зайко. Н. Н. Зайко Патологическая физиология Введение Предмет и задачи патологической физиологии Патологическая физиология есть наука, изучающая жизнедеятельность больного организма. Программа
 Скачать 7.32 Mb.
|
|
Глава 5. Реактивность и ее роль в патологии Общая характеристика Реактивность – эта свойство организма реагировать определенным образом на воздействие окружающей среды[Сиротинин Н. Н., 1966]. Она является таким же свойством организма, как рост, размножение, питание, обмен веществ [Адо А. Д., 1980]. Реактивность формируется в процессе эволюции, в фило- и онтогенезе. Она отражает видовые, групповые и индивидуальные особенности реагирования. Реактивность – одна из основных форм связи и взаимодействия организма как единой системы со средой, главным образом защитного, приспособительного характера. Первоначальные представления о реактивности возникли еще у врачей древних исторических эпох, отмечавших, что разные люди болеют неодинаково. Однако понятие "реактивность" возникло лишь к началу XX века, когда патологи стали выделять различные типы реагирования организма. Учение о реактивности с позиций общей патологии возникло и разрабатывалось в нашей стране и является достижением отечественных патологов. Большую роль в решении этой проблемы сыграли сравнительно-патологические исследованиям. И. Мечникова о фагоцитозе и его участии в воспалении и иммунитете; работы Н. Н. Сиротинина, установившего общие закономерности эволюции реактивности в фило- и онтогенезе; представления А. А. Богомольца, связавшего конституцию и реактивность со свойствами соединительной ткани. Понятие реактивности прочно вошло в практическую медицину, способствуя более правильной оценке состояния больного. Реактивность организма является одним из важных факторов патогенеза болезней, поскольку патологическая реактивность характеризуется понижением приспособительных возможностей организма. Любой патологический процесс в той или иной степени меняет реактивность организма, и в то же время изменение реактивности, превысившее физиологические границы, может стать основой развития заболевания В связи с этим изучение реактивности и ее механизмов имеет важное значение для понимания патогенеза заболеваний и целенаправленннго их лечения. В клинике внутренних и инфекционных болезней различают гиперэргическое и гипоэргическое течение пневмонии, туберкулеза, дизентерии и других заболеваний.Гиперэргическими называют болезни с быстрым и интенсивным течением, выраженными изменениями в деятельности органов и систем. Под гипоэргическимипонимают заболевания с вялым течением, стертыми симптомами, низким уровнем антителообразования и фагоцитоза. Виды реактивности. Наиболее общей формой реактивности является биологическая, или видовая реактивность, которая определяется прежде всего наследственными факторами и выражает способность всех представителей данного вида реагировать на различные воздействия окружающей среды (токсины, гипоксию, радиальное ускорение и др.) однотипными изменениями жизнедеятельности, как правило, защитно-приспособительного характера. Ее также называют первичной. Видовые особенности реактивности определяют видовой иммунитет к инфекционным заболеваниям. Так, видовым иммунитетом объясняется невосприимчивость человека к возбудителям чумы рогатого скота. Примером видовых изменений реактивности является зимняя спячка животных, сезонная миграция рыб и птиц. При зимней спячке, характеризующейся глубоким угнетением активности нервной, эндокринной систем, обмена веществ и снижением в связи с этим температуры тела (до 3 – 4°С в прямой кишке), значительно снижается реактивность ко многим факторам. Суслики, зараженные в период спячки чумой, туберкулезом, не болеют. Спячка повышает устойчивость к стрихнину и другим ядам. На основе видовой реактивности формируется групповая и индивидуальная. Групповой реактивностью обладают люди, сходные по каким-либо наследственно-конституциональным особенностям. Например, по конституциональному типу, группе крови, лейкоцитарным антигенам и др. Известно, что люди с I группой крови чаще болеют язвенной болезнью желудка, а имеющие антиген HLA-B8 – сахарным диабетом. Индивидуальная реактивностьобусловлена наследственными и приобретенными факторами. Она зависит от тех условий внешней среды, в которых организм развивается, – характера питания, климатического пояса, содержания кислорода в атмосферном воздухе и