All cells)

Fatty acids(Not all cells)

Acetyl-CoA+

Oxaloacetate

NADH reduced

flavoprotein

OxidativePhosphorylation(mitochondrion)

NADflavoprotein

Beta-Oxidation(cytosol)

Glycolysis(cytosol)

Hypoglycemia

H2OO2

Hypoxemia

Failure UncouplingEnzymeInhibition

TricarboxylicAcid cycle NH3

Amino acid

Gluconeogenesis

Diagram 2 การสรางพลังงานในระดับเซลล

ATPADP

เซลลใดในรางกายที่ไวตอการขาด ATP มากที่สุด ?

เซลลสมอง ?เซลล

กลามเน้ือลาย?

เซลลที่มี high metabolic rate เกี่ยวของกับความไวตอการขาดพลังงานอยางไร ?

ผลที่เกิดเมื่อ เซลลขาดพลังงาน ATP

• Intracellular Accumulation of Water and Electrolysisเม่ือขาดพลังงาน ATP สงผลตอ The energy-dependent sodium pump และ calcium pump ที่ Cell membrane ทําให;

– น้ําและ Na+ จากภายนอก เขาสูภายในเซลล ทําใหเซลล และ organellesบวม

– Ca2+ ไหลเขาสู cytoplasm สงผลตอการกระตุนเอนไซม Phospholipase ทําใหมีการทําลาย plasma membrane

– ความเขมขนของสารในเซลลเปล่ียนแปลงสงผลตอ metabolism

• Change in Organellesเม่ือมีการไหลของ น้าํและ Na+ จากภายนอก เขาสูภายในเซลลแลว ผลตามมาก็คอื การบวมของ Organelles อื่นๆ เชน

– rough Endoplasmic Reticulum บวม ทําให ribosome แยกตัวออกจาก Endoplasmic Reticulum สงผลใหเกดิความผิดปกติของการสรางโปรตีนของเซลล

– Mitochondria swelling เปนผลใหการสรางพลังงานที่ Mitochondria ยิ่งบกพรอง ดงันั้นรางกายจะยิ่งขาดพลังงาน ATP มากขึ้น

• Switch to Anaerobic Metabolismเม่ือรางกายขาดออกซิเจน เซลลจะปรับไปสรางพลังงานโดยใชขบวนการที่ไมใชออกซิเจน (Anaerobic Metabolism) แทนทําให:

– Lactic acid ในเซลลมากทําใหคา pH ลดลงเกิด Chromatin clumping และ Disruption of organelle membrane โดยเฉพาะถา lysosome แตก เอนไซมที่บรรจุใน lysosome ก็จะหลุดออกมาทําลายสวนตางๆ ของเซลล สุดทายเซลลก็จะตาย

เซลลขาดพลังงาน ATP

การค่ังของน้ําและ อิเล็กโตรไลตในเซลล

การควบคุมการเขา-ออกของ cell membrane ผิดปกติ

เซลล และ organelles บวม

Mitochrondria บวมและสราง ATP ไมได

เซลลสรางพลังงานโดยไมใชออกซิเจน – Anaerobicmetabolism

Ribosome หลุดจาก rER ทําใหสรางโปรตีนไมได

เพิ่มของเสียและlactic acid ในเซลล

Lysosome แตกและทําใหเอนไซมทําลายเซลลเอง

เซลลตาย

Ca2+

น้ํา และNa+

Membrane damage

pH ตํ่าลง

การทําหนาที่ของ cell membrane เสียไป(Impaired Cell Membrane Function)

• Cell membrane ถูกทําลายโดย Free Radicals หรอื อนุมูลอสิระ เปนโมเลกุลที่ไมคงตัว (Unstable Particle) สามารถทําปฏิกิรยิาเคมีกับโมเลกุลขางเคียงแลวทําใหเกิดการบาดเจ็บของเซลลได

• Cell membrane ถูกทําลายโดย Activate complement ทั้งนี้เกิดจากการที่ Free Radicals กระตุน สารประกอบ Complement ในน้ําเลือด ทําใหมีการสราง C5b, C6, C7, C8 และ C9 ที่จะทําปฏิกิริยากับ Cell membrane คลายกับเอนไซม Phospholipase ทําให Cell membrane เสียหาย

Free radical

O2–

OH‐

H2O2

Free radical

O2– OH‐ H2O2

Generation of free radical

Free radical scavenger

•Antioxidants ‐ vitamin E•Glutathione peroxidase•Superoxide dismutase•Catalase

Reactive oxygen metabolites

By•Xanthine oxidase in hypoxic tissue•Neutrophils•Oxygen therapy•Drugs/toxins•Irradiation etc.

Peroxidation of lipids

Thiol‐containing protein damage

DNA damage

Mitochondria damage

Membrane damage

Ion pump damage

Impaired protein synthesis

Calcium influx into cell

• Membrane lysis by Enzymes;– กรณีผูปวยโรคตับออนอักเสบ จะพบมีการรั่วของเอนไซมภายในทอของตบัออน ทําใหเอนไซม Lipase ไหลออกมาทําลาย Cell membrane ของเซลลไขมันรอบๆตับออน แลวเกิดการตายของเซลลไขมันนั้น เรียกวา Enzymatic fat necrosis

– กรณีติดเชื้อ Clostridium perfringens ซ่ึงเชื้อชนิดดงักลาวนี้สรางเอนไซมทําลาย Cell membrane ทําใหเซลลตาย

• Membrane lysis by Physical and Chemical Agents; ความรอนจัด หรือ เย็นจัด และ สารเคมีบางชนดิสามารถทําลาย Cell membrane ไดโดยตรง

• Membrane lysis by Viruses; เชือ้ไวรัสสามารถทําลายเซลลไดทั้งทางตรงและทางออม

– เชื้อไวรัสบางชนิดสามารถแทรกผาน Cell membrane เขาสูเซลลโดยตรง และในขณะเดียวกันก็จะทําลาย Cell membrane ในบริเวณนั้นทําใหเซลลบาดเจ็บและตายได

– การทําลายเซลลทางออมโดยเชือ้ไวรัส เชน เม่ือเซลลตับติดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี เชือ้ไวรัสดังกลาวจะทําใหเซลลตับสรางโปรตีนของเชื้อไวรัสและภูมิคุมกันของรางกายจะถูกกระตุนผลคือเซลลอักเสบจะทําลายเซลลตับที่ติดเชือ้ไวรัสนั้นเอง

ผลที่เกิดเมื่อ Impaired Cell Membrane Function

• Loss of Cell Membrane Function

Cell membrane มีหนาที่ในการรักษาสภาพความเขมขนของสารประกอบและเกลือแรตางๆ ภายในเซลลเพ่ือใหเซลลสามารถคงอยูและทําหนาที่ไดอยางปกติ ดงันั้น Cell membrane จะกาํกบัการผานเขาออกของ น้ํา สารประกอบและเกลือแร ดังกลาว และ ถา Cell membrane ถูกทําลาย คุณสมบัติดงักลาวก็จะเสียไปทําใหไมสามารถควบคุมการผาน เขา-ออกของน้ํา สารประกอบและเกลือแร ได ทําใหความเขมขนและปรมิาณของสารประกอบและเกลือแรเปล่ียนไป และเซลลก็ไมสามารถทําหนาที่ไดตามปกติ

• Loss of Structural Integrity

เม่ือมีการทําลาย Cell membrane จะทําใหเซลลบาดเจ็บและตาย แตถาสวนที่ถูกทําลายนั้นไมมาก ก็สามารถซอมแซมได

• Deposition of Lipofuscin

Lipofuscin คอื เม็ดสีน้ําตาลทอง ขนาดเล็ก ซ่ึงไดจากการยอยสลายสวนของ membrane ของทั้งเซลลและ Organellesที่บาดเจ็บ ดังนั้นถาพบมีการสะสมมากแสดงถงึมีการทําลาย cell membrane มาก เชน ในคนสูงอายุและผูปวยจากโรคเรือ้รงั จะพบการสะสมของเม็ดสีนี้ที่ เซลลกลามเนื้อหัวใจ ตับ และ สมอง โดยไมมีความผิดปกติของอวัยวะดังกลาว - Lipofuscin จัดเปน “Wear and Tear”Pigment หรือ สัญลักษณ ของความเสื่อมถอยของรางกาย

Cell Membrane ผิดปกติ

เซลลตาย

โครงสรางผิดปกติ

ขึ้นกับขนาดของความผิดปกติ และ สามารถซอมไดหรือไม

หนาที่ผิดปกติ

การค่ังของสารน้ําและ อิเล็กโตรไลตในเซลล

เซลลบาดเจ็บ

การสะสมของเม็ดส ีLipofuscin ในเซลลที่เคยบาดเจบ็และมีการซอมแซม cell membrane

ความผิดปกติของสารพันธุกรรม

• Inherited genetic abnormalities - ความผิดปกติของสารพันธุกรรมที่เกิดขึ้น โดยไดรับการถายทอดมาจากพอแม

