Overview of Cell Injury and Cell Death 接下来, 讨论cell的injury 这边将会分成两类来进行 Reversible cell injury 可逆的. 细胞形态上会改变, 但是当刺激移除 ,细胞便可以回复. Irreversible injury and cell death 不可逆的, 这类细胞会改变形态,可以表现 细胞死亡的一些形态 有两类的细胞死亡 一个是necrosis 另一个是apoptosis. 这两种的形态,机制, 在生理或是病里上都是不太相同. 这两种在本章节会加以介绍, 此外, 也会介绍如何造成cell injury的因素. ------------------------------------------------------------------------- 造成细胞伤害的几个因素 Oxygen Deprivation. Hypoxia 因为氧气所造成的伤害, 但是要跟ischemia(缺血造成的伤害)作些区别. Hypoxia 成因是因为降低aerobic oxidative respiration. 例如血液的 携氧量下降, 或是 CO中毒等 Physical Agents 　 就是一些物理上的伤害, 例如 mechanical trauma, extremes of temperature (burns and deep cold), sudden changes in atmospheric pressure, radiation, and electric shock Chemical Agents and Drugs. 就是化学伤害, 就算是glucose在高浓度下也会造成细胞伤害 Infectious Agents. 就是感染性的, 例如很小的virus到稍大的蛔虫tapeworm. Immunologic Reactions 因为免疫系统造成的, 免疫系统攻击病源而造成细胞伤害 Genetic Derangements. 一些基因上的伤害, 例如唐氏症, 染色体出现不正常, 或是镰刀型贫血中,红血球因为hemoglobin 单一氨基酸被取代, 导致寿命简短. Nutritional Imbalances 营养失衡所造成的细胞伤害, 这是细胞伤害的主要原因. 像是缺乏一些维生素. 神经性厌食症(Anorexia nervosa)或是一些自我引起的饥饿, 也会造成细胞受伤. 另外还有一些代谢所造成的疾病, 例如糖尿病, 也会造成细胞伤害. ---------------------------------------------------- 接下来要谈得氏细胞伤害的机制 一开始书中提到一些细胞伤害的基本原理. 例如造成细胞伤害的刺激所持续的期间以及严重性 已经受伤的细胞又遭受到其他的伤害.所引起的细胞伤害 最後就是因为一个或是数种胞器所造成的细胞伤害.(因为功能性或是生化上的失调) 这些都是细胞为何injury的因素. -------------------------------------------------------------------------------------- 接下来, 书上要谈几种cell injury所发生的生化上的机制, 先把标题喵一下 1.DEPLETION OF ATP 2.MITOCHONDRIAL DAMAGE 3. INFLUX OF INTRACELLULAR CALCIUM AND LOSS OF CALCIUM HOMEOSTASIS 4. ACCUMULATION OF OXYGEN-DERIVED FREE RADICALS (OXIDATIVE STRESS) 5. DEFECTS IN MEMBRANE PERMEABILITY DEPLETION OF ATP ATP的耗尽或是合成上的受损, 是造成细胞伤害的原因之一. 通常是伴随着hypoxic and chemical (toxic) injury ATP量低到原来正常量的5%到10%以下, 会影响许多细胞的功能. 例如一些细胞膜上的pump, 细胞在能量代谢上的失衡,Ca++离子pump损耗 使Ca++ 流入等造成细胞内的作用失序.另外也会影响蛋白质合成等. MITOCHONDRIAL DAMAGE 粒线体(mit.)常为许多cell injury的target. 如:hypoxia and toxins. 当mit.形态上受损,会造成增加cutosolic Ca++浓度, 可能透过phospholipaseA2 或是一些pathway来破坏membrane. 而mit.受伤後, 也会造成mit.产生许多通道. 称为mitochondrial permeability transition 造成没有选别性的释放一些离子. 另外mit受损,也会使cytochrome c into the cytosol INFLUX OF INTRACELLULAR CALCIUM AND LOSS OF CALCIUM HOMEOSTASIS Ca++是cell injury的重要mediator, Ischemia and certain toxins 会造成Ca++ 由mit.和ER流入.Ca++近一步影响膜的通透,也会影响许多酵素的活性. ex ATPases (thereby hastening ATP depletion), phospholipases (which cause membrane damage), proteases (which break down both membrane and cytoskeletal proteins), and endonucleases (which are responsible for DNA and chromatin fragmentation). ACCUMULATION OF OXYGEN-DERIVED FREE RADICALS (OXIDATIVE STRESS) 累积一些free redical 也是会造成细胞伤害的原因之一.free radical会伤害核酸 lipid 和蛋白质 使得细胞产生伤害. 而free redical 来自於一些化学药物, 放射线 ischemia-reperfusion injury以及老化,或是免疫系统攻击病源菌所产生的伤害. 课文中也提到细胞内产生 free redical 的几个原因. 例如吸收到放射线,代谢一些化学物质或是药物,或是正常代谢, 还有细胞内的一些过 度金属也会造成 而产生的free redical又会扩大影响 Lipid peroxidation of membranes. Oxidative modification of proteins. Lesions in DNA 为了解决free redical 身体也会靠些酵素来清除free redical ex> catalase, Glutathione peroxidase DEFECTS IN MEMBRANE PERMEABILITY membrane缺乏了选别性,造成不正常的通透,也是伤害细胞的主因之一. 细胞外的damage也是原因, 如一些toxin或是缺血造成的伤害 细胞内万一出现一些变化, 也是会影响 如 Mitochondrial dysfunction. 使Ca++不正常流出 Loss of membrane phospholipids. 合成phosphalipid出了状况 Cytoskeletal abnormalities. 细胞骨架支撑着membrane,骨架有问题, 则细胞膜容易坍塌 Reactive oxygen species. 会影响细胞膜成份 Lipid breakdown products. 