Предмет и методы патологической физиологии. Общие принципы и типы медикобиологических экспериментов. Моделирование болезней и патологических процессов. Примеры моделей. Значение патофизиологии для клиники

• Название: Предмет и методы патологической физиологии. Общие принципы и типы медикобиологических экспериментов. Моделирование болезней и патологических процессов. Примеры моделей. Значение патофизиологии для клиники
• Дата: 22.03.2020
• Размер: 1.99 Mb.
• Имя файла: shpory-1_patshiz.doc
• Тип: Документы; #112775
• страница: 15 из 35

УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНОГО ОБМЕНА:

По определению основного обмена, дан­ному комитетом экспертов ФАО-ВОЗ, основ­ной обмен (00) — это лабораторный показа­тель, отражающий «энергетические затраты человека, который находится в расслаблен­ном и комфортном состоянии по утрам вскоре после пробуждения и спустя 14 часов после последнего приёма пищи». При реаль­ных клинических определениях 00 условия могут варьировать, но должны соответство­вать стандартным, которые предусматривают его измерение: в состоянии полного мышечного и пси­хического покоя, натощак, т.е. через 12—18 ч после после­днего приема пищи, в горизонтальном положении,при температуре комфорта, что для оде­того человека составит 18-21 °С, результаты должны экстраполироваться на сутки поданным, полученным не ме­нее чем за 15 мин, а лучше — за 1 час. Только, если эти условия обеспечены, полученную величину можно трактовать как 00.

Средняя величина 00 у взрослого здоро­вого 45-летнего мужчины, вес которого 70 кг (при идеальном весо-ростовом соотношении) составит примерно 1 785ккал тепла за сутки на все тело. Для женщины того же возраста и веса должный средний 00 — около 1 679 ккал на всё тело за сутки.00 —- показатель, отражающий тот уро­вень энергозатрат, который для данного ин­дивида в бодрствующем состоянии мини­мально возможен.Традиционно считается, что ОО обеспе­чивает уровень максимально экономичного функционирования организма при сохране­нии базовых анаболических процессов и функциональной готовности. Вклад в ОО вносят сердечная деятельность, перистальти­ка кишечника, работа системы дыхания, поддержание всех электрических процессов в клетках, терморегуляция, энергорассея­ние, сопровождающее анаболизм и т.п.Условия определения 00 требуют ряда комментариев. Конечно же, температура комфорта существенна, так как и охлажде­ние и перегревание организма требуют рас­хода энергии на температурную адаптацию и представляют стресс, а стрессорные гор­моны энерготраты увеличивают. Отдельных пояснений требует натошаковый принцип определения 00.По-видимому, уже А. Лавуазье отметил, что прием пищи вызывает увеличение термо­генеза организма. Оно начинается примерно через 15—30 мин., достигает максимума через 3-6 ч. и продолжается около 12 ч.

Расчет 00 осуществляется на кг массы тела или на м² поверхности тела. После­днее предпочтительнее, так как по правилу М. Рубнера, чем больше отношение поверх­ности тела к массе, или, чем для млекопита­ющих меньше размер тела особи), тем выше основной обмен, так как тем более интенсив­но тепловое рассеяние, требующее гомойотермной компенсации. Среди факторов, влияющих на основной обмен, возраст, пол, конституция, состояние здоровья.

Влияние возраста, конечно, требует учесть вышеописанный эффект «энергии роста» и повышенные в раннем возрасте затраты на терморегуляцию. По классическим данным, 00 новорожденных несколько ниже, чем взрослых — в первые дни после рождения 27 ккал/м² в час, к 6 мес. он достигает уровня взрослых, а в период 1 —3 года — абсолютного онтогенетического максимума (60-65 ккал/м² в час, что выше уровня взрослых почти в 2 ра­за), затем до возраста 12—15 лет идет медленное снижение, некоторый пубертатный прирост и дальнейшее установление взрослого уровня к 20 годам, что не случайно совпадает с прек­ращением роста тела в длину.До старости 00 у здорового индивида от-носительно постоянен и у здоровых преста­релых людей, особенно, женщин, может не­сколько понижаться, конечно, если это не маскируется патологическими прибавками энергозатрат.Влияние пола выражается в том, что 00 у женщин во всех возрастах, начиная с 1 дня жизни, при прочих равных условиях, на 6— 10% ниже, чем у мужчин. Беременность про­грессивно увеличивает 00, кастрация сам­цов и самок его понижает, в связи с этим, нет оснований думать, что половые отличия 00 — просто прямой результат действия по­ловых гормонов на метаболизм.

