Съединителната тъкан е една от основните структурни единици на човешките органи и тъкани. Тя изгражда арматурата на всички паренхимни органи. Разположена е между паренхимните клетки, кръвоносните съдове и нервите, затова се нарича още и интерстициална тъкан. Ембрионално съединителната тъкан произхожда от мезодермата и мезенхима. Тя се характеризира с голямо структурно разнообразие от клетки, които са разположени в междуклетъчно вещество.
Клетките на съединителната тъкан са няколко вида:
• Фибробласти
Микроскопски. Фибробластите са продълговати и звездовидни по форма, с многобройни израстъци по повърхността.
Електронномикроскопски. Имат плътна цитоплазма, която съдържа голямо количество зърнест ендоплазмен ретикулум, както и добре развит апарат на Голджи.
• Фиброцити
Микроскопски. Те са източени, вретеновидни клетки.
Електронномикроскопски. Зърнистият ендоплазмен ретикулум във фиброцитите е по-слабо представен.
• Перицити
Микроскопски. Приличат на фибробластите, но подобно на гладкомускулните клетки са обвити от базална мембрана.
Разглеждат се като първични клетки, способни да се диференцират в различни посоки – напр. в гладкомускулни, хрущялни и костни клетки.
• Хистиоцити
Микроскопски. Имат везикуларно ядро и изобилна цитоплазма.
Електронномикроскопски. Клетъчната им повърхност е неравна поради наличието на много къси израстъци и инвагинации. Цитоплазмата на клетката е богата на рибозоми, които са свободни и по-малко участващи във формирането на зърнистия ендоплазматичен ретикулум. Наблюдава се и изобилие от лизозоми.
• Еозинофили
• Мастоцити
• Плазмоцити /Plasma cells/
Междуклетъчно вещество /екстрацелуларен матрикс/
Междуклетъчното вещество има слузестоподобен и пихтиест вид. В него са разположени клетките на съединителната тъкан. Поради аморфния и гелообразен вид е наричан от немските автори grundsubstanz, а от френските – substance fundamentale. Днес широко разпространено е названието междуклетъчно вещество или матрикс.
Химически състав. Междуклетъчното вещество представлява стабилен комплекс от молекули, които осъществяват арматурната мрежа на тъканите и модулира различни функции на клетките. Макромолекулите на междуклетъчното вещество са изградени от аминокиселини, като 30% от тях е глицин, а останалата част включва серин, пролин, аланин, треонин и лизин. Основните компоненти на матрикса са: колаген, структурни гликопротеини, протеогликани, еластин и базални мембрани.
Колаген
Той заема най-големия дял от междуклетъчното вещество.
Химически състав. Колагенът представлява група от близки, но генетично различни протеини, които имат общи свойства. Колагеновата молекула е формирана от три полипептидни вериги. Те са изградени от глицин, пролин и лизин, които образуват тройна спираловидна верига – алфа-верига. По дължината на аминокиселинната последователност тези вериги имат повтарящи се триплети /комбинация от трите аминокиселини/.
Синтез на колагена. Полипептидните вериги на колагена се синтезират в рибозомите на фибробластите или подобни клетки в сухожилията, костите и хрущялите. След това навлизат в просвета на ендоплазматичния ретикулум под формата на про-алфа-вериги.
Чрез агрегация на фибрилите с каталитичната помощ на медта, се образуват неразтворимите колагенови фибри. Няколко фибрили образуват успоредни колагенни влакна, които имат дебелина 67 nm. Група от колагенни влакна изграждат колагенни снопове. Фибрите и някои фибрили често съдържат повече от един колагенов тип. Най-честата комбинация, която се среща, е между колаген тип I и тип III. Синтезът му се балансира чрез разграждане от колагенази – ензими, които се секретират в неактивна форма от фибробластите, макрофагите, епителните и ендотелни клетки. Те се превеждат в активна форма от трипсин и плазмин. Антагонист на тяхното действие е a-1-антитрипсинът от плазмата.
Досега са идентифицирани 11 типа колаген.
