Cellular Pathology 53 - Naresuan University · Necrosis, การเปลี่ยนแปลงทางโครงสร างของ Reversible Cell Injury และ Cell

Cellular Pathology Cellular Pathology

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

วัตถุประสงคของการเรยีน; นิสิตสามารถ

• บอกและอธิบาย วเิคราะห และ วินิจฉยั ชนิด สาเหต ุ กลไกการเกิดโรค การเปล่ียนแปลงทางโครงสรางและหนาท่ี การดาํเนินโรค อันเน่ืองจาก การบาดเจ็บและการตาย ของ เซลลและเน้ือเยือ่

• ประยุกตใชความรูกับตัวอยางผูปวยทางคลินิก ในการวินิจฉัย รักษา สงเสริมสุขภาพและปองกันโรคได

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

differentiation)

• การตอบสนองที่เกิดข้ึนภายในเซลล เม่ือเซลลบาดเจ็บ (Subcellular responses to cell injury)

• การสะสมของสารภายในเซลลและ Hyaline change

(Intracellular accumulation and Hyaline change)

เนื้อหา• การบาดเจ็บและการตายของเซลลแบบ Necrosis (Cell injury and

necrosis); กลไกการเกิดการบาดเจ็บและตายของเซลล แบบ Necrosis, การเปลี่ยนแปลงทางโครงสรางของ Reversible Cell Injury และ Cell Necrosis และ ผลกระทบทางคลินิกเม่ือเกิด Necrosis

• การตายของเซลล แบบ Apoptosis

• การสะสมของแคลเซี่ยมในและนอกเซลล

(Pathology of Calcification)

• การแกตัวของเซลล (Cellular aging)

• Somatic death

การบาดเจ็บของเซลล (Definition of cell injury)

• เซลลเปนหนวยเล็กท่ีสุดของรางกายประกอบดวย Organelles และ เอนไซม หลากหลายชนิด รวมกนัทําหนาท่ีตางๆ เพ่ือความคงอยูและทําหนาท่ีไดอยางปกต ิท่ีเรยีกวา Normal HomeostasisNormal Homeostasis และ การท่ีเซลลจะคงอยูอยางปกติสุขไดน้ันยังข้ึนกับปจจัยอื่นๆ ไดแก สภาวะแวดลอมที่เหมาะสม การไดรับสารอาหารทีจ่ําเปนอยางพอเพียง และการกําจัดของเสียภายในเซลลอยางมีประสิทธิภาพ เปนตน Normal Homeostasis

Cell

Genetic programs

Neighboring cells

Metabolic substrates

Normal Cell

StimuliStimuli StimuliStimuli

Clinical Manifestration

การสูญเสีย การทํางานของเซลล

เซลลมีพยาธิสภาพReversible or Irreversible

• เม่ือเซลลสัมผัสกับ Stimuli จนเกดิการบาดเจ็บน้ัน การตอบสนองของเซลล (Cellular response) ท่ีเกิดข้ึนมีหลายรูปแบบ ข้ึนอยูกับข้ึนอยูกับ ชนิดของเซลลท่ีถูกกระตุนหรือรบกวนชนิดของเซลลท่ีถูกกระตุนหรือรบกวน ชนิดและความรุนแรงของชนิดและความรุนแรงของ Stimuli Stimuli และระยะเวลาท่ีสัมผัสและระยะเวลาท่ีสัมผัสกับกับ Stimuli Stimuli เชน กรณีกลามเน้ือหัวใจขาดเลือดไปเล้ียง ไมเกิน 10 – 15 นาที กลามเน้ือหัวใจก็จะบาดเจ็บไมมาก สามารถปรับสูสภาพปกติได แตถานานกวา 1 ชัว่โมง ผลท่ีเกิดข้ึนตามมาคอื กลามเน้ือหัวใจตาย เปนตน

Normal cell

Reversible injury

Cellular adaptation

Irreversible injury or

Cell death

Diagram 1 การเปลี่ยนแปลงของเซลลเม่ือสัมผัสกับส่ิงกระตุน

Stimuli รุนแรงนอย

Stimuli รุนแรงนอย-ปานกลาง

Stimuli รุนแรงมาก

เมื่อStimuli ยังคงมีอยูตลอดเวลา

สาเหตุท่ีทําใหเซลลบาดเจ็บ (Cause of cell injury)

1. การขาดออกซิเจน (Oxygen Deprivation)– ภาวะรางกายขาดออกซิเจน เรียกวา Hypoxemia - เกิดเน่ืองจาก

ความผิดปกติของระบบหัวใจและหลอดเลือด ระบบหายใจ ภาวะโลหิตจาง หรือ ภาวะ Carbon monoxide poisoning ทําใหรางกายขาดออกซิเจน

– สวนภาวะรางกายขาดเลือดไปเล้ียง ท่ีเรียกวา Ischemia ทําใหเซลลบาดเจ็บรุนแรงกวา Hypoxemia เน่ืองจากรางกายจะขาดทั้งออกซิเจน และขาดสารอาหารสําคัญโดยเฉพาะ Glucose ซึ่งมาพรอมกับกระแสเลือด นอกจากนั้นยังทําใหของเสียคั่งในรางกายสวนที่ขาดเลือดไปเลี้ยงอีกดวย

สาเหตุท่ีทําใหเซลลบาดเจบ็ (Cause of cell injury)

2. ส่ิงกระตุนทางกายภาพ (Physical Agents)

ส่ิงกระตุนทางกายภาพ อันไดแก การบาดเจ็บจากอุบัติเหตุ ความรอน - ความเย็นจัด การเปล่ียนแปลงของบรรยากาศ รังสี และกระแสไฟฟา เปนตน


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

ชนิดของสารเคมีท่ีทําใหเซลลบาดเจ็บและตายไดน้ันมีมากมายหลายชนิด แมกระทั่ง Glucose เกลือ และ ออกซเิจน ถามีความเขมขนสูงๆก็ทําใหเซลลบาดเจ็บและตายได

สาเหตุท่ีทําใหเซลลบาดเจบ็ (Cause of cell injury)

4. เช้ือกอโรค (Infectious Agents)เชือ้ท่ีสามารถกอโรคไดมีมากมายหลายชนิด มีตั้งแต ขนาด

เล็กมากไมสามารถมองเห็นไดดวยตาเปลา เชน เชือ้ไวรัส จนกระทั่งสามารถมองเห็นไดดวยตาเปลา เชน พยาธิตัวตืด หรอื Large tapeworm นอกจากนั้นยังมีเชื้อท่ีมีขนาดอยูระหวางเชือ้ท้ังสอง คือ เชือ้ Rickettsiae เชือ้แบคทีเรยี เชือ้รา และหนอนพยาธิ


5. ปฏิกิริยาทางภูมิคุมกันภายในรางกาย (Immunologic Reactions)ภูมิคุมกันของรางกายมีหนาท่ีตอตานและทําลายส่ิง

แปลกปลอมที่เขามาในรางกาย บางครัง้ปฏิกิริยาภูมิคุมกันของรางกายนอกจากจะทําลายส่ิงแปลกปลอมแลว มีผลทําใหเกิดการบาดเจ็บและตายของเซลลไดเชนกัน นอกจากนั้นปฏิกิริยาภูมิคุมกันชนิด Anaphylactic reaction ตอส่ิงแปลกปลอมหรือยารักษาโรค และ ภูมิคุมกันของรางกายที่ตอตานเซลลหรือเน้ือเยือ่รางกายตนเอง (Autoimmune reaction) ก็ทําใหเซลลบาดเจ็บและตายเชนกัน


6. ความผิดปกติทางพันธุกรรม (Genetic Derangements)ถามีความผิดปกตทิางพันธุกรรมที่รุนแรงมาก ทําใหพิการ

ตั้งแตกําเนิด เชน Congenital malformations associated with Down syndrome หรือ มีความผิดปกตทิางพันธุกรรมบางสวนหรือเฉพาะบางยีน ก็ทําใหเกิดโรคบางอยาง เชน Hemoglobin S in sickle cell anemia และ Inborn errors of metabolism ทําใหรางกายขาดเอนไซมบางอยาง เปนผลใหมีเมตาบอลิซึมท่ีผิดปกติไป


7. ความผิดปกติของสารอาหาร (Nutritional Imbalances)ความผิดปกติของสารอาหาร มีท้ังการขาดสารอาหาร

บางอยางทําใหเซลลบาดเจ็บและตาย เชน การขาดโปรตนีและแคลอรี ่(Protein-calorie deficiencies) และ การขาดวติามินเกลือแรบางชนิด นอกจากนั้น ภาวะท่ีสารอาหารบางอยางเกินความจาํเปนก็เปนสาเหตุท่ีสําคัญในปจจุบัน เชน ภาวะคลอเรสเตอรอลในเลือดสูง (Hypercholesterolemia) กับการเกิดโรคหลอดเลือดแข็ง (Arterosclerosis) และโรคอวน เปนตน

กลไกการบาดเจ็บของเซลล

44 ระบบสําคัญภายในเซลลท่ีมีผลตอการบาดเจ็บและตายของเซลลระบบสําคัญภายในเซลลท่ีมีผลตอการบาดเจ็บและตายของเซลล

• การสรางพลังงาน ATP ของเซลลไมเพียงพอ (Impaired Energy Production)

• ความผิดปกตเิกิดข้ึนกับโครงสรางและหนาท่ี (Integrity) ของ Cell membrane(Impaired Cell Membrane Function)

• ความผิดปกติของสารพันธุกรรม หรอื Gene (Genetic Alteration)

• เมตาบอลิซึมผิดปกติ (Metabolic Derangements)

การสรางพลังงาน ATP ของเซลลไมเพียงพอ (Impaired Energy Production)

• ภาวะนํ้าตาลในเลือดต่ํา หรือ Hypoglycemia

• Hypoxia; การขาดออกซิเจนของเซลล

• Enzyme Inhibition; กรณีของ Cyanide poisoning ซึ่ง ยับยัง้การทํางานของเอนไซม Cytochrome oxidase ทําใหรางกายขาด ATP อยางเฉียบพลัน

• Uncoupling of Oxidative Phosphorylation; ในภาวะท่ีมีการบาดเจ็บแลวทําให Mitochondria swelling จะทําใหมีการแยกตัวระหวาง Oxidation และ Phosphorylation ซึ่งอยูใน 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

ผลทีเ่กิดเมื่อ เซลลขาดพลังงาน ATP

เม่ือขาดพลังงาน ATP ทุกเซลลจะมีผลกระทบ แตเซลลท่ีมีผลกระทบเร็วและมากกวา คอืเซลลท่ีมีการใชพลังงาน ATP ดังกลาวมาก หรอืเซลลท่ีมี High basal metabolic rate โดยเฉพาะเซลลสมอง ดังน้ัน เม่ือเกดิภาวะ Hypoglycemia หรือ Hypoxia ส่ิงท่ีตามมาก็คือการเปล่ียนแปลงของการรับรูสต ิท่ีเรียกวา Alternation of Conciousness


การเปลี่ยนแปลงที่เกิดข้ึนในระดับเซลล คือ

• Intracellular Accumulation of Water and Electrolysisเม่ือขาดพลังงาน ATP ทําใหการทํางานของ The energy-

dependent sodium pump ท่ี Cell membrane ทํางานผิดปกติ จึงเกิดการไหลของ นํ้าและ Na+ จากภายนอก เขาสูภายในเซลล ทําใหเซลลบวมในระยะแรก นอกจากนั้นยังมีผลใหความเขมขนของเกลือแรตางๆ ภายในเซลลเปล่ียนไป เมตาบอลิซึมก็จะผิดปกติตาม และถายังคงขาดพลังงานตอไป ในระยะตอมาจะเกิดผลกระทบจนเซลลตายในที่สุด


• Change in Organellesเม่ือมีการไหลของ นํ้าและ Na+ จากภายนอก เขาสูภายในเซลล

แลว ผลตามมาก็คอื การบวมของ Organelles อื่นๆ เชน rough Endoplasmic Reticulum บวมและเปนผลทําใหเกิดการแยกตัวของ ribosome ออกจาก Endoplasmic Reticulum ทําใหเกิดความผิดปกติของการสรางโปรตนี และยังทําให Mitochondria swelling เปนผลใหการสรางพลังงานที่ Mitochondria ยิ่งบกพรอง ดังน้ันรางกายจะยิ่งขาดพลังงาน ATP มากข้ึน


• Switch to Anaerobic Metabolismเม่ือรางกายขาดออกซิเจน เซลลจะปรับไปสรางพลังงานโดยใช

ขบวนการท่ีไมใชออกซิเจน (Anaerobic Metabolism) แทนทําใหมี lactic acid ในเซลลมากและมีคา pH ท่ีลดลงเกิด Chromatin clumping และ Disruption of organelle membrane โดยเฉพาะถา lysosome แตก เอนไซมท่ีบรรจุใน lysosome ก็จะหลุดออกมาทําลายสวนตางๆ ของเซลล สุดทายเซลลก็จะตาย

เซลลขาดพลังงาน ATP

การคั่งของน้ําและอิเล็กโตรไลตในเซลล

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

Impaired Cell Membrane Function

เกิดเนื่องจาก• Production of Free Radicals; Free Radicals หรือ อนุมูลอิสระ

เปนโมเลกุลท่ีไมคงตัว (Unstable Particle) สามารถทําปฏกิิริยาเคมีกับโมเลกุลขางเคียงแลวทําใหเกดิการบาดเจ็บของเซลลได

• Activation of Complement system; Free Radicals กระตุน สารประกอบ Complement ในนํ้าเลือด ทําใหมีการสราง C5b,C6, C7, C8 และ C9 ท่ีจะทําปฏิกิรยิากับ Cell membrane คลายกับเอนไซม Phospholipase ทําให Cell membrane เสียหาย


• Membrane lysis by Enzymes;กรณีผูปวยโรคตับออนอักเสบ จะพบมีการรั่วของเอนไซมภายในทอของตับออน ทําใหเอนไซม Lipase ไหลออกมาทําลาย Cell membrane ของเซลลไขมันรอบๆตับออน แลวเกิดการตายของเซลลไขมันน้ัน เรียกวา Enzymatic fat necrosis หรือ กรณีติดเชื้อ Clostridium perfringens ซึ่งเชือ้ชนิดดังกลาวน้ีสรางเอนไซมทําลาย Cell membrane ทําใหเซลลตาย

• Membrane lysis by Physical and Chemical Agents; ความรอนจัด หรอื เย็นจัด และ สารเคมีบางชนิดสามารถทําลาย Cell membrane ไดโดยตรง


• Membrane lysis by Viruses; เชือ้ไวรัสสามารถทําลายเซลลไดท้ังทางตรงและทางออม เชน ในเชื้อไวรัสบางชนิดสามารถแทรกผาน Cell membrane เขาสูเซลลโดยตรง และในขณะเดียวกันก็จะทําลาย Cell membrane ในบริเวณน้ันทําใหเซลลบาดเจ็บและตายได สวนการทําลายเซลลทางออม เชน เม่ือเซลลรางกายติดเชือ้ไวรัส ทําใหภูมิคุมกันของรางกายที่ถูกกระตุนโดยเชือ้ไวรัสน้ัน มาทําลายเซลลท่ีติดเชือ้เอง

ผลทีเ่กิดเมื่อ Impaired Cell Membrane Function

• Loss of Structural Integrity; เมื่อมีการทําลาย Cell membrane จะทําใหเซลลบาดเจ็บและตาย แตถาสวนที่ถูกทําลายนั้นไมมาก ก็สามารถซอมแซมได

• Loss of Function; Cell membrane มีหนาท่ีในการรักษาสภาพความเขมขนของสารประกอบและเกลือแรตางๆ ภายในเซลลเพ่ือใหเซลลสามารถคงอยูและทําหนาท่ีไดอยางปกติ ดังน้ัน Cell membrane จะกํากับการผานเขาออกของ นํ้า สารประกอบและเกลือแร ดังกลาว และ ถา Cell membrane ถูกทําลาย คุณสมบัติดังกลาวก็จะเสียไปทําใหไมสามารถควบคุมการผาน เขา-ออกของน้ํา สารประกอบและเกลือแร ได ทําใหความเขมขนและปริมาณของสารประกอบและเกลือแรเปล่ียนไป และเซลลก็ไมสามารถทําหนาท่ีไดตามปกติ

ผลทีเ่กิดเมื่อ Impaired Cell Membrane Function

• Deposition of Lipofuscin; Lipofuscin คือ เม็ดสีนํ้าตาลทอง ขนาดเล็ก ซึ่งไดจากการทําลายสวนของ membrane ของทั้งเซลลและ Organellesโดยจะพบการสะสมของเม็ดสีชนิดน้ีมากที่ เซลลกลามเนื้อหัวใจ ตับ และ สมอง การสะสมของเม็ดสีชนิดน้ีจะพบมากในคนสูงอายุและผูปวยจากโรคเร้ือรัง ซึ่งมักจะขาดสารตานอนุมูลอิสระ โดยไมพบมีความผิดปกติของอวัยวะที่มีเม็ดสีน้ีสะสมอยู และจัด Lipofuscin เปน “Wear and Tear”Pigment หรือ สัญลักษณ ของความเสื่อมถอยของรางกาย

Cell Membrane ผิดปกติ

เซลลตาย

โครงสรางผิดปกติ

ข้ึนกับขนาดของความผิดปกติ และ สามารถซอมไดหรือไม

หนาที่ผิดปกติ

การคั่งของสารน้ําและ อิเล็กโตรไลตในเซลล

เซลลบาดเจ็บ

การสะสมของเม็ดสี Lipofuscin ในเซลลที่เคยบาดเจ็บและมกีารซอมแซม cell membrane

ความผิดปกติของสารพันธุกรรม

ความผิดปกติของสารพันธุกรรมที่เกิดข้ึน อาจจะไดรับการถายทอดมาจากพอแม ท่ีเรียกวา Inherited genetic abnormalities หรือ เกิดข้ึนเองในภายหลัง ท่ีเรียกวา Acquired genetic abnormalities และเปนท่ีทราบกันดีวา มีปจจัยแวดลอมหลายอยางท่ีสามารถทําใหมีการกลายพันธุของสารพันธุกรรม รวมท้ัง การตดิเชื้อไวรัสบางชนิด รังสี สารเคมีและยาบางอยาง เปนตน

ผลกระทบที่เกิดขึ้นเมื่อมีความผดิปกติของสารพันธุกรรม

• Failure of Synthesis of Structural Proteinsภายหลังจากติดเชือ้ไวรัสอยางรุนแรง สงผลทําใหเซลลตาย

เน่ืองจาก ติดเชือ้ไวรัสอยางรุนแรงนั้น ยับยั้งการสรางโปรตีนท่ีสําคัญบางอยางของเซลล แตถาการตดิเชือ้ไวรัสน้ันไมรุนแรงมาก จะทําใหเกิดการยับยั้งการสรางโปรตีนเพียงบางสวนและเซลลท่ีติดเชื้อกจ็ะไมถึงตาย

• Failure of Mitosisการรบกวนหรือการยับยั้งการแบงตัวเพ่ิมจํานวนของเซลล

น้ันมักจะเกิดกับเซลลบางชนิดท่ีมีศักยภาพในการเพิ่มจาํนวนและในภาวะปกติจะมีการแบงตัวเพ่ิมจํานวนเพื่อทดแทนเซลลเกาอยางสม่ําเสมอ (Labile cells ) อยูแลว เชน กรณีท่ีเกิดความผิดปกติยับยั้งการเพิ่มจํานวนของ เซลลไขกระดูก จะทําใหเกิดภาวะโลหิตจาง ติดเชือ้งายและมีเลือดออกงาย เน่ืองจาก เม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดขาวและเกร็ดเลือดต่ํา เปนตน

• Failure of Growth-regulating Proteinsความผิดปกติของสารพันธุกรรมที่ควบคุมการสราง

Growth-regulating Proteins เหลานี้จะพบเปนสาเหตุของเนื้องอกและมะเร็ง

• Failure of Enzyme synthesis ถามีความผิดปกตขิองสารพันธุกรรมซึ่งทําหนาท่ีควบคุม

การสรางเอนไซมใดๆ ตั้งแตในระยะตัวออน กจ็ะทําใหเปน โรคเมตาบอลิซึมผิดปกติตั้งแตกาํเนิด ท่ีเรียกวา Inborn errors of metabolism และ ถาความผิดปกติน้ีเกี่ยวของกับเอนไซมท่ีสําคัญตอชีวติมากๆก็จะทําใหอาการของโรครุนแรงและตายไดตั้งแตระยะแรกๆ แตถาความผิดปกตน้ีิเกี่ยวของกับเอนไซมท่ีสําคัญไมมาก การบาดเจ็บของเซลลอาจจะไมมาก หรือเรียกวา Sublethal cellular injury ซึ่งอาการที่ปรากฏจะไมรุนแรง

ความผิดปกติของสารพันธุกรรม

ยับย้ังการสรางโปรตีน เอนไซม หรือ โปรตีน

โครงสราง

ยับย้ังการแบงตัวเพิ่มจํานวนของ

เซลล

ไมสามารถควบคุมการสราง Growth-regulating Proteins

เซลลบาดเจ็บ หรือ ตาย

กรณีที่เกิดความผิดปกติยับย้ังการเพิ่มจํานวนของ เซลลไขกระดูก จะทําใหเกิดภาวะโลหิตจาง ติดเชื้องายและมีเลือดออกงาย

เน้ืองอก หรือ มะเร็ง

เมตาบอลซิมึผิดปกติ (Metabolic Derangements)

เกิดจาก

• Exogenous Toxic Agentsไดแก alcohol, drugs, heavy metals and infectious

agents เปนตน ทําใหเซลลบาดเจ็บหรือตายได โดยการขัดขวางปฏิกิริยาทางเคมีตางๆ ของเซลล ถาการขัดขวางรุนแรงไมมากเซลลอาจจะแคบาดเจ็บ แตกรณีที่รุนแรงมากเซลลอาจจะตายได

เมตาบอลซิมึผิดปกติ (Metabolic Derangements)

• Endogenous Toxic Agentsไดแก สารประกอบจําพวกไขมัน และ แรธาตุตางๆ

เปนตน การสะสมของสารเหลานี้อาจจะทําใหเซลลบาดเจ็บหรือตายไดขึ้นกับความรุนแรง

การตอบสนองของเซลลเมื่อมีการบาดเจ็บ

• Cellular adaptations

• Acute cell injury; Reversible and Irreversible

• Subcellular alterations in sublethal and chronic injury

• Intracellular accumulations

• Pathologic calcification

• Cell aging

Normal cell

Reversible injury

Cellular adaptation

Irreversible injury orCell death






การปรับตัวของเซลล (Cellular adaptations)

Atrophy

• การตอบสนองตอสิ่งกระตุนใดๆ เชน การขาดเลือดมาเล้ียง การขาดสารอาหาร การขาดออกซิเจน การขาดฮอรโมนมากระตุน ขาดกระแสประสาทมาเลี้ยง ไมไดใชงานเปนเวลานาน รวมทั้งการถูกกดหรือเบียดจากส่ิงแวดลอมภายนอก เปนตน ทําใหเซลลปรับตัวแลวมีขนาดเล็กลง

Muscular atrophy

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

Testicular atrophyhttp://medlib.med.utah.edu/WebPath/webpath.html

Brain Atrophy

Hypertrophy

• เมื่อเซลลปรับตัวตอบสนองตอสิ่งกระตุนแลวทําใหเซลลมีขนาดใหญขึ้น มักเกิดในกรณีที่เซลลอยูในภาวะที่ตองทํางานหนักขึ้น เชน กรณีคนทํางานหนัก กลามเนื้อลายจะโตใหญขึ้นเพื่อ หลีกเลี่ยงการบาดเจ็บจากงานหนัก หรือ ในกรณีผูปวยความดันโลหิตสูง กลามเนื้อหัวใจหองลางซายตองทํางานหนักเพื่ออกแรงสูบฉีดโลหิตเขาสู Aorta ที่มีแรงดันเลือดสูง ทําใหกลามเนื้อหัวใจหองลางซายโตขึ้นและหนาขึ้น เปนตน


Ventricular hypertrophy

Hyperplasia• เมื่อมีส่ิงกระตุน หรือ รบกวน (Stimuli ) ทําใหเซลลมี

การปรับตัวแลวมีการเพิ่มจํานวนของเซลล โดยมากการปรับตัวแบบนี้จะพบในกรณีที่เซลลตองทําหนาที่เพิ่มขึ้น และเซลลดังกลาวนี้ยังสามารถแบงตัวเพิ่มจํานวนได จึงเพิ่มจํานวนเพื่อเพิ่มการทํางาน เชน ในกรณีเสียเลือดมากเซลลไขกระดูกจะเพิ่มจํานวนเซลล เพื่อผลิตเม็ดเลือดทดแทน หรือ กรณีที่มีการกระตุนจากฮอรโมน เปนตน


Prostatic hyperplasia

Endometrial hyperplasia

Metaplasia• เม่ือมีส่ิงกระตุน หรือ รบกวน (Stimuli ) ทําใหเซลลมีการปรับตัว

โดยการเปลี่ยนชนิดของเซลล จากเซลลท่ีเจริญเต็มท่ีแลวชนิดหน่ึงไปเปนเซลลท่ีเจรญิเต็มท่ีแลวอีกชนิดหน่ึง เพ่ือใหเหมาะสมกับส่ิงแวดลอมใหม เชน

– กรณีท่ีมีการอักเสบระคายเคืองเปนเวลานานทําใหเซลลเยื่อบุผิวของ Endocervix ซึ่งเปนชนิด Simple columnar cells เปล่ียนเปน Stratified squamous epithelium ซึ่งเปนเซลลท่ีสามารถทนตอการระคายเคืองดังกลาว

– กรณีในคนที่สูบบุหร่ีนานๆ มีการระคายเคืองตอเยื่อบุทางเดินหายใจ ซึ่งเดิมเปน Pseudostratified columnar epithelium เปล่ียนเปน Stratified squamous epithelium ซึ่งสามารถทนตอการกระตุนหรือรบกวนดังกลาว

Squamous metaplasia ท่ี Endocervix

Dysplasia• เม่ือมีส่ิงกระตุน หรือ รบกวน (Stimuli ) ทําใหเซลลมีการ

ปรับตัวโดยที่เซลลจะมี Maturation และ Differentiation ผิดปกติไป เซลลดังกลาวจะมีความผิดปกติของรูปราง ลักษณะ และขนาดรวมทั้งการเรยีงตัวของเซลล ซึ่งการปรับตัวน้ีมักเกดิกับเซลลเยื่อบุ เชน เซลลเยื่อบุ Squamous epithelium ของปากมดลูกหรือ ทางเดนิหายใจ และท่ีสําคัญ Dysplasia ยังพบมีความสัมพนัธเกี่ยวของกับการกลายเปนมะเร็งตอไปไดอีกดวย แตอยางไรก็ดีไมไดหมายความวาทุกแหงท่ีมี Dysplasia จะตองกลายเปนมะเร็งไปเสียท้ังหมด

Cervical DysplasiaCervical Dysplasia

Normal cell

Reversible injury

Cellular adaptation

Irreversible injury orCell death






การบาดเจ็บของเซลลไมถาวร Reversible Injury

เซลลบวม หรือ Cellular swelling

คือ การเปลี่ยนแปลงทางโครงสรางที่พบเปนอันดับแรกๆ ภายหลังเซลลไดรับบาดเจ็บแบบไมถาวร ซึ่งการเปล่ียนแปลงดังกลาวสามารถสังเกตได ตั้งแตระดับของเซลลจนถึงระดับของอวัยวะ เมื่อการบาดเจ็บนั้นเกิดขึ้นกับเซลลทุกเซลลภายในอวัยวะนั้นๆ ทําให อวัยวะมีลักษณะแข็งขึ้น น้ําหนักเพิ่มขึ้น และสีของอวัยวะนั้นๆจางลง

จากการศึกษาเซลลดวยกลองจุลทรรศนอิเล็กตรอน• มีการเปลี่ยนแปลงของ Cell membrane (Plasma membrane

alterations) ไดแก การเปล่ียนแปลงโครงสรางของ Microvilli ทําใหมี blebbing, blunting, and distortion การสราง myelin figures จาก Cell membrane ที่เสียหาย และ การท่ีเซลลหลุดออกจากกันไมยึดติดกันเหมือนในสภาวะปกติ (Loosening of intercellular attachments)

• มีการเปลี่ยนแปลงของ Mitochondria (Mitochondrial changes) ไดแก Mitochondria บวมน้ํา รูปลักษณะของ Mitochondria ที่จะเห็นไมชัด 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