一些unesterified free fatty acids, acyl carnitine, and lysophospholipids, catabolic products 会堆积在受伤的细胞,造成phospholilid降解,而影响membrane 比方说通透性 -------------------------- 细胞伤害的可逆与不可逆 当持续伤害不断的进行, 超过一个临界点, 细胞就进入了不可逆的伤害 , 直到发生necrosis. 一些可逆的伤害, 可以从显微镜下看到cellular swelling and fatty change 一些形态上的改变包含包括如下 1.plasma membrane alterations, such as blebbing, blunting, and distortion of microvilli; creation of myelin figures; and loosening of intercellular attachments 2.mitochondrial changes, including swelling, rarefaction, and the appearance of small phospholipid-rich amorphous densities 3.dilation of the endoplasmic reticulum, with detachment and disaggregation of polysomes 4.nuclear alterations, with disaggregation of granular and fibrillar elements. -------------- Necrosis necrosis和apotosis 书上有表可以介绍与比较差异性. 接下来谈一些necrosis cell的一些特徵 形态上: 嗜酸性增加, 所以容易和eosin(红色染料) 结合, 且较正常细胞来说, 呈现比较glassy homogeneous且一些酵素开始分解一些胞器, 所以会 有许多空泡在细胞内产生. 最後变成巨大的且是漩涡性的 构造, 称为myelin figures, 电子显微镜下, 出现的是不连续的膜. 核的改变: 会出现三种patterns, 1.chromatin may fade (karyolysis); 2.pyknosis, characterized by nuclear shrinkage and increased basophilia; 3.karyorrhexis, the pyknotic or partially pyknotic nucleus undergoes fragmentation. 在描述上, 会有几个专有的名词来描述一些pattern coagulative necrosis 相较於liquefactive, 会保存细胞的outline.或是说残骸. 通常因hypoxic death of cells 出现在所有组织, 但是非脑部 liquefactive necrosis hypoxic death of cells出现在脑部会引起这类necrosis 原因不是很清楚. 另外,一些微生物感染,引起发言细胞的堆积,会造成此现象 caseous necrosis 为coagulative necrosis的特殊类, 出现cheesy white gross appearance of the area of necrosis fat necrosis 为fat destruction所造成 这边可能需要注意观察一下各个形态变化 接下来举一些 发生necrosis 的例子 ISCHEMIC AND HYPOXIC INJURY 缺血-缺氧 ISCHEMIA-REPERFUSION INJURY 缺血後-再灌注 CHEMICAL INJURY 化学伤害 ISCHEMIC AND HYPOXIC INJURY 缺血-缺氧 种类: 这类相当常见, 如动脉拴塞, 例如冠状动脉 机制: 缺氧造成的伤害, 在上面已经有叙述过. 这边提到 loss of oxidative phosphorylation and decreased generation of ATP. 所引起. ISCHEMIA-REPERFUSION INJURY 缺血後-再灌注 缺血後, 如果血液再流通,可以让些可逆的injury cell回复 但是血液回流後, 会有oxygen free radicals的发生,导致cell injury. 造成细胞的新的伤害. CHEMICAL INJURY 化学伤害 就是有些化学物质会直接接触胞器等,造成细胞运作失常,造成伤害. carbon tetrachloride and acetaminophen是常见的实验模式. ---------------- 接下来来谈 Apoptosis 这边会提到 成因, 形态, 机制(一些生化反应), 还有一些诱发的pathway. CAUSES OF APOPTOSIS 有几个成因 1.programmed destruction of cells during embryogenesis 2. Hormone-dependent involution in the adult,例如月经 3.Cell deletion in proliferating cell populations, such as intestinal crypt epithelia, in order to maintain a constant number. 4. T细胞诱导 当然在一些疾病下, 也会引起, 如受到inhurious刺激,被病毒感染,癌症等 Morphology 1 Cell shrinkage. 细胞萎缩 2 Chromatin condensation. 3 Formation of cytoplasmic blebs and apoptotic bodies. 细胞质中出现泡状 4 Phagocytosis of apoptotic cells or cell bodies, usually by macrophages. 发生 phagoxytiosis 一些生化现象 1. 蛋白质会被降解 2. DNA breakdown 3. 会表现出Phagocytic Recognition的marker 机制 Figure 1-28 有贴一个图, 描述一些pathway. 主要可以分成下面的形式 1. The Extrinsic (Death Receptor-Initiated) Pathway 主要描述经由 Fas ligand所诱发的 2. The Intrinsic (Mitochondrial) Pathway 由mitochondrial来的,与 Bcl-2 family of proteins有很大的关系 然後细胞会进入 The Execution Phase: 蛋白质被一些酵素开始分解 最後 细胞被吞吃了.. 去除了这些dead cells 有些例子会引起 Apotosis Apoptosis After Growth Factor Deprivation. 有些growth factor被剥夺. DNA Damage-Mediated Apoptosis 由DNA受损引起,与p53有关 Apoptosis Induced by Tumor Necrosis Factor Family of Receptors. TNF讯息所引起, 有些免疫细胞会制造fas. Cytotoxic T-Lymphocyte-Mediated Apoptosis. 也有由 CTL所诱导.来杀死被感染细胞 ※ 编辑: HIbaby 来自: 133.11.70.111 (06/11 18:20)