Общая патофизиология.

Предмет, задачи и методы патофизиологии. Общая нозология.

1. Патофизиология как наука и учебная дисциплина, ее предмет, задачи и методы исследования.

2. Характеристика патофизиологического эксперимента, преимущества и недостатки экспериментального метода.

3. Взаимоотношения патофизиологии с другими дисциплинами.

4.Общая нозология.

Патологическая физиология - это наука, преимущественно в эксперименте на животных изучающая общие закономерности возникновения, развития и прекращения болезни и патологических процессов у человека. Это наука о жизнедеятельности больного организма или общая патология. Предметом изучения патофизиологии являются общие закономерности прежде всего функционального характера на уровне клетки, органов, систем и больного организма в целом, определяющие возникновение и течение болезни, механизмы резистентности, предболезни, выздоровления и исхода болезни. Общие закономерности выводятся на основании исследования патологических процессов, состояний и патогенеза различных синдромов и заболеваний.

Патологическая физиология складывалась как экспериментальная наука, однако наряду с этим развивалась и клиническая патофизиология, которая при помощи безвредных методов исследования изучала вопросы патофизиологии в клинике. Таким образом, патофизиология - наука методологическая, учит врача наиболее общим законам развития болезни и на их основе - решению сложных ситуаций.

Всякая наука должна иметь свой предмет и свой метод. Предмет патофизиологии - больной человек, а метод - патофизиологический эксперимент, позволяющий воспроизвести на животных модели болезни человека и патологических процессов и на этих моделях исследовать задачи патологической физиологии.

Патологическая физиология решает 6 задач:

1) изучение проблем общей патологии - создание общего учения о болезни или общая нозология,

2) изучение причин болезни и создание общего учения о причинности в патологии - то есть законов, управляющих причинами - это общая этиология,

3) изучение общих механизмов возникновения, развития и прекращения болезней и патологических процессов - общий патогенез - это главная задача,

4) изучение типовых патологических процессов - фундамент болезни (их около 20 в различных комбинациях),

5) изучение общих закономерностей нарушения и восстановления деятельности отдельных физиологических систем и органов - частная патофизиология, где наиболее важным является изучение показателей недостаточности системы или органа,

6) обоснование новых методов лечения - это создание учения о принципах патогенетической терапии - то есть воздействия на механизмы развития болезни на основе знаний патогенеза.

Методы исследования:

1. Патофизиологический эксперимент на животных;

2. Патофизиологическое исследование больного человека (менее характерно).

Структура эксперимента и его особенности. Эксперимент бывает острый и хронический.

Фазы эксперимента:

1. Исследование исходного фона.

2. Получение " модели" болезни и исследование ее патогенеза, механизмов болезни;

3. Патогенетическая терапия (регуляция механизмов патогенеза).

Преимущества экспериментального метода изучения болезни перед клиническим:

а) в эксперименте всегда есть возможность определения исходного уровня показателей, возможность количественно оценить изменения по сравнению исходным с фоном, а в клинике врач не имеет этого,

б) благодаря получению модели в эксперименте неограниченные возможности изучения причин поскольку есть жесткая связь между действующим причинным фактором и развивающейся патологией так как моделирование и есть изучение причины,

в) в эксперименте есть возможность изучения механизмов начальных, самых ранних фаз развития заболевания, скрытых от клинического наблюдения, а ведь именно они являются пусковыми механизмами,

г) в эксперименте есть неограниченные возможности изучения патогенеза - самых глубинных, интимных механизмов патологии, ведь можно применить любые приемы,

д) эксперимент дает неограниченные возможности научного обоснования разработки новых методов лечения.

В эксперименте используются различные методы: биофизические, физиологические, биохимические, морфологические, иммунологические.

Используются различные виды острого эксперимента (вивисекция) и хронического (метод условных рефлексов, вживление электродов в ткани, создание фистул).

Трудности и недостатки экспериментального метода:

1) выбор животного для экспериментального исследования,

2) не все болезни моделируются на животных,

3) труден перенос экспериментальных данных в клинику,

4) трудно создать модель болезни,

5) этические проблемы.

Клиническая патофизиология имеет свои принципиальные особенности, поскольку различные проявления опосредования биологических процессов социальными являются важнейшим звеном в жизни здорового и больного человека. Главный аппарат опосредования это нервная и другие регулирующие системы и трудовая деятельность, что наряду с иными факторами отличает человека от животного.

Патологическая физиология связывает биологические дисциплины с клиническими, как переходный мостик: основой патофизиологии как науки являются биология, нормальная физиология, биохимия. Патофизиология связана с морфологическими дисциплинами (анатомия, гистология, патанатомия), т.к. изучение функции в отрыве от структуры клетки невозможно. Тесная связь с нормальной физиологией не означает тождества. Разнообразие нарушений жизнедеятельности клеток, органов, организма в целом в патологии все же не имеет " прообраза " этих нарушений в здоровом организме. В зависимости от причины, вызвавшей заболевание; от реактивности организма и влияния внешней среды в самом организме создаются самые различные комбинации нарушений функции и реактивных изменений. При болезнях ряд изменений обусловлен выработанными в процессе эволюции и закрепленными наследственностью формами реагирования клеточных элементов, органов, физиологических систем в условиях патологии.

Патофизиология как учебная дисциплина.При подготовке практического врача патофизиология вооружает его знанием общих законов развития болезни, общих принципов управления болезнью, вооружает врача правильной методологией анализа болезни и патологических процессов. Преподавание патофизиологии имеет целью научить студентов применять естествознание у постели больного, т.е. разбираться в механизме развития болезней и процессов выздоровления, опираясь на общие законы деятельности органов и систем. Таким образом, патологическая физиология вооружает врача правильным методом достижения истины кратчайшим путем и простыми методами, позволяющими быстро и экономично произвести анализ исследуемой патологии - т.е. является методологией.

Преимущества патофизиологии - каждая болезнь состоит из небольшого количества патологических процессов - их около 20, которые имеют общие законы развития. Поэтому думающий врач может полноценно анализировать любое заболевание, а частные детали уже не вызовут такого затруднения (лихорадка, воспаление везде развиваются по одним законам, переплетаются, образуют различные комбинации.

Общая нозология - общее учение о болезни, важнейшими элементами которой являются:

а) повреждение,

б) реакция,

в) патологический процесс,

г) патологическое состояние,

д) болезнь.

Реакция - явление противодействия повреждению, направлена на устранение его и восстановление исходного состояния. Между повреждением и реакцией существует определенное соответствие: при относительно слабом повреждении уровень реакции соответствует или превосходит повреждение. При сильном повреждении уровень реакции может быть ниже. Врач судит об уровне повреждения не по самому повреждению, а по реакции на него. В случае, когда уровень реакции достаточен - это хорошо, но если реакции недостаточно для устранения повреждения, необходимо ее усилить.

Виды реакции: 1) защитно-приспособительная осуществляет приспособление к повреждению;

2) патологическая, по механизму своему также защитно-приспособительная, но вследствие необычного количества или качества приводит к возникновению вторичного повреждения (лихорадка, гной);

3) адаптивные реакции - длительно действующие в организме в условиях изменившейся среды существования.

Патологический процесс - это сочетание явлений повреждения, защитно-приспособительных и патологических реакций. Типичный патологический процесс закономерное сочетание составляющих его элементов при их всегда одинаковом строго последовательном включении (всегда в одинаковом порядке независимо от места локализации патологического процесса и его вида). Характерные черты - динамичность и фазность.

Если патологический процесс остановился в какой-то точке развития - это уже патологическое состояние (процесс без движения).

Общебиологические признаки здоровья:

1) структурная и функциональная полноценность здорового организма;

2) гомеостаз - постоянство показателей внутренней среды, способность сохранять его и оптимальный уровень реагирования;

3) равновесие организма с внешней средой, независимость от нее.

