《损伤的修复》PPT课件.ppt

,主讲：王东林,损伤的修复,修复(repair)的概念：机体对损伤所形成的组织、细胞缺损进行修补恢复的过程。广义的修复过程包括两种形式：再生：由损伤周围的同种细胞来修复，称为再生(regeneration)；纤维性修复：由纤维结缔组织来修复，纤维化（fibroplasia)以后形成瘢痕。,第一节 再 生 一、不同类型细胞的再生潜能 人体再生细胞的种类：1不稳定细胞(labile cells)这类细胞总在不断地增殖，以代替衰亡或破坏的细胞。这类细胞包括被覆上皮细胞（表皮细胞、呼吸道和消化道粘膜、生殖道）、淋巴及造血细胞、间皮细胞等。,2稳定细胞(stable cells)在生理情况下，这类细胞不增殖，但受到组织损伤的刺激时，表现出较强的再生能力。这类细胞包括各种腺体或腺样器官的实质细胞，如肝、胰、涎腺、内分泌腺、汗腺、皮脂腺、纤维母细胞等。,3永久性细胞(permanent cells)没有再生能力。这类细胞有神经细胞、骨骼肌细胞及心肌细胞。一旦遭受破坏则成为永久性缺失。,二、各种组织的再生过程,1、上皮的再生 1)被覆上皮再生过程：损伤表面形成血栓和引发局部炎症；创缘或基底层细胞分裂增生并向缺损中 心移动；新的上皮组织的分化。,（2）腺上皮的再生 当腺体基底膜未被破坏时，可由残存细胞分裂增生，完全恢复原有结构，即完全再生；但当腺体基底膜被破坏时，则难以恢复原有的腺体结构。,二）纤维组织的再生在损伤的刺激下，受损处的成纤维细胞进行分裂、增生。成纤维细胞可由静止状态的纤维细胞转变而来，或由未分化的间叶细胞分化而来。当成纤维细胞停止分裂后，开始合成并分泌前胶原蛋白，在细胞周围形成胶原纤维，细胞逐渐成熟，成为纤维细胞。,原始间叶细胞转化为成纤维细胞,3.神经组织的再生 神经细胞破坏后不能再生，由神经胶质细胞及其纤维修补，形成胶质瘢痕。外周神经受损时，如果与其相连的神经细胞仍然存活，则可完全再生，主要由断端神经残干的神经鞘细胞增生连接。,神经纤维再生模式图,若断离的两端相隔太远（2.5CM)，或者有血肿等，或者因截肢失去远端，再生的神经纤维不能到达远端，而与增生的结缔组织缠杂在一起，可发生顽固性疼痛，称创伤性或截肢性神经瘤(traumatic or amputation neuroma)。,4肌组织的再生Regeneration of muscle（1）横纹肌的再生 根据肌膜是否存在及肌纤维是否完全断裂而有所不同。损伤较轻而肌膜未被破坏时，可恢复正常的横纹肌结构；如果肌纤维完全断开，断端肌浆增多，也可有肌原纤维的新生。如果整个肌纤维（包括肌膜）均被破坏，则难以再生，此时结缔组织增生连接，形成瘢痕修复。（2）平滑肌也有一定的分裂再生能力，如小动脉的再生中就有平滑肌的再生；但是断开的肠管或是较大的血管经手术吻合后，断处的平滑肌主要通过纤维瘢痕连接。（3）心肌再生能力极弱，破坏后常常是瘢痕修复。,5、血管的再生：（1）毛细血管（capillary）的再生 主要包括：原血管基底膜的酶解；内皮细胞的迁移；内皮细胞的增殖；新生毛细血管的成熟器官化构建。（2）大血管断裂后必须手术吻合,毛细血管再生模式图,6软骨组织和骨组织的再生 软骨再生起始于软骨膜的增生，这些增生的幼稚细胞形似成纤维细胞，以后逐渐变为软骨母细胞，并形成软骨基质，细胞被埋在软骨陷窝内而变为静止的软骨细胞。软骨再生能力弱，软骨组织缺损较大时由纤维组织参与修补。骨组织再生能力强，骨折后可完全修复。,二、干细胞(stem cell)：干细胞又叫做起源细胞、万用细胞，是一类具有自我更新（self-renew）和分化潜能的细胞。根据个体发育过程中出现的先后次序不同，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。,1胚胎干细胞（Embryonic stem cell，ESC）ESC是在人胚胎发育早期囊胚（受精后约5-7天）中未分化的细胞。囊胚含有约140个细胞，外表是一层扁平细胞，称滋养层，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等。中心的腔称为囊胚腔（blastocyst cavity），腔内一侧的细胞群，称内细胞群。是一种高度未分化细胞，可进一步分裂、分化，发育成个体。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化。每个胚层将分别分化形成人体的各种组织和器官。当内细胞群在培养皿中培养时，称为胚胎干细胞。,胚胎干细胞研究的意义：1）有可能阐明人类正常胚胎的发生发育、非正常胚胎出现的调控机制；2）人胚胎干细胞系的分离及体外培养的成功，对生物医学领域的一系列重大研究，如致畸致瘤实验、组织移植、细胞治疗和基因治疗等都将产生重大影响；3）用来修复甚至替换丧失功能的组织和器官；4）为了基因治疗和防止免疫排斥，还可对胚胎干细胞的基因做些修饰。,2成体干细胞 Adult-derived stem cell（ASC）机体内多种分化成熟的组织中普遍存在ASC，如造血干细胞、间充质干细胞；神经干细胞；表皮干细胞；角膜缘干细胞；肝脏干细胞；骨骼肌干细胞等。,3干细胞在组织修复与细胞再生中的作用 当组织损伤后，骨髓内和组织内的干细胞都可以进入损伤部位，进一步分化成熟来修复受损组织的结构和功能。,（1）骨髓组织中的干细胞 1）造血干细胞是一切血细胞（其中大多数是免疫细胞）的原始细胞，是体内各种血细胞的唯一来源，主要存在于骨髓、外周血和脐带血中。造血干细胞的基本特征是：能够自我维持和自我更新；具有可塑性，可以分化为肝脏、肌肉及神经等组织细胞；一定条件下又可来源于肌肉干细胞、神经干细胞等，参与相应组织的修复。,在临床治疗中，造血干细胞应用较早，如造血干细胞移植。可用于治疗白血病、再生障碍性贫血、地中海贫血、恶性淋巴瘤等。,2）间充质干细胞(Mesenchymal stem cell,MSC）是属于中胚层的一类多能干细胞，主要存在于结缔组织和器官间质中，以骨髓组织中含量最为丰富。由于骨髓是其主要来源，因此统称为骨髓间充质干细胞。骨髓间充质干细胞具有以下特性：具有强大的增殖能力和多向分化潜能，在适宜的体内或体外环境下不仅可分化为造血细胞，还具有分化为肌细胞、肝细胞、成骨细胞、软骨细胞、基质细胞等多种细胞的能力。具有免疫调节功能，通过细胞间的相互作用及产生细胞因子抑制T细胞的增殖及其免疫反应，从而发挥免疫重建的功能。具有来源方便，易于分离、培养、扩增和纯化，多次传代扩增后仍具有干细胞特性，不存在免疫排斥的特性。,（2）神经干细胞(Neural stem cell,NSC）20世纪90年代初，研究者在脑组织中分离出能够不断分裂增殖，具有多种分化潜能的细胞群，由此正式提出了神经干细胞的概念：该细胞的特性为具有分化为神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞的能力，能自我更新并足以提供大量脑组织中的细胞。,（3）表皮干细胞 Epidermal stem cell 表皮干细胞是皮肤发生、修复、改建的重要源泉。表皮干细胞可用于自体和异体移植治疗重度烧伤、慢性溃疡等。从鼠皮肤分离获得的干细胞可转化为神经元细胞、神经胶质细胞、平滑肌细胞和脂肪细胞等。,（4）角膜缘干细胞 Cornea stem cell 在角膜和结膜的移行区，即角膜缘的基底部存在角膜缘干细胞。角膜缘干细胞是角膜上皮细胞再生的来源，终生不断分化，并向角膜中心移行，以补充损伤及凋亡的上皮细胞，在保持角膜的生理生化环境、完整性、维持局部免疫反应中占有重要地位。角膜缘干细胞还能阻止结膜上皮细胞移行至角膜表面，对保持角膜的透明与正常生理功能有重要意义。,（5）肝脏卵圆细胞(Oval cell of liver)目前已确认在肝脏的赫伶管，即在肝实质细胞和胆管系统结合部位存在干细胞（卵圆细胞），具有分化成胆管上皮细胞和肝细胞的双向潜能。在肝功能衰竭、肝癌、慢性肝炎和肝硬化时，可见此种细胞明显增生，参与损伤肝脏的修复过程。,（6）骨骼肌干细胞 骨骼肌细胞属于永久性细胞，但损伤的骨骼肌的再生可由干细胞来完成，后者位于骨骼肌细胞肌膜下，亦称为肌卫星细胞（muscle satellite cell）。当骨骼肌损伤后干细胞增殖分化形成肌细胞。干细胞在促进组织修复和细胞再生中具有重要作用。利用干细胞修复或替代因疾病、意外事故或遗传因素所造成的组织、器官残缺已成为可能。干细胞及其衍生组织器官的应用在生命科学和医学中前景广阔，必将给人类带来全新的医疗理念和医疗手段。,三、细胞再生的分子机制,目前已知影响细胞再生的因素可概括为下列三个方面：生长因子（Growth factor）抑素与接触抑制（Chalone and contact inhibition）细胞外基质（Extracellular matrix，ECM）,1、生长因子：常见的类型有：血小板源性生长因子（PDGF）成纤维细胞生长因子（FGF）表皮生长因子（EGF）转化生长因子（TGF）血管内皮生长因子（VEGF）白介素-1 Interleukin（IL-1）和肿瘤坏死因子Tumor necrosis factor（TNF）,2、抑素与接触抑制 抑素：抑制细胞增殖的蛋白质。接触抑制：细胞在生长过程中，增生 融合成片，相互接触，则停止生长的现象，叫接触抑制。,3、细胞外基质：概念：ECM是填充于细胞间的物质，除水、电解质外，主要含有胶原蛋白（纤维连接蛋白和层粘连蛋白）、粘连糖蛋白等成分。,ECM可影响细胞的迁移、增殖和分化。细胞外蛋白与细胞表面的受体蛋白的某些构域相互作用，激活细胞内信号转导通路，从而引起细胞的迁移、分化。,第二节 结缔组织修复（Repair by Connective Tissue）,主要通过肉芽组织和瘢痕组织进行。,一、肉芽组织(granulation tissue)概念：肉芽组织由新生薄壁的毛细血管以及增生的成纤维细胞构成，并伴有炎性细胞浸润。（镜下观）肉眼表现为鲜红色，颗粒状，柔软湿润，形似鲜嫩的肉芽。,肉芽组织镜下结构模式图,Many newly formed capillaries,fibroblasts are seen in the background of macrophages,neutrophils and lymphocytes,功能：1)抗感染及保护创面;2)填补伤口及其他组织缺损;3)机化或包裹坏死组织、凝血 块、炎性渗出物及其它异物。结局：转化为瘢痕组织。,二、瘢痕组织(scar)瘢痕组织是指肉芽组织经改建成熟形成的纤维结缔组织。