Informazione

Perché la necrosi liquefattiva si vede solo nel cervello?


La necrosi liquefattiva è un tipo di necrosi osservato unicamente nel cervello. Ciò si verifica a causa della rottura delle proteine ​​cellulari per azione degli enzimi idrolitici. In altre parti del corpo, di solito si osserva una necrosi forma-coagulativa diversa.

Cosa rende il cervello così unico che questa forma di necrosi è limitata solo al cervello?


La necrosi liquefattiva si vede infatti solo nel cervello in assenza di infezione, ma si riscontra anche nel caso di alcune infezioni batteriche. Il motivo è che la necrosi liquefattiva è, come hai detto, causata dal rilascio di enzimi digestivi e costituenti dei neutrofili. I batteri, in alcune circostanze, rilasceranno quegli enzimi, provocando il divoramento delle cellule.

Il fatto che la necrosi liquefattiva sia osservata nel cervello in assenza di infezione batterica è in parte dovuto al fatto che i neuroni hanno un contenuto lisosomiale più elevato, che porta ad una maggiore tendenza all'autolisi, e in parte a un'elevata concentrazione di neutrofili che sciamare in una zona colpita.


Fonti:


Grafico di confronto

Grafico di confronto tra apoptosi e necrosi
apoptosiNecrosi
introduzione L'apoptosi, o morte cellulare programmata, è una forma di morte cellulare generalmente innescata da processi normali e sani nel corpo. La necrosi è la morte prematura delle cellule e dei tessuti viventi. Sebbene la necrosi sia oggetto di ricerca come possibile forma di morte cellulare programmata, in questo momento è considerata un processo di morte cellulare "non programmato".
Naturale Causato da fattori esterni alla cellula o al tessuto, come infezioni, tossine o traumi.
Effetti Di solito vantaggioso. Anormale solo quando i processi cellulari che mantengono il corpo in equilibrio causano troppe morti cellulari o troppo poche. Sempre dannoso
Processi Rigonfiamento della membrana, restringimento della cellula, collasso nucleare (frammentazione nucleare, condensazione della cromatina, frammentazione del DNA cromosomico), formazione di corpi apoptopici. Quindi, fagocitare dai globuli bianchi. Interruzione della membrana, veleni respiratori e ipossia che causano deplezione di ATP, collasso metabolico, rigonfiamento cellulare e rottura che portano all'infiammazione.
Sintomi Di solito nessun sintomo evidente correlato al processo. Infiammazione, diminuzione del flusso sanguigno nel sito interessato, morte dei tessuti (cancrena).
cause Segnali autogenerati in una cellula. Generalmente parte naturale della vita, la continuazione del ciclo cellulare avviato dalla mitosi. Infezioni batteriche o fungine, proteine ​​denaturate che impediscono la circolazione, infezioni fungine e micobatteriche, pancreatiti, depositi di antigeni e anticorpi combinati con la fibrina.
Trattamento medico Molto raramente ha bisogno di cure. Richiede sempre cure mediche. La necrosi non trattata è pericolosa e può portare alla morte.

  • Le cellule possono morire per oncosi (incontrollata e colpisce le cellule sane vicine) o per apoptosi (controllata e isolata).
  • Le cellule possono mantenere il loro ambiente interno quando sono sottoposte a piccoli e brevi cambiamenti ambientali. Tuttavia, se i cambiamenti sono oltre i limiti dell'adattamento cellulare, possono verificarsi danni cellulari o morte cellulare per oncosi.
  • Al microscopio, i cambiamenti che si verificano nel danno cellulare reversibile includono gonfiore, bolle nella membrana cellulare, cromatina agglomerata.
  • I cambiamenti irreversibili includono un ulteriore rigonfiamento della cellula e dei suoi organelli, rottura dei lisosomi, difetti di membrana e cambiamenti nucleari.
  • La necrosi è il cambiamento di aspetto osservato quando si è verificata la morte cellulare e può assumere la forma di necrosi coagulativa, liquifattiva, grassa e caseosa.

Le cellule possono mantenere omeostasi (lo stato di stabilità interna in un organismo) quando sono soggetti a lievi cambiamenti nel loro ambiente. Cambiamenti più estremi faranno sì che le cellule subiscano fisiologico e morfologico cambiamenti nel tentativo di rimanere praticabili.

Tuttavia, quando le cellule raggiungono il limite di adattamento, inizieranno a mostrare segni fisici di lesione. Nelle prime fasi questo infortunio è reversibile e la cellula può riprendersi una volta che l'ambiente è tornato alla normalità. Se l'insulto persiste o si intensifica, questo può comportare irreversibile lesione che porta alla cellula Morte. Il grado di danno cellulare dipende dal tipo, dalla durata e dalla gravità dell'insulto che si è verificato.

Esistono diversi metodi comuni di danno cellulare comune:

  1. ipossicodanno cellulare (vedi sotto).
  2. Danno cellulare fisico - per esempio. traumi diretti, temperature estreme, radiazioni, corrente elettrica, sbalzi di pressione atmosferica.
  3. Agenti chimici e farmaci – Glucosio o sale in soluzioni ipertoniche, O2 in alte concentrazioni, veleni, alcol, droghe.
  4. microrganismi – virus, batteri, funghi, protozoi, parassiti.
  5. Meccanismi immunitari – infiammazione acuta e cronica, ipersensibilità, reazioni autoimmuni.
  6. Insufficienza o eccesso alimentare.
  7. Anomalie genetiche – errori congeniti della funzione cellulare, autoimmunità.

Lesione delle cellule ipossiche

L'ipossia è la carenza della quantità di ossigeno raggiungere un tessuto.

Ci sono quattro tipi di ipossia:

  • Ipossia ipossiemica – causato da un basso contenuto di ossigeno arterioso. Ciò è dovuto al fatto che la pressione dell'ossigeno nel sangue è troppo bassa per saturare l'emoglobina. Può verificarsi in ambienti ad alta quota o a causa del ridotto assorbimento di ossigeno in alcune malattie polmonari.
  • Ipossia anemica – una diminuzione della capacità del sangue di trasportare ossigeno. Può verificarsi in condizioni come l'anemia (emoglobina ridotta) e l'avvelenamento da monossido di carbonio (il monossido di carbonio si lega in modo irreversibile e preferenziale all'emoglobina, il che significa che l'ossigeno non è in grado di legarsi).
  • Ipossia ischemica – come accennato in precedenza, l'ischemia è una carenza della quantità di sangue che può raggiungere i tessuti. Ciò potrebbe essere dovuto a un blocco di un vaso che fornisce il tessuto o a un ridotto flusso di sangue attraverso i vasi, ad es. nell'insufficienza cardiaca.
  • Ipossia istiotossica – l'incapacità delle cellule di utilizzare l'ossigeno nelle cellule a causa di enzimi disabilitati. Questo tipo di ipossia può verificarsi nell'avvelenamento da cianuro.

Meccanismi di danno cellulare ipossico

Ci sono quattro costituenti cellulari che sono essenziali per il mantenimento dell'omeostasi cellulare e se questi componenti vengono interferiti, può portare a lesioni cellulari. Questi sono la membrana cellulare, le proteine ​​nella cellula (proteine ​​strutturali ed enzimi), i mitocondri e il nucleo.

Il metodo più comune di danno cellulare è ipossia. Poiché la cellula è priva di ossigeno, l'ATP non può più essere prodotto nei mitocondri e quindi le pompe a membrana cellulare guidate dall'ATP cessano di funzionare, soprattutto il Na + /K + pompa. Quando gli ioni Na + scendono dal loro gradiente di concentrazione ma non vengono rimossi dalla pompa Na + /K +, Na + si accumula nella cellula. Di conseguenza, acqua viene trascinato nella cellula per osmosi. Gonfiore cellulare risultati e la membrana cellulare si allunga. In assenza di ossigeno, la cellula trasporterà put respirazione anaerobica fornire ATP. Questo produce acido lattico, provocando la caduta del pH e la denaturazione delle proteine ​​cellulari. La cellula avvierà uno stress (shock termico) risposta nel tentativo di riparare il danno.

Le modifiche di cui sopra sono reversibile e la cellula può riprendersi se l'ipossia viene corretta. Tuttavia, in ipossia prolungata calcio entra nella cella a causa del guasto dello scambiatore Na + /Ca 2+, e attiva multiplo enzimi. Una volta che questo accade, il danno cellulare diventa irreversibile con il risultato di morte cellulare. Questi enzimi e i loro effetti sono elencati di seguito:

  • fosfolipasi
    • Distruzione della membrana cellulare
    • Danneggia le proteine ​​di membrana e il citoscheletro cellulare
    • Ulteriore perdita di ATP
    • Scissione della spina dorsale del DNA e aggregazione della cromatina nucleare

    Il cellulare organelli allora comincerà a rigonfiamento, gli enzimi verranno rilasciati e danneggeranno altri componenti cellulari e la membrana cellulare danneggiata inizierà a bleb. I cambiamenti morfologici sono spiegati più dettagliatamente in seguito.

    A seguito di ciò la cellula muore, rilasciando molti dei suoi molecole intracellulari (come potassio, enzimi specifici delle cellule, mioglobina) nel tessuto circostante. Questo ha generale tossico effetti sulle cellule vicine e provocano irritazioni e infiammazioni locali. Diversi tipi di cellule hanno molecole diverse, quindi i livelli di queste molecole negli esami del sangue possono essere utili per la diagnosi. Ad esempio, quando i miociti cardiaci muoiono dopo a infarto miocardico, rilasciano troponina enzimi che possono essere rilevati da un esame del sangue.

    Lesione da ischemia-riperfusione

    Se il flusso sanguigno ritorna ai tessuti ischemici prima che le cellule siano morte, è possibile che il tessuto venga ulteriormente danneggiato. Questo si chiama an ischemia-riperfusione lesione. Ci sono diverse ragioni per questo, vale a dire l'introduzione di mediatori infiammatori portando ad un aumento del numero di neutrofili nel tessuto e l'attivazione del complemento percorso. Ulteriori danni sono causati da radicale libero produzione di neutrofili nel sito di lesione.

    Questo è un annuncio pubblicitario: li usiamo per mantenere SimpleMed gratuito! Se vedi qualcosa che ti piace, fai clic su di esso - supporta il sito :)

    I radicali liberi

    I radicali liberi sono specie reattive dell'ossigeno (ROS) che hanno un singolo elettrone spaiato nel loro guscio esterno. Questo è un instabile disposizione degli elettroni, che rende i radicali liberi molto reattivo, poiché desiderano molto donare o ricevere un elettrone per diventare più stabili. Le specie di radicali liberi possono causare danno alla membrana cellulare fosfolipidica, alle proteine ​​cellulari, ai carboidrati e agli acidi nucleici. Possono anche danneggiare il DNA cellulare, agendo così anche come a mutageno agente.

    Ci sono tre radicali liberi importanti. Questi sono:

    • idrossile (OH)
    • Superossido (oh2)
    • Idrogenoperossido (h2oh2)

    Per difendersi dai radicali liberi e dai potenziali danni che possono causare, le cellule dispongono di una serie di sistemi di difesa dai radicali liberi (antiossidanti). Ce ne sono diversi enzimi che può agire sui radicali liberi, tra cui superossido dismutasi (SOD), catalasi e perossidasi. Inoltre, ci sono una serie di vitamine compresi A, C ed E che sono in grado di agire come "spazzini" di radicali liberi, neutralizzando queste sostanze nocive. Infine, ci sono proteine ​​di riserva che sequestra metalli di transizione come ferro e rame, che impedisce ai metalli di catalizzare le reazioni che portano alla formazione di radicali liberi.

    Per maggiori informazioni sui radicali liberi, consulta il nostro articolo sullo stress ossidativo

    La morfologia del danno cellulare

    Al microscopio ottico è molto difficile da distinguere morte cellulare e lesione reversibile. Inoltre, è difficile dire se una cellula è morta di recente o poche ore fa. I cambiamenti visibili possono essere osservati nel citoplasma, nel nucleo e nella membrana cellulare, con ulteriori accumuli anormali nella cellula.

    È molto più facile distinguere reversibile e irreversibile lesioni cellulari al microscopio elettronico.

    Reversibile i cambiamenti cellulari includono gonfiore (sia della cellula che dei suoi organelli), bolle nella membrana cellulare, cromatina agglomerata e separazione dei ribosomi dal reticolo endoplasmatico ruvido.

    Irreversibile il danno cellulare è visto come un ulteriore rigonfiamento della cellula e dei suoi organelli, rottura dei lisosomi, difetti della membrana e rottura del reticolo endoplasmatico. Ci sono anche cambiamenti nucleari, come:

    • picnosi
      • Condensazione irreversibile della cromatina e ritiro nucleare.
      • Dissoluzione del nucleo.
      • Frammentazione distruttiva del nucleo.

      Definizioni di morte cellulare

      • oncosi
        • Morte cellulare con gonfiore, caratterizzata da deplezione di ATP. Ciò si verifica nei tipi di danno cellulare spiegati in precedenza.
        • Ha descritto i cambiamenti morfologici che si verificano dopo che una cellula è morta (questo non è un processo, ma un aspetto).
        • Morte cellulare con restringimento che si verifica come parte normale e controllata della crescita e dello sviluppo di un organismo.

        Diagramma - La differenza nell'aspetto delle cellule in fase di oncosi (erroneamente chiamata necrosi in questo diagramma) e apoptosi. La necrosi termina con la rottura della membrana cellulare e il rilascio del contenuto cellulare, mentre l'apoptosi termina quando la cellula si divide in piccoli corpi apoptotici per essere inghiottita dalle cellule vicine.

        Fonte di dominio pubblico dell'Istituto nazionale sull'abuso di alcol e l'alcolismo (NIAAA) [dominio pubblico]

        La necrosi è il cambiamento di aspetto visto quando c'è stata la morte cellulare. Ci vogliono diverse ore perché i cambiamenti microscopici siano visibili. I tessuti necrotici vengono scomposti enzimaticamente e quindi fagocitati dai globuli bianchi.

        Esistono due tipi principali di necrosi:

        • Necrosi coagulativa
          • Si verifica solido organi come il fegato. La comparsa nella necrosi coagulativa è dovuta a proteine ​​denaturate coagulante. Al microscopio ottico puoi vedere il "contorno fantasma" delle cellule nel tessuto.

          Immagine - L'aspetto istiologico di un tessuto sottoposto a necrosi coagulativa. Le cellule morenti lasciano un "contorno fantasma"

          Fonte Creative Commons del Calicut Medical College [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

          • Necrosi liquefattiva
            • Succede in sciolto e morbido tessuti come i polmoni e il cervello. L'aspetto è dovuto a proteine ​​autolisate. Nessuna prova di cellule è visibile al microscopio, solo detriti.

            Immagine - Necrosi liquifattiva nel cervello. Il tessuto ha perso la sua struttura quando le proteine ​​sono state digerite

            Fonte di dominio pubblico di Daftblogger [dominio pubblico]

            Ci sono due casi speciali di necrosi:

            • Necrosi caseosa
              • Una forma di morte cellulare in cui il tessuto ha un aspetto simile al formaggio, visto al microscopio come un mix di stati coagulativi e liquefatti. Questo è visto in alcune malattie come tubercolosi.
              • La necrosi dei grassi è caratterizzata dall'azione degli enzimi digestivi sul grasso rilasciato da adipociti. Nella necrosi dei grassi l'enzima lipasi rilascia acidi grassi dai trigliceridi. Gli acidi grassi poi si complessano con il calcio per formare saponi. Questi saponi si presentano come depositi gessosi bianchi.

              Se la necrosi tissutale è visibile ad occhio nudo è nota come cancrena:

              • Se la necrosi è stata essiccata dall'esposizione all'aria e non è infetta, allora cancrena secca si verificherà.
              • Se la necrosi è stata modificata dall'infezione di batteri, allora cancrena bagnata si verificherà.
              • Quando il tessuto è stato infettato da batteri anaerobi, cancrena gassosa si verificherà. In questo ci saranno bolle di gas visibili e palpabili nel tessuto.

              Questo è un annuncio pubblicitario: li usiamo per mantenere SimpleMed gratuito! Se vedi qualcosa che ti piace, fai clic su di esso - supporta il sito :)

              Infarto come causa di necrosi

              infarto è necrosi dovuta a ischemia. Può comparire anche un infarto bianco o rosso a seconda del tessuto interessato.

              Se un infarto è bianco, significa che c'era poca emorragia nella zona infartuata. Un infarto bianco si verificherà quindi in organi solidi con un singolo apporto di sangue. Ad esempio, questo accade nel fegato e nei reni.

              Al contrario, se un infarto è rosso, è dovuto a emorragia in tessuto morto, così si verifica quando il tessuto è morbido o ha numerosi rifornimenti arteriosi. Ad esempio, questo accade nei polmoni a causa del doppia circolazione (la circolazione polmonare e bronchiale) poiché la circolazione non occlusa sanguinerà nel tessuto necrotico. Nel colon ce ne sono numerosi anastomosi dei vasi sanguigni, quindi se un vaso è occluso, il sangue può ancora entrare nell'area. L'altro apporto di sangue non sarà sufficiente per sostenere il tessuto, motivo per cui si verifica l'infarto. Nel cervello, il tessuto è morbido e presenta anche anastomosi tra i vasi sanguigni, quindi quando il tessuto muore, collassa e danneggia i vasi sanguigni circostanti causando sanguinamento.

              L'apoptosi è la morte cellulare con restringendosi che si verifica come un normale e controllato parte della crescita o dello sviluppo di un organismo. Si verifica l'apoptosi fisiologicamente in modo da equilibrio mitosi, per facilitare il controllo ormonale involuzione (restringimento) delle strutture, e in embriogenesi. Può anche succedere patologicamente quando il DNA cellulare è danneggiato, nella malattia del trapianto contro l'ospite e quando le cellule T citotossiche uccidono le cellule infettate da virus o neoplastiche.

              A differenza dell'oncosi, la membrana rimane intatta e c'è nessun gonfiore. Il processo è strettamente controllato da caspasi che degradano il DNA nucleare e le proteine ​​intracellulari.

              Ci sono tre fasi dell'apoptosi:

              • Iniziazione
                • Può essere innescato da fattori intrinseci o estrinseci come quelli sopra.
                • Attivazione delle caspasi che causano la scissione del DNA e delle proteine ​​nel citoscheletro.
                • La cellula si restringe e si divide in piccoli corpi apoptotici contenenti organelli. Questi sono inghiottiti dalle cellule vicine.

                Invecchiamento cellulare

                Man mano che le cellule invecchiano, accumulare danni col tempo. C'è un numero limitato di volte in cui una cellula può dividersi, noto come Limite di Hayflick (circa 50 volte). Quando una cellula non può più replicarsi ha raggiunto la sua senescenza replicativa. Il limite nelle divisioni è dovuto all'accorciamento delle regioni tampone del DNA, note come telomeri. Questi telomeri non codificano per alcuna proteina, ma piuttosto ricoprono entrambe le estremità del DNA per proteggere il DNA funzionale dai danni durante la replicazione. Diventano più corto con ogni divisione della cellula, e una volta raggiunta una lunghezza critica le cellule non possono più replicarsi e la cellula subirà apoptosi.

                Calcificazione patologica

                Questo è anormale deposizione di ioni calcio nei tessuti. I due tipi di calcificazione patologica sono distrofica e metastatica.

                distrofico la calcificazione può verificarsi in un'area di tessuto morente, placche aterosclerotiche, una certa crescita neoplastica e valvole cardiache. Il cambiamento è Locale solo così non compariranno livelli anormali di Ca 2+ o K + negli esami del sangue.

                Metastatico la calcificazione, d'altra parte, è sistemico e si verifica in tutto il corpo. Nella calcificazione metastatica c'è ipercalcemia a causa di un metabolismo anomalo del calcio, con conseguente cristalli di idrossiapatite depositarsi nei tessuti. Di solito è asintomatico ma, in alcuni casi, può rappresentare un serio rischio per la salute.


                L'ipossia (mancanza di ossigeno) è la condizione più comune che causa la morte cellulare in un'area localizzata perfusa dai vasi sanguigni. Quando questi vasi non riescono a fornire ossigeno e altri importanti nutrienti, si verifica un infarto ischemico in quel tessuto e provoca necrosi coagulativa. C'è una riduzione del flusso sanguigno che porta a una riduzione dell'ossigeno e dei nutrienti a quelle cellule che si traduce in lisi idrolitica di quelle cellule. Quando questa ischemia si verifica nel sistema nervoso centrale provoca necrosi liquefattiva. È causato da condizioni che non comportano traumi, tossine o risposta immunitaria.

                Parte del residuo strutturale del tessuto necrotico rimane labile e il tessuto adiacente vicino al tessuto interessato si replica e sostituisce le cellule necrotiche morte. Le cellule labili subiscono la mitosi e aiutano a sostituire il tessuto interessato. Il fibroblasto migra nell'area interessata depositando tessuto fibroso causando fibrosi e spaventando in quell'area in cui le cellule vitali non possono replicarsi.


                Risultati

                Un totale di 263 campioni, comprendenti otto specie di coralli provenienti da 17 siti (13 malati e 6 siti di riferimento [di cui 2 malati l'anno successivo, siti A ed E, e ricampionato come siti malati]) (Figura 1) , sono stati elaborati da 88 colonie malate comprendenti 88 lesioni da perdita di tessuto (HD) e 82 tessuti grossolanamente non affetti (HU) dalle stesse colonie malate (ad eccezione di Dendrogyra cylindrus che non aveva raccolto HU). Altri 42 tessuti non affetti da colonie apparentemente sane (HH) sono stati raccolti negli stessi siti affetti da SCTLD. Infine, i tessuti non affetti da 51 colonie di riferimento apparentemente sane (HH) sono stati prelevati in siti privi di SCTLD (Tabella 1).

                Descrizione lorda

                Grossolanamente, SCTLD comprendeva diverse forme e dimensioni di aree amorfe distinte di perdita di tessuto che rivelavano (1) ampie aree (� mm o più di larghezza) di necrosi recente indicate da scheletro bianco nudo intatto e assenza di crescita eccessiva di alghe del tappeto erboso (perdita di tessuto acuta, figure 2A𠄼), (2) meno larghe (�� mm di larghezza) ma ancora aree prominenti di necrosi recente (perdita di tessuto subacuto, figure 2D, 3A,B), o (3) strette (� mm o minore larghezza) ad aree quasi impercettibili di necrosi recente apposte a scheletro ricoperto da alghe di tappeto erboso (perdita cronica di tessuto, Figura 3C). Malattia da perdita di tessuto dei coralli duri in S. siderea sembrava presentarsi in modo diverso, con scolorimento rosato multifocale attorno ai polipi e ai setti circostanti, spesso con filamenti di muco presenti sulle aree esterne della lesione (Figura 3D). La posizione della perdita di tessuto non presentava lesioni di tipo comparso vicino alla parte inferiore, superiore o ai bordi delle colonie, indipendentemente dalle specie colpite.

                Figura 2. Lesioni grossolane da acute a subacute della malattia da perdita di tessuto dei coralli duri. (UN) Dendrogyra cylindrus con perdita di tessuto acuta (frecce nere). Notare un'area distinta di scheletro bianco nudo che circonda il tessuto intatto, con tentacoli estesi (frecce bianche) da alcuni polipi. (B) Meandrina meandriti con perdita di tessuto acuta multifocale. Notare aree distinte di scheletro bianco nudo sul bordo e al centro della colonia (frecce). (C) Diploria labyrinthiformis con perdita di tessuto acuta diffusa. Notare un'area distinta di scheletro bianco nudo apposto a tessuto intatto (frecce nere) con bande intermittenti di pallore al bordo della lesione (frecce bianche). (D) Colpophyllia natans con perdita di tessuto subacuto focale. Notare un'area a cupola distinta di scheletro bianco nudo apposto a tessuto intatto (frecce bianche) derivante dal bordo della colonia (in basso) seguita da un'area di scheletro nudo esposto ricoperta di alghe e detriti (punte di freccia). (UN) addio al celibato est, aprile 2018 (B) Chiave di Looe, aprile 2018 (C) Rocce greche, luglio 2016 (D) Dustan Rocks, aprile 2018. Foto: (UN) Karen Neely (B) Tiffany Boisvert (C) Vanessa Brinkhuis (D) Brian Reckenbeil.

                Figura 3. Lesioni gravi da acute a croniche e scolorimento nella malattia da perdita di tessuto dei coralli duri. (UN) Pseudodiploria strigosa con perdita di tessuto multifocale da acuta a subacuta. Si noti lo scheletro esposto privo di tessuti parzialmente ricoperto da alghe verdi (freccia nera) con un'area più lontana dal margine di perdita di tessuto (frecce bianche) ricoperta di particolato (punte di freccia). (B) Montastraea cavernosa con perdita di tessuto da subacuta a cronica. Nota distinta a banda indistinta di scheletro bianco nudo dietro il margine della malattia attiva (frecce nere) e seguita da crescita eccessiva del tappeto erboso (frecce bianche). (C) Orbicella faveolata con perdita cronica di tessuto. Notare l'area di perdita di tessuto che rivela lo scheletro bianco nudo (frecce nere) e quello che sembra essere un biofilm bianco all'interfaccia di perdita di tessuto (frecce bianche), entrambi seguiti da una crescita eccessiva del tappeto erboso (punte di freccia). (D) Siderastrea siderea con perdita di tessuto da multifocale a diffusa da subacuta a cronica e colorazione rosata, con bordi esterni delle lesioni croniche ricoperti da filamenti di muco (frecce). Notare le aree di perdita di tessuto (punte di freccia) che si irradiano dalle regioni orali dei polipi e dai setti circostanti tra i polipi adiacenti. (UN) Near Shore Patch, aprile 2018 (AVANTI CRISTO) Contea di Broward, novembre 2016 (D) Grecian Rocks, luglio 2016. Foto: (UN) Brian Reckenbeil (B, D) Lindsay Huebner (C) Vanessa Brinkhuis.

                A livello macroscopico, le lesioni differivano nell'aspetto a seconda dell'anatomia della specie colpita. In generale, tuttavia, c'era un margine distinto tra tessuto sano e scheletro nudo. Coralli cerebrali (C. natans, Diploria labyrinthiformis, e P. strigosa, famiglia Faviidae) hanno mostrato margini di lesione che potrebbero attraversare i setti adiacenti (Figura 4A). In M. cavernosa e O. faveolata (famiglie Montastraeidae e Merulinidae, rispettivamente), la perdita di tessuto sembrava progredire lungo la parte superiore dei setti, dove il tessuto superficiale è sottile, consentendo la diffusione attraverso i setti vicini attorno al polipo mentre progrediva verso un polipo diverso (Figura 4B). Nei coralli pilastro o labirinto (Dendrogyra cylindrus e Meandrina meandriti, famiglia Meandrinidae), i bordi delle aree di perdita di tessuto erano più ondulati (Figura 4C). In S. siderea, è apparsa una colorazione rosata associata alla perdita di tessuto intorno alla regione orale e ai setti circostanti (Figura 4D).

                Figura 4. Macrofotografie macroscopiche ad alto ingrandimento di carotaggi fissi che mostrano diversi esempi anatomici di confini di demarcazione tra margini di perdita di tessuto e aree superficiali apparentemente sane in varie specie. (UN) Pseudodiploria strigosa che mostra lo scheletro bianco esposto adiacente al margine della malattia attiva (punte di freccia) lungo il setto. (B) Montastraea cavernosa che mostra la progressione multifocale della perdita di tessuto (punte di freccia) lungo i setti di due polipi adiacenti. Notare la colorazione delle alghe verdi (frecce) nello scheletro nudo esposto cronicamente intorno alle regioni orali. (C) Dendrogyra cylindrus che mostra la progressione dei margini di perdita tissutale (punte di freccia) attorno ai polipi, con alcuni tentacoli ancora parzialmente intatti (frecce), esponendo le creste scheletriche. (D) Siderastrea siderea con scolorimento rosato delle aree di perdita di tessuto intorno alle cavità orali del polipo e ai setti, mostrando margini di perdita di tessuto (punte di freccia) e crescita eccessiva di alghe (frecce). (UN) Near Shore Patch, aprile 2018 (B, D) Contea di Broward, novembre 2016 (C) Long Key Ledge, aprile 2018. s = scheletro.

                Descrizione istopatologica e ultrastrutturale

                La panoramica a basso ingrandimento ha mostrato che la necrosi litica (LN) 6 ha colpito prima il gastroderma della parete del corpo basale (BBW) (Figura 5A) e ha progredito verso la parete del corpo superficiale (SBW) (polipi e coenchima), presentandosi grossolanamente come perdita di tessuto. Nelle lesioni avanzate, in P. strigosa, ad esempio, la necrosi sembrava avanzare attraverso l'intero spessore di SBW e BBW, formando un confine di transizione tra aree degradate e tessuto intatto (Figura 5B).

                Figura 5. Basso ingrandimento delle sezioni istologiche dell'area di perdita di tessuto. (UN) Sezione radiale attraverso mezzo polipo lungo i setti di Montastraea cavernosa che mostra lesioni adiacenti allo scheletro nella parete del corpo basale (BBW). Nota focolai di necrosi litica (LN) nel BBW (frecce). (B) Sezione sagittale attraverso l'area di confine della perdita di tessuto in Pseudodiploria strigosa mostra un'estesa necrosi coagulativa che include epidermide superficiale slough (linea nera a doppia freccia), margine della lesione (linea nera a doppio diamante) e zona di tessuto apparentemente sano (linea grigia a doppia freccia). H ed E, o = regione orale, a = regione aborale.

                A livello cellulare, le presunte lesioni precoci di SCTLD sembravano iniziare con zooxantelle nel gastroderma BBW altrimenti intatto. In alcuni coralli apparentemente sani da siti di riferimento sani (Figure 6A,B,D) o affetti da SCTLD (Figura 6C), le zooxantelle erano necrotiche o gonfie, con vacuolizzazione intracitoplasmatica del gastroderma, edema mesogleale e vacuolizzazione del calicodermis (Figura 6A ), con esocitosi delle zooxantelle (Figura 6B) e picnosi del calicodermis (Figure 6B,C). In Montastraea cavernosa, sono stati osservati singoli o gruppi di corpi di inclusione cristallini (dettagli CIB descritti di seguito) adiacenti a zooxantelle o aree vacuolate nel gastroderma (Figure 6A-C). A livello tissutale, le lesioni precoci di SCTLD sembrano iniziare nel BBW del setto o del coenchima (Figure 6D-F), con focolai precoci di inizio LN visti lungo il gastroderma del BBW (Figura 6D), avanzando con una fessura che si forma tra il gastroderma BBW e il calicodermis (Figura 6E) e progredisce in BBW LN multifocale con tessuto necrotico che si sposta nel canale gastrovascolare (GVC) (Figura 6F).

                Figura 6. Inizio putativo della formazione della lesione della parete del corpo basale (BBW) in Montastraea cavernosa (A𠄽,F) e lesione da necrosi litica precoce (LN) in Dendrogyra cylindrus (E). (UN) Gonfiore ed edema mesogleale iniziale (punte di freccia chiuse), gonfiore dei simbiosomi di zooxantelle (frecce), necrosi di una zooxantella (punta di freccia grigia), corpi di inclusione cristallini (CIB) (frecce a doppia linea) e cellule calicodermiche ipertrofiche con marcata vacuolizzazione citoplasmatica (aperta punte di freccia). (B) Elevato ingrandimento dell'area dell'inserto contrassegnata in (D) mostra edema mesogleale con marcata vacuolizzazione (punte di freccia aperte), rigonfiamento dei simbiosomi delle zooxantelle (frecce), CIB (frecce a doppia linea), esocitosi delle zooxantelle (punte di freccia chiuse) e calicoblasti picnotici (punte di freccia a doppia linea). (C) Inizio della lesione calicodermica putativa che mostra un'alta densità di nuclei picnotici (punte di freccia a doppia linea nucleo normale = freccia grigia) e calicodermi marcatamente vacuolate (punte di freccia aperte) adiacenti allo scheletro. Notare l'esocitosi di zooxantelle vacuolate (punte di freccia chiuse), vacuolizzazione gastrodermica (freccia nera), zooxantelle necrotiche (punta di freccia grigia) e singole (frecce a doppia linea) o gruppi di CIB (ovali) nel gastroderma. (D) Quattro aree focali nella BBW che mostrano vacuolizzazione gastrodermica (frecce) ed edema mesogleale (freccia grigia) (riquadro, vedere B). (E) LN localizzato della BBW che porta alla formazione di fessure (punte di freccia) tra calicodermis apparentemente intatto (freccia nera) e gastroderma vacuolizzato necrotico (freccia grigia). Notare la parete del corpo superficiale intatta (SBW). (F) LN multifocale nella BBW (frecce) con tessuto necrotico e zooxantelle (punte di freccia) estratte nel canale gastrovascolare (GVC). (A,B,D) Colonia di riferimento apparentemente sana, Dustan Rocks, aprile 2017 (C) colonia apparentemente sana, Near Shore Patch, aprile 2018 (E) colonia malata, Long Key Ledge, aprile 2018 (F) colonia malata, Broward County, novembre 2016. (UN) Acido periodico–Schiff (PAS) (B𠄿) Ematossilina ed eosina (H ed E). bbw, parete corporea basale c, calicodermis g, gastrodermis gvc, canale gastrovascolare m, mesoglea sbw, parete corporea superficiale s, scheletro.

                Presumibilmente in parallelo con la patologia nelle zooxantelle BBW, sono stati osservati cambiamenti cellulari nelle SBW, con zooxantelle inizialmente colpite, seguite da patologia gastrodermica SBW. Le zooxantelle mostravano necrosi con dilatazione dei simbiosomi e il gastroderma presentava vacuolizzazione intracitoplasmatica (Figura 7A), con zooxantelle che mostravano accumulo di granuli rifrangenti intracitoplasmatici, ipopigmentazione, deformazione o frammentazione (Figure 7B𠄿). La lesione sembrava progredire verso l'allargamento del simbiosoma circostante le zooxantelle (Figure 7C𠄽), alcune delle quali manifestavano necrosi da coagulazione delle singole zooxantelle (Figura 7C) e coalescenza dei simbiosomi (Figure 7A, D𠄿). Nelle lesioni avanzate, c'era un LN diffuso del gastroderma di SBW e BBW (Figura 7E), con zooxantelle necrotiche che occasionalmente si coloravano di positivo (melnina presunta, da marrone scuro a nero) con FM (Figure 7E,F).

                Figura 7. Patologia progressiva delle zooxantelle nella parete corporea superficiale. (UN) Mesoglea ed epidermide intatte con iniziale patologia delle zooxantelle nel gastroderma in Montastraea cavernosa. Notare le zooxantelle necrotiche con simbiosomi dilatati (punte di freccia grigie) e ipereosinofilia citoplasmatica (punte di freccia a doppia linea) e vacuolizzazione coalescente del gastroderma (punte di freccia). (B) Gastroderma di M. cavernosa mostra zooxantelle deformate (frecce) con vacuoli rifrangenti intracitoplasmatici (punte di freccia), ipopigmentazione (punta di freccia grigia) o frammentazione (punta di freccia a doppia linea). (C) Gastroderma di Diploria labyrinthiformis manifestando la distruzione delle zooxantelle. Notare simbiosomi dilatati (punte di freccia) con alcune zooxantelle che mostrano deformazioni (frecce) o necrosi da coagulazione (punte di freccia grigie). (D) Gastroderma di Colpophyllia natans manifestando necrosi multifocale. Notare la distruzione massiva e la necrosi litica (LN) delle cellule gastrodermiche (frecce nere) con nuclei cariorretici e picnotici (punte di freccia chiuse), zooxantelle deformate e necrotiche (punte di freccia grigie), alcune delle quali manifestano ipereosinofilia citoplasmatica (punta di freccia a doppia linea) o dilatazione del simbiosomi (punte di freccia aperte) che alla fine si uniscono (freccia nera). (E) Zooxantelle apparentemente sane (dal rosa-rosso al marrone chiaro) con pirenoidi evidenti e mancanza di simbiosomi visibili (riquadro 1) nel gastroderma SBW intatto di M. cavernosa. Confronta con zooxantelle scure anormali senza pirenoidi e simbiosomi dilatati (riquadro 2 e frecce) nella lesione LN nella parete corporea superficiale (SBW) che mostra una marcata interruzione e vacuolizzazione (punta di freccia) e adiacente alla parete corporea basale (BBW) lesione LN (doppia freccia di linea). (F) Lesione gastrodermica del LN (punta di freccia) in M. cavernosa con associate zooxantelle deformate (frecce nere) colorazione FM-positiva (nero) rispetto a una normale zooxantella (rosa-rosso) (freccia bianca). (A,B,D) Ematossilina ed eosina (H ed E) (C) Macchiavello (E, F) Fontana-Masson (FM). e, epidermide g, gastrodermide m, mesoglea.

                Su TEM in M. cavernosa, sono state osservate cellule gastrodermiche di corallo degradate, con citoplasma vacuolato pieno di detriti, fagosomi, nuclei degenerati, zooxantelle rimpicciolite con una perdita di membrane simbiotiche e un collasso generale dell'integrità della cellula ospite del simbionte (Figura 8A). I mucociti erano in condizioni leggermente migliori (Figura 8A). Zooxanthellae showed varying degrees of nuclear fragmentation and degeneration with the formation of condensed peripheral chromatin (Figures 8B𠄽), degrading chloroplasts with loss of thylakoid structure (Figure 8C), and enlarged accumulation bodies with cellular debris (Figure 8D).

                Figura 8. Ultrastructure of Montastraea cavernosa surface body wall gastrodermis showing pathology of coral host cells and zooxanthellae. (UN) Note intact mucocytes adjacent to gastrodermal cells manifesting marked vacuolation with intact cell membranes (closed arrowheads), an intact nucleus (white arrowhead), or degrading nuclei (double-line arrowheads) leading to loss of tissue architecture. Note zooxanthellae ex hospite (arrows) manifesting varying stages of intracytoplasmic vacuolation, some with shrunken pyrenoids (white arrows), dilated symbiosomes with debris (open arrowheads), and different-size clumps of variably electron-dense material (possible lipid) (double-line arrows). (B) Zooxanthellae showing degrading nuclei with peripheral chromatin (closed arrowheads), enlarged vacuolar matrices (open arrowheads) filled with debris (white arrows) and at different states of shrinkage (black arrows). Double-line arrowheads point to host-cell nuclei. (C) Zooxanthella showing degrading chromatin in permanently condensed chromosomes of nucleus (open arrowheads), formation of condensed peripheral chromatin (closed arrowhead), and a degenerating chloroplast with loss of thylakoid lamellar structure (white arrow). (D) Degenerating zooxanthella showing an enlarged accumulation body and nucleus with an area of degrading peripheral chromatin (arrowhead). Note host-cell nucleus (double-line arrowhead) still intact. a, accumulation body c, chloroplasts g, gastrodermal cell gvc, gastrovascular canal m, mucocytes n, nucleus p, pyrenoid sc, starch cap.

                Advancement of LN into the SBW was observed initially in the gastrodermis. Distention of the symbiosome surrounding the zooxanthellae expanded beyond the basement membrane of the gastrodermis and into the mesoglea, leading to its fragmentation (Figures 9A,B). This progressed to full-scale gastrodermal necrosis, with release of cell debris and zooxanthellae into the GVCs (Figures 9C,D), mesogleal vacuolation and necrosis (Figure 9), and progression of vacuolation beyond the epidermal basement membrane (Figure 9C). Lesion advancement was followed by collapse of the mesoglea and sloughing of the epidermis (Figure 9D).

                Figura 9. Advance of lytic necrosis (LN) in the surface body wall. (UN) Gastrodermis of Montastraea cavernosa manifesting early-stage LN. Note markedly deformed zooxanthellae (arrows), some of which are shrunken, with hypereosinophilic cytoplasm (gray arrowhead) surrounded by greatly expanded symbiosomes (open arrowheads) disrupting hypertrophic mucocytes (indicated by blue-stained area, double-line arrowheads), the cellular architecture of the gastrodermis (closed arrowhead), and the mesoglea (blue arrow). (B) Meandrina meandrites manifesting progressive LN in the gastrodermis. Note large coalescing vacuoles disrupting cellular gastrodermal architecture (arrowheads) with necrotic zooxanthellae (black arrows) and collapse of the mesoglea (blue arrow). (C) Montastraea cavernosa manifesting progressive expansion of LN toward the surface epidermis. Note fragmented and necrotic gastrodermis (arrowheads) with necrotic zooxanthellae (arrows) and fragmented mesoglea (blue arrows) eith cellular debris in the gastrovascular canal (double-line arrows), mesogleal swelling and breached epidermis (gray arrows). (D) Colpophyllia natans manifesting lesion progression. Note marked vacuolation and disruption of gastrodermal architecture (arrowheads), necrosis (black arrow), cellular debris in the GVC (double-line arrows), collapse of mesoglea (blue arrow), and epidermal sloughing (gray arrows) and vacuolation (gray arrowhead). (UN) Alcian blue (B𠄽) hematoxylin and eosin (H and E). e, epidermis g, gastrodermis gvc, gastrovascular canal m, mesoglea.

                In Meandrina meandrites, Montastraea cavernosa, P. strigosa, e O. faveolata, initiation of necrosis of the gastrodermis of the SBW often occurred near areas of advanced necrosis of the BBW (Figure 10), supporting the hypothesis that lesions start in the BBW and progress to the SBW. Advanced LN lesions in the BBW were associated with initial SBW gastrodermal necrosis (Figures 10A-C) and tissue sloughing into the GVC (Figure 10C), to mesogleal disruption and gastrodermal atrophy (Figure 10D).

                Figura 10. Apparent progression of lytic necrosis (LN) lesions from the basal body wall (BBW) to the surface body wall (SBW). (UN) Meandrina meandrites showing progression of focal LN in the BBW to the adjacent SBW. Note focal areas of full thickness LN of the BBW (open arrowhead), LN of adjacent gastrodermis of SBW (gray arrowhead), and collapse of the mesoglea (black arrow), with epidermis still intact (gray arrow). (B) Montastraea cavernosa manifesting multifocal LN of the BBW. Note localized areas of cleft formation (open arrowheads) separating necrotic calicodermis and gastrodermis of the BBW, vacuolation and loss of architecture of nearby gastrodermis of the SBW (arrows), with lesion advance toward the mesoglea (gray arrowheads), still with epidermis intact. (C) Pseudodiploria strigosa manifesting advancing LN of the BBW and progression to the gastrodermal SBW. Note intact SBW epidermis (gray arrow) and diffuse LN of BBW (open arrowhead) distinctly delineated from intact BBW to either side (boundary, gray arrowheads). Note also LN of adjacent gastrodermis of nearby SBW (black arrow) and sloughing of necrotic tissue and zooxanthellae into the GVC (double-line arrow). (D) BBW LN in Orbicella faveolata. Note same lesion as in (C) for BBW (arrowhead), but, in contrast, see localized attenuation and atrophy of nearby gastrodermis of SBW (arrow). Hematoxylin and eosin (H and E). bbw, basal body wall c, calicodermis e, epidermis g, gastrodermis gvc, gastrovascular canal m, mesoglea sbw, surface body wall.

                End-stage lesions at the tissue level involved SBW epidermal necrosis and sloughing (Figure 11A), full thickness necrosis of all tissue layers of areas of the BBW and the SBW with segmental (Figure 11B) to diffuse (Figure 11C) distribution, necrosis of the mesenterial filaments (Figures 11D,E), and necrosis of the tentacular gastrodermis (Figure 11F). In S. siderea, mesenterial calicoblasts with eosinophilic granules (coral acid–rich proteins, CARPs) were prominent (Figure 11B, inset).

                Figura 11. Lesion progression toward advanced tissue loss (A𠄼) and spread to various tissue compartments (D𠄿). (UN) Advanced lytic necrosis (LN) in the basal body wall (BBW) (arrows) and surface body wall (SBW) (open arrowheads) of Dendrogyra cylindrus at the tissue-loss margin. Note almost complete LN of the BBW and SBW and sloughing of necrotic SBW (gray arrowhead). (B) Advanced LN at the tissue-loss margin in Siderastrea siderea. Note segmental necrosis of the BBW and SBW (arrow) and remnant calicodermal layer (arrowheads). Inset high magnification showing deeper mesentery with eosinophilic calicoblasts manifesting CARPs (arrowheads) and a brown necrotic zooxanthella (double-line arrowhead). (C) Severe LN in Orbicella faveolata at the tissue loss margin (arrow). Note more diffuse segmental necrosis (arrowhead) compared with (B). (D) LN in the mesentery and cnidoglandular band (CGB) adjacent to LN in the BBW of Montastraea cavernosa. Note CGB vacuolation and necrosis (arrow) and BBW LN on either side of the skeleton (arrowheads). (E) Deeper in the polyp in O. faveolata, note diffuse coagulation necrosis of the mesenterial filaments (arrows) and the BBW (arrowhead). (F) Diffuse necrosis (karyorrhexis) of the tentacular gastrodermis (arrows) in D. cylindrus (JB-4 medium). Hematoxylin and eosin (H and E), cgb, cnidoglandular band s, skeleton.

                Other less consistent findings were seen on histology. Intracytoplasmic polyhedral CIBs (𢏁� μm in length) were seen mostly in the BBW and, occasionally, SBW gastrodermis of apparently healthy and diseased M. cavernosa e P. strigosa. These stained positive with PAS (Figures 12A,B) and were sometimes associated with LN (Figure 12B) or, in M. cavernosa, presumptive early-stage lesions (Figure 6A-C). Crystalline inclusion bodies stained dark green with toluidine blue (Figure 12C) and Feulgen, pale blue with thionin, and black with FM, but negative with GMS, Prussian blue, Macchiavello, Gram, Giemsa, and MGP. On TEM, CIBs were electron-dense (Figures 12D,E), with arrays or a lattice structure of closely packed tubules, with small individual spheres (Figures 12F,G) measuring �.6 ± 3.1 (SD) nm diameter (range 14.7�.2 nm n = 5, CIBs measured in a grid specimen).

                Figura 12. Crystalline inclusion bodies (CIBs) in the basal body wall gastrodermis in Montastraea cavernosa. (UN) Staining periodic acid–Schiff (PAS)-positive (red). (B) Staining PAS-positive (pink-red) in LN lesion (arrowheads) and adjacent gastrodermal tissue. (C) Dark green−staining CIBs (arrows). (D) Two CIBs (arrows) each in the cytoplasm of a degenerating mucocyte. (E) CIB showing striated appearance. (F) High magnification of a CIB showing the filamentous tubular appearance (arrows) and cross section of tubules (arrowheads) that form the striations seen in (E). (G) High magnification of CIB showing the lattice pattern of the individual tubes or filaments in cross section. (UN) Periodic acid–Schiff–metanil yellow (PAS-MY), JB-4 medium (B) PAS, paraffin medium (C) toluidine blue, semithin section (D–G) transmission electron microscopy (TEM). m, mucocyte z, zooxanthella.

                Other structures seen on histology in all species examined included clusters of either coccoidlike [dark blue to mauve in thionin (Figures 13A,D) or Giemsa (Figures 13B,C)] or coccobacilloidlike (pale to medium magenta in Giemsa, Figures 13B,C). Gram-neutral structures often distributed across multiple cells mainly in the gastrodermis of the BBW or SBW but occasionally in LN lesions (Figure 13D). Various organisms were seen in healthy and diseased corals but were considered incidental findings because of their consistent lack of association with cell pathology. These included trichodinid ciliates on diseased and healthy O. faveolata, S. siderea, C. natans, P. strigosa, e D. cylindrus (Figure 13E), unidentified ciliates infesting the deeper GVCs in some diseased corals of all species except Meandrina meandrites, e Halofolliculina sp. (confirmed with dissecting microscope) on recently denuded skeletons of O. faveolata, Montastraea cavernosa, D. cylindrus, P. strigosa, e S. siderea. Apicomplexan sporozoites were observed in the actinopharyngeal epithelium of M. cavernosa (Figure 13F), and apicomplexan oocysts and sporozoites of Gemmocystis cylindrus were seen in the mesentery gastrodermis of D. cylindrus. Finally, endolithic algae and fungal hyphae (PAS-positive or GMS-positive) were commonly present in the skeleton of all species. Endolithic organisms were occasionally observed penetrating or in close contact with the BBW of the coral tissue with advancing LN.

                Figura 13. Diverse coccoidlike structures and parasites. (UN) High magnification of inset area marked in (D) shows coccoidlike structures in necrotic basal body wall (BBW) gastrodermis associated with lytic necrosis (LN) lesion in Montastraea cavernosa. (B) Coccoidlike structures (double-line ovals) and coccobacilloidlike structures (solid oval) in mesentery of apparently healthy tissue of Diploria labyrinthiformis. (C) Coccoidlike structures (arrows) in the epidermis and coccobacilloidlike structures (arrowheads) in the SBW gastrodermis of an apparently healthy area in M. cavernosa. (D) LN in BBW and SBW gastrodermis in M. cavernosa showing location of coccoidlike structures [inset shown in (UN)]. (E) Surface of Pseudodiploria strigosa showing trichodinid ciliates (arrows). (F) Apicomplexan sporozoites (arrowheads) in the actinopharynx epidermis of M. cavernosa. (A,D) thionin (AVANTI CRISTO) Giemsa (E,F) hematoxylin and eosin (H and E).

                Prevalence of LN Lesions Across Species

                Hallmark LN lesions were observed in samples collected from diseased (HD) and, to a lesser extent, unaffected areas on diseased colonies (HU), as well as in samples taken from apparently healthy colonies (HH) in disease-affected sites (Table 1). Of the samples showing diverse gross signs of acute, subacute, or chronic tissue loss (HD) evaluated across species (n = 82), a prevalence of 87% was confirmed histologically to have LN lesions. Of the samples (n = 79) collected in parallel from apparently unaffected (HU) areas on the same diseased colonies showing gross signs of SCTLD across species, a prevalence of 11% were confirmed histologically with LN lesions (Table 1). Of the apparently healthy (HH, n = 41) colonies evaluated from SCTLD sites, a prevalence of 15% had LN lesions. Samples collected from healthy (reference) sites (HH, n = 51) did not show LN lesions, except one M. cavernosa from Dustan Rocks (April 2017), in which early-stage LN was observed (Table 1 Figures 6A,B,D).

                Lytic necrosis was seen in grossly lesioned and apparently normal tissues for most coral species in SCTLD sites regardless of health status. LN was observed histologically in all eight SCTLD-affected coral species, with high but varying prevalence levels in lesioned (HD) samples from M. cavernosa (n = 23, or 100%), Meandrina meandrites (n = 5, or 100%), Diploria labyrinthiformis (n = 2 or 100%), P. strigosa (n = 7/8, or 88%), S. siderea (n = 12/15, or 80%), O. faveolata (n = 10/13, or 77%), C. natans (n = 9/12, or 75%), and Dendrogyra cylindrus (n = 3/4, or 75%). For apparently normal samples from diseased colonies (HU) comprising seven species, prevalence was lower and LN seen only in Diploria labyrinthiformis (n = 1/2, or 50%), S. siderea (n = 4/16, or 25%), Montastraea cavernosa (n = 2/23, or 9%), C. natans (n = 1/11, or 9%), and O. faveolata (n = 1/12, or 8%). Of seven species of apparently healthy colonies from SCTLD sites with apparently normal tissues (HH), LN lesions were seen at low prevalence in D. labyrinthiformis (n = 1/1, or 100%), O. faveolata (n = 2/8, or 25%), and S. siderea (n = 2/9, or 22%) (Table 1).


                Cellular Reaction to injury

                Se hai un point mutation the Rb suppressor gene, the Rb suppressor gene is knocked off, there will be no Rb protein, and the cell will progress to the S phase b/c it is uncontrolled. This mutation in the Rb suppressor gene predisposing to many cancers, such as retinoblastoma, osteogenic sarcoma (ie kid with pain around knees, Codman’s triangle – sunburst appearance on x-rays), and breast cancer (Rb suppressor can be involved). Depending on the age bracket, it hits in different areas. Se tu knock of p53 suppressor gene: the kinase will be always active, it will always phosphorylate the Rb protein, and that means that it will always go into the S phase, and this is bad. If you knock off any of those genes, the cell will go into the S phase. The p53 suppressor gene is the guardian of the genome , b/c it gives the cell time to detect if there are any defects/abnormalities in the DNA (splicing defects, codon thing, whatever, etc). DNA repair enzymes can splice out the abnormality, correct it, and the cell is ready to go to the S phase. If the cell has too much damaged DNA, then it is removed by apoptosis. Therefore this gene is imp b/c it gives the cell an opportunity to clean its DNA before going into the S phase.


                How does a brain stroke actually happen?

                What I know is that a blood vessel that supplies blood to a number of neurons is blocked, starving (and killing?) those neurons then causes the stroke.

                I have quite a few questions.

                While probably not totally accurate it is all I can find outside of incomprehensible medical texts.

                How long between blockage formation and stroke? Any feeling as the neurons are being starved? (right before the stroke) Is is possible that we all suffer constant strokes to small non critical/obvious neuron regions? If the neurons do indeed die what happens to their biomass? I doubt they can rot in a sterile brain, do they just get dissolved/absorbed? Some people recover from strokes. Does this mean the neurons did not die in those cases or was the neuron area rewired for functionality? Or could it be both?

                Can't find answers to many of those questions. Would appreciate at least an answer to one.

                How long between blockage formation and stroke?

                First, I think we should define the word stroke. A stroke is a cerebral vascular event that results in reduced perfusion to the brain. There are two types of strokes, ischemic and hemorrhagic strokes. The type that you refer to in your questions is ischemic strokes, which are a class of stroke that results from occlusion of arteries within the brain from thrombosis or arterial embolism (i.e. a clot in the artery). The other type of stroke, hemorrhagic strokes, are a result of hemorrhage (bleeding within the brain). If a cerebral artery ruptures, the blood will escape that artery and will therefore not flow through the region of that artery distal to the rupture. Because neurons are not capable of anaerobic metabolism, neurons will begin to die within 4 minutes. The number of neurons that die increases with time to eventually include the entire region of brain that is supplied by the artery that is no longer perfused. There is generally perceived to be a turning point in terms of outcomes at around the 3 hour mark after the stroke has occurred. Outcomes are significantly worse when the brain is not reperfused (blood flow restored by dissolving the clot or repairing the artery) within 3 hours.

                Any feeling as the neurons are being starved? (right before the stroke)

                Like myzos said, there are not somatic sensory receptors (that produce general sensations such as pain and temperature) within the brain, but there can be feelings if the region of brain that is affected includes the sensory cortex. For example, the middle cerebral artery supplies regions of sensory cortex responsible for the face. A thrombosis in the middle cerebral artery can produce numbness and/or tingling in the face.

                Is is possible that we all suffer constant strokes to small non critical/obvious neuron regions?

                Myzos also touched on this when discussing Transient Ischemic Attacks (TIAs). It's not likely that we all suffer from constant strokes, but some people do suffer from short, self-resolving, small strokes, called TIAs, in which a small clot forms in a cerebral artery. These can be asymptomatic or produce symptoms, such as temporary paralysis of a region, temporary anterograde amnesia, temporary blindness, temporary dizzyness, etc.

                If the neurons do indeed die what happens to their biomass? I doubt they can rot in a sterile brain, do they just get dissolved/absorbed?

                Also touched on by mzyos, the region of cells that die will undergo liquefactive necrosis.

                Some people recover from strokes. Does this mean the neurons did not die in those cases or was the neuron area rewired for functionality? Or could it be both?

                In these cases neurons did die and there will usually be some residual neurological defects, but, like you suggest, in many cases the surrounding regions can be rewired to perform the function that the injured region of brain was responsible for, depending on the location and size of the infarct.

                Hello, there are some pretty good scientific answers out there, but I'll try to answer what you probably are asking (that hasn't been addressed).

                Between blockage formation and stroke is almost immediate. The brain has little reserves in terms of energy sources and requires large amounts of energy, so the effects manifest virtually immediately. While there is no 𧿮ling' per se, the effects are in general obvious (for the typical stroke), it is as though you blocked off an artery to your arm, you will lose function there immediately (and be incredibly painful in your arm). In the case of the brain the loss of function is immediately detectable.

                However you can have small strokes to non-critical regions, similar in part to having coronary vascular disease with incomplete blockage - it can manifest as a non-STEMI (ie. a type of heart attack too). Some people with vascular risk factors like hypertension, high cholesterol, smokers, diabetics etc. can potentially have multiple small strokes that are not clinically obvious - but there are still subtle signs like cognitive decline etc, and can be viewed on MRI. (These tend to be thrombotic strokes, vs embolic strokes which give large vessel disease).

                When neurons die they undergo liquefactive necrosis, which is to say they simply dissolve into goo. It is rotting, albeit sterile rotting.

                It is hard to explain recovery from stroke. It depends very largely on what was damaged, how much was damaged etc. Some people 'recover' from what is called a transient ischemic attack which is a stroke-like condition that is less than 24 hours (hence transient), a stroke = more than 24 hours or death. Those who have had a true stroke and undergo rehab recover due to new wiring or compensation typically. The ischemic neurons rarely survive, even if they do survive the initial insult of lack of blood, the reperfusion (restoration of blood flow) usually kills them (see ischemic-reperfusion injury).

                EDIT: With treatment there is a time-window to prevent complete cell death, but with current medical technology available ischemic-reperfusion injury is still a significant cause of morbidity.

                Biochemist and current medical student here. I'll try and answer all of your questions as concisely as possible.

                The brain is very good at keeping its blood supply constant, using a process called autoregulation, which occurs between the blood pressures of 60 to 150mmHg. If you go above or below this, then the brain starts to loose control of how it is perfused with blood. This is seen especially so if you go under 60mmHg, which would cause the patient to lose consciousness. This faint would be an almost instant response, occurring with in 6-10 seconds.

                So this is probably a similar timing from a clot blocking a vessel, and an ischemic stroke occurring. When the clot blocks off the blood supply, the highest energy processes stop, such as neuronal firing. This itself would be the cause of the loss of muscle control/sensation and all that. Then over the next 3-6 hours the cells start to shut down and eventually die. 3 hours is the time limit which doctors have to dissolve the clot and restore blood flow, which should revive the dying area of brain.

                The brain has no ability to sense pain itself, only the parts that surround it. However, it is the organ that senses pain, so sometimes stokes can cause people to feel pain on touch of certain areas of skin. This is only because it stimulates nerves that sense pain from other parts of the body. But in an acute setting, I have not heard of patients feeling pain, they can sometimes not even realise they are having the stroke until someone points it out.

                Biomass wise, the neurons die from oxygen starvation, which causes a type of degradation called necrosis, where they essentially fall apart. In the first 24 hours all seems normal to the naked eye, though the area affected may be a little pale. After a week or so macrophages infiltrate the area, these cells will digest all the, now dead, cells. Then the helper cells of the brain, called astrocytes will come in and replace some of the lost brain tissue. CSF will then fill the rest of the space left over.

                In regards to recovery from strokes. There is a type of stroke called a TIA (transient ischemic attack), or mini stroke. In this, a small area of brain is affected, but the clot dissolves before it can cause too much damage, and so the area of the brain blocked regains its blood supply, and the cells start working again.

                However, in a major stoke things are a bit different. You are usually told that the left side of your brain controls your right side, and your right brain your left. This is mostly true, but for example the arm on the right side receives 95% of its neurons from the left side of the brain, and 5% from the right. If you lose the 95%, then the otherside takes over, and over time can almost fully compensate.

                Speech is different, as we usually use just the left side for this, but if this is lost, it can be rerouted to the right. It all takes a lot of work, and physiotherapy. The brain is very plastic with what it has, and as it is unable to generate new neurons (this is under debate), it can switch function and sensation to other areas. But all that is beyond the realms of this answer.


                After extensive tissue injury, doctors can use these terms to explain things to you. Sometimes it is very difficult to explain, because they are complex processes with many important stages which are why health professionals use terms such as necrosis or gangrene to refer to the whole process. Here below we are discussing the difference between gangrene and necrosis.

                Necrosi
                The first thing to know is that there are several types of necrosis and that gangrene is one of those types. Necrosis can occur either directly or after cell degeneration. The first changes are very subtle and appear in the electron microscope only after 2 or 3 hours and under the light microscope only after 6 hours.

                Cellular changes can be divided into nuclear and cytoplasm changes. The nuclear material can be grouped in dense masses that provoke stains, to this it are known like “picnosis” subsequently, these groups can be divided into small particles in a process known as “karyorrhexis”. Cytoplasmic changes start in the cytoplasm and create acid spots this is due to the denaturation of the cytoplasmic proteins. Special organs absorb water and swell.

                There are many types of necrosis: coagulative necrosis, liquefaction necrosis, fat necrosis, caseous necrosis, gum necrosis, fibrinoid necrosis and gangrene. Coagulative necrosis is commonly seen in solid organs after insufficient blood flow. In liquefaction necrosis the cell is completely smoothed, so there is no cell contour, this is commonly seen in the brain and spinal cord. There are two types of fat necrosis, enzymatic and non-enzymatic. In enzymatic fat necrosis, a white chalk appearance is created, while non-enzymatic fat necrosis is seen mainly in the subcutaneous tissue, chest and abdomen. Patients with non-enzymatic fat necrosis almost always have a history of trauma. Caseosay and gomatosa necrosis are due to the formation of granulomas after infections. Fibrinoid necrosis is commonly seen in patients with autoimmune diseases.

                Gangrene
                Gangrene is a term widely used to refer to a clinical condition where tissue necrosis extends, complicating to varying degrees by secondary bacterial infection. There are three types of gangrene Dry, wet and gangrenous gasses. Dry gangrene occurs mainly in the extremities, due to lack of blood supply resulting from obstruction of the arteries. Wet gangrene is the result of a severe bacterial infection superimposed on necrosis. It can occur in the extremities as well as in the internal organs. Wet gangrene is difficult to delimit from adjacent healthy tissue, therefore, surgical excision is difficult. The mortality rate in wet gangrene is high.

                Gaseous gangrene is caused by infection with Clostridium perfringens. It is characterized by extensive necrosis and gas production. There is crepitation on the palpation.


                V. Conclusion

                The first goal of this study was to develop a therapy and imaging system for MR guided transcranial brain HIFU experiments in small animals. The availability of well characterized brain tumor models motivated our choice of rats for those investigations. Such a protocol and setup will be a valuable tool for evaluating the biological interaction of ultrasound with tissues and for investigating the benefit of ultrasound therapy on tumor models. This will be done in future works at 7T.

                The second aim of this work was to show that MR-Acoustic Radiation Force Imaging was feasible in vivo in the brain. It has been shown to provide a new way to localize the focal point sul posto and the corresponding MR signal has been demonstrated to be quantitatively related to the maximum pressure at the focus. These quantification capabilities are unique and should be valuable for future clinical treatment planning.

                The most interesting techniques developed here could be easily transposed to clinical scanners for human brain MRgFUS. They need to be combined with a multi-element transducer array to correct for the aberrations through the human skull.