Материалы SapiensMed не заменяют консультацию врача
Здравствуйте, друзья! В нашем традиционном лонгриде поговорим об атрофии, гипертрофии и дистрофии тканей — о том, как органы уменьшаются, увеличиваются или накапливают в клетках лишние вещества в ответ на изменение условий. Почему мышцы так быстро «тают» в гипсе? Чем сердце спортсмена отличается от сердца человека с гипертонией? И что такое жировая дистрофия печени, о которой многие узнают случайно на УЗИ?
Мы разберём, как клетки приспосабливаются к нагрузке и её отсутствию, чем увеличение размеров клеток отличается от увеличения их числа, что такое метаплазия и какие бывают дистрофии. Расскажем, где проходит граница между полезной адаптацией и болезнью и почему одни изменения обратимы, а другие нет.
Отдельно обсудим причины и факторы риска, симптомы и осложнения, методы обследования, на какое звено механизма действует лечение и как сохранить мышцы, сердце и печень здоровыми. В конце статьи вас ждёт краткое резюме по каждому разделу статьи.
Часть 1. Как ткани поддерживают свой размер в норме
Каждый орган сохраняет постоянный размер благодаря балансу: клетки рождаются и гибнут, белки строятся и разрушаются. Скорость обновления в разных тканях очень разная, и подробно об этом рассказывает статья Деление клеток и обновление тканей14.
Когда условия меняются — растёт нагрузка, меняется уровень гормонов, ухудшается питание или кровоснабжение, — клетки приспосабливаются. Патологи называют такие изменения адаптацией. Важно понимать, что адаптация сама по себе не болезнь: это способ выжить в новых условиях. Болезнью она становится, когда приспособление заходит слишком далеко или когда его причина вредна12.
Основные варианты адаптации и нарушения обмена в тканях такие13:
- Атрофия — уменьшение размеров клеток и органа.
- Гипертрофия — увеличение размеров клеток и за счёт этого органа.
- Гиперплазия — увеличение числа клеток.
- Метаплазия — замена одного типа зрелых клеток другим, более устойчивым.
- Дистрофия — нарушение обмена веществ в клетках и межклеточном веществе с накоплением в них веществ, которых в норме там нет или гораздо меньше.
Часть 2. Что происходит: механизмы шаг за шагом
2.1. Атрофия: когда ткань теряет объём
При атрофии клетка не обязательно гибнет — она «экономит». Синтез белков снижается, а их распад ускоряется. Белки, помеченные к уничтожению особой меткой — убиквитином, разрушаются в клеточных «измельчителях», протеасомах. Одновременно усиливается аутофагия — процесс, при котором клетка переваривает собственные органеллы16.
Это похоже на предприятие, которое при падении заказов сокращает производство и закрывает цеха, но не ликвидируется полностью. Если сигналы к росту вернутся, атрофированная мышца может восстановиться. Если же причина действует долго, часть клеток гибнет апоптозом, и их замещают соединительная и жировая ткани12.
Атрофия бывает и нормальной. После родов матка возвращается к прежнему размеру, после окончания кормления уменьшается железистая ткань молочной железы, а у взрослого постепенно уменьшается вилочковая железа — тимус13.
2.2. Гипертрофия: когда клетки растут
Гипертрофия — ответ на повышенную нагрузку в тканях, клетки которых не могут или почти не могут делиться: в скелетных мышцах и в сердце. Растяжение клеток, факторы роста и гормоны включают в клетке синтез новых сократительных белков. Волокно становится толще, сильнее и выдерживает большую нагрузку17.
Гипертрофия бывает физиологической и патологической. Мышцы растут при силовых тренировках, а сердце спортсмена умеренно увеличивается, сохраняя нормальное строение и кровоснабжение. При гипертонии или сужении аортального клапана сердце вынуждено постоянно работать против повышенного давления. Его стенка утолщается, масса может вырасти почти вдвое, но сосуды не успевают за ростом мышцы17.
Патологическая гипертрофия имеет предел. Утолщённая стенка становится жёсткой и хуже расслабляется, клетки получают меньше кислорода, в них меняется набор белков, а между ними разрастается соединительная ткань. Со временем сердце растягивается и ослабевает. О том, почему сердце может увеличиваться и терять силу, рассказывает статья «Дилатационная кардиомиопатия: почему сердце увеличивается»7.
Миф
Большое сердце — сильное сердце, поэтому увеличение сердца на УЗИ — хороший признак.
Факт
Умеренное увеличение сердца у тренированного спортсмена обратимо и не сопровождается нарушением его работы. Утолщение стенок при гипертонии или расширение полостей при болезнях сердечной мышцы — признак перегрузки или повреждения. Такое сердце хуже расслабляется, хуже снабжается кровью и склонно к аритмиям и сердечной недостаточности.
2.3. Гиперплазия: когда клеток становится больше
В тканях, клетки которых способны делиться, на повышенную потребность часто отвечает гиперплазия. Физиологическая гиперплазия бывает гормональной, как разрастание молочной железы при беременности или слизистой матки в первой половине цикла, и компенсаторной, как рост оставшейся части печени после её частичного удаления1.
Патологическая гиперплазия возникает при избытке гормонального сигнала. При избытке эстрогенов без уравновешивающего действия прогестерона разрастается слизистая матки. У большинства мужчин с возрастом под действием гормонов увеличивается предстательная железа — это доброкачественная гиперплазия, о которой рассказывает статья «Доброкачественная гиперплазия простаты (ДГПЖ): почему железа увеличивается с возрастом»112.
Гиперплазия контролируется: когда сигнал исчезает, она обычно уменьшается. Этим она отличается от опухоли, клетки которой делятся независимо от внешних сигналов. Однако постоянное деление повышает вероятность мутаций, поэтому некоторые виды гиперплазии — например, гиперплазия слизистой матки с атипией клеток — считают предраковыми13.
2.4. Метаплазия: замена одного типа клеток другим
При метаплазии клетки одного типа заменяются клетками другого типа, лучше приспособленными к вредному воздействию. У курильщиков нежный мерцательный эпителий бронхов, очищающий их от слизи, может заменяться прочным многослойным плоским эпителием. Он лучше переносит дым, но не умеет выводить слизь1.
При длительном забросе кислоты из желудка нижняя часть пищевода может покрываться эпителием кишечного типа. Это состояние называют пищеводом Барретта. Метаплазия — компромисс: ткань становится устойчивее, но теряет часть функций, а на фоне метаплазии повышается риск опухоли113.
2.5. Дистрофии: когда в клетках копится лишнее
Термин «дистрофия» в отечественной патологии означает нарушение обмена веществ в тканях, при котором в клетках или межклеточном веществе накапливаются вещества в избытке или в изменённом виде. Не путайте его с наследственными миодистрофиями — так называют генетические болезни мышц, механизм которых иной23.
Дистрофии делят по месту, где накапливается вещество23:
- Внутриклеточные, или паренхиматозные, — накопление в рабочих клетках органов белков, жиров или углеводов. Самый частый пример — жировая дистрофия печени.
- Внеклеточные, или стромально-сосудистые, — изменения в соединительной ткани и стенках сосудов, например гиалиноз сосудов при гипертонии и амилоидоз.
- Смешанные — накопление пигментов, солей кальция и других веществ, например отложение железа при его избытке или кальциноз клапанов сердца.
Механизмов накопления четыре: в клетку поступает больше вещества, чем она успевает переработать; разрушаются её собственные структуры с высвобождением вещества; клетка начинает синтезировать аномальное вещество; одно вещество превращается в другое. При жировой дистрофии печени, например, жира поступает больше, чем печень успевает сжечь или вывести в кровь29.
Особый пример — амилоидоз. Некоторые белки неправильно сворачиваются и слипаются в жёсткие нерастворимые нити — амилоид. Они откладываются в межклеточном веществе почек, сердца, нервов и других органов и постепенно нарушают их работу. Ещё один пример — липофусцин, «пигмент старения»: жёлто-бурые остатки переваренных клеткой структур, которые накапливаются в долгоживущих клетках сердца, печени и нейронах110.
2.6. Сравнение процессов
Все эти процессы могут быть как нормальными, так и болезненными. Главное различие — в их причине и последствиях123.
Таблица 1. Атрофия, гипертрофия, гиперплазия, метаплазия и дистрофия
| Процесс | Что происходит | Нормальный пример | Пример болезни |
|---|---|---|---|
| Атрофия | Клетки и орган уменьшаются | Уменьшение матки после родов, уменьшение тимуса у взрослых | Атрофия мышц при обездвиживании, атрофия слизистых в менопаузе |
| Гипертрофия | Клетки увеличиваются в размере | Рост мышц при тренировках, сердце спортсмена | Утолщение стенки сердца при гипертонии |
| Гиперплазия | Увеличивается число клеток | Рост молочной железы при беременности | Гиперплазия эндометрия, доброкачественная гиперплазия простаты |
| Метаплазия | Один тип клеток заменяется другим | Обычно не встречается в норме у взрослого | Пищевод Барретта, изменения эпителия бронхов у курильщиков |
| Дистрофия | В клетках или межклеточном веществе копятся вещества | Накопление липофусцина в долгоживущих клетках с возрастом | Жировая дистрофия печени, амилоидоз |
Часть 3. Причины и факторы риска
3.1. Причины атрофии
Атрофию вызывают любые обстоятельства, при которых ткань получает меньше сигналов к поддержанию или меньше ресурсов12:
- Бездействие: постельный режим, гипс, малоподвижный образ жизни.
- Потеря нервной связи: повреждение нерва или спинного мозга.
- Снижение кровоснабжения: атеросклероз сосудов мозга, почек, ног.
- Недостаточное питание и истощение при тяжёлых болезнях.
- Потеря гормональной поддержки, например снижение эстрогенов в менопаузу.
- Длительное давление на ткань, например опухолью или кистой.
- Старение и хронические болезни с воспалением.
Скорость потери мышц при бездействии поражает. В исследовании у здоровых пожилых людей всего 10 дней постельного режима привели к потере около килограмма мышечной массы ног и заметному снижению силы14. Об устройстве скелетных мышц — в статье «Всё, что вы хотели знать о мышцах».
3.2. Причины гипертрофии, гиперплазии и метаплазии
Патологическая гипертрофия сердца чаще всего вызвана повышенным артериальным давлением и болезнями клапанов, реже — наследственными мутациями белков сердечной мышцы. Патологическая гиперплазия связана с избытком гормонов: эстрогенов — при ожирении, синдроме поликистозных яичников, приёме эстрогенов без прогестагенов; мужских гормонов — при изменениях предстательной железы с возрастом1812.
Метаплазию вызывают хронические раздражители: табачный дым, заброс желудочного содержимого в пищевод, хроническое воспаление, нехватка витамина A. Злоупотребление анаболическими стероидами вызывает ненормальную гипертрофию мышц и сердца и, напротив, атрофию яичек113.
3.3. Причины дистрофий
Жировая дистрофия печени у большинства людей связана с лишним весом, сахарным диабетом 2-го типа, повышенным уровнем жиров в крови и малоподвижностью. В 2023 году международные общества предложили называть её стеатотической болезнью печени, связанной с метаболической дисфункцией. Второй главный фактор — алкоголь9.
Об алкогольном поражении печени — от накопления жира до цирроза — подробно рассказывает статья «Алкогольная болезнь печени: стадии от стеатоза до цирроза». Амилоидоз развивается при длительных хронических воспалениях, некоторых болезнях крови, при которых вырабатывается избыток фрагментов антител, а также при наследственных мутациях и с возрастом210.
Миф
Жировая дистрофия печени бывает только у тех, кто много пьёт.
Факт
Самая частая причина накопления жира в печени — не алкоголь, а нарушения обмена веществ: лишний вес, особенно жир на животе, сахарный диабет 2-го типа и малоподвижность. Это состояние встречается примерно у каждого третьего-четвёртого взрослого и часто никак себя не проявляет. Снижение веса на 7–10% нередко заметно уменьшает количество жира в печени.
Часть 4. Как механизм объясняет симптомы и осложнения
4.1. Последствия атрофии
Возрастную потерю мышечной массы и силы называют саркопенией. Она снижает способность подниматься по лестнице, вставать со стула, держать равновесие и повышает риск падений и переломов. Её основной признак — снижение силы, а потом уже массы мышц5.
Атрофия кости проявляется остеопорозом, при котором кость становится хрупкой. Как устроена костная ткань, рассказывает статья «Всё, что вы хотели знать о костях». Атрофия слизистых половых органов и мочевых путей после менопаузы вызывает сухость, жжение, боль при половой жизни и частые позывы к мочеиспусканию. Подробнее об этом — в статье «Урогенитальная атрофия в менопаузу: почему сохнет слизистая и болит при сексе»1116.
Атрофия головного мозга вследствие гибели нейронов при болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных болезнях проявляется нарушением памяти и мышления. Атрофия почки при сужении её артерии ведёт к снижению её функции12.
4.2. Последствия гипертрофии и гиперплазии
Утолщённое сердце хуже расслабляется и наполняется кровью. Появляются одышка при нагрузке и отёки, а затем развивается сердечная недостаточность. Мышца, которой не хватает кислорода, может давать боли за грудиной, а разрастание соединительной ткани создаёт условия для аритмий. Гипертрофия левого желудочка — признак поражения сердца при гипертонии и фактор риска инфаркта и инсульта78.
Доброкачественная гиперплазия простаты сдавливает мочеиспускательный канал: струя мочи слабеет, появляются частые позывы, особенно ночью, иногда — острая задержка мочи. Гиперплазия слизистой матки проявляется обильными или нерегулярными кровотечениями, а при атипии клеток повышает риск рака эндометрия112.
4.3. Последствия метаплазии и дистрофий
Пищевод Барретта сам по себе обычно не вызывает отдельных жалоб, кроме изжоги, но повышает риск аденокарциномы пищевода. Поэтому людям с таким диагнозом проводят регулярный эндоскопический контроль13.
Жировая дистрофия печени долго протекает бессимптомно. У части людей к ней присоединяется воспаление — стеатогепатит, а затем разрастается соединительная ткань — развивается фиброз и в итоге цирроз. Амилоидоз почек проявляется потерей белка с мочой и отёками, амилоидоз сердца — утолщением его стенок, одышкой и нарушениями ритма, амилоидоз нервов — онемением и болью в стопах и кистях910.
Часть 5. Как это выявляют
5.1. Мышцы и кости
Для выявления саркопении европейская рабочая группа предлагает начинать с простого: измерить силу сжатия кисти динамометром и оценить время, за которое человек пять раз встаёт со стула без помощи рук. Затем мышечную массу измеряют с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии, биоимпедансного анализа или компьютерной томографии5.
Состояние кости оценивают с помощью денситометрии — измерения минеральной плотности кости. Для оценки риска переломов также используют калькуляторы, учитывающие возраст, пол и другие факторы16.
5.2. Сердце, печень и другие органы
Гипертрофию сердца выявляют по электрокардиограмме и, точнее, по эхокардиографии — ультразвуковому исследованию сердца, которое показывает толщину стенок и размер полостей. Если нужно уточнить причину, проводят магнитно-резонансную томографию сердца78.
Жир в печени видно на ультразвуковом исследовании. Степень фиброза оценивают по расчётным индексам на основе анализов крови и по эластографии — измерению жёсткости печени ультразвуком. Гиперплазию эндометрия выявляют на ультразвуковом исследовании и подтверждают исследованием ткани, полученной при биопсии9.
Амилоидоз подтверждают биопсией: ткань окрашивают особым красителем — конго красным, и под поляризационным микроскопом амилоид светится яблочно-зелёным цветом. Пищевод Барретта выявляют при эндоскопии с биопсией. Атрофию головного мозга видно на магнитно-резонансной томографии11013.
Часть 6. Принципы лечения: на какое звено механизма действуют
6.1. Устранить причину
Многие адаптационные изменения обратимы, если устранить их причину. Атрофия мышц уменьшается, когда возвращаются нагрузка, нервный сигнал и питание. Гипертрофия сердца при хорошем контроле давления может постепенно уменьшиться. Метаплазия иногда частично обращается после отказа от курения или устранения кислотного заброса18.
6.2. Атрофия
Главное лечение саркопении — силовые упражнения в сочетании с достаточным количеством белка в рационе. Лекарств с доказанным эффектом при саркопении пока нет. При остеопорозе применяют препараты, замедляющие разрушение кости или стимулирующие её образование, а также кальций и витамин D по назначению врача516.
При атрофии слизистых в менопаузу применяют увлажняющие средства и местные препараты эстрогенов, возвращающие слизистой гормональный сигнал. В ознакомительных целях: к таким препаратам относится эстриол в виде вагинальных форм. Их назначает гинеколог с учётом противопоказаний11.
6.3. Гипертрофия и гиперплазия
Для уменьшения гипертрофии сердца главное — нормализовать артериальное давление. Лучше других обратному развитию гипертрофии способствуют препараты, блокирующие ренин-ангиотензиновую систему: ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента и блокаторы рецепторов ангиотензина. При сужении аортального клапана устраняют саму перегрузку — заменяют клапан8.
При доброкачественной гиперплазии простаты альфа-адреноблокаторы расслабляют гладкие мышцы шейки мочевого пузыря и простаты, а ингибиторы 5-альфа-редуктазы — в ознакомительных целях, например финастерид, — уменьшают гормональный сигнал к росту и постепенно уменьшают железу. При гиперплазии эндометрия без атипии назначают прогестагены, уравновешивающие действие эстрогенов12.
6.4. Метаплазия и дистрофии
При пищеводе Барретта применяют ингибиторы протонной помпы, подавляющие выработку кислоты, и регулярный эндоскопический контроль, а при появлении дисплазии — удаление или разрушение изменённого участка слизистой при эндоскопии13.
При жировой дистрофии печени главное — снижение веса, физическая активность и отказ от алкоголя. При амилоидозе лечение направлено на источник белка-предшественника: подавляют хроническое воспаление, лечат болезнь крови, а при транстиретиновом амилоидозе применяют препараты, стабилизирующие этот белок, — в ознакомительных целях, например тафамидис910.
Мышцы теряются при обездвиживании очень быстро, особенно у пожилых. Если человек попал в больницу или вынужден соблюдать постельный режим, важно как можно раньше начать посильное движение по согласованию с врачом и следить за достаточным количеством белка в пище. Это помогает сохранить самостоятельность после выписки.
Часть 7. Профилактика
7.1. Что поддерживает ткани в хорошей форме
Всемирная организация здравоохранения рекомендует взрослым 150–300 минут умеренной аэробной активности в неделю и силовые упражнения для основных групп мышц не реже двух раз в неделю. Пожилым людям дополнительно советуют упражнения на равновесие. Это лучшая профилактика саркопении и остеопороза15.
Как сохранить мышцы при снижении веса, объясняет статья «Как худеть, чтобы не потерять мышцы (как сохранить мышечную массу)?». Контроль артериального давления защищает сердце от гипертрофии, а нормальный вес и отказ от алкоголя — печень от жировой дистрофии89.
Миф
После 50 лет мышцы неизбежно уходят, и начинать тренироваться уже поздно.
Факт
Мышцы откликаются на силовые упражнения в любом возрасте, в том числе после 70 и 80 лет. Регулярные тренировки увеличивают силу, улучшают равновесие и снижают риск падений. Начинать лучше с посильной нагрузки и постепенно её увеличивать, при хронических болезнях — после консультации с врачом.
7.2. Пошаговый план профилактики
01
Выполняйте силовые упражнения не реже двух раз в неделю и двигайтесь не менее 150 минут в неделю.
02
Ешьте достаточно белка, распределяя его по приёмам пищи, особенно в пожилом возрасте.
03
Поддерживайте нормальный вес и окружность талии.
04
Измеряйте артериальное давление и лечите гипертонию, если она есть.
05
Ограничьте алкоголь, а при болезнях печени откажитесь от него полностью.
06
Не курите и лечите изжогу, если она беспокоит чаще раза в неделю.
07
Женщинам в менопаузе стоит обсудить с гинекологом сухость слизистых и профилактику остеопороза.
08
После болезни или операции возвращайтесь к движению как можно раньше по согласованию с врачом.
Некоторые проявления этих процессов требуют быстрой медицинской помощи.
Когда срочно нужно к врачу
Вызывайте скорую помощь или срочно обращайтесь к врачу, если появились:
Краткое резюме
Органы сохраняют размер благодаря балансу рождения и гибели клеток, синтеза и распада белков. При изменении условий ткани приспосабливаются, и эта адаптация становится болезнью, когда заходит слишком далеко или когда её причина вредна.
Атрофия — уменьшение клеток и органа за счёт снижения синтеза и ускоренного распада белков. Гипертрофия — увеличение размеров клеток в мышцах и сердце в ответ на нагрузку. Гиперплазия — увеличение числа клеток под действием гормонов и факторов роста. Метаплазия — замена одного типа клеток другим, более устойчивым. Дистрофии — накопление в клетках и межклеточном веществе жиров, белков, амилоида, пигментов и солей.
Атрофию вызывают бездействие, потеря нервной связи, плохое кровоснабжение, недоедание, потеря гормонов и старение. Гипертрофию сердца — гипертония и болезни клапанов, гиперплазию — избыток гормонов, метаплазию — хронические раздражители, жировую дистрофию печени — лишний вес, диабет и алкоголь.
Саркопения ведёт к падениям и переломам, утолщение сердца — к сердечной недостаточности и аритмиям, гиперплазия простаты — к нарушению мочеиспускания, пищевод Барретта и атипичная гиперплазия эндометрия — к повышенному риску рака. Диагностика включает динамометрию, денситометрию, эхокардиографию, ультразвуковое исследование и эластографию печени, эндоскопию и биопсию.
Лечение прежде всего устраняет причину: возвращает нагрузку и питание, нормализует давление, уравновешивает гормоны, снижает вес. Профилактика — силовые упражнения, достаточный белок, контроль давления и веса, отказ от курения и умеренность в алкоголе.
Источники
- Kumar V., Abbas A. K., Aster J. C. Robbins Basic Pathology. 10th edition. Elsevier. США, 2018.
- Литвицкий П. Ф. Патофизиология. 5-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2016.
- Струков А. И., Серов В. В. Патологическая анатомия. 6-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2015.
- Hall J. E., Hall M. E. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 14th edition. Elsevier. США, 2020.
- Cruz-Jentoft A. J., Bahat G., Bauer J. et al. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Age and Ageing. Великобритания, 2019.
- Bodine S. C., Baehr L. M. Skeletal muscle atrophy and the E3 ubiquitin ligases MuRF1 and MAFbx/atrogin-1. American Journal of Physiology — Endocrinology and Metabolism. США, 2014.
- Nakamura M., Sadoshima J. Mechanisms of physiological and pathological cardiac hypertrophy. Nature Reviews Cardiology. Великобритания, 2018.
- Mancia G., Kreutz R., Brunström M. et al. 2023 ESH Guidelines for the management of arterial hypertension. Journal of Hypertension. Великобритания, 2023.
- Rinella M. E., Lazarus J. V., Ratziu V. et al. A multisociety Delphi consensus statement on new fatty liver disease nomenclature. Journal of Hepatology. Нидерланды, 2023.
- Wechalekar A. D., Gillmore J. D., Hawkins P. N. Systemic amyloidosis. The Lancet. Великобритания, 2016.
- Portman D. J., Gass M. L. S. Genitourinary syndrome of menopause: new terminology for vulvovaginal atrophy from the International Society for the Study of Women’s Sexual Health and the North American Menopause Society. Menopause. США, 2014.
- Gravas S., Gacci M., Gratzke C. et al. EAU Guidelines on the Management of Non-neurogenic Male Lower Urinary Tract Symptoms, incl. Benign Prostatic Obstruction. European Association of Urology. Нидерланды, 2023.
- Shaheen N. J., Falk G. W., Iyer P. G. et al. Diagnosis and management of Barrett’s esophagus: an updated ACG guideline. The American Journal of Gastroenterology. США, 2022.
- Kortebein P., Ferrando A., Lombeida J., Wolfe R., Evans W. J. Effect of 10 days of bed rest on skeletal muscle in healthy older adults. JAMA. США, 2007.
- Bull F. C., Al-Ansari S. S., Biddle S. et al. World Health Organization 2020 guidelines on physical activity and sedentary behaviour. British Journal of Sports Medicine. Великобритания, 2020.
- Министерство здравоохранения Российской Федерации. Клинические рекомендации «Остеопороз». Россия, 2021.
Материал носит информационно-просветительский характер и не заменяет очной консультации врача. Диагноз и лечение определяет только врач.
Читайте также
Автор:
