ZSO 1: Celschade
Inleiding
• Pathologie = studie van ziekte
o Oorzaken van ziekte
o Veranderingen van cellen, weefsels en organen
• Etiologie = oorsprong van ziekte met onderliggende oorzaken en modificerende factoren
• Pathogenese = stappen van ontwikkeling ziekte
Overzicht van cellulaire respons van spanning en schadelijke stimuli
• Cellen zijn actieve deelnemers in hun omgeving
-> aanpassen van structuur en functie door de vraag en EC
spanning
• Homeostase = normale staat van cellen tussen klein bereik van
fysiologische parameters
• Cellen ontvangen fysiologische spanning of pathologische stimuli
-> aanpassing -> nieuwe normale staat
• 4 aanpassing reacties:
o Hypertrofie
o Hyperplassie
o Atrofie
o Metaplassie
• Als aanpassing mogelijk is overschreden of EC spanning is
schadelijk -> celschade
• Binnen bepaalde limieten -> schade omkeerbaar -> cellen naar homeostase
Spanning te groot, blijvend en snel -> onomkeerbare schade en dood van cel
• Celdood is grootste gebeurtenis in ontwikkeling ziekte
-> ook belangrijk bij embryogenese, ontwikkeling organen en homeostase
• Myocardium die grotere spanning krijgt -> hypertrofie -> hele hart vergroot -> meer
contractiele kracht
• Verhoogde vraag niet afgelost wordt -> celschade (omkeer of onomkeerbaar)
• Spanning en schade kan ook functionele status van cellen aantasten
-> beschadigde myocyten die terug naar normale staat zijn -> geen contractiele functie meer
,Cellulaire aanpassing aan spanning
• Aanpassingen zijn omkeerbare veranderingen in aantal, grootte, fenotype, metabolische
activiteit of functies van cellen in reactie op verandering omgeving
• Fysiologische aanpassing = reacties op normale stimuli door hormonen of chemische
mediatoren
• Pathologische aanpassing = reacties op spanning waardoor cellen zich aanpassing in functie
en structuur
Hypertrofie
• Hypertrofie = vergroting van cel -> vergroting van orgaan
o grotere cellen met meer structurele proteïnen en organellen
o als cellen weinig kunnen repliceren
o kan zowel fysiologisch als pathologisch zijn
-> verhoogde functionele vraag, groeifactoren of hormonale stimuli
• Hyperplassie = vermeerdering van cellen door proliferatie en differentiatie
o als cellen veel kunnen repliceren
o =/= hypertrofie
• Kunnen samen voorkomen -> vergoten van orgaan
• Vb.
o Uterus vergroting tijdens zwangerschap door reactie op oestrogeen
-> gladde spier hypertrofie en gladde spier hyperplassie
o Gestreepte spieren bij meer vraag -> hypertrofie
• Mechanismes voor harthypertrofie:
o Mechanische stimuli (rekking)
o Trofische stimuli (groeifactoren en adrenerge hormonen)
• Resulteert in synthese van meer proteïnen en myofilamenten -> meer kracht/contractie
• Er kan ook verandering van contractiele eiwitten gebeuren
-> van volwassen naar foetale of neonatale
• Een limiet van vergroting wordt bereikt -> spiermassa niet langer de vergrootte last kan
compenseren
• Wanneer dit gebeurt degeneratieve veranderingen gebeuren
-> fragmentatie en verlies van contractiele eiwitten
• Er kan een eindig limiet zijn waarbij cellen genoeg ATP kunnen voorzien voor bijkomende
proteïnen
Hyperplassie
• Als cellen kunnen repliceren
• Komt meestal samen met hypertrofie en door zelfde signalen
• Hyperplassie kan fysiologisch of pathologische zijn
-> proliferatie gestimuleerd door groeifactoren
• 2 types fysiologische hyperplassie:
o Hormonale hyperplassie:
▪ proliferatie van klierepitheel van borst bij puberteit
, o Compenserende hyperplassie:
▪ Proliferatie na verlies van weefsel
▪ Zoals na deels verwijderen van lever
• Pathologische hyperplassie:
o Veel hormonale of groeifactor stimulatie
o Vb. hergroei baarmoederwand, wondgenezing
