(一)甲狀腺 甲狀腺彌漫性腫大,血管豐富、擴張,呈鮮牛肉狀,腺濾泡上皮細胞增生,,泡壁增生皺折呈乳頭狀突起伸向濾泡腔,高爾基器肥大,附近有許多囊泡,內質網發育良好,有很多核糖體,線粒體數目增多。腺組織中尚有彌漫性淋巴細胞浸潤,甚至出現淋巴組織生發中心。淋巴細胞的特點是以T細胞為主,有少數的B細胞和漿細胞。
(二)眼 在浸潤性突眼患者中,由于含有較多粘多糖和透明質酸沉積和淋巴細胞及漿細胞浸潤、纖維組織增多,球后結締組織增加和眼外肌增粗水腫,紋理模糊,透明變性,斷裂與破壞。骨骼肌及心肌也有類似改變。
(三)脛前黏液水腫 較少見,病變皮膚光鏡下黏蛋白樣透明質酸沉積,肥大細胞、吞噬細胞、纖維母細胞浸潤,電鏡下大量微纖維伴糖蛋白及酸性糖胺聚糖沉積
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