т. д. Реактивность зависит от пола. В женском организме реактивность меняется в связи с менструальным циклом, беременностью. Женский организм более устойчив к гипоксии, кровопотере, радиальному ускорению, голоданию. Известна роль возраста в реактивности. Ранний детский возраст характеризуется простыми формами реагирования и, как правило, низкой реактивностью. Это определяется неполным развитием нервной, эндокринной и иммунной систем, несовершенством внешних и внутренних барьеров. Более сложная и в большинстве случаев высокая реактивность наблюдается в зрелом возрасте, постепенно снижаясь к старости. Лица старческого возраста очень восприимчивы к инфекции, у них часто развиваются воспалительные процессы в легких, гнойничковые поражения кожи, слизистых оболочек. Причина этого заключается в ослаблении иммунных реакций и снижении барьерных функций старого организма. Индивидуальная реактивность может быть специфической и неспецифической. Специфическая реактивностьвыражается в способности образовывать антитела на антигенные раздражения. Таким требованиям удовлетворяет иммунная реактивность. Она обеспечивает невосприимчивость к инфекционным болезням, или иммунитет в собственном смысле слова, реакции биологической несовместимости тканей, повышенной чувствительности. Неспецифическая реактивность проявляется при действии на организм различных факторов внешней среды. Она реализуется с помощью таких механизмов, как стресс, изменение функционального состояния нервной системы, парабиоз, фагоцитоз, биологические барьеры и др. Специфическая и неспецифическая реактивность может быть физиологической и патологической. Физиологическая реактивность охватывает реакции здорового организма в благоприятных условиях существования. Примером может служить иммунитет (специфическая реактивность), реакция организма на действие различных факторов внешней среды в пределах, не нарушающих гомеостаза (неспецифическая реактивность). Патологическая реактивность проявляется при воздействии на организм болезнетворных факторов. Примером специфической патологической реактивности являются аллергия, иммунодефицитные и иммунодепрессивные состояния. Проявлением неспецифической патологической реактивности является изменение реактивности при травматическом шоке, наркозе. При шоке угнетается реактивность по отношению к инфекционным и другим болезнетворным воздействиям. Угнетается фагоцитоз, меняется чувствительность к лекарственным препаратам. По формам проявления различают повышенную (гиперэргия), пониженную (гипоэргия)и извращенную (дизэргия) реактивность. Реактивность на различных уровнях организации живых систем. Реактивность, формируясь на основе наследственности, конституционального типа, определенного уровня развития нервной, эндокринной и иммунной системы, является свойством организма как целостной системы и в то же время о реактивности можно судить на различных уровнях организации этой системы, начиная с субклеточного. Примеромреактивности на молекулярном уровне служит реакция молекулы HbS при серповидно-клеточной анемии на гипоксию, результатом которой является изменение растворимости гемоглобина и образование кристаллов, повреждающих эритроциты. Клеточная реактивность связана с мембранными процессами, обеспечивающими взаимодействие клетки с окружающей ее средой посредством встроенных в нее белковых структур, выполняющих функцию клеточных рецепторов и ионных каналов. Реактивность на клеточном уровне наблюдается при осуществлении лейкоцитами фагоцитоза, при дегрануляции тучных клеток комплексом антиген-антитело. Реактивность органа проявляется, например, в спазме гладкомышечных органов в ответ на повторное поступление в организм аллергена (см. раздел VII – "Аллергия"). Примером реактивности системы органов и организма в целом служит перестройка терморегуляции и основных жизнеобеспечивающих систем в ответ на действие пирогена (см. раздел XVI). В развитии многих патологических процессов (аллергия, воспаление) можно проследить изменения реактивности на различных уровнях. Резистентность. Виды. Взаимосвязь с реактивностью Резистентность – это устойчивость организма к действию патогенных факторов. В ходе эволюции организм приобрел определенные приспособительные механизмы, благодаря которым обеспечивается его существование в условиях постоянного взаимодействия с окружающей средой, многие факторы которой могли бы вызвать не только нарушения