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


การตอบสนองที่เกิดข้ึนในเซลล เมื่อเซลลบาดเจ็บ

(Subcellular responses to cell injury)

ภายหลังที่เซลลถูกกระตุนหรือรบกวนจาก Stimuli ผลที่ตามมาคือ มีการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการ รวมถึง Organelles ที่สําคัญตางๆภายในเซลล ดังนั้นการเปล่ียนแปลงที่จะกลาวถึงนี้เปนการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นภายในเซลล เพื่อตอบสนองตอ Stimuli ที่ทําใหเกิด การบาดเจ็บของเซลลอยางรุนแรงและเฉียบพลันจนเปนเหตุใหเซลลตาย (Acute lethal injury) การบาดเจ็บแบบเรื้อรังของเซลล และ การปรับตัวเพื่อความอยูรอดของเซลล

Lysosomal Catabolism• Primary lysosomes คือ Membrane-bound intracellular

organelles มีลักษณะเปนถุงเก็บเอนไซมตางๆ ซึ่งสรางจาก rough ER ไว อันไดแก Acid phosphatase, glucuronidase, sulfatase, ribonuclease และ collagenase. และถุงเล็กๆที่เรียกวา Lysosomes นี้มีหนาที่ยอยสารตางๆ ทั้งจากสารประกอบภายนอกเซลลและภายในเซลล

• เซลลที่มีหนาที่ทําลายสิ่งแปลกปลอม เชน เซลลอักเสบจําพวก Neutrophils และเซลล Macrophages จะใช Lysosomes นี้ทําหนาที่ยอยทําลายสารตางๆ โดยเฉพาะส่ิงแปลกปลอมภายนอกเซลลที่ถูกนําเขาเซลลซึ่งเรียกวา Heterophagy

• และเซลลใดๆในรางกายก็สามารถยอยชิ้นสวนของเซลลไดเอง เรียกวา Autophagy หรือถามีช้ินสวนของ Organelles ที่เสียหายไมสามารถยอยสลายได เซลลก็จะสะสมไวในรูปของ Lipofuscin pigment ซึ่งมีสีเหลืองทอง โดยมากจะพบการสะสมของ pigment ดังกลาวใน เซลลกลามเนื้อหัวใจ เปนตน

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

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

Induction (Hypertrophy) of Smooth Endoplasmic Reticulum

• เชน กรณีผูปวยที่ใชยา Barbiturates นานๆ จนทนตอยาและไมตอบสนองตอยาในปริมาณยาเทาเดิม ทําใหตองเพิ่มปริมาณยามากขึ้นเรื่อยๆ แสดงถึงรางกายสามารถปรับระดับ Tolerance ตอยาได และในผูปวยกลุมนี้จะพบ smooth ER ในเซลลตับมีขนาดโตขึ้น เนื่องจาก smooth ER ในเซลลตับทําหนาที่ทําลายยาดังกลาว จึงทําใหเพิ่มการทําลายยา

Mitochondrial Alterations

• การเปลี่ยนแปลงของ Mitochondria ทั้ง จํานวน ขนาด และ รูปราง เปนสาเหตุสําคัญที่ทําให เซลลบาดเจ็บและตาย ทั้งแบบ Necrosis และ Apoptosis ดังเชน เมื่อเซลลมีการปรับตัวเพิ่มขนาด ก็จะพบวา จํานวนของ Mitochondria นั้นเพิ่มขึ้น หรือเมื่อเซลลมีการปรับตัว ทําใหขนาดของเซลลเล็กลงก็จะพบวา จํานวนของ Mitochondria นั้นลดลง

Mitochondrial Alterations

• ในบางภาวะจะพบ Mitochondria ที่มีขนาดใหญและมีรูปรางที่ผิดปกติไป เชน กรณีผูปวยที่เปนโรคตับเนื่องจากการดื่มเครื่องดื่มแอลกอฮอล และรายที่มีความผิดปกติทางพันธุกรรมทําใหมีความผิดปกติในการทํางานของ Mitochondria เชน Mitochondrial myopathy ซึ่งเปนโรคของกลามเนื้อลาย เปนตน

Cytoskeletal Abnormalities• Cytoskeleton เปนสวนประกอบของโครงรางภายในเซลลท่ีสําคัญ

ความผิดปกติของ 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).

• เมื่อ Cytoskeleton มีความผิดปกติ จะทําให – การทํางานบางอยางของเซลลเสียไป อันไดแก การเคล่ือนไหวบางสวนของเซลล และการเคลื่อนที่ของ Organelles ภายในเซลล ดังเชน โรค Kartagener หรือThe immotile cilia syndrome มีความผิดปกติของ Microtubules ซึ่งเปนสวนประกอบที่สําคัญของ Cilia ทําให เยื่อบุทางเดินหายใจไมสามารถพัดโบกไลส่ิงแปลกปลอมได ทําใหเกิดการอักเสบเรือ้รังของหลอดลมเล็กๆ เรียกวา Bronchiectasis หรือ การท่ีมีความผิดปกติของ Microtubules ทําใหการเคล่ือนที่ของ Sperms ผดิปกติและเปนหมัน

• เมื่อ Cytoskeleton มีความผิดปกติ จะทําให – มีการสะสมของสารบางอยางภายในเซลล ดังเชน ในผูปวยท่ีเปนโรคตับเน่ืองจากการดื่มเครือ่งดื่มแอลกอฮอลจะพบมี การสะสมของ Intermediate filaments ใน Cytoplasm ของเซลลตับทําใหเห็น มีกอนสีชมพูรูปรางหลากหลาย ใน Cytoplasm ของเซลลตับ เรียกวา Mallory body หรอื alcoholic hyaline เปนตน

Cellular Accumulation

การสะสมของสาร (Cellular accumulation) ภายในเซลล หรือในเนื้อเยือ่ ทําใหมีการเปลี่ยนแปลงพยาธิสภาพของเซลลและเน้ือเยื่อท่ีเซลลน้ันประกอบอยู โดยสารที่สะสมอาจเปน– สารท่ีพบไดปกติภายในเซลล (Normal endogenous substance) แตพบ

สะสมในปริมาณที่มาก

– สารท่ีจะไมพบอยูภายในเซลลปกติ แตจะพบภายในเซลลผิดปกติเทาน้ัน (Abnormal Endogenous Substances) ดังกรณีท่ีมีความผิดปกติเมตาบอลิซึมของสารภายในเซลล

– สารจากภายนอกเขามาสะสมภายในเซลล เน่ืองจากเซลลไมสามารถ

กําจัดไดหมด (Exogenous substances)

การสะสมของน้ําภายในเซลล

การสะสมของน้ําใน Cytoplasm ของเซลล เปนผลจาก Stimuli ใดๆ ทําใหเกิดความผิดปกติทาง โครงสรางและหนาท่ีของ Membrane จนไมสามารถควบคมุการผานเขา-ออกของน้ําและแรธาตุได เซลลและ Organelles ภายในเซลลจะบวม และ Cytoplasm มีลักษณะเปนฝาเรียก Cloudy swelling และ ถามีการสะสมนํ้ามาก มีการบวมของ Organelles ตางทําใหเห็นเปนVacuoles เล็กๆภายใน Cytoplasm เรยีกวา Hydropic degeneration (หรือ Hydropic dhange) ซึ่งภาวะดังกลาวจะพบไดในกรณีขาดพลังงาน ATP หรือในภาวะโปตัสเซี่ยมในเลือดต่ํา (Hypokalemia)

การสะสมของ Glycogen ภายในเซลล

ในภาวะปกต ิเซลลจะสํารองพลังงานในรูป Glycogen ดังน้ัน ถามีความผิดปกตท่ีิจุดใดจุดหน่ึงของขบวนการเมตาบอลิซึมของ Glucose และ Glycogen จะทําใหมีการสะสมของ Glycogen ภายในเซลลมากเกิน การสะสมของ Glycogen ภายในเซลลจะมีลักษณะเปน Vacuoles หรือชองวางๆใสๆ เหมือนกับ การสะสมนํ้าและไขมัน ดังน้ันการจะพิสูจนวา Vacuoles หรือชองวางๆใสๆ น้ันสะสม Glycogen หรือเปลา จะตองใชการยอมพิเศษดวยวิธีการ Best carmine หรอื PAS reaction ซ่ึงสารเคมีดังกลาวจะทําปฏิกิริยากับ Glycogen เปล่ียนเปนสีมวง

การสะสมไขมันภายในเซลล(Fatty Change)

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

• การสะสมของ Triglyceride ใน Cytoplasm ของเซลลตับ เน่ืองจากมีความผิดปกตใินขบวนการเมตาบอลซิึม 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

• เมื่อมีการเพิ่มการทํางานของเอนไซมที่มีหนาที่เปล่ียน Free fatty acid ใน Cytoplasm ของเซลลตับ ใหเปน Triglyceride ทําให ปริมาณ Triglyceride ใน Cytoplasm ของเซลลตับมากขึ้น เชน เครื่องดื่ม Alcohol มีผลกระตุนเอนไซมดังกลาว ทําใหเกิด Fatty Change ที่เซลลตับ

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

• กรณีที่มีการลดหรือยับย้ังการทํางานของเอนไซมที่มีหนาที่เปล่ียน Triglyceride ใน Cytoplasm ของเซลลตับ ใหเปน Acetyl-CoA และ Ketone bodies ทําใหปริมาณ Triglyceride ใน Cytoplasm ของเซลลตับเพิ่มขึ้น 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 Fatty liver

Fatty liverการสะสมของ Cholesterol

หรือ Cholesterol ester ภายในเซลล

ในภาวะปกติเซลลของรางกายจะควบคุมเมตาบอลิซึมของคลอเรสเตอรอลอยางเขมงวด และ จะใชคลอเรสเตอรอล เพื่อการสรางสวนประกอบของ Membrane ของเซลล เทานั้นโดยไมมีการสะสมภายในเซลล และถามีความผิดปกติเกิดขึ้น ก็จะสะสมในรูป Vacuoles เล็กๆภายใน Cytoplasm ของเซลล