• Acquired genetic abnormalities ความผิดปกติของสารพันธุกรรมที่เกิดขึ้นเองในภายหลัง เชน Genetic mutation กับการเกิดมะเรง็ หรอื เนือ้งอก และเปนที่ทราบกันดีวา มีปจจัยแวดลอมหลายอยางที่สามารถทําใหมีการกลายพันธุของสารพันธุกรรม รวมทั้ง การติดเชือ้ไวรัสบางชนิด รังสี สารเคมีและยาบางอยาง เปนตน

ผลกระทบที่เกิดขึ้นเมื่อมีความผิดปกติของสารพันธุกรรม

• Failure of Synthesis of Structural Proteins

การตดิเชือ้ไวรัสบางอยางมีผลตอความผิดปกติของสารพันธุกรรม และหากติดเชือ้ไวรัสอยางรุนแรง เซลลอาจจะตาย เนื่องจากความผิดปกติของสารพันธุกรรมรุนแรงและการสรางโปรตีนที่สําคัญบางอยางของเซลลเสียไป แตถาการติดเชือ้ไวรัสนั้นไมรุนแรงมาก การยับยั้งการสรางโปรตีนเกิดขึ้นเพียงบางสวนทําใหเซลลที่ติดเชื้อบาดเจ็บไมถึงตายได

• Failure of Mitosis

การรบกวนหรือการยับยั้งการแบงตัวเพ่ิมจํานวนของเซลลนั้นมักจะเกิดกับเซลลบางชนิดที่มีศักยภาพในการเพิ่มจํานวนและในภาวะปกติจะมีการแบงตัวเพ่ิมจํานวนเพื่อทดแทนเซลลเกาอยางสมํ่าเสมอ (Labile cells ) อยูแลว เชน กรณีที่เกิดความผิดปกติยับยัง้การเพ่ิมจํานวนของ เซลลไขกระดูก จะทาํใหเกดิภาวะโลหิตจาง ติดเชื้องายและมีเลือดออกงาย เนือ่งจาก เม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดขาวและเกร็ดเลือดต่าํ เปนตน

• Failure of Growth-regulating Proteins

ความผิดปกตขิองสารพันธุกรรมที่ควบคมุการสราง Growth-regulating Proteins เหลานี้จะพบเปนสาเหตุของเนือ้งอกและมะเร็ง

• Failure of Enzyme synthesis

ถามีความผิดปกติของสารพันธุกรรมซึ่งทําหนาที่ควบคุมการสรางเอนไซมใดๆ ตัง้แตในระยะตัวออน ก็จะทําใหเปน โรคเมตาบอลิซึมผิดปกติตัง้แตกําเนิด ที่เรียกวา Inborn errors of metabolism และ ถาความผิดปกตินี้เกี่ยวของกับเอนไซมที่สําคัญตอชีวิตมากๆก็จะทําใหอาการของโรครุนแรงและตายไดตั้งแตระยะแรกๆ แตถาความผิดปกตินี้เกี่ยวของกับเอนไซมที่สําคัญไมมาก การบาดเจ็บของเซลลอาจจะไมมาก หรือเรียกวา Sublethal cellular injury ซ่ึงอาการที่ปรากฏจะไมรุนแรง

ความผิดปกติของสารพันธุกรรม

ยับยั้งการสรางโปรตีน เอนไซม หรือ โปรตีน

โครงสราง

ยับยั้งการแบงตัวเพิ่มจํานวนของ

เซลล

ไมสามารถควบคุมการสราง Growth-regulating Proteins

เซลลบาดเจ็บ หรือ ตาย

กรณีที่เกิดความผิดปกติยับยั้งการเพิ่มจํานวนของ เซลลไขกระดูก จะทําใหเกิดภาวะโลหิตจาง ติดเช้ืองายและมีเลือดออกงาย

เน้ืองอก หรือ มะเร็ง

เมตาบอลิซึมผิดปกติ (Metabolic Derangements)

• Exogenous Toxic Agents

ไดแก alcohol, drugs, heavy metals and infectious agents เปนตน ทําใหเซลลบาดเจ็บหรือตายได โดยการขัดขวางปฏิกริิยาทางเคมีตางๆ ของเซลล ถาการขัดขวางรุนแรงไมมากเซลลอาจจะแคบาดเจ็บ แตกรณีที่รุนแรงมากเซลลอาจจะตายได

• Endogenous Toxic Agents

ไดแก สารประกอบจําพวกไขมัน และ แรธาตุตางๆ เปนตน การสะสมของสารเหลานี้อาจจะทําใหเซลลบาดเจ็บหรือตายไดขึ้นกับความรุนแรง

เมตาบอลิซึมผิดปกติ เซลลตายรุนแรงมาก

เซลลบาดเจ็บ

รุนแรงไมมาก

การสะสมของสารภายในเซลลIntracellular accumulation

Subcellular alterations

Hereditary lysosomal storage disorders Drug – induced lysosomal diseases

etc

Normal cell

Reversible injury

Cellular adaptation

Irreversible injury orCell death






การปรับตัวของเซลล (Cellular adaptations)

Increased functional demand

Decreased functional demand

Alteration of cell morphology

Increased numbers of cells“Hyperplasia”

Increased cell size“Hypertrophy”

Decreased numbers of cells“Involution” ‐ physiologic

Decreased cell size“Atrophy”

Change from one to other mature cell type

“Metaplasia”

Involution – decreased cell numbers

โดยมากจะเปน Physiologic process มากกวา Pathologic process

• Thymus gland involution เม่ืออายุมากขึน้

• Myometrium involution หลังคลอดบตุร (Postpartum)

Atrophy – decreased cell size

• Physiologic atrophy

– การลดขนาดลงของ testis ในคนสงูอายุที่หมด hormone เพศ

• Pathologic atrophy

– Disuse atrophy กรณีที่ผูปวยเขาเฝอกนานๆ กลามเนื้อลายบรเิวณดังกลาวจะมีขนาดเล็กลงหรือลีบ

– Ischemic atrophy กรณีที่อวัยวะหรือเนื้อเยือ่ดังกลาวขาดเลือดไปเล้ียงชาๆ

– Denervation atrophy กรณีที่มีการบาดเจ็บหรือฉีกขาดของเสนประสาทที่ไปเล้ียงกลามเนื้อลาย ทําใหเซลลกลามเนื้อลายเฉพาะที่ถูกเล้ียงโดย nerve fiber ดังกลาวมีขนาดเล็ดลง

Denervation atrophy

Brain atrophy in elderly

Ischemic atrophyHypertrophy‐Increased cell size

• Physiologic hypertrophy เชน กรณีคนทํางานหนัก กลามเนื้อลายจะโตใหญขึ้นเพ่ือ หลีกเล่ียงการบาดเจ็บจากงานหนัก หรือ กรณนีักเพาะกาย

• Pathologic hypertrophy

– ผูปวยความดันโลหิตสูง กลามเนื้อหัวใจหองลางซายตองทํางานหนักเพ่ือออกแรงสบูฉดีโลหิตเขาสู Aorta ที่มีแรงดันเลือดสูง ทําใหกลามเนื้อหวัใจหองลางซายโตขึ้นและหนาขึ้น เปนตน หรือ กรณีผูปวยที่มี Aortic valve stenosis กลามเนื้อ left ventricle ตองออกแรงเพ่ิมในการสูบฉีดเลือดไปเล้ียง

http://medlib.med.utah.edu/WebPath/webpath.html

Ventricular hypertrophy

Hyperplasia – Increase cell numbers

• Physiologic hyperplasia เชน ใน mentrual cycle ที่มีการหลั่ง Estrogen ทําใหมีการกระตุนที่ endometrium และมีการเพ่ิมจํานวนของ endometrial glands - Proliferative endometrium

• Pathologic hyperplasia

– ในกรณเีสียเลือดมากเซลลไขกระดูกจะเพ่ิมจํานวนเซลล เพ่ือผลิตเม็ดเลือดทดแทน

– กรณีที่มีการกระตุนจากฮอรโมนที่ผิดปกติในเพศชายทําให มีการเพ่ิมจํานวนของเซลลตอมลกูหมาก ทําใหตอมลูกหมากโตเบียดทางเดินปสสาวะและทําใหปสสาวะลําบาก

– ในเพศหญิงถามีการกระตุนดวย estrogen แบบผิดปกติ สงผลใหชั้น endometrium หนา และทําใหประจําเดือนมากผิดปกติได


Prostatic hyperplasia

Endometrial hyperplasia

Hypertrophy and hyperplasia

• สวนใหญจะพบเปน Physiologic process และเปนผลจาก hormone ดังนั้นอวัยวะที่มักจะพบบอยจะเปนอวัยวะที่ตอบสนองตอ hormone เชน Breast tissue และ myometrial smooth muscle ในชวง pregnancy

Metaplasiaเม่ือมีส่ิงกระตุน หรือ รบกวน (Stimuli ) ทําใหเซลลมีการปรับตัวโดยการเปล่ียนชนิดของเซลล จากเซลลที่เจริญเต็มที่แลวชนิดหนึ่งไปเปนเซลลที่เจริญเต็มที่แลวอีกชนิดหนึ่ง เพ่ือใหเหมาะสมกับส่ิงแวดลอมใหม เชน