жизнедеятельности, но и гибель при отсутствии или недоразвитии этих механизмов. Резистентность организма тесно связана с реактивностью. Способность организма противостоять повреждающим воздействиям в конечном счете определяется его реакцией как единого целого и поэтому резистентность является одним из основных следствий и выражений реактивности организма. Различают резистентность пассивную и активную. Пассивная связана не с активными реакциями на воздействие, а анатомо-физиологическими особенностями организма – строением кожи, слизистых оболочек, костной ткани, плотных покровов. Активная резистентность обусловлена включением защитно-приспособительных механизмов. Так, устойчивость к гипоксии связана с увеличением вентиляции легких, ускорением кровотока, увеличением содержания эритроцитов и гемоглобина в крови и т. д. Устойчивость к инфекционному воздействию – иммунитет – связана с образованием антител и активацией фагоцитоза. Резистентность может бытьпервичная, связанная с наследственными факторами, ивторичная – приобретенная. Приобретенная резистентность может быть активная и пассивная. Примером первой формы служит повышение устойчивости к гипоксии в результате акклиматизации или усиление устойчивости к инфекции после вакцинации. Приобретенная пассивная резистентность возникает при введении сыворотки, содержащей антитела. Обычно реактивность и резистентность изменяются однонаправленно. Однако возможно и иное соотношение, при котором реактивность снижается, а резистентность повышается, как это бывает в условиях зимней спячки у животных, при глубокой гипотермии, наркозе. Состояние реактивности следует рассматривать не вообще, а конкретно по отношению к одному или нескольким однородным факторам. Нередко повышенная реактивность к одному раздражителю сочетается с понижением реактивности к другому. При действии двух и более чрезвычайных (экстремальных) раздражителей организм нередко отвечает лишь на один, оставаясь "глухим" к действию остальных. Известно, например, что, если животному в момент судорог на кожу нанести каплю люизита, поражение будет сравнительно слабым. Животные, подвергшиеся действию радиального ускорения, переносят смертельную дозу стрихнина, выявляют большую выживаемость в условиях гипоксии, перегревания. Такая форма реагирования не может быть названа резистентностью, поскольку в этих условиях организм не может активно противостоять действию внешней среды, сохраняя гомеостаз, а лишь переносит воздействия в состоянии глубокого угнетения жизнедеятельности. И. А. Аршавский предложил назвать такую форму реактивностипереносимостью. Переносимость обычно наблюдается у менее совершенных организмов, например у холоднокровных, либо в ранние периоды постнатального развития, особенно у незрелорождающихся животных (крысята, мышата). В качестве приспособительного механизма в этих условиях реализуется переход на более древний и устойчивый, хотя экономически и менее выгодный путь освобождения энергии – гликолиз. Резистентность, в противоположность переносимости, обеспечивает активное противодействие организма патогенным влияниям благодаря включению защитно-приспособительных механизмов, в результате чего сохраняются постоянство внутренней среды и достаточный уровень жизнедеятельности организма. Эволюция реактивности Филогенез. Реактивностью обладают все живые организмы, однако в разной степени. Реактивность формировалась в процессе эволюции. Чем выше стоит животное в филогенетическом отношении, тем сложнее, совершеннее становятся его реакции на различные воздействия. У простейших и многих беспозвоночных первичная реактивность невелика, иммунологическая – отсутствует. Более совершенны и разнообразны механизмы реактивности у позвоночных. Становление реактивности сочетается с появлением механизмов активного приспособления к действию таких вредных факторов, как недостаток кислорода, изменение температуры и т. д. У рыб впервые появляются комплемент и антитела, но последние не столь специфичны, как у теплокровных. Аллергии у этих животных не бывает. У земноводных же и рептилий она выражена слабо. У холоднокровных хорошо выражена воспалительная реакция, выражающаяся не только фагоцитозом, но и сосудистой реакцией. Теплокровные обладают более выраженной реактивностью, что связано с повышением уровня метаболических процессов и уровнем развития эндокринной и нервной систем. Они более реактивны к действию