形态：肉眼:灰白半透明,质韧;镜下：大量平行或交错分布的胶原纤维束组成。,瘢痕组织：均质红染无结构,3、作用：有利：（1）填补创口，使器官组织保持完整；（2）抗拉力强，使器官组织保持坚固性。不利：（1）瘢痕收缩；（2）瘢痕粘连；（3）瘢痕组织增生过度，形成瘢痕疙瘩。,三、瘢痕重构（Scar remodeling）：瘢痕组织内的胶原纤维在胶原酶的作用下，可以逐渐分解、吸收，从而使瘢痕缩小、软化。胶原酶主要来自成纤维细胞、中性粒细胞、巨噬细胞等。,第三节 创伤愈合（wound healing）组织遭受创伤后进行修复的过程叫创伤愈合，包括各种组织的再生和肉芽组织增生、瘢痕形成的复杂组合，表现出各种过程的协同作用。,一、(皮肤）创口愈合的过程 伤口早期变化：出血坏死、炎症反应伤口收缩：肉芽组织形成:表皮及其他组织再生:,二、创伤愈合的类型1一期愈合(healing by first intention)见于组织缺损少、创缘整齐、无感染、经粘合或缝合后创面对合严密的伤口。,一期愈合的基本过程：早期变化：出血坏死、炎症反应 创伤24h内:表皮及其它组织再生，创口边 缘基底细胞增生 第3天:肉芽组织长出 5-7天：伤口两侧出现胶原纤维连接，可拆线。,创伤一期愈合模式图,2二期愈合(healing by secondintention)见于组织缺损较大、创缘不整、无法整齐对合，或伴有感染的伤口。,创伤二期愈合模式图,这种伤口的愈合和一期愈合比较有以下不同:由于坏死组织多，或由于感染，继续引起局部组织变性、坏死，炎症反应明显。只有等到感染被控制，坏死组织被清除后，再生才能开始；伤口大，伤口收缩明显，从伤口底部及边缘长出多量的肉芽组织将伤口填平；愈合的时间较长，形成的瘢痕较大。,三、创伤愈合中的主要影响因素,一）全身因素 年龄 个体的营养状况 二）局部因素 感染与异物 局部血液循环 神经支配 电离辐射,第四节 骨折愈合,骨的连续性中断称骨折（fracture）。（一）基本过程：血肿形成 纤维性骨痂形成 骨性骨痂形成 骨痂改建（重构）,骨折愈合过程模式图,骨折断端及时正确的复位；骨折断端及时牢固的固定；早日进行全身和局部功能锻炼；保持良好的血液供给。,二、影响骨折愈合的因素,小测试1、下列各种细胞再生能力最强的是：A.表皮细胞 B.平滑肌细胞 C.肾小管上皮细胞 D.血管内皮细胞 E.软骨母细胞,答案：A,2、肉芽组织转化为瘢痕组织的过程中不会发生：A.网状纤维及胶原纤维增多 B.炎症细胞消失 C.玻璃样变 D.毛细血管闭合、退化 E.纤维母细胞减少,答案：C,3、下列具较强再生能力又有很强分化能力的细胞是：A.表皮细胞 B.呼吸道黏膜被覆细胞 C.子宫内膜上皮细胞 D.原始间叶细胞 E.内分泌腺上皮细胞,答案：D,4、关于创伤一期愈合正确的是：A.无感染故无炎症，仅有表皮再生，无肉芽组织生长B.无感染，有轻度炎症，表皮再生先于肉芽组织生长C.无感染故无炎症，表皮再生先于肉芽组织生长D.无感染，有轻度炎症，肉芽组织生长填平伤口后表皮再生覆盖E.无感染故无炎症，肉芽组织生长填平伤口后表皮再生覆盖,答案：B,5、关于再生下列可能发生的是：A.一侧肾脏摘除后，另一侧肾脏体积增大 B.胃肠道黏膜缺损后由表层上皮增生修补 C.神经细胞通过脱髓鞘后再生 D.分化低的组织再生能力强 E.横纹肌损伤均不能再生,答案：D,6、一期愈合的手术切口，一般在术后多长时间可拆线?A.第天 B.第天 C.周 D.周 E.以上都不是,答案：B,SEE YOU NEXT！,