病理学 · A/10
可逆的細胞傷害と変性(可逆的障害)
Reversible cell injury, types of degeneration and its organ manifestation
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- Mechanism / 機序High-yield / ポイント
🧠 全体像:可逆的傷害と不可逆的傷害を分けるのは「どれだけ傷んだか」ではなく「膜とミトコンドリアの機能が戻るかどうか」という一点——Ca²⁺流入が起こった瞬間が「復帰不能点point of no return復帰不能点(point of no return)point of no return(復帰不能点)」であり、しかもこの不可逆性 Irreversibility 不可逆性(Irreversibility) Irreversibility(不可逆性) は目に見える形態変化(壊死の徴候)より先に成立している、という時間差が試験でよく問われる。
可逆的細胞傷害
- 早期の軽い傷害では、刺激が除かれれば機能的・形態的変化は元に戻る。まだ膜傷害も核の溶解も起きていない。
- 傷害が持続・重症化すると → 「復帰不能点point of no return復帰不能点(point of no return)point of no return(復帰不能点)」 → 不可逆的傷害へ。
- 不可逆性Irreversibility 不可逆性(Irreversibility)Irreversibility(不可逆性) のマーカー:
- 膜機能・膜の完全性 completeness 完全性(completeness) completeness(完全性) の喪失
- Ca²⁺流入 → 自己融解酵素autolysin 自己融解酵素(autolysin)autolysin(自己融解酵素) の活性化1
- 不可逆的なミトコンドリア機能不全 mitochondrial dysfunctionミトコンドリア機能不全(mitochondrial dysfunction) mitochondrial dysfunction(ミトコンドリア機能不全)
- 順序:可逆的(細胞腫大)→ 徴候のない不可逆的傷害 → 徴候のある不可逆的傷害(不可逆性 Irreversibility 不可逆性(Irreversibility) Irreversibility(不可逆性) は目に見える徴候に先行する)。
flowchart TD
A["軽度・早期の傷害"] --> B["ATP低下→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ion pump'>イオンポンプ</span>機能不全<br>Na+/H2O流入→細胞腫大(可逆的)"]
B --> C["刺激が除去される"]
C --> D["形態・機能とも正常に復帰"]
B --> E["傷害が持続・重症化"]
E --> F["「<span class='jp-term jp-term-diagram' title='point of no return'>復帰不能点</span>」<br>膜機能の喪失+Ca2+流入→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='autolysin'>自己融解酵素</span>活性化"]
F --> G["徴候のない不可逆的傷害"]
G --> H["徴候のある不可逆的傷害(壊死)"]
変性の種類
細胞腫大・水腫性(空胞)変性
- ATP低下 → イオンポンプion pump イオンポンプ(ion pump)ion pump(イオンポンプ) の機能不全 → Na⁺/H₂Oの流入 → 腫大。さらに進むと細胞内Ca²⁺過負荷 overload 過負荷(overload) overload(過負荷) から細胞死へ至る2。臓器は蒼白で重くなる。
- 細胞質の空胞vacuole空胞(vacuole)vacuole(空胞) = 小胞体(ER)がちぎれた断片。傷害の最も早期の所見。
- ⭐ 「混濁腫脹cloudy swelling混濁腫脹(cloudy swelling)cloudy swelling(混濁腫脹)」「水腫様変性hydropic degeneration水腫様変性(hydropic degeneration)hydropic degeneration(水腫様変性)」という呼び方は古語ではなく、2011年の実験病理学の論文でもこの連続した変化(膜機能障害→Na⁺・水の流入→腫大→空胞化 vacuolization (vacuolation) 空胞化(vacuolization (vacuolation)) vacuolization (vacuolation)(空胞化) →壊死)を指す用語として使われている3。
脂肪変性(脂肪化)
- 脂肪代謝を担う細胞(肝細胞、心筋、腎)における異常なトリグリセリドの蓄積。
- 形態:びまん性(毒性)と斑状(低酸素性hypoxic / hypoxemic低酸素性(hypoxic / hypoxemic)hypoxic / hypoxemic(低酸素性))。脂肪空胞lipid vacuole 脂肪空胞(lipid vacuole)lipid vacuole(脂肪空胞) が核を辺縁に押しやる。染色:Oil-red O、Sudan black。