различных факторов и в то же время у них лучше развиты приспособительные реакции к недостатку кислорода, к повышению и понижению температуры среды путем изменения теплопродукции и теплоотдачи. У всех теплокровных четко выявляется иммунная реактивность. Только у теплокровных, и в особенности у млекопитающих, отмечается аутоаллергия. Интенсивно выражены все элементы воспалительной реакции. Таким образом, в процессе эволюции совершенствуются механизмы, с помощью которых организм реагирует на различные воздействия внешней среды. В то же время появляются механизмы, с помощью которых организм активно приспосабливается к постоянно меняющимся условиям внешней среды и определяет возможность сохранения гомеостаза и активной жизнедеятельности. Механизмы пассивной резистентности у холоднокровных и беспозвоночных имеют другое значение. Они не всегда направлены на сохранение гомеостаза. Гомеостаз может меняться (снижается обмен веществ, температура, уменьшается потребность в кислороде), но выживаемость при этом даже повышается. Типичным примером этого является зимняя спячка. Холоднокровные при понижении температуры переходят в состояние анабиоза и даже переносят замораживание, а после согревания возвращаются к нормальной жизни. Онтогенез. Особый интерес представляет становление реактивности в процессе онтогенеза. В период внутриутробного развития человека первичная реактивность снижена, иммунная обеспечивается естественными антителами, аллергическая реактивность отсутствует. Нарушения реактивности обычно связаны с наследственными факторами и проявляются на молекулярном и клеточном уровне. Примером может служить аномальный гемоглобин. Состояние реактивности в период новорожденности определяется как наследственными факторами, так и особенностями внутриутробного развития, а также влиянием окружающей среды. У новорожденных не закончено морфологическое и физиологическое развитие Нервной системы – кора большого мозга тоньше, чем у старших детей, нервные клетки не полностью дифференцированные, не закончены формирование корковых центров и миелинизация нервных волокон. Возбудимость коры головного мозга низкая, превалируют подкорковые влияния. Болевые раздражения не локализуются. В связи с незрелостью гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы в первые 2 – 4 дня после рождения отсутствует ее реакция на стрессоры. У новорожденного ребенка недостаточно развиты барьеры. Эпидермис состоит из 2 – 3 рядов клеток вместо 7. Кожа характеризуется большой величиной рН, что благоприятствует проникновению инфекции. В первые дни после рождения отсутствует лизоцим, титр комплемента в крови низкий, фагоцитоз обычно незавершенный. До 2 лет интерферон синтезируется в незначительном количестве. Становление иммунной системы начинается во внутриутробном периоде в связи с функцией вилочковой железы и лимфоидной ткани. Ребенок рождается с антителами, полученными от матери. Это иммуноглобулин G, который сохраняется в течение 3 мес. Первым иммуноглобулином, синтезируемым организмом новорожденного, является IgM. Его содержание повышается в течение первой недели жизни и к году достигает такового у взрослых. IgA синтезируется со 2 – 3-й недели. Повышение синтеза IgG определяется лишь со 2 – 3-го месяца жизни. Антителообразование увеличивается с развитием лимфоидной ткани, которое происходит в течение первого года жизни и заканчивается лишь к периоду половой зрелости. В развитии аллергической реактивности наблюдается два подъема. Первый – в возрасте до 4 – 5 лет. Он определяется наследственными факторами и проявляется к пищевым, бытовым и микробным аллергенам. Второй – в период полового созревания и отражает завершение формирования аллергической реактивности не только под влиянием наследственных факторов, но и окружающей среды. В период внутриутробного развития не проявляется патогенное влияние некоторых бактериальных токсинов (брюшнотифозного, сыпнотифозного). По-видимому, это объясняется отсутствием специфических рецепторов на поверхности клеток. Подобным образом объясняется в настоящее время клеточная ареактивность при врожденном иммунитете к токсинам и вирусам. В то же время к другим токсинам (гноеродных микроорганизмов, дифтерийных бактерий и др.) резистентность низкая. Механизмы резистентности формируются в течение первых лет жизни ребенка. Показатели и механизмы реактивности Показатели. Показателями неспецифической реактивности