Патофизиология как фундаментальная наука и учебная дисциплина. Предмет и задачи патофизиологии ее значение для клинической медицины
 Скачать 1.85 Mb.
|
|
Этиология Инициальным звеном опухолевого роста является образование опухолевых клеток под воздействием канцерогенов. Опухолевая трансформация - процесс превращения нормальных клеток в опухолевые вследствие трансформации нормальной генетической программы в программу формирования опухолевого атипизма. ПРИЧИНЫ Факторы химической, физической и биологической природы, способные вызвать опухолевую трансформацию, называют канцерогенами. • Химические канцерогены. Более 75% случаев злокачественных опухолей человека вызвано воздействием химических факторов внешней среды. К возникновению опухолей приводят преимущественно продукты сгорания табака, некоторые компоненты пищи и промышленные соединения. Известно более 1500 химических соединений, обладающих канцерогенным эффектом. Из них не менее 20 опре- делённо являются причиной опухолей у человека. Например, к ним отнесены 2-нафтиламин, бензидин, 2-аминотиофенил, вызывающие рак мочевого пузыря у работников анилинокрасочной и резиновой промышленности; бис-(хлорметил)-эфир, приводящий к возникновению рака бронхов и лёгких. • Физические канцерогены: ионизирующее излучение (α-, β- и γ-излучение), рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, поток нейтронов. Так, врачи-рентгенологи заболевают лейкозами в 8-9 раз чаще, чем врачи других специальностей. • Онкогенные вирусы. ♦ ДНК-вирусы, вызывающие опухолевую трансформацию, называют онковирусами. Гены ДНК-онковирусов способны непосредственно внедряться в геном клетки-мишени. Участок ДНК-вируса (собственноонкоген), интегрированный с клеточным геномом, может осуществить опухолевую трансформацию клетки. Не исключают также, что один из генов онковируса может играть роль промотора клеточного протоонкогена. К ДНК-содержащим онковирусам относят некоторые аденовирусы, паповавирусы и герпесвирусы (так, вирус Эпстайна-Барр вызывает развитие лимфом, а вирус гепатита B способен инициировать рак печени). ♦ РНК-содержащие вирусы, относящиеся к ретровирусам. Интеграция РНК-генов ретровирусов в клеточный геном происходит не непосредственно, а после образования их ДНК-копий. УСЛОВИЯ, СПОСОБСТВУЮЩИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЮ ОПУХОЛЕЙ (ФАКТОРЫ РИСКА) Наследственные факторы. Существует не менее 300 так называемых семейных форм злокачественных опухолевых заболеваний. В ряде
случаев генетическая природа предрасположенности к возникновению опухолей определена. К числу наиболее значимых относятся следующие: • Аномалии генов, контролирующих процесс репарации ДНК. Это определяет повышенную чувствительность к канцерогенным воздействиям. • Аномалии генов-супрессоров опухолевого роста. Выявлены при новообразованиях толстой кишки и поджелудочной железы (делеция 18q21.1), множественном канцероматозе (потеря гетерозиготности в 10q23). • Аномалии генов синтеза молекул межклеточного взаимодействия, например, E-кадгерина (расположенного в 16q22.1). Уменьшение экспрессии E-кадгерина - один из молекулярных механизмов, способствующих инвазии и метастазированию опухоли. • Другие генные и хромосомные дефекты: мутации гена рецептора андрогенов (расположенного в хромосоме X) вызывают рак молочной железы у мужчин; различные хромосомные дефекты зарегистрированы при лейкозах; аномалии хромосом 8 и 9 выявляются при наследственных формах меланом кожи. Низкая активность механизмов противоопухолевой защиты организма (см. ниже). Патогенез Клетка под воздействием канцерогена претерпевает ряд последовательных изменений, которые приводят к опухолевому росту. Механизм развития опухолевого роста называют канцерогенезом. ОБЩИЕ ЭТАПЫ КАНЦЕРОГЕНЕЗА Вне зависимости от конкретной причины опухолевой трансформации клетки, гистологической структуры и локализации новообразования, в процессе канцерогенеза можно выделить несколько общих этапов • На первом этапе происходит взаимодействие канцерогенов химической, физической или биологической природы с протоонкогенами и антионкогенами (онкосупрессорами) генома нормальной клетки. • На втором этапе канцерогенеза (в результате воздействия канцерогена на геном) подавляется активность антионкогенов и происходит трансформация протоонкогенов в онкогены. Последующая экспрессия онкогена - необходимое и достаточное условие для опухолевой трансформации.
