Pathology · A/20
萎縮と肥大
Pathomechanism of atrophy and hypertrophy, examples
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- 悪液質
🧠 全体像:肥大は「分裂できない細胞(心筋・骨格筋)が大きくなる」適応、萎縮は「細胞が小さく・少なくなる」適応で、方向は逆でも共に細胞外シグナルへの再プログラミングという点で同じ土俵にある。心臓では刺激の種類(圧負荷pressure overload圧負荷(pressure overload)pressure overload(圧負荷)か容量負荷volume overload容量負荷(volume overload)volume overload(容量負荷)か)が筋節の並び方を決め、それが求心性・遠心centrifugation遠心(centrifugation)centrifugation(遠心)性という壁の形の違いに直結する。
肥大
- 細胞のサイズ増大 → 臓器の増大。新しい細胞は生じない(過形成=数の増加とは異なる)。両者は併存しうる。
- 分裂能に乏しい細胞(心筋、骨格筋)が対象。
- 誘因:機械的(需要増加)、栄養的・ホルモン性hormonalホルモン性(hormonal)hormonal(ホルモン性)、増殖因子growth factor増殖因子(growth factor)growth factor(増殖因子) → タンパク質合成、遺伝子発現、細胞外基質extracellular matrix細胞外基質(extracellular matrix)extracellular matrix(細胞外基質)のリモデリングの増加。
- 生理的: 運動、妊娠子宮gravid uterus妊娠子宮(gravid uterus)gravid uterus(妊娠子宮)、授乳期lactation授乳期(lactation)lactation(授乳期)の乳房。病的: 高血圧・弁膜症による心肥大cardiac hypertrophy心肥大(cardiac hypertrophy)cardiac hypertrophy(心肥大)。
心臓のパターン
| パターン | 刺激 | 筋節 | 原因 |
|---|---|---|---|
| 求心性左室 | 圧負荷pressure overload圧負荷(pressure overload)pressure overload(圧負荷) | 並列に付加(壁厚増、内腔は狭い) | 高血圧、大動脈弁狭窄aortic stenosis大動脈弁狭窄(aortic stenosis)aortic stenosis(大動脈弁狭窄)、大動脈縮窄coarctation of the aorta大動脈縮窄(coarctation of the aorta)coarctation of the aorta(大動脈縮窄) |
| 遠心centrifugation遠心(centrifugation)centrifugation(遠心)性左室 | 容量負荷volume overload容量負荷(volume overload)volume overload(容量負荷) | 直列serial (organ architecture, vs. parallel)直列(serial (organ architecture, vs. parallel))serial (organ architecture, vs. parallel)(直列)に付加(内腔拡大) | 大動脈弁・僧帽弁閉鎖不全mitral regurgitation僧帽弁閉鎖不全(mitral regurgitation)mitral regurgitation(僧帽弁閉鎖不全) |
| 右室 | 肺血管抵抗pulmonary vascular resistance肺血管抵抗(pulmonary vascular resistance)pulmonary vascular resistance(肺血管抵抗)の増加 | — | 肺性心cor pulmonale肺性心(cor pulmonale)cor pulmonale(肺性心)(肺気腫、気管支拡張症Bronchiectasis気管支拡張症(Bronchiectasis)Bronchiectasis(気管支拡張症)、線維症、肺塞栓、脊柱後側弯Kyphoscoliosis脊柱後側弯(Kyphoscoliosis)Kyphoscoliosis(脊柱後側弯)) |
- 結果: 拡張不全(硬い壁 → 充満不良diastolic充満不良(diastolic)diastolic(充満不良))、慢性虚血性心疾患chronic ischemic heart disease慢性虚血性心疾患(chronic ischemic heart disease)chronic ischemic heart disease(慢性虚血性心疾患)(供給が拡大した需要に追いつかない)→ 終末期拡張(Frank-Starling機構Frank-Starling mechanismFrank-Starling機構(Frank-Starling mechanism)Frank-Starling mechanism(Frank-Starling機構))、脳卒中(出血性脳卒中ischemic/hemorrhagic stroke出血性脳卒中(ischemic/hemorrhagic stroke)ischemic/hemorrhagic stroke(出血性脳卒中)、慢性高血圧chronic hypertension慢性高血圧(chronic hypertension)chronic hypertension(慢性高血圧)でのCharcot-Bouchard動脈瘤)、腎不全(硝子細動脈硬化hyaline arteriolosclerosis硝子細動脈硬化(hyaline arteriolosclerosis)hyaline arteriolosclerosis(硝子細動脈硬化))。右室不全 → 後方うっ血(ニクズク肝Nutmeg liverニクズク肝(Nutmeg liver)Nutmeg liver(ニクズク肝))。
萎縮
- 細胞サイズの縮小(オートファジー+ユビキチン–プロテアソーム)と細胞数の減少(アポトーシス)→ 縮小+機能低下。細胞は小さいまま生存するよう「再プログラム」される。
原因
- 機能的需要の低下(廃用disuse (deconditioning)廃用(disuse (deconditioning))disuse (deconditioning)(廃用)): 固定された骨折肢。
- O₂・栄養の不足: 部分的虚血 → 脳の萎縮、小葉中心性centrilobular小葉中心性(centrilobular)centrilobular(小葉中心性)の肝(ニクズク肝Nutmeg liverニクズク肝(Nutmeg liver)Nutmeg liver(ニクズク肝))。
- ホルモン性hormonalホルモン性(hormonal)hormonal(ホルモン性): 高コルチゾールhypercortisolism (elevated cortisol)高コルチゾール(hypercortisolism (elevated cortisol))hypercortisolism (elevated cortisol)(高コルチゾール)血症(Cushing症候群 → 皮膚萎縮skin atrophy皮膚萎縮(skin atrophy)skin atrophy(皮膚萎縮)、骨粗鬆osteoporosis骨粗鬆(osteoporosis)osteoporosis(骨粗鬆)症)、乳癌治療cancer therapy癌治療(cancer therapy)cancer therapy(癌治療)でのエストロゲン除去。
- 加齢: 永久細胞からなる臓器(脳、心、筋)。
メカニズム
- タンパク質合成の低下、タンパク質分解proteolysisタンパク質分解(proteolysis)proteolysis(タンパク質分解)の亢進(ユビキチン–プロテアソームによる標識)、遺伝子発現の低下、オートファジーの亢進(オートファジー空胞vacuole空胞(vacuole)vacuole(空胞)がリソソームと融合)。
例
- 心の褐色萎縮brown atrophy褐色萎縮(brown atrophy)brown atrophy(褐色萎縮)(加齢心筋のリポフスチンlipofuscinリポフスチン(lipofuscin)lipofuscin(リポフスチン))、脳萎縮cerebral atrophy脳萎縮(cerebral atrophy)cerebral atrophy(脳萎縮)、悪液質cachexia悪液質(cachexia)cachexia(悪液質)(腫瘍関連)。
💡 ポイント: 肥大 = 細胞が大きくなる(求心性=圧・並列、遠心centrifugation遠心(centrifugation)centrifugation(遠心)性=容量・直列serial (organ architecture, vs. parallel)直列(serial (organ architecture, vs. parallel))serial (organ architecture, vs. parallel)(直列))。萎縮 = オートファジー+ユビキチン–プロテアソームを介して細胞が小さく・少なくなる。廃用disuse (deconditioning)廃用(disuse (deconditioning))disuse (deconditioning)(廃用)・虚血・ホルモン・加齢が主な萎縮の誘因。
まとめ
- 肥大は分裂能に乏しい細胞(心筋・骨格筋)で細胞サイズが増大すること、萎縮は細胞サイズの縮小と数の減少による臓器の縮小・機能低下。
- 心臓の求心性肥大concentric hypertrophy求心性肥大(concentric hypertrophy)concentric hypertrophy(求心性肥大)は圧負荷pressure overload圧負荷(pressure overload)pressure overload(圧負荷)(筋節が並列に付加、壁厚増)、遠心性肥大eccentric hypertrophy遠心性肥大(eccentric hypertrophy)eccentric hypertrophy(遠心性肥大)は容量負荷volume overload容量負荷(volume overload)volume overload(容量負荷)(筋節が直列serial (organ architecture, vs. parallel)直列(serial (organ architecture, vs. parallel))serial (organ architecture, vs. parallel)(直列)に付加、内腔拡大)で生じる。
- 心肥大cardiac hypertrophy心肥大(cardiac hypertrophy)cardiac hypertrophy(心肥大)は拡張不全、慢性虚血性心疾患chronic ischemic heart disease慢性虚血性心疾患(chronic ischemic heart disease)chronic ischemic heart disease(慢性虚血性心疾患)(終末期拡張)、脳卒中、腎不全、右室不全による後方うっ血などの結果を招きうる。
- 萎縮の原因は廃用disuse (deconditioning)廃用(disuse (deconditioning))disuse (deconditioning)(廃用)(機能的需要の低下)、虚血、ホルモン異常(Cushing症候群など)、加齢に大別される。
- 萎縮の機序はタンパク質合成低下、ユビキチン–プロテアソーム系ubiquitin-proteasome systemプロテアソーム系(ubiquitin-proteasome system)ubiquitin-proteasome system(プロテアソーム系)による分解亢進、オートファジーの亢進。