являются: раздражимость, возбудимость, чувствительность – термин, аналогичный возбудимости, но применяющийся к более сложным процессам в организме. Возможны изменения чувствительности к болевому, температурному раздражителю. Может быть нарушена чувствительность органов чувств – зрения, слуха, обоняния и др. Показателями реактивности могут служить скорость и интенсивность развития общего адаптационного синдрома, способность отвечать на раздражитель усилением секреции адреналина, учащением дыхания, повышением давления и др. Для оценки специфической реактивности определяют особенности иммунного ответа (интенсивность антителообразования, вид иммуноглобулинов и т. д.). Механизмы. Данные онто- и филогенеза показывают, что становление реактивности связано с совершенствованием нервной и эндокринной систем. Исследованиями И. П. Павлова и его школы, Л. А. Орбели установлено значение различных отделов центральной и вегетативной нервной системы в реактивности. Например, известно, что во время глубокого сна и наркоза поражаемость организма электрическим током меньше, чем в состоянии бодрствования. На примере зимней спячки животных хорошо демонстрируется роль нервной системы в иммунной реактивности и резистентности к инфекциям. Кеннон и Селье важную роль в реактивности и резистентности отводят эндокринной системе. В условиях, требующих от организма определенного напряжения и включения приспособительных механизмов, Кеннон ведущую роль отводит адреналину ("аварийному гормону"), Селье – гормонам передней доли гипофиза и коркового вещества надпочечников. Особенно показательно в этом плане участие кортикостероидов в реализации воспаления, когда гликокортикоиды выступают в качестве противовоспалительных, а минералокортикоиды – провоспалительных агентов. Известно также, что при гиперфункции щитовидной железы воспаление протекает более бурно, а при гипофункции – вяло. Значительно изменяется реактивность при сахарном диабете (плохое заживление ран, постоянные гнойничковые поражения кожи, часто присоединение туберкулеза). Важную роль в реактивности играет соединительная ткань, элементы которой принимают участие в иммунных реакциях, фагоцитозе, обеспечивают заживление ран, обладают барьерной функцией. Большое значение в реактивности имеют условия внешней среды. Так, при повышении температуры тела реактивность повышается даже у холоднокровных. В этих условиях у рептилий (варанов) удается вызвать анафилаксию, у лягушек – столбняк и "камфорные" судороги. У теплокровных при лихорадке повышается титр антител, усиливается фагоцитоз. Тяжело протекают инфекционные заболевания без лихорадки (холодная "дифтерия"). Снижение температуры тела повышает устойчивость к гипоксии, действию механических факторов. Реактивность снижается при полном и особенно частичном голодании. Интересно, что отдельные виды реактивности угнетаются в порядке, обратном их развитию в эволюции. Так, при голодании первыми исчезают аллергические реакции, а затем угнетается иммунитет. Резкая перемена погоды, время года и климат также определяют состояние реактивности и резистентности. Влияние внешней среды на человека включает также «влияние социальных факторов. Примером социального опосредования реактивности у человека является возникновение новых видов связи типа человек – машина, когда человек включается в производственный процесс. Нарушение работы этой системы, например отставание человека от темпа производственного процесса, может послужить причиной психических расстройств. Нарушение микросоциальных отношений на работе, в семье может привести к развитию невротических состояний, при которых человек начинает неадекватно реагировать на,окружающую его социальную и биологическую среду. Реактивность и биологические барьеры. Биологические барьеры – это специализированные тканевые структуры, которые осуществляют защиту организма или отдельных его частей от патогенных влияний окружающей среды и обеспечивают сохранение гомеостаза. Различают внешние ивнутренние барьеры. К внешним барьерам относятся кожа, слизистые оболочки, защищающие организм от физических, химических и биологических влияний внешней среды; органы дыхания, которые задерживают вредные вещества, находящиеся в атмосфере; пищеварительный аппарат (бактерицидное действие желудочного сока, лишение питательных веществ антигенных свойств); печень, обезвреживающая ядовитые вещества, поступающие с пищей