Структурни гликопротеини
Химически състав. Те са няколко и имат високо молекулно тегло. Действат като матриксни адхезивни молекули. Съставени са от един основен протеин, който е ковалентно свързан с олигозахариди. Някои субстанции, които нормално се приемат като протеини, се разглеждат като групи гликопротеини: кръвногрупови субстанции, колаген IV тип, фибронектини, ламинин, фибриноген, имуноглобулини, ензими и хормони. Общо взето, гликопротеините съдържат по-малко карбохидрати с изключение на кръвногруповите специфични субстанции. Наличието на карбохидрати позволява гликопротеините да се оцветят червено с ПАС-реакция.
Фибронектин
Те представляват група от гликопротеини, които образуват “молекулно лепило” и са необходими при взаимодействията на клетка с клетка, при адхезиите на клетките към различни повърхности – колаген, фибрин и други. Откриват се като разтворим димер в плазмата и като неразтворим мултимер в тъканите.
Химически състав. Молекулното им тегло е около 440 000 D. Съставени са от две почти идентични полипептидни вериги свързани с един или два дисулфидни моста. Въглехидратите са около 4,4-5,8 % от молекулата им и са комплекс от олигозахариди. Свързват се с N-ацетил-гликозидна връзка към аспаргина на протеинната му част.
Плазменият фибронектин се съдържа в базалните мембрани, които имат филтрационни функции/ например базалните мембрани в бъбреците/. Фибронектините са гликопротеини с много функции.
Хондронектин
Сходен е с ламинина. По химически състав представлява гликопротеин. Той залепва хондроцитите за колагена.
Базални мембрани
Те представляват стабилни структури, които при определени условия /възпаление, зарастване на рани и други/ бързо деградират. Състоят се от нестрииран колаген тип IV, който е свързан в различни пропорции с ламинин, ентактин и хепаран-сулфат. Базалните мембрани осигуряват механична подкрепа на разположените върху тях структури.
Ламинин
Ламининът е гликопротеин с молекулно тегло около 800-1000 кD и е най-изобилен в базалните мембрани. Съставен е от три субединици А, В1, В2, които формират структура подобна на кръст. Намира се в базалните мембрани и чрез специфични рецептори от една страна се свързва с клетъчната повърхност, а от друга с компоненти на екстрацелуларния матрикс (колаген IV и хепаран- сулфат). Има отношение към растежа, жизнения цикъл, морфологията, диференциацията и подвижността на различните типове клетки.
Ентактин
Това е сулфатиран гликопротеин, който се намира в гломерулните базални мембрани и съседните повърхности на ендотелните клетки, израстъци на подоцитите и мезангиалния матрикс.
Хепаран-сулфат
Хепаран-сулфат-протеогликанът е съставен от различни гликозамингликани, ковалентно свързани с един сърцевиден протеин. Наблюдава се огнищно в lamina rara на базалните мембрани и играе главна роля в процеса на филтрация в гломерулите.
Гликозамингликани и протеогликани
Гликозамингликаните са хетерогенна група от дълги неразклонени полизахаридни вериги с повтарящи се дизахаридни звена. Те преди се наричаха мукопротеини. Съдържат един основен протеин, свързан с кисели полизахариди. Днес се наричат глюкозамингликани /кисели мукополизахариди/.
Известни са две групи гликозамингликани: несулфатирани и сулфатирани.
Несулфатирани ГАГ са: хиалуронова киселина и хондроитинсулфат.
Сулфатираните ГАГ са: хондроитин-сулфат-А, хондроитин-сулфат-В, хондроитин-сулфат-С, хепаран-сулфат и кератан-сулфат.
Еластин
Този гликопротеин участва във формирането на централното ядро на еластичните фибри. Той притежава способността да променя формата си и да се усуква, след което възстановява изходното си положение.
Химически състав. Еластинът е богат на глицин и пролин и не съдържа хидроксилирани аминокиселини.
Функционално значение. Еластинът варира между различни състояния като оформя случайни намотки и по този начин определя разтягането и свиването на влакната. Съдържа се в тъкани, към които се предявяват такива изисквания /аорта, кожа и други/.