• กรณีที่มีการอักเสบระคายเคืองเปนเวลานานทาํใหเซลลเยื่อบุผิวของ Endocervix ซึ่งเปนชนิด Simple columnar cells เปล่ียนเปน Stratified squamous epithelium ซึ่งเปนเซลลทีส่ามารถทนตอการระคายเคืองดังกลาว เรียกวา Squamous metaplasia

• กรณีในคนที่สูบบุหรีน่านๆ มีการระคายเคืองตอเยื่อบุทางเดินหายใจ ซึ่งเดิมเปน Pseudostratified columnar epithelium เปล่ียนเปน Stratified squamous epithelium ซึ่งสามารถทนตอการกระตุนหรือรบกวนดังกลาวเรียกวา Squamous metaplasia

• กรณีของผูปวยที่มีกรดไหลยอน – reflux esophagitis จะพบวาเซลลเยือ่บุหลอดอาหารสวนปลายที่เปน stratified squamous epithelium จะเปล่ียนเปน glandular or columnar epithelium ที่สามารถทนกรดได เรียกวา Glandular metaplasia

• กรณีของผูปวยที่มีการอักเสบเรื้อรังที่เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (Connective tissue) จะพบมีการเปล่ียนของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันไปเปน กระดูกได เรียกวา Osseous metaplasia

Squamous metaplasia ท่ี Endocervix

Dysplasiaเม่ือมีส่ิงกระตุน หรือ รบกวน (Stimuli ) ทําใหเซลลมีการปรับตัวโดยทีเ่ซลลจะมี Maturation และ Differentiation ผิดปกติไป เซลลดังกลาวจะมีความผิดปกติของรปูราง ลักษณะ และขนาดรวมทั้งการเรียงตัวของเซลล ซึ่งการปรับตัวนี้มักเกิดกบัเซลลเยื่อบุ เชน เซลลเยื่อบ ุSquamous epithelium ของปากมดลูกหรือ ทางเดินหายใจ และที่สําคัญ Dysplasia ยังพบมีความสัมพันธเกี่ยวของกับการกลายเปนมะเร็งตอไปไดอีกดวย

Cervical DysplasiaCervical Dysplasia

Normal cell

Reversible injury

Cellular adaptation

Irreversible injury orCell death






การบาดเจ็บของเซลลไมถาวร Reversible Injury

Cellular or cloudy swelling

Subcellular responses to cell injury

Intracellular Accumulation

เซลลบวม หรือ Cellular swelling

• คือ การเปล่ียนแปลงทางโครงสรางที่พบเปนอันดับแรกๆ ภายหลังเซลลไดรับบาดเจ็บแบบไมถาวร ซ่ึงการเปล่ียนแปลงดังกลาวสามารถสังเกตได ตั้งแตระดบัของเซลลจนถึงระดับของอวัยวะ เม่ือการบาดเจ็บนั้นเกิดขึ้นกบัเซลลทุกเซลลภายในอวัยวะนั้นๆ ทําให อวัยวะมีลักษณะแข็งขึ้น น้ําหนักเพ่ิมขึ้น และสีของอวัยวะนั้นๆจางลง

• จากการศึกษาดวยกลองจุลทรรศนธรรมดา พบวา เซลลบวมและโตขึ้น ภายใน Cytoplasm จะพบมีชองวางเล็กๆ ที่เรียกวา Vacuole จํานวนมาก (นั่นคือ Endoplasmic reticulum ที่บวมน้ํา) เรียกลักษณะดังกลาววา Hydropic change หรอื Vacuolar degeneration

เซลลบวม หรือ Cellular swelling

จากการศึกษาเซลลดวยกลองจุลทรรศนอิเล็กตรอน• มีการเปลี่ยนแปลงของ Cell membrane (Plasma membrane

alterations) ไดแก การเปลี่ยนแปลงโครงสรางของ Microvilli ทําใหมี blebbing, blunting, and distortion การสราง myelin figures จาก Cell membrane ท่ีเสียหาย และ การที่เซลลหลุดออกจากกันไมยึดติดกันเหมือนในสภาวะปกติ (Loosening of intercellular attachments)

• มีการเปลี่ยนแปลงของ Mitochondria (Mitochondrial changes) ไดแก Mitochondria บวมน้าํ รูปลักษณะของ Mitochondria ท่ีจะเห็นไมชัด หรือ การจับตัวของสารประกอบจําพวก Phospholipid เปนกอนอยูภายใน Mitochondria เปนตน

• การขยายขนาดหรือบวมของ Endoplasmic reticulum รวมกับการหลุดของ Ribosome ออกจาก rough ER

• มีการเปลี่ยนแปลงสารประกอบภายในนิวเคลียส (Nuclear alterations)

From Robbins PATHOLOGIC BASIS of DISEASE sixth edition

Reversible injury

Irreversible injuryVS

การตอบสนองที่เกิดข้ึนในระดับเซลล เม่ือเซลลบาดเจ็บ

(Subcellular responses to cell injury)

ภายหลังที่เซลลถูกกระตุนหรือรบกวนจาก Stimuli ผลที่ตามมาคอื มีการเปล่ียนแปลงของกระบวนการ รวมถึง Organelles ที่สําคัญตางๆภายในเซลล ดังนั้นการเปล่ียนแปลงที่จะกลาวถึงนี้เปนการเปล่ียนแปลงที่เกิดขึน้ภายในเซลล เพ่ือตอบสนองตอ Stimuli ที่ทําใหเกิด การบาดเจ็บแบบเรือ้รังของเซลล และ การปรับตัวเพ่ือความอยูรอดของเซลล มากกวาจะเปนการบาดเจ็บแบบเฉียบพลัน

Lysosomal Catabolism

• Primary lysosomes คือ Membrane-bound intracellular organelles มีลักษณะเปนถุงเก็บเอนไซมตางๆ ซ่ึงสรางจาก rough ER ไว อันไดแก Acid phosphatase, glucuronidase, sulfatase, ribonuclease และ collagenase. และถุงเล็กๆที่เรียกวา Lysosomes น้ีมีหนาท่ียอยสารตางๆ ท้ังจากสารประกอบภายนอกเซลลและภายในเซลล

• เซลลท่ีมีหนาท่ีทําลายสิ่งแปลกปลอม เชน เซลลอักเสบจําพวก Neutrophils และเซลล Macrophages จะใช Lysosomes น้ีทําหนาท่ียอยทําลายสารตางๆ โดยเฉพาะสิ่งแปลกปลอมภายนอกเซลลท่ีถูกนําเขาเซลลซ่ึงเรียกวา Heterophagy

• และเซลลใดๆในรางกายก็สามารถยอยชิ้นสวนของเซลลไดเอง เรียกวา Autophagy หรือถามีชิ้นสวนของ Organelles ท่ีเสียหายไมสามารถยอยสลายได เซลลก็จะสะสมไวในรูปของ Lipofuscin pigment ซ่ึงมีสีเหลืองทอง โดยมากจะพบการสะสมของ pigment ดังกลาวใน เซลลกลามเนื้อหัวใจ เปนตน

• โรคผิดปกติทางพันธุกรรมบางโรค ทําใหมีการขาดเอนไซมบางอยางของ Lysosomes ทําใหไมสามารถยอยสารบางอยางได เปนผลใหมีการสะสมของสารที่ยอยไมไดน้ันภายในเซลล เรียกวา Hereditary lysosomal storage disorders และเกิดอาการผิดปกติทางคลินิกในที่สุด

• การรบกวนการทํางานของเอนไซมใน Lysosomes อาจจะเปนผลจากยา เชน Cloroquine ซ่ึงเปนยารักษาโรคไขมาเลเรีย ทําใหเกิด Acquired or drug-induced (iatrogenic) lysosomal diseases เปนตน

Induction (Hypertrophy) of Smooth Endoplasmic Reticulum

• เชน กรณีผูปวยที่ใชยา Barbiturates นานๆ จนทนตอยาและไมตอบสนองตอยาในปริมาณยาเทาเดิม ทําใหตองเพ่ิมปริมาณยามากขึ้นเร่ือยๆ แสดงถึงรางกายสามารถปรับระดับ Tolerance ตอยาได และในผูปวยกลุมนี้จะพบ smooth ER ในเซลลตับมีขนาดโตขึ้น เน่ืองจาก smooth ER ในเซลลตับทําหนาท่ีทําลายยาดังกลาว จึงทําใหเพ่ิมการทําลายยา

Mitochondrial Alterations

• การเปลี่ยนแปลงของ Mitochondria ท้ัง จํานวน ขนาด และ รูปราง เปนสาเหตุสําคัญที่ทําให เซลลบาดเจ็บและตาย ท้ังแบบ Necrosis และ Apoptosis ดังเชน เมื่อเซลลมีการปรับตัวเพ่ิมขนาด ก็จะพบวา จํานวนของ Mitochondria น้ันเพ่ิมขึ้น หรือเมื่อเซลลมีการปรับตัว ทําใหขนาดของเซลลเล็กลงก็จะพบวา จํานวนของ Mitochondria น้ันลดลง

• ในบางภาวะจะพบ Mitochondria ท่ีมีขนาดใหญและมีรูปรางท่ีผิดปกติไป เชน กรณีผูปวยที่เปนโรคตับเน่ืองจากการด่ืมเครื่องด่ืมแอลกอฮอล และรายที่มีความผิดปกติทางพันธุกรรมทําใหมีความผิดปกติในการทํางานของ Mitochondria เชน Mitochondrial myopathy ซ่ึงเปนโรคของกลามเนื้อลาย เปนตน

Cytoskeletal Abnormalities• Cytoskeleton เปนสวนประกอบของโครงรางภายในเซลลที่สําคัญ

ความผิดปกตขิอง Cytoskeleton พบไดในหลายๆโรค

• Cytoskeleton ประกอบดวย

– Microtubules (มีขนาดเสนผานศูนยกลาง = 20 to 25 nm)

– Thin actin filaments (มีขนาดเสนผานศูนยกลาง = 6 to 8 nm)

– Thick myosin filaments (มีขนาดเสนผานศูนยกลาง = 15 nm)

– พวก Intermediate filaments ตางๆ (มีขนาดเสนผานศูนยกลาง =10 nm).

