Thích nghi và thoái hóa tế bào

Thích nghi tế bào đề cập đến những thay đổi có thể đảo ngược mà một tế bào thực hiện về kích thước, số lượng, kiểu hình hoặc hoạt động trao đổi chất để đạt được trạng thái cân bằng mới dưới nhu cầu sinh lý hoặc bệnh lý bị thay đổi. Khi giới hạn thích nghi bị vượt quá hoặc khi căng thẳng dưới ngưỡng gây chết người kéo dài, các tế bào có thể tích lũy các chất bất thường hoặc trải qua những thay đổi thoái hóa. Các phản ứng thích nghi chính — phì đại, tăng sản, teo đét và dị sản — cùng với sự tích lũy nội bào tạo thành vốn từ vựng hình thái học về cách các tế bào đối phó với căng thẳng mãn tính.

Definition

Thích nghi tế bào là một thay đổi có thể đảo ngược về kích thước, số lượng, kiểu hình hoặc hoạt động trao đổi chất của tế bào để đáp ứng với những thay đổi trong môi trường của chúng, trong khi thay đổi thoái hóa và tích lũy nội bào phản ánh những rối loạn dưới ngưỡng gây chết người của quá trình trao đổi chất tế bào mà chưa dẫn đến chết tế bào.

Scope

Chủ đề này bao gồm bốn sự thích nghi cổ điển (phì đại, tăng sản, teo đét, dị sản), các yếu tố kích hoạt sinh lý và bệnh lý của chúng, và sự tích lũy nội bào (chẳng hạn như lắng đọng lipid, protein và sắc tố) đánh dấu sự rối loạn chuyển hóa tế bào. Nó coi đây là những trạng thái có thể đảo ngược hoặc có khả năng đảo ngược, xảy ra trước và khác biệt với tổn thương không thể đảo ngược và chết tế bào được đề cập trong các chủ đề liên quan.

Core questions

• Những yếu tố kích thích nào thúc đẩy một tế bào phát triển lớn hơn (phì đại) so với tăng sinh (tăng sản)?
• Tại sao teo đét xảy ra và tế bào làm thế nào để giảm khối lượng của nó?
• Khi nào dị sản có tính bảo vệ và khi nào nó là một bước tiến tới tân sinh?
• Sự tích lũy nội bào tiết lộ điều gì về sự rối loạn chuyển hóa?

Key concepts

• Phì đại (tăng kích thước tế bào)
• Tăng sản (tăng số lượng tế bào)
• Teo đét (giảm kích thước và khối lượng tế bào)
• Dị sản (chuyển đổi kiểu hình có thể đảo ngược)
• Tích lũy nội bào
• Thích nghi sinh lý so với bệnh lý
• Khả năng đảo ngược của sự thay đổi thích nghi

Mechanisms

Các phản ứng thích nghi được thúc đẩy bởi sự thay đổi tín hiệu để đáp ứng với tải cơ học, kích thích hormone hoặc yếu tố tăng trưởng, giảm khối lượng công việc hoặc nguồn cung cấp máu, và kích thích mãn tính. Phì đại là kết quả của sự tổng hợp tăng lên của các thành phần cấu trúc trong các tế bào có khả năng tăng sinh hạn chế, chẳng hạn như cơ tim và cơ xương; tăng sản là kết quả của sự tăng sinh do yếu tố tăng trưởng trong các mô có khả năng phân chia. Teo đét liên quan đến sự chuyển dịch sang dị hóa, bao gồm tăng phân hủy protein thông qua hệ thống ubiquitin-proteasome và tự thực, làm giảm kích thước tế bào trong khi vẫn duy trì khả năng sống. Dị sản là sự tái lập trình các tế bào gốc hoặc tế bào tiền thân theo một kiểu hình phù hợp hơn với môi trường căng thẳng. Tích lũy nội bào xảy ra khi một chất được sản xuất nhanh hơn mức nó có thể được chuyển hóa hoặc xuất khẩu, hoặc khi một khiếm khuyết chuyển hóa hoặc vận chuyển làm suy yếu việc loại bỏ nó.

Clinical relevance

Những sự thích nghi này được nhận biết về mặt hình thái trong mô và giải thích các mô hình bệnh mãn tính phổ biến, chẳng hạn như phì đại tim dưới tình trạng quá tải áp lực, teo đét do không sử dụng của cơ bị bất động, và dị sản vảy của biểu mô phế quản trong kích thích mãn tính. Mục này mô tả các quá trình này để tham khảo; nó không xác định ngưỡng chẩn đoán hoặc hướng dẫn quản lý.

Evidence & guidelines

Các khái niệm ở đây được củng cố trong các tài liệu tham khảo bệnh học tiêu chuẩn hơn là các hướng dẫn lâm sàng, dựa trên khuôn khổ bệnh học tế bào lần đầu tiên được Virchow trình bày và được tinh chỉnh thông qua các nghiên cứu sau này về tín hiệu tăng trưởng và chuyển hóa protein.

History

Khái niệm bệnh tật bắt nguồn từ sự thay đổi tế bào xuất phát từ bệnh học tế bào của Rudolf Virchow vào giữa thế kỷ XIX. Phân loại hình thái học của các phản ứng thích nghi được phát triển trong suốt thế kỷ XX, trong khi sự hiểu biết phân tử về teo đét và tích lũy đã được mở rộng nhờ công trình nghiên cứu về các con đường phân hủy protein, bao gồm proteasome và tự thực.

Debates

Dị sản có phải là một thay đổi tiền ác tính cố hữu không?

Bản thân dị sản có thể đảo ngược và thích nghi, nhưng môi trường vi mô bị thay đổi và tín hiệu tăng sinh duy trì nó có thể tạo tiền đề cho loạn sản và tân sinh, vì vậy việc liệu và khi nào nó nên được coi là một trạng thái tiền ung thư phụ thuộc vào ngữ cảnh.

Key figures

• Rudolf Virchow
• Guido Kroemer
• David Rubinsztein

Seminal works

• virchow-1858
• rubinsztein-2011

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa phì đại và tăng sản là gì?

Phì đại là sự tăng kích thước của từng tế bào, làm tăng khối lượng mô mà không có tế bào mới, trong khi tăng sản là sự tăng số lượng tế bào thông qua sự tăng sinh; một số mô, chẳng hạn như tử cung khi mang thai, cho thấy cả hai.

Sự thích nghi tế bào có thể đảo ngược không?

Những thay đổi thích nghi nói chung có thể đảo ngược nếu yếu tố kích thích được loại bỏ, điều này phân biệt chúng với tổn thương không thể đảo ngược dẫn đến chết tế bào, mặc dù sự thích nghi kéo dài như dị sản có thể mang lại rủi ro dài hạn hơn.