НАРУШЕНИЕ В СИНТЕЗАТА НА КОЛАГЕНА
Нарушението в синтезата на колагена води до нарушение и в нормалната структура на тъканите и органите. Най-често наблюдаваното нарушение е повишената синтеза на колагена, което е известна под името фиброза.
ФИБРОЗА /Склероза/
Фиброзата е патологичен процес, който се изразява с повишено разрастване на зряла съединителна тъкан, която нарушава структурния паритет и взаимоотношения в органите и тъканите. Разрасналата съединителна тъкан е представена от груби колагенови влакна, които рязко преобладават над другите извънклетъчни и клетъчни компоненти. Това води до локално или дифузно уплътняване на тъканите.
Класификация. Общоприета класификация на склеротичните процеси липсва. Все пак от етиологична и морфогенетична гледна точка фиброзата може да се класифицира по следния начин:
1. Фиброза след продуктивно възпаление.
2. Фиброза след системна или локална дезорганизация на съединителна тъкан.
3. Фиброза след некроза или атрофия на тъканите.
4. Фиброза при зарастване на раните под формата на ръбци.
5. Фиброза при организация на тромби, кръвоизливи или като резултат на сраствания и облитерации на серозни кухини.
6. Фиброза в туморната тъкан.
Механизми на склерозиране. Възможни са 3 основни механизма, които могат да доведат до склерозиране на тъканите и органите.
1. Образуване на млада съединителна тъкан чрез пролиферация на фибробластите. При тези случаи се наблюдава усилен синтез на колаген и съзряване на тъканта.
2. Образуване на млада съединителна тъкан без пролиферация на фибробласти. Тя се осъществява от клетъчна и чрез извънклетъчна фибрилогенеза. Такъв процес може да се наблюдава при промяна на съотношението между клетките и колагеновите влакна. В резултат на това рехавата стромална тъкан на органите се превръща във фиброзна. В други случаи може да се наблюдава нарастване на масата, и/или изменение структурата на специализираните видове съединителна тъкан.
3. Уплътнение на тъканите при колабиране на стромата в резултат на некроза или атрофия на паренхима на вътрешните органи. Този механизъм може да обясни възникването на склероза при масивни некрози в черния дроб при вирусни инфекции или под действието на токсични вещества. В зоната на масивната некроза настъпва колапс на ретикулната мрежа с последващо разрастване на съединителната тъкан. Този процес стои в основата на т.нар. постнекротична цироза на черния дроб.
Патоморфология на фиброзата
Макроскопски. Фиброзата на органите и тъканите може да бъде местна и обща. Това определя и макроскопската й характеристика. При местната форма, зоната на фиброзата е плътна, в сравнение със заобикалящия паренхим. При дифузната форма се констатира дифузно уплътнение на органа, който в началната фаза на фиброзата е със запазена форма и големина. При напредналите фази обемът, големината и теглото на органа намаляват в сравнение с нормата.
Микроскопски. Хистологичната картина се определя от това дали са касае за локална или дифузна фиброза.
При локалната съединителната тъкан е разрастнала в зона на некроза или увредени паренхимни клетки. По този начин се нарушава архитектониката на органа.
При дифузната форма този процес е още по-демонстративно изразен, като при някои случаи е трудно да се открият зони със запазен паренхим.
Фиброзната тъкан се оцветява в хистологичните препарати по метода на ван Гизон в червено. Яркостта на цвета се определя от степента на колагенизация на фиброзната тъкан.
НАРУШЕНИЯ В КОЛАГЕНОСИНТЕЗАТА
Синдром на Марфан /Marfan/
Това е наследствено автозомно-доминантно заболяване, при което се открива дефект на една от полипептидните вериги на колаген тип I.
Морфогенеза. Различават се два типа на морфогенеза на заболяването:
– колагенов;
– еластинов.
• Колагенов тип. Синтезират се колагенови молекули, които не могат да се свързват помежду си, в резултат на което стават неустойчиви.
• Еластинов тип. Характеризира се с дефект в структурирането на еластиновите влакна.
