HÜCRESEL ADAPTASYONLAR, HÜCRE ZEDELENMESİ VE HÜCRE ÖLÜMÜ-2 Dr. Esin Kaymaz BEÜTF Tıbbi Patoloji AD HÜCRE ZEDELENMESİ Hücre zedelenmesine neden olan iç ve dış etkenler sonucu, hücre metabolizması ve fonksiyonları bozulur. Bu değişikliklerin bir kısmı şartlar düzelince geriye (normale) döner. Bunlara reversibl değişiklik denir. Bir kısmı artık eski haline dönemez. Bu duruma irreversibl değişiklik denir. Sonunda hücre canlılığını daha fazla koruyamaz ve ölür. (NEKROZ) Nedenleri; o Hipoksi (oksijen azlığı) o Fiziksel etkenler o Kimyasal etkenler ve ilaçlar o Biyolojik (mikrobiyolojik) ajanlar o İmmün sistemde bozukluk o Genetik bozukluklar o Beslenme bozuklukları o Yaşlanma Hipoksi: Arteriel veya venöz akımın vasküler hastalık veya trombüs nedeniyle bozulması sonucu kanlanma kaybı, hipoksinin en önemli nedenidir Solunum-dolaşım zorluğuna bağlı yetersiz kan oksijenlenmesi vardır Hipoksinin şiddetine bağlı olarak hücre olaya adapte olur veya ölür Örnek; femoral arter daralırsa bacak iskelet kası küçülür. Bu hücre kitlesinin küçülmesi ile metabolik gereksinim ile sağlanan enerji dengelenir Fiziksel etkenler o Travma, ısı değişiklikleri (aşırı sıcak veya soğuk), radyasyon, elektrik şoku, atmosfer basıncındaki büyük değişiklikler Kimyasal etkenler o Tüm kimyasal maddeler ve ilaçlar ile bazı durumlarda zararlı olmaması gereken glikoz ve tuz bile hücre hasarı yapabilir o Bunlar organizmada özel hedefler seçerek o alanda etkili olurlar o Hava kirlenmesi, insektisitler, karbon monoksit, asbestoz, yüksek basınçlı oksijen, etanol gibi sosyal uyarıcılar da dahil edilmiştir Biyolojik etkenler o Virüsler, bakteriler, riketsiyalar, mantarlar ve parazitler olup, insan vücuduna yerleşerek hücre zedelenmesi ve ölüme neden olurlar o Hücreye en fazla zarar veren, organizmada bakteriyel etkene karşı oluşan aşırı duyarlılıktır Bu da immünolojik mekanizmaları aktive eder İmmün sistem bozuklukları o İmmün sistem, vücudun biyolojik etkenlere karşı savunmasına yardım etmekle birlikte, hücre zedelenmesine de neden olurlar o Endojen ve ekzojen kökenli ürünler tetiği çeken mekanizmalardır; yabancı proteine karşı gelişen anafilaktik reaksiyon gibi…. o Kendi antijenlerine karşı gelişen rxn, bir grup otoimmün hastalıklardan sorumludur Genetik bozukluklar o Hücrenin normal işlev görebilmesi ve yaşamını devam ettirebilmesi için gerekli ve kritik bölge normal genetik kodlamadır o Mutasyonlar, bir enzim bozukluğu ile karakterli, farkedilmeyen doğuştan metabolik hastalıklardan (hemoglobin S = orak hücreli anemi), yaşamla bağdaşmayan hastalıklara kadar değişen geniş bir yelpaze oluştururlar o Down sendromu; konjenital anomalilerle gider Beslenme bozuklukları o Az gelişmiş toplumlarda, protein-kalori ve vitamin yetersizliği önemli sorunlardır. o İnsüline bağımlı olmayan DM o Beslenmede aşırılıklar da morbidite ve mortalite nedenidir. o Hayvansal yağlardan zengin diyetler ateroskleroz gelişimi ve birçok hastalığa yakalanma olasılığını arttırmaktadır. o Aşırı protein tüketimi; tofus adı verilen eklemlerde şişkinliklere neden olan “gout” hastalığı da dengesiz beslenme sonucu olur. Yaşlanma o Hücrenin ölümüne veya zedelenmeye karşı, yıllarca biriken yapısal ve fonksiyonel değişiklikler nedeniyle cevap kapasitesinde azalmaya yol açmaktadır Hücre içinde zararlı etkenlere karşı en duyarlı sistemler şunlardır. Aerobik solunum (oksidatif fosforilasyon ve ATP oluşması) Hücre membranlarının bütünlüğü (hücrenin iyonik ve osmotik dengesi buna bağlıdır.) Enzimatik ve yapısal protein sentezi Hücrenin genetik materyali Patogenez; En önemli nedeni olan, hipokside ilk etkilenen mitokondrial oksidatif fosforilasyonla sağlanan hücrenin aerobik solunumudur Hücre içi mekanizmalar; 1- ATP azalması 2- Mitokondri