Общебиологические признаки болезни:

1) наличие ряда патологических процессов с нарушением структуры и функции органа;

2) нарушение гомеостаза, хотя бы частично;

3) нарушение приспособления организма к изменяющимся условиям внешней среды со

снижением биологической и социальной активности.

При диагностике болезни необходимо обязательно оценивать эти 3 критерия болезни и, помимо биологических показателей, следует учитывать показатели приспособляемости к внешней среде. Это легче всего сделать при нагрузке при функциональных пробах, но делать это нужно осторожно.

Болезнь (morbus) - сложное явление, которое состоит из ряда основных элементов. В болезни всегда есть две стороны: повреждение и реакция на него. Важнейший составной элемент болезни - нарушение гомеостаза и взаимодействия организма с внешней средой.

При болезни имеет место изменение ряда гомеостатических показателей, которые в организме удерживаются очень жестко и сдвиг их приводит к гибели (например pH). Хотя нужно отметить, что основная масса показателей может колебаться в определенной степени (например температура тела, биохимический или клеточный состав крови). В принципе гомеостаз - максимальная экономичность функционирования организма, возможность более полноценного приспособления к изменяющимся условиям внешней среды. Гомеостаз полезен в здоровом организме, а при болезни он нарушается. Утрачивая гомеостаз организм теряет обычные механизмы регуляции. Приспособление к внешней среде будет неполноценным (например ребенок с лихорадкой очень чувствителен к гипоксии).

Термин " болезнь " применяется для:

1) обозначения заболевания конкретного человека, понятия о болезни как нозологической единице и

2) обобщенного понятия о болезни, как биологическом и социальном явлении. Представление о болезни связано с качественно отличающейся от здоровья формой существования организма. Но в то же время эти состояния находятся в тесном единстве, так как состояния здоровья и болезни представляют хотя и различные, но неразрывно связанные между собой формы проявления жизни.

Общая этиология. Повреждение. Понятие об этиологии.

2. Повреждение, его виды.

3. Показатели повреждения клеточных структур.

Общая этиология - общее учение о причинности в патологии. При рассмотрении этиологии болезней человека возникают трудности в том, что на организм одновременно или последовательно могут действовать многие болезнетворные факторы, каждый из которых способен вызвать повреждение и поэтому очень сложно определить, какой же из них является истинно причинным (УФО, холод, микробы, недоброкачественная пища, эмоциональные хронические перегрузки).

Теории этиологии:

1. Монокаузализм - однопричинность. Для возникновения заболевания достаточно действия одного специфического болезнетворного фактора. Этот фактор определяет картину болезни, а болезнь повторяет его свойства, она - как бы отпечаток повреждающего действия фактора. Заслуга данной теории - открытие материального субстрата болезни, его конкретного виновника.

2. Как противовес монокаузализму возник кондиционализм, согласно которому болезнь возникает в условиях действия многих равнозначных факторов, их сочетание следует считать причиной заболевания. Кондиционализм не выделяет специфического ведущего фактора, а только сочетание равноценных факторов.

3. Как вариант кондиционализма - анализ факторов риска болезни, когда каждому фактору дают количественное выражение в происхождении болезни. На анализе большого числа случаев одного конкретного заболевания выясняют относительную частоту факторов в происхождении болезни.

4. Полиэтиологизм - как подход к анализу этиологии. Специфические формы болезни могут быть вызваны разными специфическими факторами (опухоль вызывают: лучевое воздействие, химические канцерогены, биологические агенты).

5. Диалектический материализм подразумевает, что болезнь возникает в условиях влияния многих факторов; среди которых выделяют главный причинный фактор и условия. Характерными свойствами причинного фактора являются:

1) необходимость,

2) он вызывает возникновение нового явления - следствие,

3) он придает болезни специфические черты, причем в большей степени специфичность именно начального повреждения.