или образующиеся в кишечнике; селезенка, лимфатические узлы и другие органы, включающие клетки системы мононуклеарных фагоцитов. Внутренние барьерырегулируют поступление из крови в органы и ткани необходимых энергетических веществ и препятствуют проникновению чужеродных и ядовитых веществ. Основоположник учения о барьерных функциях Л. С. Штерн в 1929 г. высказала положение о том, что между кровью и тканевой жидкостью находятся дифференцированные защитно-регуляторные приспособления, названные ею гистогематическими барьерами. Каждый орган, по представлению Л. С. Штерн, имеет свою среду, потому что кровь не соприкасается с клетками органов. Функциональная характеристика барьеров зависит от физиологических и морфологических особенностей соответствующих органов и тканей. Особенностью каждого барьера является его избирательная (селективная) проницаемость. В особую группу выделены специализированные барьеры. К ним относится гематоэнцефалический, гематоофтальмический, гематолабиринтный барьер. Основным структурным элементом барьеров являются кровеносные капилляры. Эндотелий капилляров в разных органах обладает характерными для соответствующего органа особенностями и является морфологической основой избирательной проницаемости барьеров. Под эндотелием находится базальная мембрана, состоящая из волокон коллагена и гликозаминогликанов. В разных органах в отношении различных веществ барьерная функция может осуществляться неодинаково. При исследовании проникновения сывороточных белков в органы было показано существование нескольких типов барьеров (В. А. Горбань). Гематоэнцефалический барьер в основном представлен сосудистой стенкой. В щитовидной железе барьер имеет тканевый уровень организации и осуществляется с помощью паренхиматозных клеток, которые посредством межклеточных контактов образуют тканевую мембрану, ограничивающую в органе зоны, куда белок не проникает. В скелетной мышце барьерную функцию выполняет сарколемма. Гематоэнцефалический барьер имеет наиболее сложную организацию. Кроме эндотелия и базальной мембраны, в него входит основное аргирофильное вещество, оболочки мозга (мягкая и паутинная), а также глия с ее астроцитами. Первые данные о гематоэнцефалическом барьере были получены Эрлихом (1885), который показал, что трипановая синька, введенная в кровь крысе, окрашивает все органы, за исключением мозга. Теперь известно, что в мозг не проникают микроорганизмы, токсины, лекарственные препараты, антигены, антитела. По отношению к метаболитам, гормонам, биологически активным веществам барьеры действуют избирательно, регулируя проникновение этих веществ непосредственно к клеткам мозга. Это свойство связано с локализованными в барьере ферментными системами, которые разрушают одни вещества и способствуют проникновению других. Такой ферментный барьер существует для ?-аминомасляной кислоты и диоксифенилаланина. Таким образом, барьер может активно отбирать из крови необходимые для деятельности органа вещества. В основе барьерной функции лежат механизмы диализа, ультра-. фильтрации, осмоса, а также метаболическая активность клеток, входящих в структуру барьера. Интенсивность транспорта через барьер зависит от потребности органа, гемодинамики, нервных и гуморальных влияний, наличия или отсутствия морфологических и функциональных нарушений, Выполняя защитную и регулирующую функцию, биологические барьеры поддерживают оптимальный состав питательной среды для органа и способствуют сохранению клеточного гомеостаза. Барьерная функция меняется в зависимости от возраста, пола, нервных и гуморальных влияний, различных воздействий внешней и внутренней среды. Функциональное состояние барьеров может измениться при смене сна и бодрствования, голодании, утомлении, травме, облучении инфракрасными, ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами, воздействии ультракороткими и высокочастотными волнами, ультразвуком. Введение алкоголя, ацетилхолина, гистамина, кининов, гиалуронидазы, средств, возбуждающих центральную нервную систему, повышает проницаемость барьеров, а катехоламины, соли кальция, витамин Р, снотворные средства оказывают противоположное действие. Проницаемость барьеров меняется при патологических процессах. Повышение проницаемости делает органы более чувствительными к ядам, интоксикации, усиливает опухолевый рост. С нарушением барьеров связывается возможность аутоиммунного повреждения органов. |