Là hiện tượng tăng kích thước tế bào. Tế bào tăng kích thước bởi vì có sự tăng tổng hợp tất cả các thành phần cấu tạo của nó. Nhiều tế bào phì đại sẽ dẫn đến sự phì đại của 1 mô, 1 cơ quan. Nguyên nhân gây phì đại thường là do có một yêu cầu cao hơn về mặt chức năng đối với tế bào và mô hoặc do có sự kích thích của một hormôn đặc hiệu. Phì đại có liên quan mật thiết với tăng sản và cả 2 hiện tượng này thường xảy ra đồng thời với nhau. Phì đại được phân thành 2 loại: phì đại sinh lý và phì đại bệnh lý.
a. Phì đại sinh lý
Khi mang thai, tế bào cơ trơn tử cung được estrogen kích thích sẽ phì đại gấp 10 lần bình thường. Estrogen gắn lên các thụ thể tương ứng có trong bào tương tế bào cơ trơn, đi vào trong nhân và tương tác với ADN, kích thích sự tổng hợp các ARNm; kết quả làm tăng số lượng protein của tế bào cơ trơn và làm tăng kích thước tế bào. Ở các vận động viên, tế bào cơ vân phì đại để thích nghi với yêu cầu tăng cao về chức năng co duỗi của cơ trong quá trình tập luyện (Hình 1).
b. Phì đại bệnh lý
Trong bệnh cao huyết áp hoặc hẹp van động mạch chủ, tâm thất trái của tim phải co bóp mạnh hơn để thắng được sự gia tăng lực cản trong động mạch; để thích nghi, tế bào cơ tim sẽ phì đại, làm vách tim dầy lên và làm tăng trọng lượng quả tim (Hình 2).
Hình 2: Phì đại bệnh lý thất trái do cao huyết áp (A); tế bào cơ tim bình thường (B); tế bào cơ tim phì đại (C).