Гемоглобиногенные пигменты

ЭНДОГЕННЫЕ ПИГМЕНТАЦИИ

• Эндогенные пигментации — разновидность смешанных дис­трофий. В основе их лежат нарушения эндогенных пигментов.

Эндогенные пигменты — окрашенные вещества различной химической природы, которые синтезируются в самом организ­ме, придавая органам и тканям различную окраску. По своей структуре они являются хромопротеидами (от греч. chroma — цвет, окраска + протеиды), т.е. окрашенными белками. Хромо-протеиды широко распространены в живой природе и выполня­ют разнообразнейшие биологические функции: перенос и депо­нирование кислорода для осуществления окислительно-восстано­вительных процессов в клетках, в том числе и дыхания (гемогло­бин, цитохромы, миоглобин, липофусцин), рецепция света и за­щита от действия ультрафиолетового излучения (меланин), син­тез биологически активных веществ (пигмент гранул энтерохро-маффинных клеток), секретов (желчь), доставка и регуляция об­мена микроэлементов (церулонлазмин, ферритин, гемосидерин), витаминов (липохромы) и др.

Классификация. Эндогенные пигменты разделяют, согласно их формальному генезу, на 3 группы:

▲ гемоглобиногенные, представляющие собой различные про­изводные гемоглобина;

а протеиногенные, или тирозиногенные, связанные с обменом тирозина;

а липидогенные, или липопигменты, образующиеся при обмене жиров.

Продукты нарушенного обмена эндогенных пигментов обыч­но откладываются как в паренхиме органов, так и вне ее, в стро-ме. При нарушении обмена пигментов учитывают следующие особенности:

количество пигмента. Оно может быть увеличено или, наобо­рот, уменьшено вплоть до полного исчезновения;

распространенность процесса (общий или местный характер процесса);

характер наследования. Этиологические факторы, вызываю­щие нарушение обмена хромопротеидов, являются генетически обусловленными или же приобретаются в течение жизни; в связи с этим различают наследственные и приобретен­ные нарушения обмена пигментов.

Пигментный обмен может нарушаться при многих болезнях и патологических состояниях, т.е. возникает вторично; однако ино-

гда нарушения обмена хромопротеидов возникают первично и являются морфологическим субстратом самостоятельных забо­леваний. В большинстве случаев патологические пигментации возникают в связи с избыточным накоплением пигментов, кото­рые встречаются и в норме, но иногда накапливается пигмент, который возникает только в условиях патологии.

ГЕМОГЛОБИНОГЕННЫЕ ПИГМЕНТЫ

Гемоглобиногенные пигменты получили свое наименование вследствие того, что их образование связано с метаболизмом ге­моглобина. При этом часть пигментов образуется в физиологи­ческих условиях. Это гемосидерин, ферритин и билирубин. Часть пигментов — гематоидин, гематины и порфирин, образуются только в условиях патологии. Некоторые из этих пигментов (ферритин, гемосидерин) синтезируются, помимо гемоглобина, из железа, всасывающегося в кишечнике (схема 8). Поэтому оп­ределение "гемоглобиногенные пигменты" является для них весьма условным.

Гемоглобин — хромопротеид, который в качестве простети-чсской группы содержит железопорфириновый комплекс гем. Белковая частьмолекулы гемоглобина состоит из двух пар поли-пептидных (а и b) цепей, содержащих по 140 аминокислот. Своим

огромным значением гемоглобин обязан содержащемуся в нем железу, с которым филогенетически связана функция дыхания. Обмен гемоглобина тесно связан с эритроцитами, в которых он содержится, с их состоянием, старением, разрушением. Физиоло­гический гемолиз происходит в основном в костном мозге, ре­же — в селезенке и печени, в клетках макрогистиоцитарной сис­темы этих органов образуются ферритин, гемосидерин и билиру­бин.

