细胞损伤与适应
细胞损伤与适应是普通病理学领域,研究细胞如何应对生理和病理应激。当需求或损伤超出细胞的正常运行范围时,细胞可能通过改变其大小、数量或活性来适应;如果应激持续存在或超出这些储备,细胞会遭受损伤,这种损伤最初是可逆的,并可能进展为几种形式的细胞死亡之一。从适应到损伤再到死亡的这一连续过程是疾病的形态学和分子基础。
Definition
细胞损伤与适应是指细胞对压力的各种反应,涵盖生理和病理适应、亚致死(可逆)损伤以及细胞死亡的致死终点,以及伴随每种状态的结构和生化变化。
Scope
本领域旨在引导读者了解细胞应激反应的全谱:可逆适应(肥大、增生、萎缩、化生)和细胞内蓄积;可逆损伤及其生化机制;以及细胞死亡的调控和非调控途径,包括坏死、细胞凋亡和自噬的分解代谢生存程序。它是一个概念图;详细机制存在于其下的主题节点中。
Sub-topics
Core questions
- 在损伤发生之前,细胞如何适应增加或减少的功能需求?
- 可逆细胞损伤与不可逆细胞损伤有何区别?
- 受损细胞通过哪些途径死亡,这些途径在形态学和免疫学上如何不同?
- 自噬如何既作为一种适应性生存机制,又作为细胞命运的贡献者?
Key concepts
- 适应、损伤与死亡的连续统一体
- 可逆和不可逆损伤
- 不可逆点
- 坏死作为非调控性细胞死亡
- 细胞凋亡作为调控性细胞死亡
- 自噬作为分解代谢生存反应
- 调控性细胞死亡命名法
Mechanisms
常见的损伤因素——缺氧和缺血、氧化应激、化学和感染因子、免疫反应以及遗传或营养失衡——汇聚于有限的细胞内靶点:ATP生成、线粒体完整性、钙稳态、膜完整性和蛋白质折叠。轻度或短暂的应激会触发适应或可逆损伤;严重或持续的应激会越过一个阈值(不可逆点),其特征是线粒体功能障碍和膜损伤,从而导致细胞死亡。细胞死亡命名委员会根据分子和形态学特征区分意外死亡途径和调控死亡途径,并且相同的线粒体和信号传导机制可以根据强度和背景,将细胞导向通过自噬实现生存,或导向细胞凋亡或坏死。
Clinical relevance
此处描述的模式是组织如何对疾病作出反应以及病理学家如何解释活检和尸检材料的基础;例如,坏死的形态预示着梗死或感染,而肥大或化生等适应性变化则反映了慢性应激。本领域描述了疾病的概念和形态学基础,仅供教育参考,不提供诊断标准或治疗指导。
Evidence & guidelines
大部分分子框架已由细胞死亡命名委员会的专家共识整合,该委员会定期标准化细胞死亡模式的定义和区分标准。罗宾斯和科特兰等标准病理学参考书将这些机制整合到损伤和适应的经典形态学中。
History
疾病的细胞概念由鲁道夫·魏尔肖在19世纪确立,他将病理学定位于细胞。20世纪增加了可逆和不可逆损伤的生化研究,并从1972年开始,认识到细胞凋亡是一种独特的、受调控的细胞死亡形式。此后,该领域扩展到调控细胞死亡途径的广泛分类学以及自噬作为一种适应性反应的并行研究。
Key figures
- Rudolf Virchow
- John Kerr
- Andrew Wyllie
- Guido Kroemer
Related topics
Seminal works
- galluzzi-2018-nomenclature
- fuchs-steller-2011
Frequently asked questions
- 适应与损伤有何区别?
- 适应是细胞大小、数量或表型的可逆变化,使其在改变的需求下保持新的稳定稳态;当应激超出适应能力并破坏细胞功能和结构时,就会发生损伤。
- 所有细胞死亡都有害吗?
- 并非如此。某些细胞死亡,特别是细胞凋亡等调控形式,是生理性的,对发育和组织稳态至关重要,而坏死等非调控性死亡通常是病理损伤的标志。