• Ongeregelde hyperplassie resulteert in kanker
Atrofie
• = verkleining van cel door verlies van celinhoud
• Genoeg cellen doen aan atrofie -> heel weefsel of orgaan verkleint
• Atrofische cellen hebben minder functies -> zijn NIET dood
• Oorzaken:
o Verminderde werking
o Verlies ennervatie
o Verminderd bloedtoevoer
o Verminderde voedingsstoffen
o Ouderdom
o Verlies endocriene stimulatie
• Sommige oorzaken zijn fysiologisch en andere pathologische
-> cellulaire verandering over algemeen gelijk
• Mechanisme atrofie -> combinatie proteïne synthese en verhoogde proteïne degradatie
o Proteïne synthese verlaagd -> verlaagde metabolische activiteit
o Degradatie van cellulaire proteïnen
▪ door ubiquitine-proteasome pathway
▪ voedingstof vermindering -> activeren ubiquitine ligase -> vastmaken aan
proteïnen -> naar proteasome -> degradatie
▪ Vaak samen met verhoogde autofagie met meer autofagische vacuolen
-> autofagie = zelf opeten, verhongerde cel eigen componenten opeten om
te overleven
,Metaplassie
• = omkeerbare verandering waarbij 1 volwassen celtype wordt vervangen door een andere
volwassen celtype
• Celtype die bepaalde spanning krijgt -> veranderd in cel die
beter tegen spanning kan
• Herprogrammering van stamcellen om te differentiëren
• Epitheliale metaplassie:
o Vb. squameuze verandering van respiratoir epitheel
bij rokers
-> normale cilia cilinderepitheelcellen veranderd tot
meerlagig squameus epitheel
-> betere weerstand tegen stoffen van sigaretten,
maar verliezen van mucusecretie en cilia beweging
-> gaat vaak samen met longkanker door
kwaadaardige squameuze cellen
• Als stimuli voor metaplassie blijft en sterk is -> kwaadaardige
transformatie van epitheel
• Vitamine A ook belangrijk normale epitheeldifferentiatie ->
te weinig kan metaplassie veroorzaken
• Moet niet altijd in richting van cilinder naar squameus
• Kan ook in mesenchymale cellen:
o Door pathologische wijzigingen en niet door spanning
o Vb. bot omgezet tot zacht weefsel bij schade
Overzicht van celschade en celdood
• Cellen worden beschadigd wanneer ze niet meer kunnen aanpassen of ze worden
blootgesteld aan te sterke schadelijke agenten of intrinsieke abnormaliteiten
• Omkeerbare celschade:
o Vroege fasen of milde vorm van schade -> functionele en morfologische
veranderingen omkeerbaar als schadelijke stimuli verdwijnt
o Er kan structurele en functionele abnormaliteiten zijn
, o Geen membraanschade of kern ontbinding
• Celdood:
o Door blijvende schade
o Cel kan niet herstellen en sterft
o 2 types:
▪ Necrose:
• Schade aan membraan -> enzymen lekken uit lysosomen in
cytoplasma -> verteren van cel
• Enzymen ook in EC -> ontstekingsreactie
• Altijd pathologische proces
▪ Apoptose:
• Cel te weinig groeifactoren heeft of DNA of proteïnen beschadigd
zijn
• Kern ontbinding zonder compleet verlies van membraansterkte
• Heeft ook normale functies, niet enkel pathologisch
• Geen ontsteking uitlokken
Oorzaken van celschade
• Zuurstofontbering (Hypoxia):
o Stoort aerobische oxidatieve respiratie
o Belangrijke en veelvoorkomende reden van celschade en dood
o =/= ischemia -> bloedverlies (= grootste reden van hypoxia)
o Hypoxia ook voorkomen door slecht zuurstof bij bloed toevoegen
• Chemische agenten:
, o Ook niet schadelijke stoffen zoals glucose, zout of water -> osmotische omgeving
verstoren
o Vergif werkt in op cellulair level -> veranderen membraandoorlaatbaarheid,
osmotische homeostase, integriteit enzym of cofactor -> kan leiden tot dood hele
organisme
o Dagelijkse giftige stoffen -> luchtvervuiling, pesticiden…
o Therapeutische drugs ook schade en dood
o Zelf te veel zuurstof is giftig