Ферритин — железопротеид, содержащий белок апоферри-тин и трехвалентный атом железа в составе фосфатного гидро-ксида. Ферритин неоднороден, известно до 20 изоферритинов. Это разнообразие обусловлено различием вариантов входящего в его состав апоферритина (Н-, L- и HL-субъединицы), различием способов происхождения пигмента ("анаболический" — из желе­за, всасывающегося в кишечнике, "катаболический" — из желе­за гемолизированных эритроцитов), разной локализацией (в сы­воротке крови — HL-ферритин, в печени и селезенке — L-фер-ритин). Наконец, важное значение имеет кислород: ферритин синтезируется из двухвалентного железа в присутствии кислоро­да и содержит много SS-групп. При гипоксии образуется SH-фер-ритин, обладающий вазопаралитическим действием. Значение ферритина трудно переоценить. Он является главным участни­ком метаболизма железа. Известно, что свободные атомы желе­за токсичны для организма. Именно в форме ферритина депони­руется железо (до 30 %, хотя расходуется только 0,1 %). Ферри­тин содержится практически во всех органах и тканях и является акцептором железа в клетках, которые в нем нуждаются (эрит-робласты). Он также осуществляет перенос железа в кишечнике и плаценте, т.е. является медиатором при соединении железа с трансферрином и в переносе его от матери к плоду.

Ферритин выявляют в тканях с помощью сульфата кадмия по методу Клочкова, а также иммуногистохимически с использова­нием специфических антисывороток. На практике чаще всего ис­пользуется гистохимический метод — реакция образования бер­линской лазури (железистосинеродистое железо) или реакции Перльса — реакция на выявление солей оксида железа (III) с по­мощью железосинеродистого калия и хлороводородной (соля­ной) кислоты.

Гемосидерин — это продукт полимеризации ферритина. По химической структуре он является коллоидным гидроксидом же­леза, соединенным с мукопротеидами клетки. В норме гемосиде­рин образуется в ретикулярных и эндотелиальных клетках селе­зенки, лимфатических узлов, печени и костного мозга. При окра­ске гематоксилином и эозином гемосидерин выявляется в виде зерен бурого цвета в цитоплазме этих клеток, а при реакции Перльса — в виде гранул зеленовато-синего цвета (берлинская

лазурь). Гемосидерин — внутриклеточный пигмент. Синтез его происходит в клетках, которые называют сидеробласта-м и, в специализированных органеллах — сидеросомах. Иногда в сидеробластах накапливается такое большое количество гемоси-дерина, что клетки разрушаются и гемосидерин оказывается сво­бодно лежащим в строме органов. В этих случаях он обычно за­хватывается макрофагами, которые принято называть с и д е -рофагами.В цитоплазме этих клеток сидеросомы не выявля­ются.

Билирубин — конечный продукт гемолиза. Билирубин обра­зуется, когда от гемоглобина отщепляется гем, а затем от гема отщепляется железо и разворачивается тетрапиррольное кольцо. Этот процесс начинается в клетках ретикуломакрофагальной си­стемы костного мозга, селезенки, лимфатических узлов и пече­ни. Затем продукт, соединяясь с альбумином, с током крови по­ступает в печень. В печени синтез пигмента завершается — гепа-тоциты, обладая специфическими рецепторами, захватывают его и с помощью ферментов специфической глюкуронилтрансфе-разной системы осуществляют его конъюгацию. Конъюгаты би­лирубина поступают в желчные капилляры. Таким образом, би­лирубин становится основным пигментом желчи.

Обычно билирубин находится в виде кристаллов красновато-желтого цвета. Он легко окисляется, образуя при этом продукты различного цвета. Именно это происходит при выявлении его по методу Гмелина — при окислении его азотной кислотой образу­ются продукты сначала зеленого, а затем синего или пурпурного

цвета.

Гематоидин — пигмент, не содержащий железа. По химиче­ской структуре близок к билирубину и также дает положитель­ную реакцию Гмелина. Гематоидин формирует ярко-оранжевые кристаллы в виде ромбических пластинок, иголок или зерен. Об­разуется при распаде эритроцитов и гемоглобина, как и гемоси­дерин, внутриклеточно, но в клетках не остается и при их гибели оказывается свободно лежащим среди некротических масс.

Гематины образуются при гидролизе оксигемоглобина и представляют собой окисленную форму гема, содержащую трех­валентный атом железа в связанном состоянии. Имеют вид тем­но-коричневых кристаллов или зерен. К гематинам относят ма­лярийный пигмент (гемомеланин), солянокислый гематин и фор­малиновый пигмент.

Малярийный пигмент (гемомеланин) обра-зуется из гема в теле малярийного плазмодия, который, как из­вестно, паразитирует в эритроцитах. Пигмент построен из буро­вато-черных аморфных гранул и синтезируется обычно в ретику­лярных и эндотелиальных клетках печени, костного мозга, селе­зенки и лимфатических узлов.