• На третьем этапе канцерогенеза, в связи с экспрессией онкогенов, синтезируются и реализуют свои эффекты (непосредственно или с участием клеточных факторов роста и рецепторов к ним) онкобелки. С этого момента генотипически изменённая клетка приобретает опухолевый фенотип. • Четвёртый этап канцерогенеза характеризуется пролиферацией и увеличением числа опухолевых клеток, что ведёт к формированию новообразования (опухолевого узла). Характеристика обмена веществ в опухолевой ткани и в организме-носителе опухоли. Атипизм обмена веществ (метаболический, или биохимический атипизм) заключается в существенном изменении всех видов обмена: нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов, ионов, жидкости, витаминов. В связи с этим закономерно изменяются и физико-химические параметры опухолевых клеток и новообразования в целом.
• Атипизм обмена нуклеиновых кислот проявляется увеличением синтеза ДНК и РНК в клетках опухоли. Причина: экспрессия онкогенов, а также некоторых других генов опухолевой клетки. • Атипизм белкового обмена проявляется усилением включения аминокислот в реакции протеосинтеза (феномен «опухоль - ловушка азота»), интенсификацией синтеза различных классов белков (структурных, ферментов, онкобелков и других) при одновременном уменьшении или прекращении синтеза ряда иных белков (например, гистонов), изменением антигенного профиля опухолей. Изменения метаболизма нуклеиновых кислот и белка в новообразованиях обеспечивают, с одной стороны, реализацию большинства других проявлений их атипизма, а с другой - способствуют активации механизмов антибластомной защиты организма, обусловленной появлением у клеток опухоли Аг, не свойственных нормальным аутологичным клеткам. • Атипизм обмена углеводов проявляется активацией реакций транспорта и утилизации опухолевыми клетками глюкозы - феномен «опухоль - ловушка углеводов», уменьшением относительной доли тканевого дыхания при ресинтезе АТФ, интенсификацией процесса прямого окисления углеводов в пентозофосфатном цикле. ♦ Причины: увеличение содержания или активности ферментов гликолиза в цитозоле, повышение эффективности механизмов транспорта глюкозы в клетки. ♦ Последствия: обеспечение энергией значительно интенсифицированных пластических процессов, существенное повышение устойчивости клеток новообразования к гипоксии и гипогликемии, а, следовательно, - увеличение их выживаемости. • Атипизм обмена липидов проявляется значительным усилением утилизации ВЖК и холестерина (опухоль как «ловушка липидов»), активацией синтеза липидных структур клеток, интенсификацией процессов липопероксидации.
♦ Причины: повышение в опухолевых клетках активности или содержания ферментов метаболизма липидов, подавление или истощение в опухолях факторов антиоксидантной защиты. ♦ Значение: энергетическое и пластическое обеспечение усиленных анаболических процессов, реакций синтеза структур интенсивно делящихся опухолевых клеток. • Атипизм обмена ионов и жидкости проявляется накоплением воды и ряда ионов, а также изменением соотношения отдельных ионов как в цитозоле опухолевых клеток, так и в межклеточной жидкости. В большинстве опухолей увеличивается [K+] и [Cu2+]. Наряду с этим отмечается уменьшение уровня кальция, а в некоторых бластомах - натрия, магния, цинка и других. ♦ Причины: дефекты клеточных мембран, изменение активности или содержания ферментов транспорта ионов (например, снижение активности Na+,К+-АТФазы, Са2+-АТФазы и др.), повышение осмотического давления в опухолевых клетках, разрушение клеток. ♦ Значение: изменения обмена ионов и воды в новообразованиях способствуют реализации других видов атипизма: роста, функции и структуры. • Атипизм обмена витаминов проявляется интенсивным захватом опухолевыми клетками различных витаминов. Показано, что различные опухоли являются «ловушкой» витамина E, обладающего антиоксидантной активностью. По-видимому, это является одним из механизмов повышения устойчивости опухолевых клеток к цитотоксическим воздействиям свободных радикалов. Для новообразований характерны общие проявления атипизма обмена веществ. ♦ Активное включение в метаболизм опухолей аминокислот, липидов, углеводов, ионов и других веществ (опухоль как «метаболическая ловушка»). ♦ Преобладание в новообразовании анаболических реакций над катаболическими. ♦ Утрата специализации клеток новообразования по сравнению с нормальными - дифференцированными. Это связано с пре-