• Besmettelijke agenten:
o Virussen, bacteriën, schimmels…
• Immunologische reacties:
o Auto-immuunreacties
o Allergische reacties
• Genetische factoren:
o Down syndroom, enkele aminozuur vervanging bij hemoglobine S -> sickelcel anemie
o Tekort aan functionele proteïnen (enzymen)
o Tekort aan vertering beschadigd DNA of verkeerd gevouwen proteïnen
-> beide celdood als niet meer hersteld
• Voedingsonevenwichtigheden:
o Proteïne-calorie tekort
o Vitamine tekort
• Fysieke Agenten:
o Trauma
o Extreme temperaturen
o Straling
o Elektrische shock
o Verandering atmosferische druk
• Veroudering:
o Veroudering van cellen leiden tot veranderingen in replicatie en reparatie
eigenschappen van cellen
o Verminderde eigenschap om op schade te reageren
Morfologie van cel- en weefselschade
• Alle spanningen en schadelijke stoffen werken op moleculaire of biochemisch level eerst
• Cellulaire functie verliest kan voorafgaan aan celdood -> morfologische veranderingen van
celschade (of dood) lopen ver achter beide
o Vb. myocardiale cellen niet meer contractiel na 2-3 minuten na ischemia -> dood 20-
30 minuten na ischemia
• Geen definitieve morfologische of biochemische correlaties van onomkeerbaarheid
-> 2 fenomenen karakteriseren onomkeerbaarheid:
o Onvermogen om mitochondriale disfunctie te
herstellen
-> zelfs na oplossen van oorsponkelijke schade
Inleiding
• Pathologie = studie van ziekte
o Oorzaken van ziekte
o Veranderingen van cellen, weefsels en organen
• Etiologie = oorsprong van ziekte met onderliggende oorzaken en modificerende factoren
• Pathogenese = stappen van ontwikkeling ziekte
Overzicht van cellulaire respons van spanning en schadelijke stimuli
• Cellen zijn actieve deelnemers in hun omgeving
-> aanpassen van structuur en functie door de vraag en EC
spanning
• Homeostase = normale staat van cellen tussen klein bereik van
fysiologische parameters
• Cellen ontvangen fysiologische spanning of pathologische stimuli
-> aanpassing -> nieuwe normale staat
• 4 aanpassing reacties:
o Hypertrofie
o Hyperplassie
o Atrofie
o Metaplassie
• Als aanpassing mogelijk is overschreden of EC spanning is
schadelijk -> celschade
• Binnen bepaalde limieten -> schade omkeerbaar -> cellen naar homeostase
Spanning te groot, blijvend en snel -> onomkeerbare schade en dood van cel
• Celdood is grootste gebeurtenis in ontwikkeling ziekte
-> ook belangrijk bij embryogenese, ontwikkeling organen en homeostase
• Myocardium die grotere spanning krijgt -> hypertrofie -> hele hart vergroot -> meer
contractiele kracht
• Verhoogde vraag niet afgelost wordt -> celschade (omkeer of onomkeerbaar)
• Spanning en schade kan ook functionele status van cellen aantasten
-> beschadigde myocyten die terug naar normale staat zijn -> geen contractiele functie meer
,Cellulaire aanpassing aan spanning
• Aanpassingen zijn omkeerbare veranderingen in aantal, grootte, fenotype, metabolische
activiteit of functies van cellen in reactie op verandering omgeving
• Fysiologische aanpassing = reacties op normale stimuli door hormonen of chemische
mediatoren
• Pathologische aanpassing = reacties op spanning waardoor cellen zich aanpassing in functie
en structuur
Hypertrofie
• Hypertrofie = vergroting van cel -> vergroting van orgaan
o grotere cellen met meer structurele proteïnen en organellen
o als cellen weinig kunnen repliceren
o kan zowel fysiologisch als pathologisch zijn
-> verhoogde functionele vraag, groeifactoren of hormonale stimuli
• Hyperplassie = vermeerdering van cellen door proliferatie en differentiatie
o als cellen veel kunnen repliceren
o =/= hypertrofie
• Kunnen samen voorkomen -> vergoten van orgaan
• Vb.