• เม่ือ Cytoskeleton มีความผิดปกติ จะทําให

– การทํางานบางอยางของเซลลเสียไป อันไดแก การเคล่ือนไหวบางสวนของเซลล และการเคล่ือนที่ของ Organelles ภายในเซลล ดังเชน โรค Kartagener หรอืThe immotile cilia syndrome มีความผิดปกติของ Microtubules ซ่ึงเปนสวนประกอบที่สําคัญของ Cilia ทําให เยื่อบุทางเดินหายใจไมสามารถพัดโบกไลส่ิงแปลกปลอมได ทําใหเกดิการอักเสบเรือ้รงัของหลอดลมเล็กๆ เรียกวา Bronchiectasis หรือ การที่มีความผิดปกติของ Microtubules ทําใหการเคล่ือนที่ของ Sperms ผิดปกติและเปนหมัน

• เม่ือ Cytoskeleton มีความผิดปกติ จะทาํให

– มีการสะสมของสารบางอยางภายในเซลล ดังเชน ในผูปวยที่เปนโรคตับเนือ่งจากการดื่มเครือ่งดื่มแอลกอฮอลจะพบมี การสะสมของ Intermediate filaments ใน Cytoplasm ของเซลลตับทําใหเห็น มีกอนสีชมพูรูปรางหลากหลาย ใน Cytoplasm ของเซลลตับ เรียกวา Mallory body หรอื alcoholic hyaline เปนตน

การสะสมของสาร (Cellular accumulation) ภายในเซลล หรือในเนื้อเยือ่ ทําใหมีการเปล่ียนแปลงพยาธิสภาพของเซลลและเนื้อเยือ่ที่เซลลนั้นประกอบอยู โดยสารทีส่ะสมอาจเปน

• สารท่ีพบไดปกติภายในเซลล (Normal endogenous substance) แตพบสะสมในปริมาณที่มาก

• สารท่ีจะไมพบอยูภายในเซลลปกติ แตจะพบภายในเซลลผิดปกติเทานั้น (Abnormal Endogenous Substances) ดังกรณีที่มีความผิดปกติเมตาบอลิซึมของสารภายในเซลล

• สารจากภายนอกเขามาสะสมภายในเซลล เนื่องจากเซลลไม

สามารถกําจัดไดหมด (Exogenous substances)

Cellular Accumulation

การสะสมของน้ําภายในเซลล

การสะสมของน้ําใน Cytoplasm ของเซลล เปนผลจาก Stimuli ใดๆ ทําใหเกิดความผิดปกติทาง โครงสรางและหนาที่ของ Membrane จนไมสามารถควบคุมการผานเขา-ออกของน้ําและแรธาตุได เซลลและ Organelles ภายในเซลลจะบวม และ Cytoplasm มีลักษณะเปนฝาเรียก Cloudy swelling และ ถามีการสะสมน้ํามาก มีการบวมของ Organelles ตางทําใหเห็นเปนVacuoles เล็กๆภายใน Cytoplasm เรียกวา Hydropic degeneration (หรือ Hydropic dhange) ซ่ึงภาวะดังกลาวจะพบไดในกรณีขาดพลังงาน ATP หรือในภาวะโปตัสเซ่ียมในเลือดต่าํ (Hypokalemia)

การสะสมของ Glycogen ภายในเซลล

ในภาวะปกติ เซลลจะสํารองพลังงานในรปู Glycogen ดงันั้น ถามีความผิดปกติทีจุ่ดใดจุดหนึ่งของขบวนการเมตาบอลิซึมของ Glucose และ Glycogen จะทําใหมีการสะสมของ Glycogen ภายในเซลลมากเกิน การสะสมของ Glycogen ภายในเซลลจะมีลักษณะเปน Vacuoles หรอืชองวางๆใสๆ เหมือนกับ การสะสมน้ําและไขมัน ดังนั้นการจะพิสูจนวา Vacuoles หรอืชองวางๆใสๆ นั้นสะสม Glycogen หรือเปลา จะตองใชการยอมพิเศษดวยวิธีการ Best carmine หรือ PAS reaction ซ่ึงสารเคมีดังกลาวจะทําปฏิกิริยากับ Glycogen เปล่ียนเปนสีมวง

การสะสมไขมันภายในเซลล(Fatty Change)

• Fatty Change คอื การสะสมของ Triglyceride ใน Cytoplasm ของเซลล (Parenchymal cells) โดยจะพบบอยที่เซลลตับ

• การสะสมของ Triglyceride ใน Cytoplasm ของเซลลตับ เนื่องจากมีความผิดปกติในขบวนการเมตาบอลิซึม ของ Triglyceride

Nucleus

Liver cell

Sinusoid

Free fatty acidFree fatty acid

CholesterolPhospholipids

Triglycerides

Rouge Endoplasmic Reticulum

Apoprotein

Synthesis

Lipoprotein Lipoprotein in Plasma

Diagram 3 Fat metabolisms in Liver cell

Acetyl-CoA,Ketone

Adipose Tissue

1

23

4

สาเหตุของ Fatty Change

• เมื่อมี Free fatty acid ใน ระบบไหลเวียนเลือดมากขึ้น เชน การอดอาหาร (Starvation) หรือ กรณีผูปวยโรคเบาหวาน

• เมื่อมีการเพ่ิมการทํางานของเอนไซมท่ีมีหนาท่ีเปลี่ยน Free fatty acid ใน Cytoplasm ของเซลลตับ ใหเปน Triglyceride ทําให ปริมาณ Triglyceride ใน Cytoplasm ของเซลลตับมากขึ้น เชน เคร่ืองด่ืม Alcohol มีผลกระตุนเอนไซมดังกลาว ทําใหเกิด Fatty Change ท่ีเซลลตับ

Nucleus

Liver cell

Sinusoid

Free fatty acidFree fatty acid

CholesterolPhospholipids

Triglycerides

Rouge Endoplasmic Reticulum

Apoprotein

Synthesis

Lipoprotein Lipoprotein in Plasma

Diagram 3 Fat metabolisms in Liver cell

Acetyl-CoA,Ketone

Adipose Tissue

1

23

4

• กรณีท่ีมีการลดหรือยับยั้งการทํางานของเอนไซมท่ีมีหนาท่ีเปลี่ยน Triglyceride ใน Cytoplasm ของเซลลตับ ใหเปน Acetyl-CoA และ Ketone bodies ทําใหปริมาณ Triglyceride ใน Cytoplasm ของเซลลตับเพ่ิมขึ้น เชน กรณีผูปวยที่ขาดออกซิเจน (Hypoxia) และผูปวยโลหิตจาง (Anemia)

• เมื่อมีการสราง Apoprotein ลดลง ทําใหไมสามารถนํา Triglyceride ใน Cytoplasm ของเซลลตับ เขาสูกระแสเลือดได อันไดแก ภาวะขาดโปรตีน และ เมื่อไดรับสารพิษตอตับ เชน Carbon tetrachloride and Phosphorus เปนตน

Fatty change

การสะสมของ Cholesterol หรือ Cholesterol ester ภายในเซลล

ในภาวะปกติเซลลของรางกายจะควบคุมเมตาบอลิซึมของคลอเรสเตอรอลอยางเขมงวด และ จะใชคลอเรสเตอรอล เพ่ือการสรางสวนประกอบของ Membrane ของเซลล เทาน้ันโดยไมมีการสะสมภายในเซลล และถามีความผิดปกติเกิดขึ้น ก็จะสะสมในรูป Vacuoles เล็กๆภายใน Cytoplasm ของเซลล

• Atherosclerosis:ภาวะหลอดเลือดแข็งตัว โดยเริ่มจากการมีการสะสมของคลอเรสเตอรอลภายในผนังชั้นในของหลอดเลือด (Intima) โดยจะพบการสะสมของคลอเรสเตอรอล ใน Cytoplasm ของเซลลกลามเนื้อเรียบและ Macrophage ทําใหเห็น Vacuoles เล็กๆภายใน Cytoplasm ของเซลลดังกลาว เรียกวา Foamy cells และถาความรุนแรงมากขึ้นเซลลน้ันจะแตกและมีการสะสมของคลอเรสเตอรอลในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันรอบๆแทน การสะสมของคลอเรสเตอรอล รวมกับปฏิกิริยาการอักเสบ และการสะสมของแคลเซี่ยมในระยะตอมาทําใหหลอดเลือดแข็งตัวและอุดตันได