- 原因: アルコール(NAD低下 → 脂肪酸酸化fatty acid oxidation 脂肪酸酸化(fatty acid oxidation)fatty acid oxidation(脂肪酸酸化) の低下)、低酸素、タンパク質栄養不良(アポタンパクapoprotein アポタンパク(apoprotein)apoprotein(アポタンパク) 低下 → リポタンパク輸送の低下)、糖尿病・肥満(脂肪過剰)。
臓器別の例
肝脂肪変性(脂肪肝)
- アルコール性肝疾患alcoholic liver diseaseアルコール性肝疾患(alcoholic liver disease)alcoholic liver disease(アルコール性肝疾患): 慢性摂取 → 脂肪異化 catabolism異化(catabolism) catabolism(異化)・リポタンパク合成の低下。経過は 脂肪変性 → 肝炎 → 肝硬変。
- NAFLD(非アルコール性脂肪性肝疾患nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD)非アルコール性脂肪性肝疾患(nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD))nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD)(非アルコール性脂肪性肝疾患)): 2型糖尿病・肥満。インスリン抵抗性 → 脂肪酸酸化fatty acid oxidation 脂肪酸酸化(fatty acid oxidation)fatty acid oxidation(脂肪酸酸化) の障害、脂肪酸取り込み増加、VLDLVLDL(very-low-density lipoprotein)低下。NAFLDNAFLD(nonalcoholic fatty liver disease)は脂肪化 steatosis 脂肪化(steatosis) steatosis(脂肪化) だけの段階と、脂肪+炎症・肝細胞傷害hepatocellular injury 肝細胞傷害(hepatocellular injury)hepatocellular injury(肝細胞傷害) を伴うNASH(非アルコール性脂肪肝炎non-alcoholic steatohepatitis (NASH)非アルコール性脂肪肝炎(non-alcoholic steatohepatitis (NASH))non-alcoholic steatohepatitis (NASH)(非アルコール性脂肪肝炎))の両方を含む総称である。
- ⭐ 2023年の多学会Delphiコンセンサスで名称が変わった。 NAFLDは心代謝リスク因子5つのうち1つ以上を要件とするMASLD(代謝機能障害関連脂肪性肝疾患metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD代謝機能障害関連脂肪性肝疾患(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD)metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD(代謝機能障害関連脂肪性肝疾患))へ、NASHはMASHへ改称され、上位upper 上位(upper)upper(上位) 概念は脂肪性肝疾患となった。MASLDの要件を満たしつつ中等量以上飲酒する例はMetALDという新区分に置かれる4。旧称も教科書・試験でまだ使われるので対応を覚えておく(詳細はA/11)。
- 形態:腫大(4〜6kg)、軟らかく黄色い肝臓、緊張した被膜(可逆的)→ 中心静脈周囲pericentral (perivenular) 中心静脈周囲(pericentral (perivenular))pericentral (perivenular)(中心静脈周囲) の線維化 → 肝硬変。
ニクズク肝
- 右心不全 → 静脈うっ血venous stasis静脈うっ血(venous stasis)venous stasis(静脈うっ血) → 小葉中心性centrilobular 小葉中心性(centrilobular)centrilobular(小葉中心性) の肝細胞が脱酸素化 deoxygenation 脱酸素化(deoxygenation) deoxygenation(脱酸素化) +脂肪化 steatosis脂肪化(steatosis) steatosis(脂肪化)、門脈周囲periportal 門脈周囲(periportal)periportal(門脈周囲) の細胞は保たれる → ニクズクnutmeg ニクズク(nutmeg)nutmeg(ニクズク) 様のパターン。
心筋の脂肪変化
- 虎斑心Tiger heart 虎斑心(Tiger heart)Tiger heart(虎斑心) (Tiger heart/degeneratio adiposa insularis): 遷延性の低酸素(貧血、肺疾患)による黄褐色の心内膜下 subendocardial 心内膜下(subendocardial) subendocardial(心内膜下) 縞。可逆的。
- びまん性脂肪変化: 毒性(ジフテリア毒素、アドリアマイシンadriamycinアドリアマイシン(adriamycin)adriamycin(アドリアマイシン)/化学療法)。