o Uterus vergroting tijdens zwangerschap door reactie op oestrogeen
-> gladde spier hypertrofie en gladde spier hyperplassie
o Gestreepte spieren bij meer vraag -> hypertrofie
• Mechanismes voor harthypertrofie:
o Mechanische stimuli (rekking)
o Trofische stimuli (groeifactoren en adrenerge hormonen)
• Resulteert in synthese van meer proteïnen en myofilamenten -> meer kracht/contractie
• Er kan ook verandering van contractiele eiwitten gebeuren
-> van volwassen naar foetale of neonatale
• Een limiet van vergroting wordt bereikt -> spiermassa niet langer de vergrootte last kan
compenseren
• Wanneer dit gebeurt degeneratieve veranderingen gebeuren
-> fragmentatie en verlies van contractiele eiwitten
• Er kan een eindig limiet zijn waarbij cellen genoeg ATP kunnen voorzien voor bijkomende
proteïnen
Hyperplassie
• Als cellen kunnen repliceren
• Komt meestal samen met hypertrofie en door zelfde signalen
• Hyperplassie kan fysiologisch of pathologische zijn
-> proliferatie gestimuleerd door groeifactoren
• 2 types fysiologische hyperplassie:
o Hormonale hyperplassie:
▪ proliferatie van klierepitheel van borst bij puberteit
, o Compenserende hyperplassie:
▪ Proliferatie na verlies van weefsel
▪ Zoals na deels verwijderen van lever
• Pathologische hyperplassie:
o Veel hormonale of groeifactor stimulatie
o Vb. hergroei baarmoederwand, wondgenezing
• Ongeregelde hyperplassie resulteert in kanker
Atrofie
• = verkleining van cel door verlies van celinhoud
• Genoeg cellen doen aan atrofie -> heel weefsel of orgaan verkleint
• Atrofische cellen hebben minder functies -> zijn NIET dood
• Oorzaken:
o Verminderde werking
o Verlies ennervatie
o Verminderd bloedtoevoer
o Verminderde voedingsstoffen
o Ouderdom
o Verlies endocriene stimulatie
• Sommige oorzaken zijn fysiologisch en andere pathologische
-> cellulaire verandering over algemeen gelijk
• Mechanisme atrofie -> combinatie proteïne synthese en verhoogde proteïne degradatie
o Proteïne synthese verlaagd -> verlaagde metabolische activiteit
o Degradatie van cellulaire proteïnen
▪ door ubiquitine-proteasome pathway
▪ voedingstof vermindering -> activeren ubiquitine ligase -> vastmaken aan
proteïnen -> naar proteasome -> degradatie
▪ Vaak samen met verhoogde autofagie met meer autofagische vacuolen
-> autofagie = zelf opeten, verhongerde cel eigen componenten opeten om
te overleven
,Metaplassie
• = omkeerbare verandering waarbij 1 volwassen celtype wordt vervangen door een andere
volwassen celtype
• Celtype die bepaalde spanning krijgt -> veranderd in cel die
beter tegen spanning kan
• Herprogrammering van stamcellen om te differentiëren
• Epitheliale metaplassie:
o Vb. squameuze verandering van respiratoir epitheel
bij rokers
-> normale cilia cilinderepitheelcellen veranderd tot
meerlagig squameus epitheel
-> betere weerstand tegen stoffen van sigaretten,
maar verliezen van mucusecretie en cilia beweging
-> gaat vaak samen met longkanker door
kwaadaardige squameuze cellen
• Als stimuli voor metaplassie blijft en sterk is -> kwaadaardige
transformatie van epitheel
• Vitamine A ook belangrijk normale epitheeldifferentiatie ->
te weinig kan metaplassie veroorzaken
• Moet niet altijd in richting van cilinder naar squameus
• Kan ook in mesenchymale cellen:
o Door pathologische wijzigingen en niet door spanning
o Vb. bot omgezet tot zacht weefsel bij schade
Overzicht van celschade en celdood
• Cellen worden beschadigd wanneer ze niet meer kunnen aanpassen of ze worden
blootgesteld aan te sterke schadelijke agenten of intrinsieke abnormaliteiten
• Omkeerbare celschade:
o Vroege fasen of milde vorm van schade -> functionele en morfologische
veranderingen omkeerbaar als schadelijke stimuli verdwijnt
o Er kan structurele en functionele abnormaliteiten zijn
, o Geen membraanschade of kern ontbinding
• Celdood:
o Door blijvende schade
o Cel kan niet herstellen en sterft
o 2 types:
▪ Necrose:
• Schade aan membraan -> enzymen lekken uit lysosomen in
cytoplasma -> verteren van cel
• Enzymen ook in EC -> ontstekingsreactie
• Altijd pathologische proces
▪ Apoptose:
• Cel te weinig groeifactoren heeft of DNA of proteïnen beschadigd
zijn
• Kern ontbinding zonder compleet verlies van membraansterkte
• Heeft ook normale functies, niet enkel pathologisch
• Geen ontsteking uitlokken
Oorzaken van celschade
• Zuurstofontbering (Hypoxia):
o Stoort aerobische oxidatieve respiratie
o Belangrijke en veelvoorkomende reden van celschade en dood
o =/= ischemia -> bloedverlies (= grootste reden van hypoxia)
o Hypoxia ook voorkomen door slecht zuurstof bij bloed toevoegen
• Chemische agenten:
, o Ook niet schadelijke stoffen zoals glucose, zout of water -> osmotische omgeving
verstoren
o Vergif werkt in op cellulair level -> veranderen membraandoorlaatbaarheid,
osmotische homeostase, integriteit enzym of cofactor -> kan leiden tot dood hele
organisme
o Dagelijkse giftige stoffen -> luchtvervuiling, pesticiden…
o Therapeutische drugs ook schade en dood
o Zelf te veel zuurstof is giftig
• Besmettelijke agenten:
o Virussen, bacteriën, schimmels…
• Immunologische reacties:
o Auto-immuunreacties
o Allergische reacties
• Genetische factoren:
o Down syndroom, enkele aminozuur vervanging bij hemoglobine S -> sickelcel anemie
o Tekort aan functionele proteïnen (enzymen)
o Tekort aan vertering beschadigd DNA of verkeerd gevouwen proteïnen
-> beide celdood als niet meer hersteld
• Voedingsonevenwichtigheden:
o Proteïne-calorie tekort
o Vitamine tekort
• Fysieke Agenten:
o Trauma
o Extreme temperaturen
o Straling
o Elektrische shock
o Verandering atmosferische druk
• Veroudering:
o Veroudering van cellen leiden tot veranderingen in replicatie en reparatie
eigenschappen van cellen
o Verminderde eigenschap om op schade te reageren
Morfologie van cel- en weefselschade
• Alle spanningen en schadelijke stoffen werken op moleculaire of biochemisch level eerst
• Cellulaire functie verliest kan voorafgaan aan celdood -> morfologische veranderingen van
celschade (of dood) lopen ver achter beide
o Vb. myocardiale cellen niet meer contractiel na 2-3 minuten na ischemia -> dood 20-
30 minuten na ischemia
• Geen definitieve morfologische of biochemische correlaties van onomkeerbaarheid
-> 2 fenomenen karakteriseren onomkeerbaarheid:
o Onvermogen om mitochondriale disfunctie te
herstellen
-> zelfs na oplossen van oorsponkelijke schade