Клинично. Заболяването се демонстрира с абнормно дълги крака и ръце, дълги и тънки пръсти на ръцете, поради значителната дължина на метакарпалните и фалангиалните кости. Наблюдава се дислокация на очната леща, поради слабост във фиксиращата й система. От страна на сърдечносъдовата система се открива регургитация на митралната клапа с прогресираща сърдечносъдова недостатъчност.
Макроскопски. Откриват се патологични промени в костния скелет, аортата и сърцето. В аортата се наблюдава развитие на медионекроза и аневризми на торакалната й част. Смъртта настъпва най-често при състояние на дисекация на аортната стена. В сърцето се открива увреждане на митралната клапа, която е със задебелени и уплътнени платна, което води до пролапс /издуване/ на митралната клапа към лявото предсърдие.
Микроскопски. Наблюдава се медионекроза в медията на аортата. В зоната на медионекрозата се открива деструкция на еластични ламели и гладкомускулни клетки и отлагане на гликозамингликани. В сърцето клапното платно се пропива от миксоматозна тъкан, богата на гликозамингликани.
НАРУШЕНИЯ В КОЛАГЕНОЛИЗАТА
Колагенолизата, както и колагеносинтезата протичат фазово. Колагенолизата започва с активиране на неактивни предшественици на колагеназите и инактивиране на b 1-колагенен инхибитор. Самият процес се демонстрира с хидролиза на колагенните влакна, разграждане до ликвидация на спиралната структура на колагена и превръщането им в аморфен колаген. Колагенните фрагменти се деструктират чрез денатурация, след което се фагоцитират от макрофагите.
НАРУШЕНИЕ В ЕЛАСТОСИНТЕЗАТА
Това е група от рядко срещани вродени нарушения в синтезата на еластина. При тях се наблюдава намаление активноста на лизиноксидазата. Това е ензим, отговарящ за кръстосаното свързване на еластиновите полипептидни вериги. В резултат на това се нарушава образуването на напречни връзки между молекулите на тропоеластина. Тази група включва заболяването cutis laxa.
• Cutis laxa. Това е заболяване, което се манифестира с хлабава, набръчкана и отпусната кожа на лицето. Пациентите се оплакват също от генерализирана съединително-тъканна недостатъчност /хернии или дивертикули на гастроинтестиналния и уретралния тракт/, а така също и развитие на белодробен емфизем.
• Стрии. Нарушенията в синтезата на еластина при персистиращо високи нива на гликокортикоиди води до образуване на стрии. Те се характеризират хистологично със загуба на еластични фибрили.
• Понижена еластосинтеза при белодробни заболявания.
• Придобита форма на потисната еластосинтеза. Класически пример на тази форма е старческото овяхване и сбръчкване на кожата. Дължи се на “изхабяване на еластичните влакна”. Поради намаляване на хидрофилните протеини и заменянето им с хидрофобни /старчески/ настъпва изсъхване на кожата, изтъняване и фрагментиране на еластичните влакна. Всичко това става на фона на възрастово потисната еластогенеза. Това определя и формирането на старческите бръчки по лицето, шията и тялото.
ПОВИШЕНА ЕЛАСТОСИНТЕЗА
Това е патологичен процес, при който има абнормно натрупване на еластични влакна в основното вещество на съединителната тъкан. Този процес е известен под името еластоза. Различаваме няколко вида еластоза:
• Старческа еластоза.
Клиника. При тях се наблюдава по шията, лицето, гърба на дланите натрупване на еластични влакна. В резултат на това кожата в тези зони е силно набръчкана.
• Фиброеластоза в детската възраст. Това е заболяване, което се наблюдава предимно у новородени и в ранната детска възраст. Характеризира се със засягане на сърцето.
Макроскопски. Ендокарда на лявата камера е силно задебелен със сивобелезникав цвят.
Микроскопски. В ендокарда се наблюдава натрупването на голямо количество еластични и колагенни влакна.
• Фиброеластоза при възрастни
Морфогенеза. Възниква и се развива предимно огнищно в зони на прекаран инфаркт на миокарда. Дифузна фиброеластоза се развива сравнително рядко и засяга предимно дясната сърдечна половина. Разглежда се като проява на т.нар. “карциноиден синдром”.
• Фиброеластоза на съдовете. Наблюдава се в интимата на артериите и вените, най-често при артериална и венозна хипертония.