hasarı 3- Hücre içine kalsiyumun girişi ve kalsiyum homeostazının kaybı 4- Oksijenden kaynaklanan serbest radikallerin birikimi (atomların dış yörüngesinde elektron eksiği olan moleküller) 5- Zar (membran) geçirgenliğinde bozulma Reversible hasar Irreversible hasar İskemi •Membran hasarı •Mitokodriyal disfonksiyon •Membran fosfolipidkaybı Mitokondri oks fosf azalır Na pomp ATP ATP azalır azalır •Sitoskelatal değişiklikler Na-K-Ca dengesi Ph Glikoliz Ribozomlar ayrılır Hücre şişme Kromatin kaba Glikojen azalır Protein sentezi azalır Lipid birikimi •Serbest radikaller •Lipid yıkımı •İntrasellüler aa kaybı Lizozomal enzimlerin intrasellüler salınımı Reversible değişiklikler: ER şişmesi, granüllü ER dan ribozomların ayrılması, Hücre membranlarında yerel şişlik ve kabarıkların oluşması, Mikrovillus kaybı, Sİtoplazmada myelin figür oluşması (lipoproteinlerin ayrılması sonucu) Mitokondrilerde hafif şişme Hücrenin tamamının şişmesi Oksijen verilirse geri dönüşlüdür Işık mikroskobunda iki şekilde görülür: 1) Hücresel şişme 2) Yağlı değişim İrreversible değişiklikler: Mitokondriyal fonksiyonun geri dönmemesi membran fonksiyonlarında ağır bozulma: Hücre 1.Membran fosfolipidlerinin kaybı 2.Sitoskelatal 3.Toksik 4.Lipid bozukluklar oksijen radikalleri yıkım ürünleri 5.İntrasellüler aa kaybı MADDE BİRİKİMİ Patolojide ölümcül olmayan zedelenmeler sonucu ışık mikroskobu ile görülebilen hücresel değişiklikler "dejenerasyon" adı ile anılırlar. Dejenerasyonlar hücre içi veya hücreler arası madde birikmeleridir. Aşırı derecede biriken su, lipid, protein, karbonhidrat gibi herhangi bir normal hücresel bileşen Mineral ya da bir enfeksiyöz ajanın ürünü gibi eksojen veya anormal sentez ya da metabolizma ürünü olan endojen anormal bir maddenin birikimi Bir pigment Hücre içi birikimin niteliği ve kökeni ne olursa olsun, hücre tarafından bazı ürünlerin depolanması!! LİPİDLER En sık hücresel dejenerasyon tiplerinden biri Normalde sitoplazma içinde yağ görülmeyen parankimal hücrelerde yağ depolanması (yağlanma) Geri dönüşlüdür Bakteri ürünleri, fosfor, karbon tetraklorür, koloroform, alkol toksisitesi ve anoksi, beslenme bozuklukları Yağlanma en sık karaciğer, böbrek ve kalpte görülür Obezite, adipozite ve yağ doku infiltrasyonu Depo hastalıkları Lokal lipid birikimleri Karaciğer- yağlı dejenerasyon PROTEİNLER Sitoplazmada yuvarlak, eozinofilik damlacıklar, vakuoller ya da agregatlar şeklinde görülür. Bulanık şişme /Hidropik (vakuollü) dejenerasyon Hyalin dejenerasyon Amiloid dejenerasyon (amiloidoz) Nükleoprotein metabolizma bozuklukları Bulanık şişme Enfeksiyonlar ve toksik maddeler Karaciğer, böbrek ve kalp Organ büyümüş, kapsül gerilmiş,kesit yüzü mat ve soluk Hücre sitoplazmaları şiş, granüllü (protein tanecikleri)dür EM;ER genişlemiş, mitekondri şiş Hücrenin sodyum ve su içeriği artmış Geri dönüşlü bir olaydır Hidropik dejenerasyon Hücreler şiş ve vakuollü Sitoplazma soluk pembe EM; ER ribozomların kaybı, genişleme IV hipertonik soluşyon verilmesi, şok, elektrolit bozuklukları, hipopotasemiböbrek tüp epitelleri soluk Geri dönüşlüdür Hyalin dejenerasyon Hyalen makroskobik olarak beyaz, parlak, mikroskobik olarak homojen eozinofilik görünür Epitelyal kaynaklı; hücre içinde yuvarlak; alkolizmkaraciğer- mallory cisimcikleri Mezenkimal kaynaklı; hücre içi veya hücreler arası olabilir; Plazma hücrelerindeki Russel cisimcikleri-Ig yapısında Amiloid dejenerasyon Amiloid; nişastaya benzeyen anlamındadır Önemli bir kısmı proteinden oluşur Hücreler arasında birikerek dokular büyüyerek sertleşir H-E; pembe, parlak, homojen Kristal viyole; eflatun, pembe Kongo kımızısı; kiremit kırmızısı Amiloid birikimi; amiloidoza neden olur Damar duvarında amiloid birikimi Nükleoprotein (pürin) metabolizma bozuklukları ve gut Nükleustaki kromatinlerin esas maddesi nükleoproteinlerdir Nükleoproteinlerin son parçalanma ürünü ürik asittir Nükleoprotein metabolizmasında genetik bozukluk veya aşırı nüve yıkımı- ürik asit miktarı artar-ürat kıristalleri özellikle eklemlere çöker Gut (damla ) hastalığı- tofüs KARBONHİDRAT METABOLİZMASI BOZUKLUKLARI genellikle hücre sitoplazmalarında, nadiren çekirdekte birikir Takip sırasında suda erimesi nedeniyle hücrelerin içi boş görünür Hücre içindeki glikojen özel boyalar ile gösterilebilir Diabetes mellitüs Glikojen depo hastalıkları Glikojen Pigment metabolizması bozuklukları Pigment; çeşitli dokularda birikerek renk veren maddeler Endojen(melanin, lipofüsin, hemosiderin, bilirubin) ve egzojen (dövme, antrakozis) olabilir Akciğer- antrakozis Akciğer- antrakozis Melanin Deri, göz ve saç rengini oluşturur Melanositler tarafından sentezlenir Lipofuskin Yaşlanma veya yıpranma pigmenti Bilirubin Hemoglobin yıkılırken demir dışındaki kısımları bilirubini oluşturur Deri ve mukozalar sarı renge boyanır Mineral metabolizması bozukluğu Kalsiyum metabolizması bozukluğunda Kalsiyum; kemik ve dişler Kanda vucut kalsiyumunun %1’ i bulunur Normal kan kasiyum düzeyi %9-10 mg Kalsiyum metabolizması paratroid bezi, D vitamini ve tiroid bezinden sentezlenen kalsitonin ile düzenlenir Patolojik kalsifikasyon Kemik ve diş dışındaki dokularda kalsiyum tuzlarının birikmesi Metastatik kalsifikasyon Hiperkalsemide dokulara kalsiyum çökmesi Distrofik kalsifikasyon Kan kalsiyum düzeyi normal olduğu halde kronik iltihap odakları, nekrotik dokular, tümörler ve damar duvarlarında kalsiyum çökmesi Böbrek tubulleri- metastatik kalsifikasyon- hiperparatroidi HÜCRE ÖLÜMÜ İki temel biçimi 1- Nekroz 2- Apopitoz Nekroz; daha sık görülür ve dokuların büyük kısmı etkilenir Apopitoz; programlanmış hücre ölümüdür ve çevre dokuda hasar hafiftir veya yoktur Fizyolojik Apopitoz; Embriyogenez sırasında programlı ölüm Erişkinlerde endometrium, prostat gibi dokuların hormona bağımlı küçülmesi Hücre sayısını sabit tutmak için hücre azaltılması İşlevini yerine getiren hücrelerin ölümü Zararlı lenfositlerin ortadan kaldırılması Patolojik Apopitoz; Hepatit, tümörlerdeki hücre ölümü… Nekroz o o o Canlı organizmada bir grup hücre veya lokal doku ölümü sonucu meydana gelen lezyona denir Hücre ölür, hücre içi enzimlerin kendi organellerini ve çekirdeğini parçalayıp eritmesidir Ölen hücreler artık fonksiyon göremez Nekroza neden olan faktörler Fiziksel (sıcak, soğuk, radyasyon, elektirik) Kimyasal (asitler, alkaliler, ilaçlar) Mikroorganizmalar Damarsal nedenler (anoksi) Organizmanın kendi sekresyonları (midehidroklorik asit, pankreas-lipaz) İmmunolojik hasar Nekroz çeşitleri o o o o o o Koagülasyon (pıhtılaşma) nekrozu Beyin dışındaki tüm dokularda hipoksik hücre ölümünde görülür Likefaksiyon (erime) nekrozu Beyin dokusunda Kazeifikasyon (peynirleşme) nekrozu çıplak gözle kuru,kolay parçalanan peynire benzer tüberküloz infeksiyonunda görülür Enzimatik yağ nekrozu Fibrinoid nekrozu İmmün kompleks birikimine bağlı Gangrenöz nekrozu mumyalaşma nekrozu kanlanma kaybı ve bunu izleyerek bakterilerin eklendiği alt ekstremitede görülen bir nekroz ÖZET Hücreler bulundukları ortamda değişen şartlara uyum sağlamaya çalışırlar. Bu amaçla metabolizmalarını arttırıp, azaltırlar. Hipertrofi, hiperplazi, atrofi,metaplazi protein, karbonhidrat, yağ tabiatında olabilir. Bazen de hücreler içinde renkli maddeler (pigment birikir). Bazen hücre zedelenmesine neden olan iç ve dış etkenler sonucu hücre metabolizması bozulur. Hücre içinde dejenerasyon belirtisi olan bazı maddeler birikir. İç ve dış etkenlerin hücreye verdikleri en ağır zarar ise onun ölümü ile sonuçlanır. Nekroz Apopitozis