Солянокислый гематин (гемин) образуется ис­ключительно в желудке при взаимодействии гемоглобина, фер­ментов желудочного сока и соляной кислоты. Пигмент отклады­вается в виде ромбовидных или игловидных кристаллов.

Формалиновый пигмент образуется в тканях при фиксации их кислым формалином (рН < 5,6), имеет вид бурых зе­рен или кристаллов, расположенных, как правило, в просвете ве­нозных сосудов.

Порфирины — предшественники гема, которые имеют стро­ение замкнутых тетрапиррольных колец, лишенных железа. Пигменты повышают чувствительность кожи к ультрафиолето­вому облучению, являются антагонистами меланина. Обычно ме­таболизм порфиринов в организме человека заканчивается на стадии уропорфириногена III, который затем принимает участие в реакциях синтеза гема. При отсутствии фермента уропорфири-ноген Ш-косинтетазы появляются предшественники уропорфи­риногена III — уропорфириноген I, порфобилин, порфобилино-гены. В норме они в минимальных количествах определяются в тканях, крови и моче: они дают оранжевую флюоресценцию в ультрафиолетовом свете.

Нарушения обмена гемоглобиногенных пигментов Гемосидероз

Нарушения обмена гемосидерина, ферритина и билирубина происходят при усиленном гемолизе эритроцитов, возникающем в результате действия различных патогенных факторов. В этих случаях обычно говорят о гемосидерозе, хотя одновременно про­исходит накопление некоторого количества ферритина и билиру­бина. Гемосидероз может возникать в результате усиления как внутрисосудистого гемолиза (общий гемосидероз), так и при раз­витии внесосудистого гемолиза (местный гемосидероз).

Общий гемосидероз. Развивается при болезнях системы кро­ветворения (анемии, гемобластозы), интоксикациях гемолитиче­скими ядами (бертолетова соль, сульфаниламиды, хинин, сви­нец), при некоторых инфекциях (сепсис, малярия, бруцеллез, воз­вратный тиф), при переливании иногруппной крови и резус-кон­фликте (гемолитическая болезнь новорожденных). В этих случа­ях гемосидерин в избыточном количестве накапливается в рети­кулярных, эндотелиальных клетках и макрофагах селезенки, ко­стного мозга, лимфатических узлов, печени. Кроме того, сиде-робластами становятся эпителиальные клетки печени, потовых и слюнных желез, легких, почек. Микроскопически в них выявля­ются гранулы бурого цвета. Внешний вид органов характерен: они приобретают ржавый оттенок. В далеко зашедших случаях

гемосидерин накапливается и в строме органов, и в стенках сосу­дов. Появляется большое количество сидерофагов, которые не успевают утилизировать гемосидерин, загружающий межклеточ­ное вещество. Одновременно накапливаются "катаболический" ферритин и билирубин. Последний образуется в таком большом количестве, что печень не успевает его утилизировать, и развива­ется гемолитическая желтуха.

Местный гемосидероз. Развивается при внесосудистом гемо­лизе в очагах кровоизлияний. Сидеробластами становятся лейко­циты, гистиоциты, ретикулярные клетки, эндотелий и эпители­альные клетки. Из продуктов гемолиза в органах, где возникают кровоизлияния, в цитоплазме этих клеток синтезируются ферри­тин и гемосидерин. В крупных кровоизлияниях, помимо гемоси-дерина, образуется еще гематоидин. При этом гемосидерин обычно располагается на периферии кровоизлияний, а гематои­дин, для образования которого кислород не нужен, откладывает­ся в центре, в очагах аутолиза. В мелких, чаще диапедезного ха­рактера кровоизлияниях обычно образуется только гемосидерин. В участках бывших кровоизлияний сидерофаги сохраняются очень долго, отчего ткани приобретают бурый оттенок.

В клинике большое значение имеет гемосидероз легких, ко­торый развивается в результате хронического венозного застоя у больных с заболеваниями сердца на стадии декомпенсации (поро­ки сердца, кардиосклероз и др.). В легких развиваются многочис­ленные диапедезные кровоизлияния, в клетках альвеолярного эпителия и в гистиоцитах синтезируются гемосидерин и ферри­тин. Сидеробласты и сидерофаги "заболачивают" полости альве­ол, гипоксия нарастает и в этих условиях начинает синтезиро­ваться SH-ферритин, обладающий, как было сказано выше, вазо-паралитическим действием. Это приводит к еще большему повы­шению сосудистой проницаемости, нарастанию диапедеза и соот­ветственно накоплению гемосидерина и SH-ферритина. Пороч­ный круг замыкается, и у больных развивается ферритиновый коллапс или шок. Гипоксия, помимо того, стимулирует коллаге-носинтетическую активность фибробластов — в легких нараста­ет склероз, они становятся плотными на ощупь и бурыми за счет накопления гемосидерина. Подобные изменения принято назы­вать "бурая индурация легких" (от лат. induratio — за­твердение, уплотнение). Сидеробласты и сидерофаги нередко об­наруживают и в мокроте, которой они придают ржавый оттенок. В таких случаях их называют клетками сердечных пороков.