นํามาจาก Ivan D. and Jame L. Pathology, color atlas

• Xanthomas:เปนการสะสมของคลอเรสเตอรอลใน Cytoplasm ของเซลล Macrophage ท่ีเน้ือเยื่อใตผิวหนังจนเปนตุมนูนขึ้นได โดยมากจะพบในภาวะคลอเรสเตอรอลในเลือดสูง

• Inflammation and necrosis:เมื่อมี Stimuli มารบกวนทําใหเซลลตายและมีปฏิกิริยาการอักเสบมาเพื่อกําจัดเซลลท่ีตายนั้น ทําใหมีการสะสมของคลอเรสเตอรอลที่ไดจากซากเซลลท่ีตายนั้นภายใน เซลลอักเสบจําพวก Macrophage

• Cholesterolosis:การสะสมของคลอเรสเตอรอลที่เปนสวนประกอบของน้ําด ี(Bile) ที่ขังภายในถงุน้ําด ี(Gallbladder) โดยคลอเรสเตอรอล จะสะสมภายใน Cytoplasm ของ Macrophage เปน Foamy macrophagesซ่ึงจะรวมตัวกันที่ Lamina propria ของผนังถงุน้ําดี ทําใหเห็นเปนจุดเหลืองๆที่ผนังดานใน และจากการดดูวยกลองจุลทรรศนธรรมดา

การสะสมของโปรตีนภายในเซลล

เมื่อมีปริมาณของโปรตีนภายในเซลลมากเกินไป จะทําใหมีพยาธิสภาพท่ีเปลี่ยนไป โดยจะเห็นการสะสมของเม็ดกลมๆเล็กๆ สีชมพู (Rounded, eosinophilic droplets) ภายใน Cytoplasm ของเซลล และจากการศึกษาดวยกลองจุลทรรศนอิเล็กตรอน จะพบวา เม็ดกลมๆเล็กๆ สีชมพู คือ ผลึก หรือ เสนไยโปรตีนที่มีรูปรางตางๆกันนั้นเอง บางคร้ังอาจจะพบการสะสมโปรตีนทั้งภายในและนอกเซลลได

• ในกรณีผูปวยโรคไตบางโรคมีการสูญเสียโปรตีนออกมาทางน้ําปสสาวะ ที่เรียกวา Proteinuria นั้น พบวา มีการดดูกลับของโปรตีนโดย Proximal tubules ในลักษณะของ Pinocytosis ทําใหเห็นเม็ดกลมๆเล็กๆ สีชมพู ภายใน Cytoplasm ของเซลลบุ Proximal tubules

• การสะสมของ Cytoskeletal protein ในเซลลตับของผูปวยโรคตับจากการดื่มเครือ่งดื่มแอลกอฮอลที่เรียกวา Mallory bodies

การสะสม Pigments ตาง ภายในเซลล

• Exogenous pigments ซ่ึงพบบอยที่สุดคอื Carbon หรอื coal dust ซ่ึงปนเปอนมากบัอากาศที่หายใจ และมักจะถูกดักจับโดย เซลล Macrophages ภายในทางเดินหายใจ หลังจากนั้นสวนหนึ่งจะไปสะสมที่เนื้อปอด และ ตอมน้ําเหลืองที่บริเวณขั้วปอด

• การสะสมของ Carbon หรือ coal dust ในบริเวณดังกลาวจะเห็นเปนกลุมของเซลล Macrophages มีเม็ดสีท่ีสีดําใน Cytoplasm เรียกวา Anthracosis ในกรณีท่ีมีการสัมผัสกับสภาพแวดลอมมี Carbon หรือ coal dust มากๆ เชน กรณีของคนทํางานที่เหมืองถานหิน ก็จะไดรับ Carbon หรือ coal dust จํานวนมากและมีการสะสมในเนื้อปอด เปนผลใหเกิดพยาธิสภาพของปอด เรียกวา Coal worker's pneumoconiosis

Anthracosis


Coal worker's pneumoconiosis


• Endogenous pigments Lipofuscin ซ่ึงเปนสวนของOrganellesที่เสียหายและไมสามารถยอยสลายหรือทําลายไดของเซลล อาจจะเรยีกเปน Lipochrome และWear-and-tear หรือ Aging pigment เม็ดสีชนิดนี้มีสีเหลือง-น้ําตาล และมักพบสะสมใน Cytoplasm ขางๆนิวเคลียส (Perinuclear area) และจะพบสะสมมากขึ้นในผูสูงอาย ุผูปวยที่ขาดอาหาร เปนมะเร็ง หรือโรคเรือ้รงั

• Melanin ซ่ึงเปนเม็ดสีน้ําตาล-ดํา ไดจากการปฏิกิริยา Catalyzes ของเอนไซม Tyrosinase กับ Tyrosine จะสรางโดย เซลล Melanocyte ที่ผิวหนังและจะสะสมอยูที่เซลลผิวหนังทําใหผิวหนังมีสีน้ําตาล ถาสะสมปริมาณมากสีผิวจะเขมมาก และถาเปนเนื้องอกของ melanocytes จะพบมีการสะสมของ melanin ได

Metastatic melanoma (มะเร็งของเซลล Melanocytes)ที่ตอมน้ําเหลือง Malignant Melanoma

• Hemosiderin ซ่ึงเปนเม็ดสีน้ําตาลทอง ที่ไดจากเมตาบอลิซึมของเหล็ก ถาพบสะสมใน Cytoplasm ของ Macrophages เรียกวา Hemosiderin-laden macrophages การสะสมเม็ดสีชนิดนี้ในเนื้อเยือ่ โดยไมมีการบาดเจ็บของเนือ้เยือ่ดังกลาว เรียกวา Hemosiderosis แตถาการสะสมเม็ดสีนี้จํานวนมากๆในเนื้อเยือ่และทําใหมีการบาดเจ็บเนื้อเยือ่บริเวณดังกลาวดวย เรียกวา Hemochromatosis เปนตน

การยอมพิเศษ Prussian Blue

Hemosiderosis of Liver

HYALINE CHANGEHyaline Change จะพบไดทั้งใน และนอกเซลล โดยมี

ลักษณะของการเปล่ียนแปลงที่มีการสะสมสารสีชมพูเกิดขึ้นใน หรือ นอกเซลล ซ่ึงสารดงักลาวโดยมากจะเปนโปรตีนชนิดตาง เชน การสะสมของโปรตนีภายในเซลลตับ ทําใหเห็นเปนกอนสีชมพู เรียกวา Mallory alcoholic hyaline ซ่ึงจัดเปน Intracellular hyaline เปนตน สวนการสะสมสารสีชมพูนอกเซลล หรือ Extracellular hyaline เชน กรณีการมีการสะสมสารสีชมพูเปนปนใน Collagenous fibrous tissue ที่แผลเปนเกาๆ หรอื ในเนื้องอกกลามเนื้อมดลูก ชนิด Leiomyoma ที่เกิดมานานๆแลว หรือ การท่ีมีการสะสมสารสีชมพูที่เสนเลือดเล็กๆ ในผูปวย โรคเบาหวาน หรือความดันสูงที่เปนมานานๆ แลว

HYALINE CHANGE

การบาดเจ็บของเซลลถาวรIrreversible Cell Injury

การตายของเซลลแบบ Necrosis จัดเปนการบาดเจ็บของเซลลแบบถาวร เซลลรางกายชนิดที่ตางกัน จะมีลักษณะหรือพยาธิสภาพการตายของเซลลแบบ Necrosis ทีแ่ตกตางกันอันเปนผลเนื่องจาก เซลลแตละชนิดมีสวนประกอบทีแ่ตกตางกัน ความเร็วในการเกิด Necrosis ของเซลลที่แตกตางกันและชนิดของการบาดเจ็บที่แตกตางกัน ลักษณะของเซลลตาย แบบ Necrosis สวนมาก เปนผลมาจาก – ขบวนการยอยสลายสวนตางๆของเซลลที่ตายโดยเอนไซมภายใน Lysosome ของเซลลที่ตายเอง เรยีกวา Autolysis หรอื จากเอนไซมที่หล่ังจากเซลลอักเสบ เรียกวา Heterolysis และ

– การเสียสภาพของโปรตีนภายใน Cytoplasm ของเซลล

• ชนิดการตายของเซลลแบบ Necrosis ที่พบไดบอยที่สุด คือ Coagulative Necrosis

• ในระยะแรกๆอาจจะยังสังเกตไมพบการเปล่ียนแปลงที่ชัดเจน เชน

– กรณีกลามเนื้อหัวใจตายจากการขาดเลือด จะไมพบการเปล่ียนแปลงทางโครงสรางที่ชัดเจน จนกวา 4 ถงึ 12 ชั่วโมงตอมา แตอาจจะตรวจพบ เอนไซมและโปรตีนที่หลุดออกจากเซลลกลามเนื้อหัวใจที่ตายแลวในกระแสเลือดได ตัง้แต 2 ชั่วโมงแรกหลังจากเซลลตาย

พยาธิสภาพของเซลลตายแบบ Necrosis

• จากการศึกษาดวยกลองจุลทรรศนอิเล็กตรอน พบวา Membrane ของเซลลและ Organelles เสียหายและมีลักษณะไมตอเนื่องกัน Mitochondria บวมมาก มี Myelin figures เพ่ิมขึ้นและมีการสะสมของเศษเซลลตางๆและรวมทั้ง โปรตีนที่เสียสภาพภายในเซลลดวย

สวนนิวเคลียส จะพบมีการเปล่ียนแปลงเปน 3 แบบ คือ

• Karyolysis เปนการเปล่ียนแปลงของนิวเคลียส โดยจะพบวาสีน้ําเงินของนิวเคลียสจะจางลงและไมคมชัด เนื่องจากปฏิกิริยาของเอนไซม DNase ตอ Chromatin

• Pyknosis คือ การเปล่ียนแปลงที่นิวเคลียสจะเหี่ยวและมีสีน้ําเงินเขม เนื่องจาก DNA รวมตัวเปนกอนสีน้ําเงินเขม มักจะพบใน Apoptosis

• Karyorrhexis คือ การเปล่ียนแปลงของนิวเคลียสซึ่งจะเหี่ยวและมีสีน้ําเงินเขมจากนั้นก็แตกออกเปนกอนยอยๆ ดังนั้นอาจจะเกิดตามหลัง Pyknosis และไมวาจะเปล่ียนเปนแบบใด ทายที่สุดนิวเคลียสของเซลลNecrosis ก็จะหายไปหมด

From Robbins PATHOLOGIC BASIS of DISEASE sixth edition

Reversible injury

Irreversible injuryVS

ชนิดของการตายของเซลลแบบ Necrosis

•Coagulative Necrosis•Liquefactive Necrosis•Fat Necrosis•Caseous Necrosis•Fibrinoid Necrosis

Coagulative Necrosis

• Coagulative Necrosis เกิดจากการเสียสภาพของโปรตีนภายในเซลล ดังนั้นเซลลที่ตายแลวจะยังเห็นขอบเขตไดชัด แตจะไมเห็นนิวเคลียสแลว และ Cytoplasm จะมีสีชมพู-แดงสมํ่าเสมอ และมักจะเกิดกับอวัยวะที่เปน Solid Organs ไดแก ตับ ไต หัวใจ ตอมหมวกไต มาม เปนตน โดยมากจะเกิดภายหลังจากการขาดเลือด หรอื ออกซิเจน แตก็อาจจะเกิดจากสาเหตอุืน่ๆ เชน กรณีเนือ้ตับตาย แบบ Coagulative Necrosis เนือ่งจากการติดเชือ้ไวรัส การไดรบัสารพิษ เปนตน

Splenic Infarct http://medlib.med.utah.edu/WebPath/webpath.html

Renal infarct

Liquefactive Necrosis

• Liquefactive Necrosis เกิดเน่ืองจากมีการยอยสลายโดยเอนไซมจากเซลลอักเสบในปฏิกิริยาการอักเสบ เชน การอักเสบเปนหนอง Pus หรือ Suppurative Inflammation

Liver AbscessLiver Abscess

Liquefactive necrosis นี้เกิดจากการยอยสลายเซลลที่ตายโดยเอนไซมภายใน Lysosome ของเซลลเอง เนื่องจากเซลลสมองมีเอนไซมใน lysosome มาก

Fat necrosis

Enzymatic fat

necrosis

Traumatic fat

necrosis

Enzymatic Fat Necrosis

• เปนการตายของเนื้อเยื่อไขมันอันเนื่องจากเอนไซม

ไดแก โรคตับออนอักเสบเฉียบพลัน (Acute Pancreatitis)แลวมีการตายของเนื้อเยื่อไขมันรอบๆตับออนอันเน่ืองจากเอนไซม Lipase ท่ีร่ัวมาจากตับออนยอย Triglyceride ในเซลลไขมันใหกลายเปน Glycerol และ Fatty acids ซ่ึงจะไปจับกับแคลเซี่ยมในเลือด กลายเปน Calcium soap

• จากการสังเกตดวยตาเปลา (Gross Examination) จะพบหยอม หรือ กอนสีขาวดานๆ (Opaque chalky white plaques and nodules) ที่เนื้อเยือ่ไขมันรอบๆ ตับออน นอกจากนั้นอาจจะพบมีการตายของเนือ้เยือ่ไขมันที่เนื้อเยื่อใตผวิหนัง หรือ ในไขกระดูก เนื่องจากเอนไซม Lipase รั่วเขาสูกระแสเลือด ในผูปวยตับออนอักเสบเฉียบพลัน


โรคตับออนอักเสบเฉียบพลัน


Nonenzymatic Fat Necrosis

• การตายของเนื้อเยื่อไขมันแบบนี้จะเกี่ยวของกับปฏิกิริยาการอักเสบ มักจะพบภายหลังการบาดเจ็บกระทบกระแทกที่อวัยวะที่มีเน้ือเยื่อไขมันเปนสวนประกอบจํานวนมาก เชน เตานม หรือ เน้ือเยื่อใตผิวหนัง หรืออาจจะ เรียกอีกอยางหน่ึงวา Traumatic Fat Necrosis

• จากการศึกษาดวยกลองจุลทรรศนธรรมดา พบวา มีการตายของเซลลไขมันและมีการอักเสบเกดิขึ้นในบริเวณดังกลาว โดยจะพบมีเซลลอักเสบจําพวก Macrophages ที่มีขนาดโตขึน้ เนื่องจากมCีytoplasm มากและใส เรียกวา Foamy macrophages นอกจากนั้นจะยังพบเซลลอักเสบชนิดอื่นๆได เชน Neutrophils, Lymphocytes เปนตน เม่ือระยะเวลาผานไปก็จะมีการสะสมของเนื้อเยือ่ไฟบรัสในบริเวณดังกลาวมากขึ้น ทําใหมีลักษณะเปนกอน ในทางคลินิก อาการดงักลาวอาจ สับสนกับเนื้อรายได

Fat necrosis ที่ เตานม


Caseous Necrosis

• Caseous Necrosis เกิดเน่ืองจากปฏิกิริยาตอบสนองของรางกายตอการติดเชื้อ Mycobacterium โดยเฉพาะ Mycobacterium tuberculosis หรือ เชื้อวัณโรค อยางเฉพาะเจาะจง โดยจะพบมีการรวมกลุมของ Macrophages ท่ีมีลักษณะเฉพาะ เรียกวา Epithelioid histiocytes

• การรวมกลุมของ Macrophages ท่ีมีลักษณะเฉพาะ หรือ Epithelioid histiocytes ซ่ึงเปนเซลลท่ีมีขอบเขตไมชัด มีCytoplasm สีชมพูปริมาณมากและถาเซลลดังกลาวมารวมกันหลายๆเซลลจะกลายเปน Multinucleated giant cells การรวมกลุมของเซลลดังกลาวเรียกวา Granuloma และการตายแบบ Coagulative necrosis ของเซลลตรงกลาง Granuloma จะเรียกวา Caseous Necrosis ดังน้ัน อาจจะพอเห็นขอบเขตของเซลลท่ีตายและโครงของเน้ือเยื่อไดบางจากกลองจุลทรรศนธรรมดา แตจากการสังเกตดวยตาเปลา (Gross Examination) จะพบวา เน้ือตายดังกลาวมีสีเหลืองคลายเนย (Cheese-liked appearance)

Caseous Necrosis of Lymph Node

Tuberculosis


Fibrinoid Necrosis

• Fibrinoid Necrosis เกิดจากปฏิกิริยาภูมิคุมกันของรางกายเอง ทําใหมีการตายของเนื้อเยื่อ Connective Tissue เชน โรค SLE, โรค Rheumatic fever, โรค Polyarteritis nodosa เปนตน พยาธิสภาพดังกลาวจะเกิดท่ีผนังของหลอดเลือด โดยจะพบวา ผนังของหลอดเลือดจะถูกแทนที่ดวยปนของสารสีชมพู และอาจจะพบ Fibrinoid Necrosis ของ Arterioles ในผูปวยความดันโลหิตสูงท่ีรุนแรงได

Fibrinoid Necrosis Fibrinoid Necrosis ของของ Arterioles Arterioles

Gangrene

Gangrene คือศัพททางคลินิกที่ใชเรียก กรณีท่ีมีการตายของเนื้อเยื่อจํานวนมาก (Extensive Tissue Necrosis) แบงออกเปน

– Dry gangrene

– Wet gangrene

• Dry gangrene; เกดิจากการขาดเลือด เชน กรณีหลอดเลือดแดงอดุกั้น โดยมักจะกับแขนขา ทําใหเกดิ Coagulative Necrosis ของเนื้อเยือ่อยางมาก บริเวณเนื้อตายมีสีดํา แหง และแยกจากเนื้อเยือ่ปกติไดชัดเจน และมักจะไมมีการติดเชื้อ การรักษาจําเปนที่จะตองตดัเนื้อเยื่อที่ตายทิ้ง เรยีกวิธีการดังกลาววา Debridement

• Wet gangrene; เกิดจากการขาดเลือดเชนกัน รวมกับมีการติดเชือ้ในภายหลัง ทําใหบริเวณเนื้อตายบวมแดง แยกจากเนื้อเยือ่ปกติไดไมชดัเจน และอาจจะมี Liquefactive Necrosis ของเนื้อตายรวมดวยเนื่องจากมีปฏิกิริยาการอักเสบ ทําใหมีการยอยสลายเนื้อเยือ่ที่ตายแลวโดย เอนไซมที่ไดจากเซลลอักเสบ โดยเฉพาะ Neutrophils

Intestinal Gangrene

Gangrene Foot

ผลกระทบทางคลินิกเมื่อเกิด Necrosis(Clinical Effects of Necrosis)

Abnormal Function

Bacterial Infection

Release of Contents of Necrotic Cells

Systemic effects

Local effects

• Abnormal Functionเม่ือเซลลตาย ผลตามมาก็คือ การทําหนาที่ของเซลลนั้นเสียไป

และอาการทางคลินิกอันเนื่องจากการที่เซลลหรือเนื้อเยือ่หรอือวัยวะดังกลาวไมสามารถทํางานไดตามปกติ เชน

• กรณีผูปวยกลามเนื้อหัวใจตายอยางรุนแรง ทําใหการบีบตัวของกลามเนื้อหัวใจ (ที่ปกติ) นําเลือดไปเล้ียงรางกายไมเพียงพอ เกิดภาวะหัวใจลมเหลวในที่สุด เปนตน

อยางไรก็ตามอาการทางคลินิกยังขึ้นกบั ชนิดของเซลลหรือเนื้อเยือ่ที่ตาย ปริมาณของเนื้อเยื่อทีต่าย และ ปริมาณเนือ้เยือ่ปกติที่ยังคงเหลืออยูนั้นสามารถทํางานทดแทนไดหรือเปลา

• กรณีการขาดเลือดไปเล้ียงสมอง ทําใหเนื้อสมองสวน Motor Cortex เพียงบางสวนตาย แมจะเปนพ้ืนที่ที่ไมมาก แตก็ทําใหผูปวยเกิดอาการกลามเนื้อไมมีแรง หรือ Muscle paralysis ได หรอื

• กรณีกลามเนื้อหัวใจตายในปริมาณไมมาก ก็อาจจะไมมีผลทางคลินิกได หรือ

• ผูปวยที่ไตขางใดขางหน่ึงขาดเลือดเล้ียงจนทําใหเนื้อไตตายเกอืบทั้งหมด แตผูปวยก็ยังไมมีอาการ ไตวาย เนื่องจากไตขางที่เหลือสามารถทํางานทดแทน

นอกจากการทํางานที่เสียไปแลว บางครัง้อาการทางคลินิกที่เกิดขึ้นคอนขางหลากหลาย เชน

• การตายของเนือ้สมองหยอมเล็กๆ อาจจะเปนแหลงกําเนิดกระแสไฟฟา ทําใหผูปวยชักได หรือ

• การที่มีบางสวนของลําไสตาย ทําใหการบีบตัวของลําไสบริเวณดังกลาวเสียไป เกิดการอดุกั้นของลําไส หรือ

• ผูปวยที่มีการตายของเนื้อปอด และ มีเลือดออกที่บริเวณเนื้อตายทําใหไอเปนเลือด

• Bacterial Infectionเม่ือมีเนื้อตาย ส่ิงที่ตามมาก็คอื การติดเชือ้แบคทีเรียรวม

ดวย ทําใหอาการแยลง นอกจากนั้นเชือ้โรคอาจจะแพรกระจายไปตามกระแสเลือดและน้ําเหลือง ทําใหติดเชือ้รุนแรงได

• Release of Contents of Necrotic Cellsเม่ือมีการตายของเซลลกลามเนื้อหัวใจ ผลก็คือโปรตีนหรอื

เอนไซมภายในเซลลกลามเนื้อหัวใจจะหลุดเขาสูกระแสเลือด เชน MB isoenzyme ของ Creatinine kinase ซ่ึงจะพบเฉพาะเซลลกลามเนื้อหัวใจเทานั้น ดังนั้นการที่มีเอนไซมดังกลาวในเลือดเพ่ิมสูงขึ้น แสดงวามีกลามเนื้อหัวใจตาย เปนตน

• Systemic effectsเม่ือเซลลตายจะมีการหล่ังสาร Pyrogens ออกจากเซลลที่

ตายแลว และมีการกระตุนปฏิกิริยาการอักเสบผลทําใหเกิดไข (Fever)

• Local effectsเม่ือมีการตายของเซลลเยื่อบุทําใหเกิดแผลและมีเลือดออก

จากบริเวณเนื้อตายได ดงันั้น Local effects จะขึ้นกับความรุนแรงและตําแหนงของเนื้อตาย

การตายของเซลลแบบ Apoptosis

• เปนการตายของเซลลเดี่ยว ๆ เม่ือหมดอายุขัยตามที่กําหนดไว ซ่ึงเรียกวา Programmed cell death

• เปนกระบวนการที่เกิดภายในเซลลเอง โดยไมเกี่ยวของกับ Pathologic stimuli มากระทํา และ ในชวงเจริญเติบโตของทารกในครรภตามปกติ พบวาเซลลที่เกิดขึ้นแลวตายไปเองกเ็ปนเซลลตายแบบ Apoptosis เชนเดียวกัน

• อยางไรก็ตามปจจุบนัพบวา Apoptosis ที่อาจเกดิจาก Pathologic stimuli ได โดยที่ Stimuli ดงักลาวอาจจะไมรุนแรงพอที่จะทําใหเกิดการตายแบบ Necrosis

Four phases of Apoptosis

1. Induction / Signalling phase

เซลลจะไดรับ signal จากทั้ง death induced signals และ cell survival signals ถา death induced signals นั้นแรงกวาหรอืเดนกวาจะทําใหมีการกระตุนใหเกิด apoptosis ทั้งนี้มี BCL-2 เปน anti apoptotic protein

2. Effector phase

หลังจากมี signals กระตุน apoptosis แลวภายในเซลลจะมีการเปล่ียนแปลงโดยเริม่จากการเพิ่ม Mitochondria permeability และสารท่ีเกี่ยวของจะออกจาก mitochondria เขาสู cytoplasm และกระตุนโปรตีนที่เกี่ยวของทีอ่ยูใน cytoplasm ตามลําดับ

3. Degradation phase

เอนไซมที่อยูภายใน cytoplasm จะถูกกระตุน โดยเฉพาะ Caspases ซ่ึงเอนไซนกลุมนี้จะยอย DNA และ proteins ตางๆ รวมถึงการมีการปรากฎของ phosphatidylserine ที่ outer membrane ซ่ึงการเปล่ียนแปลงที่เกิดขึ้นใน nucleus จะเริ่มปรากฎใหเห็นไดทางกลองจุลทรรศน

4. Phagocytic phase

เม่ือเซลลแตกออกเปนชิ้นเล็กๆ และการที่มี phosphatidylserine ที่ outer membrane นําไปสูการกระตุนเซลล macrophages และเซลลขางเคียงมาเกบ็กิน ชิ้นสวนของเซลลนั้น Apoptotic bodies โดยปราศจากการอกัเสบ

การตายของเซลลแบบ Apoptosis

• จากการศึกษาดวยกลองจุลทรรศน Apoptosis จะเริ่มตนดวยการเปล่ียนแปลงที่ nucleus กอน โดย Chromatin จะติดสีเขมและจับตัวเปนกลุมกอน (Clumps) ไปตดิอยูที่ Nuclear membrane ตอมาทั้งตัวเซลลและ Nucleus จะยื่นโปงออกโดยรอบ หลังจากนั้นเซลลก็แตกออกเปนสวนชิ้นสวนเล็ก ๆ เรียก Apoptotic bodies และ Apoptotic bodies จะถูกกิน หรอื Phagocytosis โดยเซลลขางเคียง และ เม็ดเลือดขาวพวก Macrophages จนหมด โดยไมเกิดปฏิกิริยาการอักเสบของรางกาย

S Afford and S Randhawa Demystified ...: Apoptosis Mol. Pathol., Apr 2000; 53: 55 - 63

นํามาจาก www.eirx.com/

Apoptosis

เปนความผิดปกติอันเนื่องจากการสะสมแรธาตุจําพวก Calcium salt ในเซลลหรือเนื้อเยื่อ โดยมากเปนผลเน่ืองจากเซลลหรือเนื้อเยื่อนั้นมีพยาธิสภาพ หรือ มีความผิดปกติของรางกาย ซ่ึงมี 2 แบบคือ

•Dystrophic calcification •Metastatic calcification

PATHOLOGY OF CALCIFICATION Dystrophic calcification• เปนการสะสมแรธาตุจําพวก Calcium salt ท่ีเกิดขึ้นภายในเซลลหรือเนื้อเยื่อที่ตายแลว โดยไมสัมพันธกับปริมาณของ Calcium ในเลือด ท้ังน้ีDystrophic calcification มักจะเกิดในบริเวณท่ีมีการตายของเซลลหรือเน้ือเยื่อทั้งแบบ Coagulative, Caseous และ Liquefactive type