МУКОИДНА ДЕГЕНЕРАЦИЯ
Това е патологичен процес, който възниква при нарушение в колагеносинтезата. В резултат на това в основното вещество се натрупват променени по своя химически състав протеогликани.
Етиология. Промените в основното вещество могат да бъдат предизвикани от различни фактори. Като главна причина се сочи ревматизмът, алергичните заболявания, инфекциите и други.
Морфогенеза. Мукоидната дегенерация се характеризира с лекостепенна дезорганизация на съединителната тъкан.
Основните промени настъпват в основното вещество и колагенните влакна. Под действието на гликолитични и протеолитични ензими се разграждат протеогликаните, като се освобождават хидрофилни гликозамингликани. Те задържат значителни количества вода, като основното вещество набъбва и добива слузоподобен вид.
Макроскопски. Този патологичен процес се наблюдава демонстративно в сухожилията, сухожилните влагалища, които набъбват и наподобяват на груби въжета.
Клапните платна на сърцето засегнати при ревматизма са също набъбнали, особено ръбовете им.
Микроскопски. При хистологичното изследване колагенните влакна са набъбнали. Те са раздалечени поради натрупването между тях на гликозамингликани.
Кожни муцинози
Това са хронични заболявания, при които дермата се пропива обилно от слузна материя. Тя се оцветява метахроматично.
Различават се две форми:
• претибиален микседем /Базедова дерматопатия /;
• генерализиран миксидем.
1. Претибиален микседем – среща се само при struma Basedowiana.
Макроскопски. В претибиалната област кожата е силно уплътнена и е невъзможно да се захване гънка.
Микроскопски. В зоните, където се отлагат мукопротеидите се наблюдава струпване на голямо количество фибробласти. Понякога те се превръщат в слузни клетки със звездовидна форма и плуват сред муцин. Този феномен е известен като “слузна метаморфоза”. Подобна картина се наблюдава и при плеоморфния аденом на слюнчените жлези.
2. Генерализиран микседем. Наблюдава се при микседем.
Морфогенеза. Заболяването се характеризира със забавено разграждане на хондроитинсулфатите и хиалуроната, което е съчетано с натрупване на протеогликани в дермата.
Макроскопски. Кожата на лицето, гърба на ръцете, претибиално и по стъпалата е набъбнала и бледа, от мукоиден оток.
3. Муковисцидоза. Представлява наследствено автозомно рецисивно нарушение в синтезата и секрецията на протеогликаните във всички екзокринни жлези
НАТРУПВАНЕ НА ФИБРИНОИД
Етиология. Причините за натрупване на фибриноид са твърде разнообразни. Най-често за това се обвиняват имунните /серумна болест/ и автоимунните заболявания /болестите на колагенната съединителна тъкан/, хипертоничната болест, острата и хронична язва на стомаха и дуоденума.
Химически състав. С помощта на имунохистохимични методи се доказа, че фибриноидът съдържа плазмени протеини – фибрин, албумин и глобулини, продукти от разградените колагенови влакна и основно вещество, имунни комплекси, ядрени и цитоплазмени остатъци.
Морфогенеза. При различните заболявания се образуват различни по състав фибриноиди, при които основните морфогенетични фактори са едни и същи. Те са:
• деструкция на колагеновите влакна. Те набъбват, губят напречната си набразденост и се фрагментират;
• изменение на полизахаридния състав на основното вещество;
• повишена съдова проницаемост, която благоприятства инсудация на високомолекулни плазмени компоненти.
заболявания се образуват три основни форми на натрупване на фибриноид. Микроскопски. Фибриноидът е хомогенна и безструктурна субстанция. С помощта на различни оцветителни методи дава следните резултати:
• Хемалаун еозин – розово оцветяване.
• Браше и Фьолген – положително оцветяване за нуклеинови киселини.
• ПАС-реакция – червено оцветяване.
• ван Гизон – жълто оцветяване.
На мястото на разградената съединителна тъкан се наблюдава аморфна маса. Тя възниква след разпадането на колагенните влакна и основното вещество. Когато местните клетки в това огнище некротизират, се говори за фибриноидна некроза. Около зоните с фибриноидно натрупване и некроза се развива вторична възпалителна реакция.
