Пигменты - окрашенные вещества различной химической природы, которые могут встречаться в клетках в норме или накапливаться при патологических состояниях. Различают: экзогенные и эндогенные пигменты.
К экзогенным пигментам относится угольная пыль, которая попадая в легкие, захватывается альвеолярными макрофагами, по лимфатическим сосудам проникает в регионарные лимфатические узлы, где откладывается в виде пигмента черного цвета (антракоз).
К эндогенным пигментам относятся липофусцин, меланин и некоторые производные гемоглобина.
Эндогенные пигментации могут быть как приобретенными, так и наследственными.
Среди эндогенных пигментов выделяют гемоглобиногенные, протеиногенные (тирозиногенные) и липидогенные.
Гемоглобиногенные пигменты - представляют собой различные производные гемоглобина, возникающие при синтезе или распаде эритроцитов. В норме образуются ферритин, гемосидерин, билирубин и порфирины (порфирины, являясь предшественниками гема, могут обнаруживаться в минимальных количествах в крови и моче в норме). В условиях патологии образуются гематоидин и гематины.
Ферритин - железопротеид, содержащий белок апоферритин и трехвалентный атом железа в составе фосфатного гидроксида. Молекулы ферритина образуются внутриклеточно при связывании ионов железа с белком апоферритином. 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 или реакции Прелса - 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 небольшое количество гемосидерина обнаруживается в моноцитарных фагоцитах костного мозга, селезенки и печени. Гемосидерин - внутриклеточный пигмент. Синтез его происходит в клетках, которые называют сидеробластами (в специализированных органеллах - сидеросомах). Иногда в сидеробластах накапливается такое большое количество гемосидерина, что клетки разрушаются и гемосидерин оказывается свободно лежащим в строме органов, где он захватывается макрофагами (сидерофаги). В цитоплазме этих клеток сидеросомы на выявляются. При окраске гематоксилином и эозином гемосидерин выявляется в виде зерен бурого цвета, а при реакции Перлса - в виде гранул зеленовато-синего цвета (берлинская лазурь).
В случае накопления катаболического пигмента (образующегося при гемолизе) обычно говорят о гемосидерозе.
Заболевание, возникающее вследствие повышенного поступления железа в организм и также сопровождающееся массивными отложениями гемосидерина, называют гемохроматозом.
Гемосидероз - возникает при повышенном гемолизе - разрушении эритроцитов; может быть местным и общим, или распространенным.
Местный гемосидероз - возникает при внесосудистом гемолизе в очагах кровоизлияний: гемосидерин накапливается в окружающих кровоизлияние клетках: макрофагах, лейкоцитах, эндотелии, эпителии. Примером местного гемосидероза может быть бурая индурация легких, возникающая при хроническом венозном застое у больных с хроническими заболеваниями сердца (сороки сердца, кардиосклероз и др.). Макроскопически: легкие увеличены, плотные (индурация), на разрезе с многочисленными буроватыми вкраплениями и прослойками соединительной ткани. Микроскопически: в легких выявляется большое количество содержащих бурый пигмент клеток, обнаруживаемых как в строме легкого, так и в просветах альвеол и бронхов. Межальвеолярные перегородки значительно утолщены за счет разрастания соединительной ткани.
Общий гемосидероз - возникает при внутрисосудистом гемолизе, развивающемся: а) при заболеваниях системы крови (анемиях, лейкозах, врожденных дефектах эритроцитов и гемоглобина); б) при отравлениях гемолитическими ядами; в) при инфекционных заболеваниях (малярия, сепсис, возвратный тиф и др.); г) при переливаниях несовместимой крови и резус-конфликте (гемолитическая болезнь новорожденных). Гемосидерин появляется первоначально и преимущественно в мононуклеарных фагоцитах селезенки, печени, лимфатических узлов и костного мозга, а также в макрофагах, разбросанных по другим органам - в коже, поджелудочной железе, почках, легких. В дальнейшем гемосидерин может появляться и в клетках паренхимы (гепатоциты), и в строме органов и в стенках сосудов. По мере накопления пигмента органы приобретают бурую (ржавую) окраску.
Идиопатический гемосидероз легких или синдром Целена-Геллерстедта. Встречается у детей в возрасте 3-8 лет и характеризуется повторяющимися кровоизлияниями в легочную паренхиму с последующим массивным гемосидерозом и склерозом, кровохарканьем и развитием вторичной железодефицитной анемии. В легких имеется типичная картина бурой индурации, но поражение сердца у больных отсутствует.
Гемохроматоз - заболевание связано с перегрузкой организма железом, которое депонируется в виде ферритина и гемосидерина преимущественно в паренхиматозных элементах различных органов, вследствие чего они приобретают бурую окраску. Сопровождается повреждением паренхиматозных органов с развитием склероза и атрофии. Существуют две формы гемахроматоза: первичный и вторичный. Первичный (идиопатический) гемохроматоз - наследственное заболевание из группы тезаурисмозов, обусловленное дефектом ферментов, при котором увеличивается всасывание железа в тонкой кишке. Заболевание передается по аутосомно-рецессивному типу. Морфология. В стадии развернутых изменений наиболее характерна триада: цирроз печени (в большинстве случаев), сахарный диабет (в 75-80%) и бронзовая пигментация кожи (в 75-80%). Вторичный гемохроматоз - развивается в случае приобретенной недостаточности ферментных систем, обеспечивающих всасывание и метаболизм пищшевого железа. Причины: 1) избыточное поступление железа с пищей, прием железосодержащих препаратов, парентеральное введение железа (длительный гемодиализ и др); 2) алкоголизм; 3) повторные переливания крови; 4) после резекции желудка; 5) при гемоглобинопатиях - наследственных заболеваниях - сидероахрестическая анемия, талассемия, врожденная атрансферринемия. Типичными являются поражение печени (цирроз), поджелудочной железы (сахарный диабет), миокарда - с развитием сердечной недостаточности.
Билирубин - основной пигмент желчи, конечный продукт гемолиза. При избыточном накоплении билирубина в крови (более 2-2,5 мг%) в тканях развивается желтуха (появляется желтушное окрашивание кожи, склер, слизистых оболочек и пр.).
Меланин - пигмент буровато-черного цвета, синтезируется в специализированных структурах - меланосомах в клетках, называемых меланоцитами, из тирозина под действием фермента тирозиназы. Основным гистохимическим методом для идентификации меланина является аргентаффинная реакция, основанная на способности меланина восстанавливать аммиачный раствор азотнокислого серебра до металлического серебра (метод Массона-Фонтаны). Нарушения обмена меланина выражаются в развитии распространенных и местных гиперпигментаций и гипопигментаций. Могут быть врожденными и приобретенными.
Гиперпигментации (гипермеланозы).
А) Распространенные: 1) приобретенный распространенный гипермеланоз развивается при аддисоновой болезни: заболевание связано с поражением надпочечников при туберкулезе, двусторонних опухолях или метастазах, амилоидозе, аутоиммунном поражении, гемохроматозе и др.; при снижении функции надпочечников происходит усиление синтеза АКТГ, который обладает меланинстимулирующим действием; в коже усиливается синтез меланина, она приобретает коричневую окраску (меланодермия), становится сухой, шелушащейся; в базальных слоях эпидермиса повышается содержание меланина в меланоцитах и кератиноцитах (эпидермальные клетки, в которые меланин передается по отросткам меланоцитов), в дерме меланин определяется в меланофагах; отмечаются атрофия эпидермиса, гиперкератоз. 2) Врожденный распространенный гипермеланоз наблюдается при пигментной ксеродерме (наследственное заболевание, при котором повышается чувствительность кожи к ультрафиолетовым лучам); проявляется пятнистой пигментацией кожи с возникновением гиперкератоза и отека; может приводить к развитию злокачественных опухолей кожи.
Б) Местные гиперпигментации проявляются в виде веснушек, темно-коричневых пятен - лентиго, доброкачественных меланоцитарных образований - невусов и злокачественных опухолей - меланом.
Гипопигментации.
А) Распространенный гипомеланоз, или альбинизм: связан с наследственной недостаточностью тирозиназы; проявляется белой кожей, бесцветными волосами, красными глазами.
Б) Местные гипопигментации (чаще приобретенные, реже врожденные) носят название витилиго, или лейкодермы.
Липофусцин - нерастворимый пигмент, известный также как пигмент старения, изнашивания; образует в клетке гранулы золотисто-коричневого цвета; состоит из полимеров липидов и фосфолипидов, связанных с протеином. Накопление липофусцина в клетках носит название липофусциноза. Липофусцин чаще всего накапливается в клетках миокарда, печени, скелетных мышцах при старении или истощении, что сопровождается развитием бурой атрофии органов: а) сердце становится маленьким, количество жировой клетчатки под эпикардом значительно уменьшается, сосуды приобретают извитой ход, миокард плотный, бурого цвета; при микроскопии: кардиомиоциты уменьшены в размерах, в цитоплазме видны гранулы бурого пигмента липофусцина, б) печень значительно уменьшается, край ее острый, ткань печени плотная, бурого цвета; при микроскопии: печеночные балки резко истончены, в цитоплазме гепатоцитов многочисленные бурые гранулы липофусцина.