💡 ポイント: 細胞(水腫性)腫大は最も早期の可逆的変化。核を押しやる脂肪空胞 lipid vacuole脂肪空胞(lipid vacuole) lipid vacuole(脂肪空胞) = 脂肪変性。Ca²⁺流入+膜・ミトコンドリアの機能不全が不可逆的な「復帰不能点point of no return復帰不能点(point of no return)point of no return(復帰不能点)」の指標。ニクズク肝Nutmeg liverニクズク肝(Nutmeg liver)Nutmeg liver(ニクズク肝) = 右心不全によるうっ血。
まとめ
- 可逆的傷害では膜傷害も核の溶解も起きておらず、刺激が除かれれば形態・機能とも元に戻る。
- 不可逆性Irreversibility 不可逆性(Irreversibility)Irreversibility(不可逆性) の指標は、膜機能・完全性completeness 完全性(completeness)completeness(完全性) の喪失、Ca²⁺流入による自己融解酵素 autolysin 自己融解酵素(autolysin) autolysin(自己融解酵素) の活性化、不可逆的なミトコンドリア機能不全 mitochondrial dysfunction ミトコンドリア機能不全(mitochondrial dysfunction) mitochondrial dysfunction(ミトコンドリア機能不全) の3つ。
- 順序は可逆的(細胞腫大)→徴候のない不可逆的傷害→徴候のある不可逆的傷害で、不可逆性Irreversibility 不可逆性(Irreversibility)Irreversibility(不可逆性) は目に見える徴候より先に成立する。
- 細胞(水腫性)腫大は最も早期の可逆的変化で、脂肪変性は核を辺縁に押しやる脂肪空胞 lipid vacuole 脂肪空胞(lipid vacuole) lipid vacuole(脂肪空胞) が特徴。
- ニクズク肝Nutmeg liver ニクズク肝(Nutmeg liver)Nutmeg liver(ニクズク肝) (右心不全によるうっ血)と虎斑心 Tiger heart 虎斑心(Tiger heart) Tiger heart(虎斑心) (慢性低酸素chronic hypoxia慢性低酸素(chronic hypoxia)chronic hypoxia(慢性低酸素))は臓器別の脂肪変化の代表例。
- 脂肪肝fatty liver 脂肪肝(fatty liver)fatty liver(脂肪肝) の分類名は2023年にNAFLD/NASHからMASLD/MASHへ改められた。
出典
- 1.The role of calcium ions in toxic cell injury(Environmental Health Perspectives・1990)細胞外カルシウムイオンが傷害を受けた膜の透過性バリアを越え濃度勾配に沿って流入することが、それまで可逆的だった傷害を不可逆的な傷害へ転換させる一因であること、細胞内カルシウム恒常性の変化自体も膜傷害を引き起こす経路として提唱されていることを確認した。閲覧 2026-08-27
- 2.Cell biology of ischemia/reperfusion injury(International Review of Cell and Molecular Biology・2012)虚血が続くとATPと細胞内pHが低下してATPase依存性のイオン輸送機構が機能不全に陥り、細胞内・ミトコンドリア内のカルシウム過負荷、細胞腫大・破裂、壊死性・ネクロプトーシス性・アポトーシス性・オートファジー性の細胞死へ至ること、再灌流によって活性酸素種の急増と好中球浸潤が生じさらに傷害を悪化させることを確認した。閲覧 2026-08-27
- 3.Gold nanoparticles induced cloudy swelling to hydropic degeneration, cytoplasmic hyaline vacuolation, polymorphism, binucleation, karyopyknosis, karyolysis, karyorrhexis and necrosis in the liver(Lipids in Health and Disease・2011)金ナノ粒子を投与したラット肝で、混濁腫脹(cloudy swelling)から水腫様変性(hydropic degeneration)、細胞質の空胞化、多形性、核濃縮・核崩壊・核融解、壊死へ至る一連の変化が観察されたこと、水腫様変性はイオン・水分の恒常性破綻による細胞内水分増加の結果であり膜機能障害によるNa⁺・水の大量流入を反映することを確認した。閲覧 2026-08-27
- 4.A multisociety Delphi consensus statement on new fatty liver disease nomenclature(Hepatology・2023)2023年の多学会Delphiコンセンサス(56か国236名)が、脂肪性肝疾患(steatotic liver disease)を各病因を包む上位概念とし、NAFLDをMASLD(代謝機能障害関連脂肪性肝疾患)へ改称して心代謝リスク因子5つのうち1つ以上を診断要件とし、脂肪性肝炎(steatohepatitis)の概念は残してMASLDに脂肪性肝炎を伴うものをMASHとした(PMC全文で確認)。MASLDの条件を満たし週140〜350 g(女性)・週210〜420 g(男性)飲酒する例はMetALDという新区分に置いた閲覧 2026-09-23