Гемосидероз является морфологическим субстратом самосто­ятельного заболевания, которое называется "идиопатиче-ский гемосидероз легких", или "синдром Делена — Гел-лерстедта". Он встречается у детей в возрасте 3—8 лет и харак­теризуется повторяющимися кровоизлияниями в легочную па-

ренхиму с последующим массивным гемосидерозом и склерозом, кровохарканьем и развитием вторичной железодефицитнои ане-мии. В легких имеется типичная картина бурой индурации,но по ражение сердца у больных отсутствует. Причина заболевания до конца неясна. В настоящее время имеется большое количество данных, подтверждающих, что в основе процесса лежит аутоаг-рессивное поражение легких, при котором реакция антиген-антитело реализуется на сосудах микроциркуляторного русла легких. Иммунологическая природа заболевания подтверждается тем, что при идиопатическом гемосидерозе легких могут пора жаться и почки с развитием синдрома Гудпасчера, а в крови боль­ных нередко обнаруживают антитела к ткани легкого и к коровь ему молоку.

Гемохроматоз

. Гемохроматоз - избыточное накопление гемосидерина, обусловленное нарушением всасывания пищевого железа в тон-кой кишке. Таким образом, сущностью гемохроматоза является избыточное содержание гемосидерина, являющегося полимером анаболического ферритина. В то же время морфологически ге-мохроматоз и общий гемосидероз имеют много общего, различа ют гемохроматоз первичный (идиопатический гемохроматоз) и

вторичный (сидероз, гемосидероз).

Первичный гемохроматоз. Это самостоятельное заболевание из группы тезаурисмозов (наследственные болезни накопления;, обусловленное дефектом ферментов, обеспечивающих всасыва­ние железа в тонкой кишке. Заболевание передается по аутосом-но-рецессивному типу. Всасывание пищевого железа повышено и количество его (обмен железа в эритроцитах не нарушен) возрас­тает в десятки раз. Развивается гемосидероз печени, поджелудоч­ной железы, слюнных и потовых желез, сетчатки глаза, кожи, миокарда, слизистой оболочки кишечника и синовиальных ооо-лочек. Одновременно в органах накапливается ферритин, а в ко же и сетчатке глаза - меланин. Классическая триада симптомов первичного гемохроматоза - бронзовая окраска кожи, сахар­ный диабет (бронзовый диабет) и пигментный цирроз печени. Нарушение обмена меланина связывают с поражением эндок­ринных желез, участвующих в процессе синтеза меланина. Осо-бенно резко изменяется печень - она приобретает темно-корич невую окраску, плотная на ощупь, с мелкобугристои поверхно­стью; микроскопически во всех ее клетках (гепатоцитах, звездча­тых ретикулоэндотелиоцитах, гистиоцитах портальных трактов, в эндотелии сосудов и в эпителии желчных капилляров) видно от-

поженив гемосидерина, отмечаются разрастание соединительной ткани и формирование цирроза печени. Иногда гемосидерин от­кладывается в кардиомиоцитах и развивается "пигментная кардиомиопатия", приводящая к смерти от сердечной не­достаточности.

Вторичный гемохроматоз. Развивается в случае приобретен­ной недостаточности ферментных систем, обеспечивающих вса­сывание и метаболизм пищевого железа. Подобная ситуация воз­никает при избыточном поступлении железа с пищей (прием же­лезосодержащих препаратов), алкоголизме, повторных перели-наниях крови, после резекции желудка и при гемоглобинопа-тиях наследственных заболеваниях, при которых нарушается синтез гема (сидероахрестическая анемия) или глобина (талассе-мия) В случае вторичного гемохроматоза имеет место двоякий генез нарушения обмена железа: оно накапливается и в сыворот­ке и в депо. Типичными являются поражение печени (цирроз), поджелудочной железы (сахарный диабет), сердечной мышцы, что, как правило, оказывается фатальным — больные погибают от сердечной недостаточности.