Причина возникновения конкретного заболевания это диалектический процесс взаимодействия этиологического фактора с организмом в определенных условиях. Условия сами по себе не определяют специфичности болезни, но их действие необходимо для возникновения специфического причинного взаимодействия. Выделяют условия внешние и внутренние, способствующие и препятствующие, достаточные и модифицирующие.

Достаточные условия - это те, без которых этиологический фактор не вызовет патологии. Эти факторы количественно определяют взаимодействие причинного фактора с организмом, облегчают или наоборот, противодействуют этому взаимодействию, но лишены главного признака этиологического фактора - его специфичности.

Таким образом, общая этиология - учение о причинах и условиях возникновения болезни; в более узком смысле термином " этиология" обозначают причину возникновения болезни или патологического процесса. Причина заболевания - это взаимодействие организма с этиологическим фактором в конкретных условиях - как начальный пусковой механизм болезни.

Главнейшие составные элементы болезни - повреждение, реакция, патологический процесс.

Патофизиология повреждения (механизмы повреждения). Болезнь - это жизнь поврежденного организма. В основе любой патологии лежит повреждение и реакция на это повреждение. Повреждением (alteratio - изменение) называется нарушение гомеостаза, вызванное действием этиологического фактора в определенных условиях. Это может быть нарушение морфологического гомеостаза, то есть нарушение анатомической целостности тканей и органов, повлекшее за собой нарушение их функции, нарушение биохимического гомеостаза - патологические отклонения содержания в организме различных веществ в виде избытка или недостатка (гипергликемия → диабет → диабетическая кома; гипогликемия → гипогликемическая кома). Нарушение функционального гомеостаза - это патологические отклонения функций различных органов и систем в виде повышения или понижения.

Виды повреждения, классификация повреждений:

I) во времени:

1. первичное, вызванное непосредственным действием этиологического фактора: ожог, кислоты, щелочи, электрический ток, микробы - определяют специфику повреждения,

2. вторичное - как следствие избыточной или извращенной, неадекватной реакции на первичное повреждение.

II) специфическое и неспецифическое.

III) по характеру процесса: острое и хроническое.

IV) по степени выраженности: обратимое - некробиоз и паранекроз и необратимое - некроз.

V) по исходу: полное или неполное восстановление и гибель.

Острое повреждение - результат мгновенных изменений гомеостаза при действии мощных повреждающих факторов (остро развивающая ишемия клетки): а) резкое снижение макроэргов, б) нарушение перекисного окисления липидов, в) снижение мембранного потенциала и гибель клетки.

Хроническое повреждение - медленно развивающаяся ишемия клетки проявляется: 1)накоплением липидов в результате снижения их перекисного окисления; 2) отложением пигментов (например пигмента старения клетки липофусцина, который постепенно накапливается и определяет продолжительность жизни клеток.

Острое набухание клетки обратимо, когда при прекращении ишемии исчезают признаки набухания. Необратимое острое набухание сопровождается снижением макроэргов пуриновых оснований и приводит к гибели клетки из-за неспособности продолжать жизнь. Смерть сопровождается некрозом клетки, необратимыми изменениями клеточных структур в результате аутолиза белков, углеводов, липидов ферментами лизосом - гидролазами. Смерть - гибель клетки, может наступить и без некроза под действием таких фиксаторов, как формальдегид, глютаровый альдегид, которые быстро разрушают ферменты тканей и препятствуют некрозу.

Повреждение клеточных мембран. Клеточная мембрана - это слой фосфолипидов, в которые встроены белковые молекулы и липопротеиды. Белковые молекулы выполняют 3 функции:

1) ферментативную,

2) насосную или транспортную,

3) рецепторную.

Упаковка этих структур осуществляется за счет гидрофобных связей. При повреждении этих структур страдают прежде всего белковые молекулы, нарушается их способность поддерживать гидрофобный гомеостаз клетки. Нарушается:

1) ферментативная активность,

2) проницаемость (мембрана неповрежденной клетки не пропускает коллоидные краски),

3) электропроводимость и

4) заряд.

Все это ведет к нарушению ионного гомеостаза, в клетке накапливаются ионы натрия, вне клетки K⁺, Ca²⁺, возникает угроза лизиса клетки, выход воды при травме тканей, отек тканей мозга. За сутки 3-4 л жидкости превращается в лимфу.

Патофизиологические показатели повреждения клеток и субклеточных структур:

1) общий показатель - нарушение неравновесного состояния клетки с окружающей ее средой: состав и энергетика клетки не соответствуют окружающей среде - выше энергетика, иной ионный состав, воды в 10 раз больше, K⁺ в 20-30 раз, глюкозы в 10 раз больше, чем в окружающей среде, зато Na⁺ в клетке меньше в 10-20 раз.

2) поврежденная клетка утрачивает свою неравновесность и приближается к показателям окружающей среды, а мертвая клетка имеет точно такой же состав за счет простой диффузии. Равновесие организма с внешней средой и обеспечивается этой неравновесностью клетки по отношению к окружающей среде. Потеря неравновесности в следствие повреждения ведет к утрате клеткой K⁺, воды, глюкозы, энтропического потенциала, рассеиванию энергии во внешнюю среду (энтропия - выравнивание энергетического потенциала).

Повреждение на уровне клетки может быть специфическим. Эта специфичность определяется этиологическим фактором. Например, для механического повреждения таким специфическим нарушением будет нарушение целости структуры ткани, клеток, межклеточных образований: сдавление, размозжение, ушиб, растяжение, разрыв, перелом, ранение. Для термического повреждения специфическим его выражением будет коагуляция и денатурация белково-липоидных структур клеток.

Неспецифические проявления альтерации:

1) ацидоз,

2) повышение осмотического давления в клетке,

3) накопление воды в свободном состоянии - вакуолизация,

4) изменение коллоидного состава протоплазмы.

Дистрофические изменения: белковая дистрофия, мутное набухание, зернистое перерождение, жировая декомпозиция, инфильтрация, разрушение ядра: кариолизис - растворение, кариорексис - распад, кариопикноз - сморщивание. Развивается некробиоз, некроз, повреждение клеточных структур, вакуолизация цитоплазмы, потеря распознаваемости органелл, разрыв гистоплазматических мембран.

Переходным компонентом от клеточного уровня повреждения является повреждение функционального элемента органа. В состав функционального элемента органа входит:

1. паренхиматозная клетка, обеспечивающая специфику данного органа: в печени - гепатоцит, в нервной системе - нейрон, в мышце - мышечное волокно, в железах - железистая клетка, в почках - нефрон.

2. соединительно-тканные компоненты: фибробласты и фиброциты, гиалиновые и коллагеновые волокна - соединительно-тканный остов, выполняющий роль опорного аппарата.

3. нервные образования:

а) рецепторы - чувствительные нервные окончания начало афферентной части рефлекторной дуги;

б) эффекторные нервные окончания, регулирующие различные функции: сокращение мышц, отделение слюны, слез, желудочного сока;

4. микроциркуляторное русло и

5. лимфатические капилляры.

Микроциркуляция - это кровообращение на участке: 1) артериол, 2) прекапилляров, 3) капилляров, 4) посткапилляров, 5) венул. Прекапилляры заканчиваются прекапиллярным сфинктером, при сокращении которого кровь, минуя капилляры, сбрасывается в венулы по артерио-венозным шунтам. Возникает патологическое депонирование крови, стаз в капиллярах, гипоксия.

Эта система микроциркуляции обеспечивает функциональный элемент органа кислородом и питательными веществами и удаляет углекислый газ и продукты обмена веществ, обеспечивает движение биологически активных веществ и медиаторов (катехоламинов, биогенных аминов, гормонов, кининов, простагландинов, метаболитов и параметаболитов, ионов, ферментов и других элементов, определяющих состояние гомеостаза.