Електронномикроскопски. Колагенните влакна показват количествени дегенеративни промени. Те се изразяват със загуба на периодичност, разцепване на колагенните фибрили на субфибрили, фрагментация до пълен разпад в огнищата с фибриноидна некроза. Всред увредените в различна степен колагенови влакна се отлага фибрин и други плазмени протеини и имунокомплекси, а в огнищата на фибриноидна некроза – клетъчни и ядрени остатъци от местни разрушени клетки.
В зависимост от преобладаването на определен морфологичен фактор, при различните
Натрупване на фибриноид от имунни комплекси
Фибриноид от този тип се образува в хода на остро имунно възпаление, предизвикано от имунна реакция на свръхчувствителност тип III. Такава се развива при:
• системните заболявания на съединителната тъкан /колагенози/;
• имунокомплексни заболявания /гломерулонефрити/.
Морфогенеза. Циркулиращите в кръвния ток имунни комплекси се натрупват в интерстициума на сърцето, кожата, бъбреците, напречно набраздената мускулатура, в синовиалната обвивка и меките тъкани на ставите. Тук те предизвикват различни степени на деструкция на колагеновите влакна. В огнището на увреждане се изливат плазмени протеини и фибриноген.
Микроскопски. В огнищата на фибриноидно отлагане се наблюдава еозинофилно безструктурно вещество. В тези зони може да се докаже фибриноид с помощта на известните оцветителни методи.
Електронномикроскопски. Колагенните влакна са увредени в различна степен. Те са разделени и обвити от фибрин и имунни комплекси. Ако имунните отлагания са значителни и се съчетават с некроза на местните клетки в увредения орган, между тези комплекси могат да се открият ядрени и цитоплазмени отломки.
Имунните комплекси, които се натрупват в стените на кръвоносните съдове при колагенозите водят до некроза. Тя се означава като фибриноидна некроза на артериалната стена.
Натрупване на фибриноид в съдовата стена след плазморагия
Този вид фибриноид се отлага в стените на кръвоносните съдове /главно артериоли/ при заболявания с ангионевротична генеза /злокачествена хипертония/.
Морфогенеза. Тежката хипоксия на съдовата стена, обусловена от внезапното покачване на артериалното налягане при злокачествена хипертония и трайния съдов спазъм увреждат тежко ендотелиите на артериолите. В резултат на това настъпва бърза и обилна плазморагия с последица разслояване и некроза на структурните компоненти на съдовата стена.
Микроскопски. Наблюдава се фибриноидна некроза на артериолите, която може да се докаже с посочените по-горе оцветителни методи. В съседство с некротичната зона се наблюдава възникването на възпалителен инфилтрат.
Електронномикроскопски. В зоната на фибриноидната некроза се наблюдава безструктурна материя, съставена от плазмени протеини и напълно разградени колагенови влакна. Сред нея се откриват отломки от разрушени гладкомускулни клетки без наличие на имунни комплекси. Доказано е, че този тип фибриноид се състои предимно от фибрин и малко количество други компоненти.
Фибриноид може да се натрупа и при следните състояния:
• Рентгеново увреждане на кожата, при което се развива фибриноидна некроза.
• Солната киселина в стомашния сок в дъното на стомашни и дуоденални язви предизвиква възникването на фибриноидна некроза, явяваща се белег за обостряне на процеса. След отпадане на некротичния участък при следващи киселинни атаки, дълбочината на язвения дефект расте.
• Токсични продукти. При различни инфекциозни заболявания, като еризипел, антракс и др., отделяните от микроорганизмите токсични продукти /хиалуронидаза/, причиняват тежко увреждане на съединително- тъканните структури в засегнатите органи.
Изход. Около огнищата на отлагане на фибриноид се развива винаги вторична възпалителна реакция. В хода на последната фибриноидът се фагира от макрофагите или се подлага на организация. Масивни фибриноидни натрупвания служат като основа за образуване на сложен хиалин. Увреденият участък се замества от съединително тъканен цикатрикс.