Желтуха

• Желтуха — нарушение обмена билирубина, обусловленное избыточным накоплением его в плазме крови, проявляется жел­тушным прокрашиванием кожи, склер, слизистых и серозных оболочек и внутренних органов. В зависимости от того, какое звено синтеза пигмента нарушено, различают три вида желтухи: гемолитическую (надпеченочную), печеночную (паренхиматоз­ную) обтурационную (подпеченочную, механическую).

Гемолитическая (надпеченочная) желтуха. Развивается вслед­ствие усиленного внутрисосудистого гемолиза эритроцитов и об­разования в связи с этим большого количества билирубина. Воз­никает при интоксикациях (гемолитические яды) и инфекциях (сепсис малярия, возвратный тиф), переливании несовместимой крови и резус-конфликте, некоторых заболеваниях крови (ане­мии гемобластозы). Помимо того, существует группа наследст­венных болезней, которые проявляются различными дефектами эритроцитов и сопровождаются гемолитической анемией. К ним относят наследственные ферментопатии (микросфероцитоз, ова-лоцитоз) гемоглобинопатии, или гемоглобинозы (талассемия, или гемоглобиноз F, серповидно-клеточная анемия, или гемогло-биноз S) пароксизмальную ночную гемоглобинурию и др. При всех этих болезнях нарушается первое звено обмена билируби­на - захват его гепатоцитами, в крови увеличивается количест-во не связанного с глюкуроновой кислотой билирубина.

Печеночная (паренхиматозная) желтуха. Возникает при забо­леваниях печени (гепатиты острые и хронические, гепатозы, в том числе пигментные, циррозы, поражения печени лекарствен­ные и при аутоинтоксикациях, например при беременности), ко­торые сопровождаются повреждением гепатоцитов, нарушением захвата ими билирубина, конъюгации его и экскреции.

Обтурационная (подпеченочная, механическая) желтуха. Возникает вследствие нарушения оттока желчи по желчным про­токам при обтурации их просвета (камень, опухоли) или сдавле-нии извне (рак головки поджелудочной железы, большого сосоч­ка двенадцатиперстной кишки, метастазы рака в перипорталь-ные лимфатические узлы). В результате нарушается экскреция желчи, и она начинает поступать в кровь через синусоидальный полюс гепатоцита. В последующем нарушается сам процесс син­теза желчи, она становится "белой". Особенно тяжелые измене­ния при механической желтухе развиваются в печени: в результа­те холестаза она увеличивается в размерах, приобретает желто­вато-зеленый цвет; внутрипеченочные желчные протоки расши­рены, переполнены желчью. Гистологически желчный пигмент выявляется всюду: в желчных протоках, желчных капиллярах, в печеночных клетках. В условиях холестаза быстро развивается холангит.

Порфирии

• Порфирии — состояния, при которых происходит накопле­ние предшественников порфирина (уропорфириноген I, порфо-билин и порфобилиноген) в крови (порфиринемия), моче (порфи-ринурия) и тканях. При этом резко повышается чувствитель­ность тканей к ультрафиолетовым лучам и развивается светобо­язнь. На коже появляются эритема, дерматит, рубцы, изъязвле­ния, в последующем — депигментированные участки.

Различают врожденную и приобретенную порфирии.

Врожденная порфирия. Это генетически обусловленная вро­жденная недостаточность уропорфириноген Ш-косинтетазы в эритробластах (эритропоэтическая форма болезни) или печени (печеночная форма порфирии). Порфирины выделяются с мо­чой, которая на воздухе приобретает цвет портвейна, откладыва­ются в селезенке, окрашивают кости и зубы в коричневый цвет. Обычно развивается гемолитическая анемия, поражаются нерв­ная система и желудочно-кишечный тракт. При печеночной фор­ме порфирии печень увеличивается, становится сероватого или голубовато-коричневого цвета. В гепатоцитах картина жировой дистрофии, выявляются зерна гемосидерина; отмечается харак-

терное для порфиринов свечение при исследовании в люминес­центном микроскопе.

Приобретенная порфирия. Развивается при интоксикациях (свинец, барбитураты), авитаминозах (пеллагра), некоторых бо­лезнях печени и ряде состояний, когда накапливаются ионы ам­мония — антагонисты уропорфириноген Ш-косинтетазы.

123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: