| ความผิดปกติของเมตาบอลิสมของเม็ดสีรงควัตถุในเซลล์
(Disturbances of Metabolism of
Pigments )
- เมตาบอลิสมของรงควัตถุจากเม็ดเลือดแดง ( Hemoglobin metabolism pigment)
ร่างกายในภาวะปกติ จะมีรงควัตถุอยู่ในอวัยวะบางอวัยวะเป็นปกติ ได้แก่ คอร์ปัสลูเตียมในระยะ active จะมีสีน้ำตาลอมเหลือง หรือสีน้ำตาลอมส้ม ในผิวหนัง ม่านตา (iris) ขน และรูขุมขน (hair & hair follicle) เยื่อหุ้มสมอง (leptomeniges) จะมีรงควัตถุเมลานิน ซึ่งจะทำให้ปรากฎเป็นสีดำ แต่ไม่ได้ถือว่าเกิดความผิดปกติแต่อย่างใด นอกเสียจากปริมาณของรงควัตถุนั้น จะมีปริมาณมากขึ้น หรืออาจเป็นผลจากมีความผิดปกติหรือพยาธิสภาพอย่างอื่นเกิดขึ้นร่วมด้วย อันเป็นการเปลี่ยนแปลงไปในทางเสื่อมของเนื้อเยื่อนั้น
1. รงควัตถุจากภายนอกหรือในสิ่งแวดล้อม (Exogenous pigments) เช่น ฝุ่นละออง ได้แก่ ฝุ่นของซิลิกอน (silicon), แอลเบสตอส (Asbestos) และสารอนุพันธ์ของโลหะ ผงถ่าน (carbon dust) 2. รงควัตถุที่ร่างกายสร้างขึ้นได้ตามปกต ิ(Endogenous pigments) รงควัตถุประเภทนี้จะเกิดขึ้นตามปกติทั่วไป แต่ถ้ามีปริมาณมากขึ้นอย่างชัดเจน จะเป็นการบ่งชี้ถึงความผิดปกติของส่วนที่เกี่ยวข้องในขบวนการสร้างนั้น ได้เช่น รงควัตถุสารประกอบของธาตุเหล็ก เนื่องจาก ปริมาณฮีโมโกลบิน บิลิรูบิน พอร์ไฟริน ความเสื่อมของไขมัน ในองค์ประกอบเซลล์ เช่น ผนังเซลล์ เป็นต้น สิ่งที่หายใจเข้าไป (inhalation) ได้แก่ แร่ธาตุ (mineral) ฝุ่นสารอินทรีย ์(organic dust) ซึ่งจะเข้าไปสะสมอยู่ในท่อทางเดินหายใจ (Respiratory tract) และต่อมน้ำเหลืองของระบบทางเดินหายใจ เหตุนี้จึงเรียงโรคที่เกิดจากการหายใจเอาสิ่งแปลกปลอมเหล่านี้เข้าไป จึงเรียกว่า Pneumoconiosis หรือ Pneurnoconioses ซึ่งหมายถึงโรคในระบบทางเดินหายใจที่เกิดขึ้นอันเนื่องมาจากการใช้ชีวิตหรือความเป็นอยู่ ระดับคุณภาพชีวิตของคนหรือสัตว์ ที่เกิดขึ้นจากภาวะแวดล้อมที่อาศัยอยู่ ซึ่งปัญหาเหล่านี้จะพบได้ในประชากรที่อาศัยตามเมืองใหญ่ การจราจรแออัด เมืองที่มีการประกอบการอุตสาหกรรมหนาแน่น หรือบริเวณที่ทำเหมืองแร่ เช่น การระเบิดภูเขา การทำปูนซีเมนต์ การขุดถ่านหิน โรงงานผสมอาหารสัตว์ เป็นต้น โรคในกลุ่มนี้ได้แก่ ปอดดำ (Anthracosis) เกิดจากการสะสมผงถ่านคาร์บอนในปอดปริมาณมาก ซิลิโคซีส (Silicosisi) เกิดจากการหายใจเอาฝุ่นของซิลิคอนไดออกไซด ์(Sillicon dioxide) เข้าไป แอสเบสโตซีส (Asbestosis) และเบริลริโอซีส (Berylliosis) ซึ่งเกิดขึ้นจากการหายใจเอาฝุ่นในโรงงานทำเฟอร์นิเจอร์ ซึ่งมีกลิ่นและฝุ่นของสีน้ำยาเคลือบเงา Siderosis คือ การสะสมเหล็กในร่างกายในรูปแบบต่างๆ เช่น hematite และ iron oxide โรคในระบบทางเดินหายใจที่เกิดขึ้น อันเนื่องมาจากงานอาชีพ จะทำให้เกิดโรคเมื่อปริมาณที่สะสมในร่างกายมีมากพอ หรือ ร่างกายขับออกได้น้อยหรือช้า ทำให้โรคในระบบทางเดินหายใจค่อยๆ เกิดขึ้น ทำให้ปอดทำงานบกพร่อง (Respiratory insufficiency) เกิดมะเร็ง (Cancer) และปอดสูญเสียความยืดหยุ่นเนื่องจากเกิดพังผืดกระจายทั่วไป (fibrosis lung) การหายใจเอาฝุ่นละอองเหล่านี้เข้าไป ทำให้แมคโครฟาจ์กมาเก็บกิน และลักษณะทางเคมีและกายภาพ ที่เป็นรูปร่างหลายเหลี่ยม มีผลทำให้เซลล์ที่มาเก็บกินเกิดเสื่อม และตายไป จึงอาจพบละอองเหล่านี้ในบริเวณ alveolar septa, lymph duct, pleura โดยเฉพาะคาร์บอน เราจะพบเห็นปอดดำในบริเวณแขนงเล็กของท่อทางเดินหายใจ (hilar region หรือ bronchial tree) ฝุ่นผงของซิลิคอนที่พบฟุ้งกระจายในบรรยากาศ มี 2 รูปแบบคือ ผลึกลักษณะเนื้อเยื่อหยาบไม่เป็นเหลี่ยมชัดเจน (Amorphous form) ไม่เป็นอันตรายต่อเนื้อเยื่อปอด แต่ผลึกเกลือซิลิเกต (Crystal form) จะทำอันตรายเนื้อเยื่อได้ เมื่อหายใจเข้าไปจะเกิดการสะสมผลึกของซิลิคอน ทั้งในเซลล์ เช่น แมคโคฟาจ์ก (Macrophages) และในเนื้อเยื่อปอดบริเวณรอบแขนงหลอดลมปอด (Peribronchiolar tissue) โดยส่วนใหญ่จะเป็นสารประกอบของซิลิคอนกับอลูมิเนียมหรือโปแตสเซียม ได้แก่ Complex silicate, Aluminum Potassium silicate ซึ่งมักพบในสัตว์ที่อาศัยตามพื้นดินลักษณะที่เห็นเมื่อตรวจด้วยตาเปล่า จะพบปอดมีลักษณะผิวขรุขระเป็นตุ่มนูน (nodular surface) และเนื้อปอดแน่นแข็ง (firm) อาจพบร่วมกับ anthrocosis lung ส่วนลักษณะพบเมื่อตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ จะเห็นแมคโคฟาจ์กที่มีผลึกอยู่ภายในและสะท้อนแสงได้อยู่ภายใน (Refractile and crystalline particle in cytoplasm and lysosomes of macrophages) ผลึกที่พบในเซลล์มีขนาดเล็กกว่า 1 ไมโครเมตร ต้องดูด้วยกล้องอิเลคตรอนไมโครสโคป (Scanning Electronmicroscopy) จะพบผลึกของ Silicondioxide และ Aluminum silicate อื่นๆ อาจพบร่วมกับสารประกอบเหล็ก และโลหะหนักอื่นๆ หากสะสมในเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน จะพบคอลลาเจนเจริญหนาตัวขึ้นมาก (Collagenous Connective Tissue Proliferation) ทำให้ตุ่มนูนนั้นแน่นแข็ง (Dense nodules and sclerotic tissue) อันตรายที่เกิดขึ้นมักทำให้ปรากฏอาการทางคลินิกขึ้น ซึ่งเป็นระยะที่โรคมีความรุนแรงแล้ว อาการที่ปรากฏขึ้นเกิดจาก - ถุงลมเกิดการอักเสบเรื้อรัง ทำให้เกิดพังผืดเจริญแทรกที่ผนังถุงลม (fibrotic alveolitis) ถ้าผลึกมีขนาดใหญ่กว่า 0.5 ไมโครเมตร จะทำให้เนื้อปอดเกิดการตาย (lung necrosis) ทำให้ปอดอักเสบเรื้อรังจากการเกิดแกรนูโลมา (Pulmonary granulomatous inflammation; Pulmonary granulomas) เนื่องจากร่างกายจะสร้างคอลลาเจนมาห่อหุ้ม ทำให้เนื้อเยื่อปอดสูญเสียความยืดหยุ่นจากการเกิดพังผืดแทรกเข้าไปในเนื้อปอด (Diffuse pulmonary fibrosis) เมื่อตรวจดูรอยโรคทางกล้องจุลทรรศน์ จะพบ multinucleated giant cell และพบแมคโครฟาจ์กที่เก็บกิน และมีขยะในเซลล์ขนาดใหญ่มากปรากฏให้เห็น และเมื่อผลึกทำลาย lysosome จะส่งผลให้ผนังถุงลมปอดเกิดการเสื่อมสลายไป (Lytic alveolar septa) เกิดจากการหายใจเอาผงถ่านหรือสารคาร์บอนเข้าไป โดยทั่วไปร่างกายจะขับออกทางระบบน้ำเหลือง โดยเซลล์ที่มีหน้าที่เก็บกิน และการขับออกพร้อมเมือกหลอดลม เนื้อเยื่อปอดของสัตว์ ยกเว้น เมื่อมีปริมาณมากเกินกว่าร่างกายจะขับออกได้ จึงปรากฏแมคโครฟาจ์กในปอด และต่อมน้ำเหลือง จึงพบหย่อมสีดำเล็กๆกระจายทั่วไป ปอดจึงมีสีดำ และอาจจะเกิดเป็นลายสีเทาดำ
ิ ร่างกายมีระบบป้องกันหรือควบคุมปริมาณสารแปลกปลอมในร่างกายโดยการหลั่งเมือกออกมา แล้วเซลล์เยื่อบุจะพัดโบกให้ขับสิ่งแปลกปลอมนั้นออกมาด้วย เรียกระบบการป้องกันนี้ว่า mucociliary apparatus บางครั้งจะเกิดการกลืนเข้าสู่ทางเดินอาหาร ลักษณะทางกล้องจุลทรรศน์จะพบแกรนูลสีดำกระจายอยู่ในบริเวณรอยต่อของท่อถุงลมและหลอดสมส่วนปลาย(junction of alveolar duct and terminal bronchioles) หรือสะสมในเนื้อเยื่อปอด (Interstitial tissue) ถ้าสะสมมากๆ เนื้อเยื่อจะเกิดการบาดเจ็บเรื้อรัง (chronic injury) ทำให้ปอดเกิดพังผืดแทรกกระจายทั่วไป (chronic fibrosis/ Plumonary fibrosis) เนื่องจากลักษณะของรงควัตถุอาจคล้ายคลึงกับ Melanin หรือ hemosiderin จึงอาจใช้การย้อมสีพิเศษ สำหรับรงควัตถุอื่นย้อมเพื่อยืนยัน แต่ผงคาร์บอนนั้น ทนทานต่อการฟอกขาว ไม่ละลาย และมีลักษณะเป็นแกรนูลเล็ก สีดำสนิท เมื่อย้อมด้วย Sudan IV จะไม่ติดสี แต่โดยทั่วไปแล้วผงคาร์บอนจะมีสีดำสนิท ซึ่งแยกจากรงควัตถุอื่นๆได้ เกิดจากการสะสมเหล็กในรูป Hematite และ oxide ภายในเซลล์ ถ้ามีปริมาณมากจะเห็นเป็นรูปสี่เหลี่ยมสีแดง (Red blick color) ในเนื้อเยื่อ ลักษณะทางกล้องจุลทรรศน์จะพบผลึกสีแดงต่างๆ กัน วิธีการแยกสารประกอบเหล็กจะใช้สี Prussion blue stain ช่วยได้ ในการวินิจฉัยแยกนั้น จะต้องแยกออกจากเกลือของเหล็ก และสารประกอบเหล็กอื่นๆ (Salt of iron and iron complex) ซึ่งจะย้อมติดสีดำ น้ำเงิน เขียว หรือเทา หรือน้ำตาลก็ได้ แต่ทั้งหมดนี้มักจะไม่ติดสีของ Prussian blue stain
ตะกั่ว (Lead) ถ้าสะสมมากในร่างกายจะปรากฏแถบสีดำ ที่คอของฟันต่อกับช่องเหงือก หรือแถบดำจะปรากฏอยู่บนเล็บก็ได้ ซึ่งเรียกว่า Lead line และจะทำให้แสดงอาการทางคลินิกโดยเรียกว่า Plumbism ซึ่งก็คือ อาการพิษจากตะกั่ว เกลือเงิน(Silver salt) ทำให้เกิดพิษจากโลหะเงินหรือสารประกอบเรียกว่า Argyria โลหะหนักที่เข้าสู่ร่างกายจะถูกดูดซับทางลำไส้ จึงอาจพบสีที่ผนังลำไส้ได้ และอาจเป็นสาเหตุให้ถึงแก่ความตายได้ด้วย Tetracyclins เป็นยาปฏิชีวนะ (Antibiotic) ทำให้กระดูก โดยเฉพาะฟัน และเนื้อเยื่อมีสีเหลืองได้ การสัก (tattoo) เช่น การนำสีต่างๆ ได้แก่ Prussian blue, Indian ink, Mercuric sulfide (Vermilkion) ซึ่งมีโลหะ โลหะหนัก และคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ และจะพบอยู่ในชั้นผิวหนัง (Dermis) และในแมคโครฟาจ์ก carotenoid เป็นสารสีเหลือง ที่พบได้ในสัตว์กินพืช แล้วเกิดการสะสมเนื่องจากระบบเมตาบอลิสมเกิดผิดปกติ ตับจะมีสีแดงออกเหลือง (Reddish-yellow) เพราะเกิดการสะสมที่ตับ หรือพบได้ในเนื้องอก ที่เรียกว่า Xanthomas และพบได้ในกรณีเกิดความผิดปกติของ Reticulo- endothelial system
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแบ่งเป็น 4 กลุ่มใหญ่ๆ คือ - รงควัตถุเมลานิน (Melanin pigment)- รงควัตถุฮีโมสิเดอริน (Hemosiderin pigment) - รงควัตถุบิลิรูบิน (Bilirubin) - รงควัตถุที่เกิดจากความเสื่อมของไขมัน (Lipid pigments ; Lipofuscin) เมลานินเป็นรงควัตถุที่พบได้ตามปกติในอวัยวะหลายแห่ง ได้แก่ ม่านตา ผิวหนัง ขน เยื่อหุ้มสมอง เยื่อบุภายในปากของสุนัขและแกะ Choroid ของลูกนัยน์ตา และอาจพบได้ในตำแหน่งอื่น เช่น ลำไส้ และไต ปลาพบที่ผนังช่องท้อง ส่วนสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเช่น กบ และสัตว์เลื้อยคลาน จะพบได้ในอวัยวะภายใน (internal organs) สี เนื้อเยื่อที่ปรากฏจะมีตั้งแต่สีน้ำตาลจนถึงดำรงควัตถุเมลานินนี้ อาจเกิดการสะสมมากขึ้น เรียกว่า Melanosis ในภาวะบางอย่าง ซึ่งไม่ถือว่าเกิดพยาธิสภาพขึ้น เช่น ขณะตั้งครรภ์ ในบริเวณที่มีรงควัตถุนี้อยู่แล้ว จะเกิดมีสีเข้มขึ้นกว่าปกติ เช่น หัวนม (nipple) รักแร้ เส้นหน้าท้องน้อย อันเป็นอิทธิพลของฮอร์โมนเอสโตรเจน ที่ผิวหนังเมลานินถูกสร้างโดยเมลาโนไซต ์(Melanocytes) จึงพัฒนามาจาก neuron crest ในระยะตัวอ่อน เมลาโนไซต์จึงมีมากใน basal layer ของชั้นหนังกำพร้า (epidermis) แล้วส่งต่อไปให้ เคอราติโนไซต์ (Keratinocytes) ที่อยู่ข้างเคียงด้วย จึงพบเห็นเมลานินเป็นเม็ดสีน้ำตาลอยู่ในเคอราติโนไซต์ที่ในชั้นล่างของหนังกำพร้าด้วย และบางส่วนจะถูกเก็บกินโดยแมคโครฟาจ์กที่อยู่ในชั้นหนังแท้ด้วย จึงเรียกว่า เมลาโนฟอร ์(Melanophore) หรือ Melanophage) ซึ่งเมื่อดูในชั้นเนื้อที่ย้อมด้วย H&E stain จะไม่สามารถแยกเซลล์เมลาโนไซต์และ Keratinocyte ได้ การสร้างเมลานินนี้ ต้องอาศัยเอ็นไซม์ ไทโรซิเนส (tyrosinase) หรือ DOPA oxidase ซึ่งจะเปลี่ยนกรดอะมิโนตั้งต้นได้แก่ phenylalanine, tyrosin และ Dihydroxyphenylalanine และฮอร์โมนกระตุ้นการหลั่งเมลานิน (Melanin stimulating hormone MSH ) ร่วมด้วย ลักษณะที่เห็นเมื่อตรวจด้วยตาเปล่าคือ พบหย่อมหรือพื้นที่สีดำ ที่มีรูปร่างและขนาดหลายแบบแตกต่างกันไป และลักษณะที่ตรวจพบทางกล้องจุลทรรศน์ คือ เป็นเม็ดแกรนูลสีน้ำตาล ดำ ในไซโตพลาสมของเซลล์ และรงควัตถุชนิดนี้จะไม่ทำให้เกิดอันตรายแก่เซลล์หรือร่างกาย โรคที่เกี่ยวกับเมลานินมีมากมายนั้นได้แก่ ด่างขาว (Vitiligo) เนื้องอกและเนื้อร้ายเมลาโนไซต ์(Melanoma, Malignant Melanoma) บริเวณที่เกิดเนื้องอกขึ้นได้นั้น ได้แก่ เยื่อบุภายในช่องปาก (oral cavity) ลูกนัยน์ตาสุนัข ม้า และสุกร บางครั้งอาจพบเนื้องอกของเมลาโนไซต์แต่ไม่มีรงควัตถุปรากฏอยู่ จะเรียกว่า Amelanotic melanoma ในกรณีอาบแดดแล้วผิวหนังมีสีเข้มขึ้นเกิดจาก เมลาโนไซต์ มีแขนหรือกิ่งก้าน (dendrite) ของเซลล์ยาวขึ้น และมี Melanosomes สะสมมากขึ้น ซึ่งเป็นการตอบสนองเมื่อได้รับแสง UV มากระตุ้นการสร้าง tyrosinase เพิ่มขึ้น ในสัตว์ชั้นต่ำ Melanin จะเป็นตัวป้องกันผลกระทบจากการอักเสบที่เกิดขึ้นในร่างกายสัตว์ ซึ่งความสำคัญของรงควัตถุนี้จะต่างจากในสัตว์ชั้นสูงความผิดปกติที่เกิดจากเมลานินมีน้อยหรือไม่มี ได้แก่ Albinism หรือผิวเผือกนี้ เกิดจากความผิดปกติของการสร้างรงควัตถุเพราะขาดเอ็นไซม์ ไทโรสิเนส กรณีนี้เรียกว่า ผิวเผือกแท้ ส่วนกรณีที่ตัวรับ MSH ของเซลล์บกพร่องไป แล้วส่งผลให้การสังเคราะห์เมลานินไม่สมบูรณ์ นั้นเรียกว่า ผิวเผือกเทียม (Partial albinism) เช่น ผิวขาวแต่มีขนตาดำ เป็นต้น การวินิจฉัยแยกเมลานินออกจากรงควัตถุอื่น จะต้องอาศัยการย้อมพิเศษ โดยใช้ปฏิกิริยา reduction ต่อ ammoniacal silvernitrate ให้เป็น metalline silver และเปลี่ยนเป็นสีดำ (Masson-Fontana method) และล้างออกด้วย Oxidising agent เช่น Hydrogen peroxide และ potassium permanganate แล้วย้อมใหม่ซ้ำ จะไม่ติดสีหรืออีกวิธีหนึ่งใช้ปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกัน คือ DOPA reduction ซึ่งจะใช้แยกเมลาโนไซต์ และ keratinocytes หรือ Melanophore ออกจากกันได้ ข้อควรระวังประการหนึ่งคือ รงควัตถุสีดำที่พบภายหลังสัตว์ตายนั้น จะเกิดจาก H2S ที่ได้จากแบคทีเรียทำปฏิกิริยากับเหล็กในเนื้อเยื่อได้ iron sulfide มีสีดำ จึงเรียกว่า Pseudomelanin หรือถ้าพบในลำไส้อาจเป็นสาร Coproporphyrins ความสำคัญอีกประการหนึ่งของการสร้างเมลานิน คือการเกิดมะเร็งของเมลาโนไซม์ ซึ่งเรียกว่า Melanomas ซึ่งมีทั้งแบบ เนื้องอกปกติ (benign) และเนื้อร้ายหรือมะเร็ง (Malignancy) พบได้ในบริเวณช่องปาก (oral cavity) ลูกนัยน์ตาสัตว์ โดยเฉพาะสุนัข และอาจพบได้ในม้า สุกร แมว แต่การเกิดเนื้องอกของเมลาโนไซต์ บางครั้งอาจไม่พบรงควัตถุเกิดขึ้น จึงเรียกว่า Amelanotic melanoma ลักษณะนี้ตรวจได้โดยกล้องจุลทรรศน์ คือ จะพบไฟโบรบลาส แทรกกระจายเข้าไปในบริเวณพื้นผิว หรือแทรกกระจายเข้าไปในเนื้อเยื่อในชั้นลึกลงไป
พบได้ในกรณี เม็ดเลือดแดงแตก หากเกิดอย่างรุนแรงจะพบไตมีสีดำ (Black kidnney) เนื่องจากการกรองผ่านที่ไต และจะพบการขับออกทางปัสสาวะจึงพบภาวะ Hemoglobinuria เมื่อดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ จะพบการสะสมในบริเวณ ขอบของท่อไต และพบ red orange serum ด้วย ในระยะหลังตายจะพบ Sulpher methemoglobin
สีที่ใช้ย้อมเพื่อวินิจฉัยแยกเม็ดสีที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบอื่นๆ ได้แก่ Prussian blue stain หรือ Perls stain โดย inorganic iron ร่วมกับ Potassium ferrocyanide ในสารละลายกรด ก่อให้เกิด ferric ferrocyanidem เป็นเม็ดสีน้ำเงินจ้า เรียกว่า Prussian blue ส่วน Molloid method ใช้แยกเม็ดสีของทองแดงที่ตับ ในโรค Wilsons syndrome ซึ่งเป็นความบกพร่องของขบวนการเมตาบอลิสมทองแดงที่มีสาเหตุจากพันธุกรรม โดย ฮีโมซิเดอริน จะติดสีดำน้ำเงิน ทองแดงติดสีน้ำเงินใส
เป็น เม็ดสีที่เกิดจาก ฮีโมโกลบิน สัมผัสกับกรดหรือด่าง แล้วทำให้เกิดสีดำ เช่น การตกเลือดในกระเพาะอาหารซึ่งเลือดจะสัมผัสกับกรดเกลือ จึงพบของเหลวสีน้ำตาลได้ ในการปฏิบัติงานที่พบได้บ่อย คือ Formalin pigment เกิดจากเลือดสัมผัสกับ Formaldehyde ที่มีฤทธิ์เป็นกรด เกิดเป็น Acid formaldehyde hematin บางครั้งพบใน โรคมาลาเรีย และพยาธิใบไม้ในตับได้
พืชบางชนิดมีสารนี้ ทำให้สะสมในเนื้อเยื่อ ซึ่งจะก่อให้เกิดปฏิกิริยาต่อแสง UV ทำให้เกิด ผิวหนังอักเสบเป็นผื่น ( Photosensitization) จำแนกได้เป็น 2 ชนิด คือ
|