การสะสมของ Cholesterol หรือ Cholesterol ester ภายในเซลล

• Atherosclerosis:ภาวะหลอดเลือดแข็งตัว โดยมีการสะสมของคลอเรสเตอรอลภายในผนังชั้นในของหลอดเลือด (Intima) โดยจะพบการสะสมของคลอเรสเตอรอล ใน Cytoplasm ของเซลลกลามเน้ือเรียบและ Macrophage ทําใหเห็น Vacuoles เล็กๆภายใน Cytoplasm ของเซลลดังกลาว เรียกวา Foamy cells และถาความรุนแรงมากข้ึนเซลลน้ันจะแตกและมีการสะสมของคลอเรสเตอรอลในเน้ือเยือ่เกี่ยวพันรอบๆแทน การสะสมของคลอเรสเตอรอล รวมกับปฏิกิริยาการอักเสบ และการสะสมของแคลเซี่ยมในระยะตอมาทําใหหลอดเลือดแข็งตัวและอุดตันได

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


• Xanthomas:เปนการสะสมของคลอเรสเตอรอลใน Cytoplasm ของเซลล Macrophage ที่เนื้อเยื่อใตผิวหนังจนเปนตุมนูนขึ้นได โดยมากจะพบในภาวะคลอเรสเตอรอลในเลือดสูง

• Inflammation and necrosis:เมื่อมี Stimuli มารบกวนทําใหเซลลตายและมีปฏิกิริยาการอักเสบมาเพื่อกําจัดเซลลที่ตายนั้น ทําใหมีการสะสมของคลอเรสเตอรอลที่ไดจากซากเซลลที่ตายนั้นภายใน เซลลอักเสบจําพวก Macrophage


• Cholesterolosis:การสะสมของคลอเรสเตอรอลที่เปนสวนประกอบของน้ําดี (Bile) ที่ขังภายในถุงน้ําดี (Gallbladder) โดยคลอเรสเตอรอล จะสะสมภายใน Cytoplasm ของ Macrophage ซึ่งจะรวมตัวกันที่ Lamina propria ของผนังถุงน้ําดี ทําใหเห็นเปนจุดเหลืองๆที่ผนังดานใน และจากการดูดวยกลองจุลทรรศนธรรมดา จะพบการรวมตัวเปนกลุมของ Foamy macrophages เรียกวา Cholesterolosis

Cholesterolosis การสะสมของโปรตีนภายในเซลล

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

การสะสมของโปรตีนภายในเซลล

ตัวอยางเชน

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

การสะสมของโปรตีนภายในเซลล

• การสะสมของ Cytoskeletal protein ในเซลลตับ ที่เรียกวา Mallory bodies ดังเชนในผูปวยโรคตับจากการดื่มเครื่องดื่มแอลกอฮอล

การสะสม Pigments ตาง ภายในเซลล

• Exogenous pigmentsซึ่งพบบอยที่สุดคือ Carbon หรือ coal dust ซึ่งปนเปอนมากับอากาศที่หายใจ และมักจะถูกดักจับโดย เซลล Macrophages ภายในทางเดินหายใจ หลังจากนั้นสวนหนึ่งจะไปสะสมท่ีเนื้อปอด และ ตอมน้ําเหลืองที่บริเวณขั้วปอด

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

Anthracosis


Anthracotic Pigments ที่ Hilar lymph node

Anthracotic Pigments ที่ Lung

Coal worker's pneumoconiosis


• Endogenous pigments• Lipofuscin ซึ่งเปนสวนของOrganellesท่ีเสียหายและไม

สามารถยอยสลายหรือทําลายไดของเซลล อาจจะเรียกเปน Lipochrome และWear-and-tear หรือ Aging pigment เม็ดสีชนิดน้ีมีสีเหลือง-นํ้าตาล และมักพบสะสมใน Cytoplasm ขางๆนิวเคลียส (Perinuclear area) และจะพบสะสมมากขึ้นในผูสูงอาย ุผูปวยท่ีขาดอาหาร เปนมะเร็ง หรอืโรคเรือ้รงั

• Endogenous pigmentsMelanin ซึ่งเปนเม็ดสีนํ้าตาล-ดํา ไดจากการปฏิกิริยา Catalyzes ของเอนไซม Tyrosinase กบั Tyrosine จะสรางโดย เซลล Melanocyte ท่ีผิวหนังและจะสะสมอยูท่ีเซลลผิวหนังทําใหผิวหนังมีสีนํ้าตาล ถาสะสมปริมาณมากสีผิวจะเขมมาก

Metastatic melanoma (มะเร็งของเซลล Melanocytes)ท่ีตอมน้ําเหลือง

Malignant MelanomaMetastatic melanoma (มะเร็งของเซลล Melanocytes)

ท่ีตอมน้ําเหลือง

• Endogenous pigmentsHemosiderin ซึ่งเปนเม็ดสีนํ้าตาลทอง ท่ีไดจากเมตาบอลซิึมของเหล็ก ถาพบสะสมใน Cytoplasm ของ Macrophages เรียกวา Hemosiderin-laden macrophages การสะสมเม็ดสีชนิดน้ีในเน้ือเยือ่ โดยไมมีการบาดเจบ็ของเน้ือเยือ่ดังกลาว เรียกวา Hemosiderosis แตถาการสะสมเม็ดสีน้ีจํานวนมากๆในเนื้อเยือ่และทําใหมีการบาดเจ็บเน้ือเยือ่บรเิวณดังกลาวดวย เรียกวา Hemochromatosis เปนตน

Hemosiderosis of Liver

การยอมพิเศษ Prussian Blue Hemosiderosis of Liver

HYALINE CHANGE

Hyaline Change จะพบไดท้ังใน และนอกเซลล โดยมีลักษณะของการเปลี่ยนแปลงที่มีการสะสมสารสีชมพูเกิดข้ึนใน หรือ นอกเซลล ซึ่งสารดังกลาวโดยมากจะเปนโปรตีนชนิดตาง เชน การสะสมของโปรตีนภายในเซลลตับ ทําใหเห็นเปนกอนสีชมพู เรียกวา Mallory alcoholic hyaline ซึ่งจัดเปน Intracellular hyaline เปนตน สวนการสะสมสารสีชมพูนอกเซลล หรือ Extracellular hyaline เชน กรณีการมีการสะสมสารสีชมพูเปนปนใน Collagenous fibrous tissue ท่ีแผลเปนเกาๆ หรอื ในเน้ืองอกกลามเน้ือมดลูก ชนิด Leiomyoma ท่ีเกิดมานานๆแลว หรือ การท่ีมีการสะสมสารสีชมพูท่ีเสนเลือดเล็กๆ ในผูปวย โรคเบาหวาน หรือความดันสูงท่ีเปนมานานๆ แลว

HYALINE CHANGE

การบาดเจ็บของเซลลถาวรIrreversible Cell Injury

การตายของเซลลแบบ Necrosis จดัเปนการบาดเจ็บของเซลลแบบถาวร เซลลรางกายชนิดท่ีตางกัน จะมีลักษณะหรือพยาธิสภาพการตายของเซลลแบบ Necrosis ท่ีแตกตางกันอันเปนผลเนื่องจาก เซลลแตละชนิดมีสวนประกอบที่แตกตางกัน ความเร็วในการเกดิ Necrosis ของเซลลท่ีแตกตางกันและชนิดของการบาดเจ็บท่ีแตกตางกัน ลักษณะของเซลลตาย แบบ Necrosis สวนมาก เปนผลมาจาก – (1) ขบวนการยอยสลายสวนตางๆของเซลลท่ีตายโดยเอนไซมภายใน

Lysosome ของเซลลท่ีตายเอง เรียกวา Autolysis หรือ จากเอนไซมท่ีหลั่งจากเซลลอักเสบ เรียกวา Heterolysis และ

– (2) การเสียสภาพของโปรตีนภายใน Cytoplasm ของเซลล

ชนิดการตายของเซลลแบบ Necrosis ท่ีพบไดบอยที่สุด คือ Coagulative Necrosis ซึ่งการตายแบบนี้จะเปนผลจาก การเสียสภาพของโปรตีนภายใน Cytoplasm ของเซลล การทําลาย Organelles ตางๆ และ การท่ีเซลลบวมนํ้าน้ันเอง การเปล่ียนแปลงที่กลาวมาน้ันตองการเวลาในการเกิด ดังน้ันเม่ือเซลลบาดเจ็บจนตาย ในระยะแรกๆอาจจะยังสังเกตไมพบการเปล่ียนแปลงที่ชัดเจน เชน – กรณีกลามเน้ือหัวใจตายจากการขาดเลือด จะไมพบการเปล่ียนแปลง

ทางโครงสรางท่ีชัดเจน จนกวา 4 ถึง 12 ชั่วโมงตอมา แตอาจจะตรวจพบ เอนไซมและโปรตีนท่ีหลุดออกจากเซลลกลามเน้ือหัวใจท่ีตายแลวในกระแสเลือดได ต้ังแต 2 ชั่วโมงแรกหลังจากเซลลตาย

พยาธิสภาพของเซลลตายแบบ Necrosis

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

พยาธิสภาพของเซลลตายแบบ Necrosis

สวนนิวเคลียส จะพบมีการเปล่ียนแปลงเปน 3 แบบ คอื – Karyolysis เปนการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียส โดยจะพบวาสีนํ้าเงิน

ของนิวเคลียสจะจางลงและไมคมชัด เน่ืองจากปฏิกิริยาของเอนไซม DNase ตอ Chromatin

– Pyknosis คือ การเปล่ียนแปลงที่นิวเคลียสจะเหี่ยวและมีสีนํ้าเงินเขม เน่ืองจาก DNA รวมตัวเปนกอนสีนํ้าเงินเขม มักจะพบใน Apoptosis

– Karyorrhexis คือ การเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสซึ่งจะเหี่ยวและมีสีนํ้าเงินเขมจากนั้นก็แตกออกเปนกอนยอยๆ ดังน้ันอาจจะเกิดตามหลัง Pyknosis

และไมวาจะเปลี่ยนเปนแบบใด ทายท่ีสุดนิวเคลียสของเซลลNecrosis กจ็ะหายไปหมด

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 ดังน้ันเซลลท่ีตายแลวจะยังเห็นขอบเขตไดชัด แตจะไมเห็นนิวเคลียสแลว และ Cytoplasm จะมีสีชมพู-แดงสมํ่าเสมอ และมักจะเกิดกับอวัยวะที่เปน Solid Organs ไดแก ตับ ไต หัวใจ ตอมหมวกไต มาม เปนตน โดยมากจะเกิดภายหลังจากการขาดเลือด หรือ ออกซเิจน แตก็อาจจะเกดิจากสาเหตอุื่นๆ เชน กรณีเน้ือตับตาย แบบ Coagulative Necrosis เน่ืองจากการติดเชื้อไวรัส การไดรับสารพิษ เปนตน

Splenic InfarctSplenic Infarct

Renal infarct


Liquefactive Necrosis

• Liquefactive Necrosis เกิดเนื่องจากการยอยสลายเซลลที่ตายโดยเอนไซมภายใน Lysosome ของเซลลเอง เชน กรณีเนื้อสมองตายจากการขาดเลือด หรือ มีการยอยสลายโดยเอนไซมจากเซลลอักเสบในปฏิกิริยาการอักเสบ เชน การอักเสบเปนหนอง Pus Formation หรือ Suppurative Inflammation

Liver AbscessLiver Abscess

Lung abscess


Hypoxic injury of Brain – Liquefactive necrosis

Fat necrosis

Enzymatic fat necrosis

Traumatic fatnecrosis

Enzymatic Fat Necrosis

• เปนการตายของเนื้อเยื่อไขมันอันเนื่องจากเอนไซม – ไดแก โรคตับออนอักเสบเฉียบพลัน (Acute Pancreatitis)

แลวมีการตายของเนื้อเยือ่ไขมันรอบๆตับออนอันเน่ืองจากเอนไซม Lipase ท่ีรั่วมาจากตับออนยอย Triglyceride ในเซลลไขมันใหกลายเปน Glycerol และ Fatty acids ซึ่งจะไปจับกับแคลเซี่ยมในเลือด กลายเปน Calcium soap

Enzymatic Fat Necrosis

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

โรคตับออนอักเสบเฉียบพลัน

http://medlib.med.utah.edu/WebPath/webpath.htmlนํามาจาก Ivan D. and Jame L. Pathology, color atlas




Nonenzymatic Fat Necrosis

• การตายของเนื้อเยื่อไขมันแบบนี้จะเกี่ยวของกับปฏิกิริยาการอักเสบ มักจะพบภายหลังการบาดเจ็บกระทบกระแทกที่อวัยวะที่มีเนื้อเยื่อไขมันเปนสวนประกอบจํานวนมาก เชน เตานม หรือ เนื้อเยื่อใตผิวหนัง หรืออาจจะ เรียกอีกอยางหนึ่งวา Traumatic Fat Necrosis

Nonenzymatic Fat Necrosis

• จากการศึกษาดวยกลองจุลทรรศนธรรมดา พบวา มีการตายของเซลลไขมันและมีการอักเสบเกิดข้ึนในบริเวณดังกลาว โดยจะพบมีเซลลอักเสบจําพวก Macrophages ท่ีมีขนาดโตข้ึน เน่ืองจากมีCytoplasm มากและใส เรยีกวา Foamy macrophages นอกจากนั้นจะยังพบเซลลอักเสบชนิดอื่นๆได เชน Neutrophils, Lymphocytes เปนตน เม่ือระยะเวลาผานไปก็จะมีการสะสมของเนื้อเยือ่ไฟบรัสในบริเวณดังกลาวมากขึ้น ทําใหมีลักษณะเปนกอน ในทางคลินิก อาการดังกลาวอาจ สับสนกับเน้ือรายได

Fat necrosis ท่ี เตานม


Caseous Necrosis

• Caseous Necrosis เกิดเนื่องจากปฏิกิริยาตอบสนองของรางกายตอการติดเช้ือ Mycobacterium โดยเฉพาะ Mycobacterium tuberculosis หรือ เช้ือวัณโรค อยางเฉพาะเจาะจง โดยจะพบมีการรวมกลุมของ Macrophages ที่มีลักษณะเฉพาะ เรียกวา Epithelioid histiocytes

Caseous Necrosis• การรวมกลุมของ Macrophages ท่ีมีลักษณะเฉพาะ หรือ

Epithelioid histiocytes ซึ่งเปนเซลลท่ีมีขอบเขตไมชัด มีCytoplasm สีชมพปูริมาณมากและถาเซลลดังกลาวมารวมกันหลายๆเซลลจะกลายเปน Multinucleated giant cells การรวมกลุมของเซลลดังกลาวเรียกวา Granuloma และการตายแบบ Coagulative necrosis ของเซลลตรงกลาง Granuloma จะเรียกวา Caseous Necrosis ดังน้ัน อาจจะพอเห็นขอบเขตของเซลลท่ีตายและโครงของเนื้อเยื่อไดบางจากกลองจุลทรรศนธรรมดา แตจากการสังเกตดวยตาเปลา (Gross Examination) จะพบวา เน้ือตายดงักลาวมีสีเหลืองคลายเนย (Cheese-liked appearance)

Caseous Necrosis of Lymph Node

Tuberculosis


Caseous necrosis Fibrinoid Necrosis

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

Fibrinoid Necrosis Fibrinoid Necrosis ของของ Arterioles Arterioles

Gangrene

Gangrene คือศัพททางคลินิกที่ใชเรียก กรณีที่มีการตายของเนื้อเยื่อจํานวนมาก (Extensive Tissue Necrosis) แบงออกเปน

– Dry gangrene

– Wet gangrene

• Dry gangrene; เกดิจากการขาดเลือด เชน กรณีหลอดเลือดแดงอุดกั้น โดยมักจะกับแขนขา ทําใหเกิด Coagulative Necrosis ของเน้ือเยื่ออยางมาก บรเิวณเน้ือตายมีสีดํา แหง และแยกจากเนื้อเยือ่ปกติไดชดัเจน และมักจะไมมีการติดเชือ้ การรักษาจําเปนท่ีจะตองตัดเน้ือเยือ่ท่ีตายท้ิง เรียกวิธีการดังกลาววา Debridement

• Wet gangrene; เกิดจากการขาดเลือดเชนกัน รวมกับมีการติดเชื้อในภายหลัง ทําใหบริเวณเน้ือตายบวมแดง แยกจากเน้ือเยือ่ปกติไดไมชดัเจน และอาจจะม ีLiquefactive Necrosis ของเน้ือตายรวมดวยเน่ืองจากมีปฏิกริิยาการอักเสบ ทําใหมีการยอยสลายเนื้อเยื่อท่ีตายแลวโดย เอนไซมท่ีไดจากเซลลอักเสบ โดยเฉพาะ Neutrophils Intestinal Gangrene

Gangrene Foot

ผลกระทบทางคลินิกเมื่อเกิด Necrosis (Clinical Effects of Necrosis)

• Abnormal Functionเม่ือเซลลตาย ผลตามมาก็คือ การทําหนาท่ีของเซลลน้ันเสียไป

และอาการทางคลินิกอันเน่ืองจากการที่เซลลหรือเน้ือเยือ่หรืออวัยวะดังกลาวไมสามารถทํางานไดตามปกติ เชน – กรณีผูปวยกลามเนื้อหัวใจตายอยางรุนแรง ทําใหการบีบตัวของกลามเน้ือ

หัวใจ (ท่ีปกติ) นําเลือดไปเลี้ยงรางกายไมเพียงพอ เกิดภาวะหัวใจลมเหลวในที่สุด เปนตน

อยางไรกต็ามอาการทางคลินิกยังข้ึนกับ ชนิดของเซลลหรือเน้ือเยือ่ท่ีตาย ปริมาณของเนื้อเยือ่ท่ีตาย และ ปริมาณเน้ือเยือ่ปกติท่ียังคงเหลืออยูน้ันสามารถทํางานทดแทนไดหรือเปลา

เชน – กรณีการขาดเลือดไปเลี้ยงสมอง ทําใหเน้ือสมองสวน Motor Cortex เพียง

บางสวนตาย แมจะเปนพ้ืนท่ีท่ีไมมาก แตก็ทําใหผูปวยเกิดอาการกลามเน้ือไมมีแรง หรือ Muscle paralysis ได หรือ

– กรณีกลามเน้ือหัวใจตายในปริมาณไมมาก ก็อาจจะไมมีผลทางคลินิกได หรือ

– ผูปวยท่ีไตขางใดขางหนึ่งขาดเลือดเลี้ยงจนทําใหเน้ือไตตายเกือบท้ังหมด แตผูปวยก็ยังไมมีอาการ ไตวาย เน่ืองจากไตขางท่ีเหลือสามารถทํางานทดแทน

นอกจากการทํางานท่ีเสียไปแลว บางครั้งอาการทางคลินิกท่ีเกิดข้ึนคอนขางหลากหลาย เชน – การตายของเนื้อสมองหยอมเล็กๆ อาจจะเปนแหลงกําเนิดกระแสไฟฟา

ทําใหผูปวยชักได หรือ

– การที่มีบางสวนของลําไสตาย ทําใหการบีบตัวของลําไสบริเวณดังกลาวเสียไป เกิดการอุดกั้นของลําไส หรือ

– ผูปวยที่มีการตายของเนื้อปอด และ มีเลือดออกที่บริเวณเน้ือตายทําใหไอเปนเลือด

• Bacterial Infectionเม่ือมีเน้ือตาย ส่ิงท่ีตามมาก็คอื การตดิเชือ้แบคทีเรียรวม

ดวย ทําใหอาการแยลง นอกจากนั้นเชื้อโรคอาจจะแพรกระจายไปตามกระแสเลือดและน้ําเหลือง ทําใหติดเชือ้รุนแรงได

• Release of Contents of Necrotic Cellsเม่ือมีการตายของเซลลกลามเน้ือหัวใจ ผลกค็ือโปรตีนหรือ

เอนไซมภายในเซลลกลามเน้ือหัวใจจะหลุดเขาสูกระแสเลือด เชน MB isoenzyme ของ Creatinine kinase ซึ่งจะพบเฉพาะเซลลกลามเน้ือหัวใจเทาน้ัน ดังน้ันการที่มีเอนไซมดังกลาวในเลือดเพ่ิมสูงข้ึน แสดงวามีกลามเน้ือหัวใจตาย เปนตน

• Systemic effectsเม่ือเซลลตายจะมกีารหล่ังสาร Pyrogens ออกจากเซลลท่ี

ตายแลว และมีการกระตุนปฏิกิริยาการอักเสบผลทําใหเกิดไข (Fever)

• Local effectsเม่ือมีการตายของเซลลเยื่อบุทําใหเกดิแผลและมีเลือดออก

จากบริเวณเน้ือตายได ดังน้ัน Local effects จะข้ึนกับความรุนแรงและตําแหนงของเน้ือตาย

การตายของเซลลแบบ Apoptosis

• เปนการตายของเซลลเดี่ยว ๆ เม่ือหมดอายุขัยตามที่กําหนดไว ซึ่งเรียกวา Programmed cell death

• เปนกระบวนการที่เกิดภายในเซลลเอง โดยไมเกี่ยวของกบั Pathologic stimuli มากระทํา และ ในชวงเจริญเติบโตของทารกในครรภตามปกต ิพบวาเซลลท่ีเกิดข้ึนแลวตายไปเองกเ็ปนเซลลตายแบบ Apoptosis เชนเดียวกัน

• อยางไรกต็ามปจจบัุนพบวา Apoptosis ท่ีอาจเกิดจาก Pathologic stimuli ได โดยท่ี Stimuli ดังกลาวอาจจะไมรุนแรงพอท่ีจะทําใหเกิดการตายแบบ Necrosis

การตายของเซลลแบบ Apoptosis

• Apoptosis จะเริม่ตนดวยการเปลี่ยนแปลงที่สารพันธุกรรมกอน โดย Chromatin จะติดสีเขมและจับตัวเปนกลุมกอน (Clumps) ไปติดอยูท่ี Nuclear membrane ตอมาท้ังตัวเซลลและ Nucleus จะยื่นโปงออกโดยรอบ หลังจากนั้นเซลลก็แตกออกเปนสวนชิ้นสวนเล็ก ๆ เรียก Apoptotic bodies และ Apoptotic bodies จะถูกกิน หรือ Phagocytosis โดยเซลลขางเคียง และ เม็ดเลือดขาวพวก Macrophages จนหมด โดยไมเกิดปฏิกริิยาการอักเสบของรางกาย

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

นํามาจาก www.nih.gov/sigs/aig

Apoptosis

นํามาจาก www.eirx.com/

Apoptosis

PATHOLOGY OF CALCIFICATION

เปนความผิดปกติอันเนื่องจากการสะสมแรธาตุจําพวก Calcium salt ในเซลลหรือเนื้อเยื่อ โดยมากเปนผลเนื่องจากเซลลหรือเนื้อเยื่อนั้นมีพยาธิสภาพ หรือ มีความผิดปกติของรางกาย ซึ่งมี 2 แบบคือ

•Dystrophic calcification •Metastatic calcification

Dystrophic calcification

• เปนการสะสมแรธาตุจําพวก Calcium salt ที่เกิดขึ้นภายในเซลลหรือเนื้อเยื่อที่ตายแลว โดยไมสัมพันธกับปริมาณของ Calcium ในเลือด ทั้งนี้Dystrophic calcification มักจะเกิดในบริเวณที่มีการตายของเซลลหรือเนื้อเยื่อทั้งแบบ Coagulative, Caseous และ Liquefactive type

• ดังนั้นมักจะพบการสะสมของ Calcium salt ที่ผนังเสนเลือดแดงที่มีพยาธิสภาพ เรียกวา Atheroma โดยเฉพาะในผูปวย Advanced atherosclerosis ทําใหเสนเลือดแดงนั้นแข็งและขาดความยืดหยุน

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

Advanced atherosclerosis

ลักษณะทางพยาธิวิทยา Dystrophic calcification

จากการศึกษาทางจุลพยาธิวิทยา โดยการยอมดวยวิธีการมาตรฐาน (Hematoxylin and eosin stain) Calcium salts ที่สะสมในเซลลหรือเนื้อเยื่อจะมีสีน้ําเงิน (Basophilic) ลักษณะเปนเม็ดๆเล็กใหญที่มีรูปรางไมแนชัด (Amorphous granular appearance) อาจจะพบทั้งในและนอกเซลล

การสะสมของ Calcium Salt ในเนื้อเยื่อที่ตายแลว

นํามาจาก erl.pathology.iupui.edu/

ลักษณะทางพยาธิวิทยา Dystrophic calcification

ส่ิงที่อาจจะเกิดตามมาหลังจากการสะสมของ Calcium salt ในบริเวณดังกลาวเปนเวลานานๆ คือ การกลายเปนกระดูก เรียกวา Heterotopic bone หรือการสะสมของ Calcium salt ในเซลลใดๆที่ตายเพียงหนึ่งเซลลแลวทําใหเกิดการสะสมของ Calcium เปนชั้นๆ เปนวง ดังที่พบในเนื้องอกบางชนิดเรียกวา Psammoma bodies เชน เนื้องอกไมรายแรงของเยื่อหุมสมอง ชนิด Meningioma และมะเร็งของตอมธัยรอยด ชนิด Papillary carcinoma

กลไกการเกิด Dystrophic calcification

โดยทั่วไปแลว การตกผลึกของแร Calcium phosphate นั้นคลายคลึงกับการตกผลึกของ

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

ซึ่งประกอบดวย 2 ชวงหลัก คือ

– Initiation (or nucleation)

– และ Propagation

ซึ่งสามารถเกิดไดทั้งในและนอกเซลล

• Initiation (or nucleation) ของการสะสม Calcium salts ภายในเซลล จะเกิดข้ึนท่ี Mitochondria ของเซลลท่ีตายแลวเปนลําดับแรก

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

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

– ในภาวะที่เซลลหรือเน้ือเยื่อมีพยาธิสภาพ Matrix vesicles ไดมาจากขบวนการเสื่อมถอยและแกของเซลล

และการที่มีความเขมขนของ Calcium ในบริเวณดังกลาวมากข้ึน ก็จะทําใหเกิดการกระตุนการสะสมของ Calcium ตอไป ซึง่เปนข้ันตอนของ Propagation

โดยขบวนการจะเริม่จากการที่ Calcium ion จับกับ Phospholipids ท่ี Vesicle membrane ทําใหมีการสราง Phosphate groups โดยเอนไซม Phosphatases เพ่ือมาจับกับ Calcium และทําใหเกิดการจับกันระหวาง Calcium กับ Phosphate ในบริเวณดังกลาวซ้ําไปซ้ํามาจนกระทั้งบริเวณดังกลาวมีปริมาณความเขมขนของ Calcium สูง และเปนผลใหเกิดการกลายเปนผลึกขนาดเล็กๆ ท่ีสามารถสะสม Calcium จนโตขึ้นเรื่อยๆจนทําให Membrane ถูกทําลาย แตการท่ีผลึกขนาดเล็กๆ จะมีการสะสมมากขึ้นเรื่อยๆนั้น นอกจาก ความเขมขนของ Ca2+ และ PO4 แลวยังข้ึนกับตัวกระตุนและโปรตีนอื่นๆท่ีมีอยูในเน้ือเยื่อรอบๆเซลล

Calcinosis

Calcinosisเปนภาวะที่พบไมบอยนัก หมายถึง แคลเซี่ยมไป deposit ท่ี

skin และ subcutaneous tissue หรอืบางครั้งพบใน deeper tissue เชน กลามเน้ือและ tendons ภาวะเชนน้ีอาจเกิดเปนหยอม ๆ เรียกวา Calcinosis circumscripta หรือเกิดท่ัว ๆ ไป เรียกวา Calcinosis aniversalis โดยอาจเกดิรวมกับ scleroderma, dermatomyositis ภาวะการเกิด calcinosis แบบน้ีจึงไปคลายกับ (resemble) dystrophic calcification ถาโรคน้ีเปนท่ี tendons และ muscles จะทําใหเกิดการเคลื่อนไหวลําบาก (interference of motor function) ตัวอยางของ localized form ของ calcinosis อีกอันหนึ่งท่ีนาจดจํากค็ือ Myositi ossificans

Arterial Calcification

ภาวะ abnormal calcification แบบนี้ อาจเกิดตามหลัง arteriosclerosis ก็คลาย ๆ dystrophic calcification นั่นเอง แตบางทีอาจเกิดใน uninjured blood vessels ในคนสูงอายุ และมักเปนกับ muscular artery ของ extremities ทําใหเกิด medial calcification เราเรียกวา Monkeberg’ s sclerosis

Monkeberg’ s Sclerosis

METASTATIC CALCIFICATION

• เปนการสะสมแรธาตุจาํพวก Calcium salt ท่ีเกิดข้ึนภายในเซลลหรือเน้ือเยือ่ท่ียังมีชีวิตอยูหรือปกติ โดยการสะสมดังกลาวจะเกิดข้ึนในภาวะที่มีปริมาณของ Calcium ในเลือดสูง เรียกวา Hypercalcemia

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

สลายของกระดูก เชน ภาวะ Hyperparathyroidism เน่ืองจากเน้ืองอกของตอมพาราธยัรอยด หรอืเน้ืองอกอื่นๆท่ีมีการสรางสารออกฤทธิเหมือนกับ Parathyroid hormone

2. การท่ีกระดูกมีพยาธิสภาพทําใหมีการทําลายของเนื้อกระดูก เชน ในมะเร็งของเม็ดเลือดขาว Multiple myeloma และ การท่ีมีมะเร็งจากอวัยวะอืน่ๆแลวกระจายมาที่กระดูก เชน มะเรง็เตา

นม มะเร็งตอมลูกหมาก เปนตน

· 3. Vitamin D- related disorders , Sarcoidosis (ทําใหเซลลอักเสบชนิด Macrophages กระตุนสารตั้งตนในการสังเคราะห Vitamin D และภาวะที่มี Calcium ในเลือดสูงซึ่งพบในเด็กทารกเนื่องจากมีความไวตอ Vitamin D

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

• การสะสมแรธาตุจาํพวก Calcium salt ใน Metastatic calcification อาจจะเกดิไดท่ัวรางกาย แตโดยมากจะเกิดท่ี Interstitial tissues ของเยือ่บุในกระเพาะ (Gastric mucosa) , ไต, ปอด, เสนเลือดแดง และ Pulmonary veins. ซึ่งจะสัมพันธกับการเสียความเปนกรดของเน้ือเยือ่ดังกลาวดวย อยางไรก็ตามลักษณะของ Calcium salt ท่ีสะสมน้ันก็มีลักษณะเหมือนกับการสะสมของ Calcium salt ท่ีพบใน Dystrophic calcification. แตการสะสมแบบนี้มักไมมีอาการทางคลินิก แตอาจจะตรวจพบโดยบังเอิญจากภาพถายรังสีของปอด แตถาการสะสมในไตน้ันรุนแรงมาก เรยีกวา Nephrocalcinosis ก็อาจจะเปนผลใหเกดิการทําลายของเนื้อไตตามมาได

การสะสมของ Calcium salt ในปอด

ทฤษฎีท่ีเกี่ยวของกับ Aging

• The somatic mutation theory คือ แนวคิดท่ีวา การไดรับสารรังสีเปนเวลานาน ทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรม เปนผลใหเซลลบาดเจ็บ และถาการบาดเจ็บน้ันรุนแรงเซลลก็จะตายในที่สุด และจากการสังเกตพบวา ประชากรที่อยูในที่สูง ซึ่งอยูใกลดวงอาทิตยมากกวา มีโอกาสแกเร็วกวา

• The free radical theory เปนแนวคิดเกี่ยวกับ Oxygen free radical โดยการสะสม free radical ดังกลาวทําใหเกิดการทําลาย Cell membrane และมีการสะสมของ Lipofuscin pigment ในเซลล ซึ่งเม็ดสีดังกลาวจะพบสะสมมากในประชากรสูงอายุ

• The immunologic theory เปนแนวคิดท่ีวา เมื่ออายุมากข้ึนการทํางานของระบบภูมิคุมกันจะแยลง ทําใหไมสามารถแยกความแตกตางระหวางเซลลหรือเนื้อเยื่อของตนเอง กับ ส่ิงแปลกปลอมไดทําใหมีการทําลายเซลลหรือเนื้อเยื่อของตนเอง แนวคิดดังกลาวสนับสนุนการเกิด Autoimmune disorders ดวย

ทฤษฎีท่ีเกี่ยวของกับ Aging

• The error theory เปนแนวคิดเกี่ยวกับการทํางานท่ีผิดพลาดของเซลล ในการสรางโปรตีน อันเน่ืองจากความผิดพลาดในการแปลรหัสจากสารพันธุกรรม

• The neuroendocrine theory เปนแนวคิดท่ีวา Hypothalamic pituitary system ทําหนาท่ีควบคุม Aging

• The programmed senescence theory เปนแนวคิดท่ีวา Aging น้ันถูกกําหนดโดยพันธุกรรม เปน Intrinsic genetic program

การเปลี่ยนแปลงของรางกายอันเนื่องจาก Aging

• ระบบหัวใจและหลอดเลือด – ความยืดหยุน หรือ Elasticity ของหลอดเลือดลดลง เนื่องจากมีการสะสมของ

เนื้อเย่ือไฟบรัสและ แคลเซ่ียมที่ผนังหลอดเลือด – จํานวนเซลลกลามเนื้อหัวใจลดลง แตขนาดจะโตขึน้ เปนผลตอ Filling capacity

และ Stroke volume ลดลง– ความสามารถในการรับความรูสึกของ Baroreceptor ลดลง ซ่ึงจะสงผลตอ

ความสามารถในการควบคุมความดันเลือด

• ระบบหายใจ– การเคลื่อนไหวของ Chest wall ลดลงเนื่องจาก การเปล่ียนแปลงของ Costal

cartilage มีผลตอปริมาตรของอากาศในถุงลมทีไ่ดจากการหายใจในแตละคร้ัง (Alveolar ventilation)

– Elasticity ของถุงลมลดลง ประสิทธิภาพในการขับอากาศออกจากถุงลมในขณะที่หายใจออกจะลดลง ทําใหอากาศเหลือคางในถุงลมมากขึ้น


• ระบบไตและทางเดินปสสาวะ– ความสามารถในการกรองของเสียของ Glomeruli ลดลง– ความสามารถในการควบคุมความเปนกรด-ดางและความเขมขนของน้ําปสสาวะ

ลดลง

• ระบบทางเดินอาหาร– ความสามารถในการหด-คลายตัวของกลามเนื้อลดลง ดังนั้นการเคล่ือนไหวและ

การทํางานของลําไสจะลดลง รวมถึงการสรางกรดหรือเอนไซมมาชวยยอยก็ลดลง

• ระบบประสาท– การทํางานของเซลลประสาทมีประสิทธิภาพลดลงรวมกับการลดจํานวนของเซลล

ประสาทดวย – ความสามารถในการรับรูความรูสึกลดลง เชนการรับรูรสชาติอาหาร และ การได

ยิน เปนตน


• ระบบกลามเน้ือและโครงสรางรางกาย– ขนาดกลามเนื้อลดลง และ การทํางานของขอตอตางๆมีประสิทธิภาพ

ลดลง

• ระบบภูมิคุมกัน– ประสิทธิภาพและการทํางานของระบบภูมิคุมกันลดลง เชน การ

ตอบสนองตอการอักเสบและการติดเชื้อแยลง เปนตน

• ผิวหนัง– การลดลงของ Elastin และ fat ท่ีผิวหนัง เกิดผิวหนังเห่ียวยน

– การฝอของตอมเหงื่อ

Somatic death

• เปนการตายของรางกาย เกิดเน่ืองจากอวัยวะสําคัญไมสามารถทําหนาท่ีเพ่ือทําใหรางกายมชีีวิตตอไปได เม่ือตายใหม ๆ เซลลของรางกายยังไมตายไปดวย แตภายหลังจากหยุดหายใจ และการหมุนเวียนเลือดหยุดลงแลว เซลลจึงคอย ๆ เส่ือมและตายไป ปจจุบันมีความกาวหนาสามารถนําอวยัวะจากคนตายใหม ๆ ไปปลูกถายไปกับผูอื่นได

ลักษณะบงชี้ถึงการตาย (Criteria of death)

• การหายใจหยุด

• หัวใจหยุด

• Reflexes ตาง ๆ ที่แสดงถึงการมีชีวิตหมดไป

• Graph แสดงคลื่นไฟฟาหัวใจ (EXG) เปนเสนตรงไมนอยกวา 15 นาที

• Graph แสดงคลื่นไฟฟาสมอง (EEG) เปนเสนตรงไมนอยกวา 15 นาที

การเปล่ียนแปลงที่สําคัญหลังตาย

• Algor mortis ตัวเยน็ลง 10C ตอ 1 ชั่วโมง• Livor mortis ผิวหนังสวนลางของรางกายแดงคล้ํา เน่ืองจากเลือด

ตกลงมาสะสมอยูตามแรงโนมถวงของโลก• Rigor mortis เปนการแข็งตัวของกลามเน้ือหลังตายเกิดเน่ืองจาก

การขาดพลังงาน ATP และการมี Lactic acid สะสมในเซลลกลามเน้ือ จะเริ่มปรากฏประมาณ 3 ชัว่โมงหลังตาย การเกิดระยะแรกจะเริ่มบริเวณหนา เรือ่ยลงไปที่คอ แขน ลําตัว และขาไปจนถึงปลายเทา

• Autolysis & Putrefaction เริ่มดวยการยอยสลายของเซลลเกิดข้ึนกอนและตอมา Bacteria กจ็ะเปนตัวการทําใหเกดิการเนาข้ึน

จบการบรรยายจบการบรรยาย

Documents

Cellular Pathology 53 - Naresuan University · Necrosis, การเปลี่ยนแปลงทางโครงสร างของ Reversible Cell Injury และ Cell