кращением (или нарушением) синтеза в опухолевых клетках ряда важных для нормального метаболизма ферментов (например, глицерофосфатдегидрогеназы, что ведёт к доминированию гликолитического ресинтеза АТФ). ♦ Снижение эффективности местной регуляции обмена веществ на основе механизма обратной связи. ♦ «Ускользание» метаболизма новообразований от системных (нейрогенных и гормональных) регуляторных влияний. Это вызвано существенными изменениями рецепторного и пострецепторного аппарата регуляции обмена в опухолевых клетках. ♦ Переход опухолевых клеток на более простые варианты регуляции: аутокринный (внутриклеточное управление метаболическими реакциями с помощью веществ, образуемых самой клеткой) и паракринный (управление с помощью веществ - цитокинов, образуемых соседними клетками) механизмов. В целом указанные и другие проявления атипизма обмена веществ в опухоли создают условия для существенного повышения её «конкурентоспособности» и выживаемости в организме. Опухолевая прогрессия- генетически закреплённое, наследуемое опухолевой клеткой и необратимое изменение одного или нескольких её свойств. Высокая и постоянная изменчивость разных свойств опухолей, с одной стороны, делает их гетерогенными, а с другой - способствует их адаптации к меняющимся условиям: недостатку кислорода, субстратов обмена веществ, а в ряде случаев - к ЛС. Роль реактивности организма в возникновении, развитии и исходе опухолей. Механизмы антибластомной резистентности организма. Противоопухолевая защита организма Антибластомная резистентность - свойство организма препятствовать проникновению канцерогенных агентов в клетку, её ядро, а также их действию на геном; обнаруживать и устранять онкогены или подавлять их экспрессию; обнаруживать и разрушать опухолевые клетки, тормозить их рост. Выделяют антиканцерогенные, антимутационные и антицеллюлярные механизмы противоопухолевой защиты. АНТИКАНЦЕРОГЕННЫЕ МЕХАНИЗМЫ Антиканцерогенные механизмы обеспечивают торможение или блокаду проникновения канцерогенов в клетку, её ядро, действие их на геном, а также инактивацию или элиминацию бластомогенных агентов из клетки и организма. • Механизмы, препятствующие действию химических канцерогенных факторов: ♦ Физико-химическая фиксация (например, глюкуронизация, сульфатирование и удаление из организма с мочой, экскрементами, слюной, жёлчью, потом). ♦ Фагоцитоз канцерогенов, сочетающийся с их инактивацией и разрушением. ♦ Инактивация бластомогенных агентов при помощи АТ и Т-лимфоцитов. ♦ Конкурентная блокада неканцерогенными метаболитами клеточных рецепторов, с которыми способны взаимодействовать истинные бластомогенные вещества. ♦ Разрушение или инактивация канцерогенов в клетках и биологических жидкостях в процессе их метаболизма. ♦ Ингибирование свободных радикалов и гидроперекисей органических и неорганических соединений факторами антиоксидантной защиты. • Механизмы, препятствующие действию онкогенных вирусов: ♦ Инактивация вирусов или разрушение вируссодержащих клеток иммуноглобулинами. ♦ Ингибирование ИФН - белками, тормозящими или блокирующими процесс внутриклеточной репликации вирусов.
♦ Обнаружение и разрушение вируссодержащих клеток организма естественными киллерами, цитотоксическими Т-лимфоцитами, мононуклеарными фагоцитами. • Механизмы, препятствующие действию канцерогенов физической природы: ♦ Улавливание и инактивация свободных радикалов кислорода, липидов, других органических и неорганических веществ. АНТИМУТАЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ Антимутационные механизмы обеспечивают обнаружение, устранение или подавление активности онкогенов. Реализуются антимутационные механизмы при участии онкосупрессоров и систем репарации ДНК. АНТИЦЕЛЛЮЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Антицеллюлярные механизмы обеспечивают обнаружение и разрушение генотипически и фенотипически чужеродных для организма опухолевых клеток или блокаду их роста. Различают неиммунные (неспецифические) и иммунные (специфические) антицеллюлярные механизмы. Неиммунные механизмы Эти механизмы осуществляют надзор за сохранением индивидуального однородного клеточного состава организма. Реализуют эти механизмы киллерные клетки и гуморальные факторы. • Киллерные клетки: фагоциты, естественные киллеры, цитотоксические Т-лимфоциты. • Гуморальные факторы: ♦ ФНОа увеличивает образование активных форм кислорода и цитокинов с канцеролитическим эффектом (например, ИЛ и ИФН) фагоцитами в ткани новообразования, активирует программы апоптоза, стимулирует тромбообразование в микрососудах опухоли и развитие ишемии в ней. ♦ Вещества со свойствами аллогенного торможения и деструкции генетически чужеродных клеток: специфические для каждого типа клеток метаболиты, а также некоторые цитокины. ♦ Факторы контактного торможения, подавляющие перемещение и пролиферацию опухолевых клеток (например, а-ЛП плазмы крови и других биологических жидкостей). Иммунные механизмы Иммунные механизмы реализуются через клеточные и гуморальные реакции иммунитета.