• ดังน้ันมักจะพบการสะสมของ Calcium salt ท่ีผนังเสนเลือดแดงท่ีมีพยาธิสภาพ เรียกวา Atheroma โดยเฉพาะในผูปวย Advanced atherosclerosis ทําใหเสนเลือดแดงน้ันแข็งและขาดความยืดหยุน

• และมักจะพบการสะสมของ Calcium salt ท่ีลิ้นหัวใจของผูปวยที่มีพยาธิสภาพท่ีลิ้นหัวใจ เชน Rheumatic heart disease สงผลตอการปด - เปดของลิ้นหัวใจ

Advanced atherosclerosis

ลักษณะทางพยาธิวิทยา Dystrophic calcification

จากการศึกษาทางจุลพยาธิวิทยา โดยการยอมดวยวิธีการมาตรฐาน (Hematoxylin and eosin stain) Calcium salts ท่ีสะสมในเซลลหรือเนื้อเยื่อจะมีสีนํ้าเงิน (Basophilic) ลักษณะเปนเม็ดๆเล็กใหญท่ีมีรูปรางไมแนชัด (Amorphous granular appearance) อาจจะพบทั้งในและนอกเซลล

การสะสมของ Calcium Salt ในเนื้อเยื่อที่ตายแลว

นํามาจาก erl.pathology.iupui.edu/

สิ่งท่ีอาจจะเกิดตามมาหลังจากการสะสมของ Calcium salt ในบริเวณดังกลาวเปนเวลานานๆ คือ การกลายเปนกระดูก เรียกวา Heterotopic bone หรือการสะสมของ Calcium salt ในเซลลใดๆท่ีตายเพียงหนึ่งเซลลแลวทําใหเกิดการสะสมของ Calcium เปนชั้นๆ เปนวง ดังท่ีพบในเน้ืองอกบางชนิดเรียกวา Psammoma bodies เชน เน้ืองอกไมรายแรงของเยื่อหุมสมอง ชนิด Meningioma และมะเร็งของตอมธัยรอยด ชนิด Papillary carcinoma

กลไกการเกิด Dystrophic calcification

โดยทั่วไปแลว การตกผลึกของแร Calcium phosphate น้ันคลายคลึงกับการตกผลึกของ

Calcium hydroxyhepatite [Ca10 (PO4)6(OH) 2] ท่ีกระดูก

ซ่ึงประกอบดวย 2 ชวงหลัก คือ

– Initiation (or nucleation)

– และ Propagation

ซ่ึงสามารถเกิดไดท้ังในและนอกเซลล

• Initiation (or nucleation) ของการสะสม Calcium salts ภายในเซลล จะเกิดขึ้นที่ Mitochondria ของเซลลที่ตายแลวเปนลําดับแรก

• สวนตัวกระตุน (Initiators) ของการสะสม Calcium salts ภายนอกเซลล– ในภาวะการสรางกระดูกปกติ คือ สาร Phospholipids ซึ่งพบเปน

สวนประกอบใน Membrane-bound vesicles ของกระดูกออนและกระดูก มีขนาดประมาณ 200 nm ที่เรียกวา Matrix vesicles

– ในภาวะที่เซลลหรือเนือ้เยื่อมีพยาธิสภาพ Matrix vesicles ไดมาจากขบวนการเสื่อมถอยและแกของเซลล

และการที่มีความเขมขนของ Calcium ในบริเวณดังกลาวมากขึ้น ก็จะทําใหเกิดการกระตุนการสะสมของ Calcium ตอไป ซ่ึงเปนขั้นตอนของ Propagation

โดยขบวนการจะเริ่มจากการที่ Calcium ion จับกับ Phospholipids ที่ Vesicle membrane ทําใหมีการสราง Phosphate groups โดยเอนไซม Phosphatases เพ่ือมาจับกับ Calcium และทําใหเกดิการจับกันระหวาง Calcium กับ Phosphate ในบริเวณดังกลาวซํ้าไปซํ้ามาจนกระทั้งบริเวณดังกลาวมีปริมาณความเขมขนของ Calcium สูง และเปนผลใหเกิดการกลายเปนผลึกขนาดเล็กๆ ที่สามารถสะสม Calcium จนโตขึ้นเรือ่ยๆจนทําให Membrane ถูกทําลาย แตการที่ผลึกขนาดเล็กๆ จะมีการสะสมมากขึ้นเรื่อยๆนั้น นอกจาก ความเขมขนของ Ca2+ และ PO4 แลวยังขึ้นกับตัวกระตุนและโปรตีนอื่นๆที่มีอยูในเนื้อเยื่อรอบๆเซลล

Calcinosis Calcinosisเปนภาวะที่พบไมบอยนัก หมายถงึ แคลเซี่ยมไป deposit ที่ skin

และ subcutaneous tissue หรอืบางครั้งพบใน deeper tissue เชน กลามเนื้อและ tendons ภาวะเชนนี้อาจเกิดเปนหยอม ๆ เรียกวา Calcinosis circumscripta หรือเกดิทั่ว ๆ ไป เรียกวา Calcinosis aniversalis โดยอาจเกิดรวมกับ scleroderma, dermatomyositis ภาวะการเกิด calcinosis แบบนี้จึงไปคลายกับ (resemble) dystrophic calcification ถาโรคนี้เปนที่ tendons และ muscles จะทําใหเกิดการเคล่ือนไหวลําบาก (interference of motor function) ตัวอยางของ localized form ของ calcinosis อีกอันหนึ่งที่นาจดจําก็คอื Myositi ossificans

Arterial Calcification

• ภาวะ abnormal calcification แบบนี้ อาจเกิดตามหลัง arteriosclerosis ก็คลาย ๆ dystrophic calcification นั่นเอง แตบางทีอาจเกดิใน uninjured blood vessels ในคนสูงอายุ และมักเปนกับ muscular artery ของ extremities ทําใหเกดิ medial calcification เราเรยีกวา Monkeberg’ s sclerosis

METASTATIC CALCIFICATION

• เปนการสะสมแรธาตุจําพวก Calcium salt ที่เกิดขึ้นภายในเซลลหรือเนือ้เยือ่ที่ยังมีชวิีตอยูหรือปกติ โดยการสะสมดังกลาวจะเกิดขึ้นในภาวะที่มีปริมาณของ Calcium ในเลือดสูง เรียกวา Hypercalcemia

ภาวะ Hypercalcemia เกิดจากสาเหตุหลักๆ 4 ประการ คือ1. การเพ่ิมการหลั่ง Parathyroid hormone (PTH) รวมกับมีการ

สลายของกระดูก เชน ภาวะ Hyperparathyroidism เนื่องจากเนื้องอกของตอมพาราธัยรอยด หรือเนือ้งอกอื่นๆที่มีการสรางสารออกฤทธิเหมือนกับ Parathyroid hormone

2. การที่กระดูกมีพยาธิสภาพทําใหมีการทําลายของเนื้อกระดูก เชน ในมะเรง็ของเมด็เลือดขาว Multiple myeloma และ การที่มีมะเร็งจากอวัยวะอื่นๆแลวกระจายมาที่กระดูก เชน มะเร็งเตา

นม มะเร็งตอมลูกหมาก เปนตน

· 3. Vitamin D- related disorders , Sarcoidosis (ทําใหเซลลอักเสบชนิด Macrophages กระตุนสารตัง้ตนในการสังเคราะห Vitamin D และภาวะที่มี Calcium ในเลือดสูงซ่ึงพบในเด็กทารกเนื่องจากมคีวามไวตอ Vitamin D

· 4. ภาวะไตวาย (Renal failure) ทําใหมีการสะสมและคั่งของ Phosphate ในเลือด ทําใหเพ่ิมการหลั่ง PTH เกิด Secondary hyperparathyroidism

• การสะสมแรธาตุจําพวก Calcium salt ใน Metastatic calcification อาจจะเกดิไดทั่วรางกาย แตโดยมากจะเกิดที่ Interstitial tissues ของเยือ่บุในกระเพาะ (Gastric mucosa) , ไต, ปอด, เสนเลือดแดง และ Pulmonary veins. ซ่ึงจะสัมพันธกับการเสียความเปนกรดของเนื้อเยื่อดังกลาวดวย อยางไรก็ตามลักษณะของ Calcium salt ที่สะสมนั้นก็มีลักษณะเหมือนกับการสะสมของ Calcium salt ที่พบใน Dystrophic calcification. แตการสะสมแบบนี้มักไมมีอาการทางคลินิก แตอาจจะตรวจพบโดยบังเอิญจากภาพถายรังสีของปอด แตถาการสะสมในไตน้ันรุนแรงมาก เรียกวา Nephrocalcinosis ก็อาจจะเปนผลใหเกดิการทําลายของเนือ้ไตตามมาได

จบการบรรยายจบการบรรยาย

cellular pathology 54 - naresuan university · pathologic stimuli physiologic change not disease...

Documents