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病理 I · 细胞损伤、适应与死亡
病理学总论从这里开始。所有疾病最终都表现为细胞层面的四种反应之一:适应、可逆损伤、不可逆损伤(死亡)、以及细胞内物质蓄积。本页把这条谱系讲透,后面每一个器官的病变都是它的实例。
1. 适应:细胞对持续压力的合法反应
| 适应 | 定义 | 例 | 机制要点 |
|---|---|---|---|
| 肥大 hypertrophy | 细胞体积增大 | 运动员骨骼肌;高血压致左室肥厚;妊娠子宫 | 永久细胞只能走这条路 |
| 增生 hyperplasia | 细胞数量增多 | 肝部分切除后再生;前列腺增生;子宫内膜增生 | 仅限有增殖能力的细胞 |
| 萎缩 atrophy | 体积/数量减少 | 废用性、去神经、缺血、内分泌撤退、老年 | 泛素-蛋白酶体通路 + 自噬增强 |
| 化生 metaplasia | 一种分化细胞换成另一种 | Barrett 食管(鳞→柱);吸烟者支气管(假复层纤毛柱→鳞) | 干细胞重新程序化 |
化生是本页最需要注意的一项:它是可逆的适应,但化生的上皮是发育异常与癌变的温床。Barrett 食管 → 腺癌;支气管鳞化 → 鳞癌。同时化生本身即代表保护功能的丧失(鳞化的支气管失去纤毛清除能力)。
发育异常 dysplasia 不是适应而是癌前病变:细胞大小形状不一、核浆比升高、核深染、分裂象增多、极性紊乱。局限于上皮内且未突破基底膜 = 原位癌(第 08 页)。
2. 可逆损伤:两个形态学标志
两个可逆改变:
- 细胞肿胀(水变性)——ATP 依赖的 Na⁺/K⁺ 泵失效 → Na⁺ 与水内流。这是最普遍的损伤反应;
- 脂肪变性(steatosis)——甘油三酯在胞内蓄积,最常见于肝(酒精、非酒精性脂肪肝、妊娠、四氯化碳)与心肌。
可逆损伤的关键判据:细胞膜完整性尚存、线粒体尚可复能。一旦膜破裂或线粒体通透性转换孔(mPTP)持续开放,就跨过了不可逆点。
3. 损伤的六大共同通路
无论起因是缺氧、毒物、感染还是免疫,最终汇聚到这几条:
- ATP 耗竭(缺氧、线粒体毒物)→ 泵失效、蛋白合成停止、糖酵解使 pH 降;
- 线粒体损伤 → mPTP 开放(膜电位崩塌)、细胞色素 c 释放 → 凋亡;
- 胞内 Ca²⁺ 升高 → 激活磷脂酶(膜破坏)、蛋白酶(骨架与膜蛋白降解)、内切酶(DNA 断裂)、ATP 酶(进一步耗 ATP)——钙是损伤的公共执行者;
- 活性氧 ROS(\(O_2^{\cdot-}\)、\(H_2O_2\)、\(OH^{\cdot}\))→ 脂质过氧化、蛋白氧化、DNA 损伤。清除系统:SOD、过氧化氢酶、谷胱甘肽、维生素 E/C;
- 膜通透性缺陷(线粒体膜、质膜、溶酶体膜);
- DNA 与蛋白错误折叠损伤 → p53 介导的凋亡 / 未折叠蛋白反应。
缺血-再灌注损伤是个反直觉但极重要的现象:恢复血流本身造成额外损伤——氧的重新供应使受损线粒体大量产生 ROS,中性粒细胞随血流涌入并释放酶与 ROS,补体激活。临床后果:溶栓/PCI 后的心肌顿抑、器官移植后的再灌注损伤、复苏后综合征。"救回来之后反而变差"很多时候是这个机制,不是抢救失败。
4. 细胞死亡:坏死 vs 凋亡
| 坏死 necrosis | 凋亡 apoptosis | |
|---|---|---|
| 诱因 | 病理性(缺血、毒素、感染) | 生理性或病理性 |
| 细胞体积 | 肿大 | 皱缩 |
| 细胞膜 | 破裂 | 完整,形成凋亡小体 |
| 内容物 | 外泄 → 炎症 | 被包裹 → 被吞噬,无炎症 |
| DNA | 随机降解(弥散) | 核小体间断裂(梯状条带) |
| 能量 | 不需 ATP | 需 ATP |
| 调控 | 被动 | 主动程序 |
凋亡的两条通路:
- 内源性(线粒体):细胞内应激 → BH3-only 蛋白(Bim、Bad、Puma/Noxa 由 p53 诱导)→ 抑制 Bcl-2/Bcl-xL 并激活 Bax/Bak → 线粒体外膜通透 → 细胞色素 c 释放 → 凋亡小体(Apaf-1)→ caspase-9 → 执行 caspase-3/6/7;
- 外源性(死亡受体):Fas/FasL、TNFR1 → FADD → caspase-8 → 执行 caspase。
临床折射:Bcl-2 过表达(滤泡性淋巴瘤的 t(14;18))使细胞不死——"不死"而非"增殖过快"也是一种致癌机制;venetoclax 是 Bcl-2 抑制剂,直接利用了这条通路。
其他程序性死亡(近十年扩展的一块):坏死性凋亡 necroptosis(RIPK1/RIPK3/MLKL,形态像坏死但受程序控制,促炎)、焦亡 pyroptosis(炎症小体 → caspase-1 → gasdermin D 打孔,释放 IL-1β,脓毒症的重要环节)、铁死亡 ferroptosis(铁依赖的脂质过氧化,GPX4 为关键防线)。这些是当前肿瘤与炎症治疗的热点靶点。
5. 坏死的形态学类型(要能对上器官)
| 类型 | 形态 | 典型部位/病因 |
|---|---|---|
| 凝固性坏死 | 组织轮廓保留(蛋白变性 > 酶解) | 除脑外的所有梗死:心、肾、脾 |
| 液化性坏死 | 组织液化成脓/囊腔 | 脑梗死(脂质多、支架蛋白少)、细菌感染/脓肿 |
| 干酪样坏死 | 白色豆腐渣样,镜下无定形颗粒 + 肉芽肿 | 结核;某些真菌 |
| 脂肪坏死 | 皂化,钙沉积 | 急性胰腺炎(脂肪酶外泄)、乳腺外伤 |
| 纤维素样坏死 | 血管壁嗜酸性物质沉积 | 免疫复合物血管炎、恶性高血压 |
| 坏疽 gangrene | 干性(凝固为主)/湿性(合并感染液化) | 下肢缺血、糖尿病足 |
"脑梗死为什么液化"是个好考点也是好机制题:脑组织脂质含量高、结构蛋白支架少,且小胶质细胞快速释放水解酶,因此不能维持凝固性轮廓,最终形成囊性空腔 + 胶质瘢痕。
6. 细胞内蓄积与钙化
蓄积物四类:正常成分过量(水、脂、糖原、蛋白)、异常内源性物质(代谢缺陷或折叠错误,如 α₁-抗胰蛋白酶缺乏在肝细胞内蓄积)、色素(含铁血黄素——铁过载/出血后;脂褐素——"磨损色素",老化标志;胆红素;炭末)、外源性(炭、纹身)。
病理性钙化两型——这一对区分在影像判读中天天用到:
- 营养不良性钙化 dystrophic:血钙正常,钙沉积在已死亡或损伤的组织上。例:动脉粥样斑块、陈旧结核灶、损伤的心脏瓣膜、坏死肿瘤;
- 转移性钙化 metastatic:高钙血症导致钙沉积在正常组织中。例:甲状旁腺功能亢进、维生素 D 中毒、骨破坏性肿瘤、慢性肾病。好发于排酸组织(肾小管、肺泡隔、胃黏膜——局部碱性易沉积)。
7. 细胞老化:与损伤的关系
机制:端粒缩短(Hayflick 界限)、DNA 损伤累积、蛋白稳态失衡(自噬与蛋白酶体功能下降)、线粒体功能障碍与 ROS、衰老细胞(senescent cells)积累并分泌 SASP(衰老相关分泌表型:促炎因子、蛋白酶)。
SASP 是理解"老化即慢性炎症(inflammaging)"的枢纽,也是衰老细胞清除剂(senolytics)这一新药类别的理论基础——🔗 生命的逻辑站第 09 页有该机制的生物学全景与证据强度评估,本站不重复。
参考与更新
- 最后审查:2026-08-02。 本节来源用于核验细胞适应、可逆损伤、细胞死亡与坏死形态;具体病理诊断需结合组织学、临床和实验室证据。
- Histology, Cell Death — NLM/NIH Bookshelf:凋亡、坏死与其他细胞死亡形式。
- Pathology, Inflammation — NLM/NIH Bookshelf:损伤后炎症反应的病理学基础。
- Necrosis Pathology — NLM/NIH Bookshelf:坏死形态、机制与临床关联。
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