• Цитотоксические T-лимфоциты, стимулированные опухолевыми Аг, оказывают цитолитический эффект двояко: ♦ при непосредственном контакте с опухолевой клеткой; ♦ опосредованно (дистантно), путём выделения в биологические жидкости организма различных цитотоксических агентов. • Специфические АТ, вырабатываемые плазмоцитами, действуют, в основном, на отдельные бластомные клетки (например, лейкозные). Клетки, находящиеся в составе опухолевого узла, мало доступны для Ig. II Патофизиология органов и систем Понятие об анемиях и эритроцитозах; их классификация. Значение для организма. ** Анемия — уменьшение общего количества НЬ, что сопровождается снижением концентрации НЬ в единице объёма крови (за исключением острой кровопотери). В большинстве случаев анемии сопровождаются и эритропенией. Исключением являются некоторые железодефицитные состояния и талассемии: при них количество эритроцитов может быть нормальным или даже увеличенным. От анемий следует отличать гидремии — состояния, обусловленные увеличением жидкой части крови (гемодилюция) при нормальном общем содержании в организме НЬ и эритроцитов. Концентрация НЬ в единице объёма крови при этом снижена, что даёт формальную картину анемии. Однако, в данном случае говорят о ложной анемии, поскольку общее количество НЬ в крови не уменьшается. Необходимо помнить о возможности развития так называемой скрытой анемии. Например, при обезвоживании организма у пациентов с анемией происходит «сгущение» крови (гемоконцентрация), при котором в единице её объёма количество НЬ может быть нормальным или даже повышенным, несмотря на снижение его общего содержания в организме. ВИДЫ АНЕМИЙ Анемия — всегда симптом какого-либо конкретного заболевания. Классификационные критерии анемий позволяют дифференцировать их по качественным и количественным параметрам (например, по причине, патогенезу, типу кроветворения и др.). Критерии дифференцировки анемии: Происхождение: первичные (наследственные, врождённые) и вторичные (приобретённые). Патогенез: постгеморрагические, гемолитические и дизэритропоэтические. Тип кроветворения: нормобластные (нормоцитарные) и мегалобластные (мегалоцитарные). Регенераторная способность эритроидного ростка (ориентируясь на нормальное содержание ретикулоцитов в крови — 5-1процентов) регенераторные, гиперрегенераторные, гипорегенераторные. генераторные, апластические. Размер эритроцитов: нормоцитарные, микроцитарные, макроцитарные, мегалоцитарные. Острота развития: острые (развиваются в течение несколько суток) и хронические (наблюдаются в течение нескольких недель или лет). На практике, при анализе анемических состояний, внимание уделяй] также следующим критериям. ♦ Степень насыщения эритроцитов гемоглобином (или содержание сывороточного железа). Объективный критерий оценки — среднее содержание НЬ в эритроците. В норме оно составляет 27-33 пикограмма. В повседневной практике наиболее доступный метод определения содержания НЬ в эритроцитах — определение цветового показателя. В норме значение цветового показателя — 0,8-1,05 (нормохромия эритроцитов), при значении цветового показателя менее 0,8 говорят об их гипохромии, при цветовом показателе более 1,0 — о гиперхромии (-хромный указывает на содержании НЬ в эритроцитах). ♦ Концентрации гемоглобина. В зависимости от уровня НЬ, различают лёгкую степень анемии (НЬ от 80 до 100 г/л), среднюю (НЬ от 60 до 80 г/л) или тяжёлую степень (НЬ ниже 60 г/л). В настоящей главе анемии рассматриваются в соответствии с их этиопатогенетической дифференцировкой. В связи с этим они подразделены на постгеморрагические, гемолитические и дизэритропоэтические анемии. |