Как сказано выше, считалось, что исклю­чительное значение имеет разный удельный вес мышечной и жировой ткани у лиц разно­го пола, но у новорожденных он одинаков, а 00 разный (150 и 136 ккал/кг у мальчиков и девочек, соответственно). Очевидно, что 00 зависит от состояния здоровья. Общая закономерность состоит в том, что при подавляющем большинстве болезней ОО возрастает. Особенно сильно он растет при гипертиреозе и существенно уве­личен при гиперкортицизме.Вместе с тем, в отдельных ситуациях, при нарушении самих механизмов энергооб­разования и термогенеза возможно и пони­жение 00.00 снижается при гипотиреозе и при ги-покортицизме из-за инактивации калий-на­триевых АТФаз.ОО повышен в 1 -й и понижен во 2-й пе­риод при голодании, снова возрастает в зак­лючительном периоде голодания, снижен при неосложненном соматической патоло­гией первичном ожирении и улиц, искусст­венно сбросивших вес, при достижении но­минальной массы тела не нормализуется.Токсические дозы инсулина понижают со­кратительный термогенез и увеличивают долю запасаемой энергии, снижая 00. При зимней спячке 00 сильно снижается, что вероятносвязано с действием эндогенных опиоидов, например, дерморфина, выделяемых зимнеспящими животными .Нейропептид соматостатин сильно сни­жает многие обменные процессы и тормозит широкий спектр физиологических функций, уменьшая ОО.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНОГО ОБМЕНА И ИХ ПРИНЦИПЫ. КАЛОРИМЕТРИЯ:

Должный основной обмен может быть оце­нен по таблицам Харриса и Бенедикта, учи­тывающим пол, вес, рост и возраст испыту­емого. Для арифметического расчёта долж­ного 00 существуют формулы:

00 мужчин = 66+(13,7W)+ +5Н-6,8А

ОО женщин == 655+9,5W+ + l,8H-4,7A

где W — вес в кг, А возраст в годах, Н — рост в см.

По формуле Дрейера:

где W—вес в г; А - возраст, К — половой ко­эффициент, равный у мужчин 0,1015, а у жен­щин -О, И 29.

Истинный 00 отличается от должного и часто именно это отличие имеет диагнос­тическое или прогностическое значение. Поэтому оценка должного 00 не заменяет определения фактического 00.Определение 00 называется калоримет­рией (что не следует путать с колоримет­рией — термин, относящийся к определе­нию концентрации вещества по цветности его раствора). Существуют 2 метода калориметрии прямая и непрямая. При прямой калориметрии происходит непосредственное измерение изменений теплосодержания организма (энтальпии — АН). Для этого используется калориметр. Объект, находящийся в калориметре выде­ляет тепло. Создается тепловой поток, на­правленный наружу. Если термостатировать и изолировать камеру и направить тепловой поток на нагревание циркулирующего вок­руг теплоносителя, то разность температур теплоносителя будет отражать теплопродук­цию объекта. КАЛОРИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ КИСЛОРОДА:Для непрямой газовой калориметрии требу­ется определить суточное поглощение О₂ и суточное выделение кислорода в составе СО₂ при дыхании. И та, и другая величина могут быть выражены в литрах (л). Исполь­зование 1 л кислорода целиком для окисле­ния пищевых субстратов дает разный кало­рический эффект, в зависимости от того, в какой пропорции утилизируются клетка­ми липиды, углеводы и аминокислоты.Поскольку в углеводах присутствует сравнительно много кислорода и соотно­шение О и Н соответствует продукту их полного окисления — воде, кислород при горении углеводов расходуется только на окисление углерода. В типичной молекуле липидов — соотношения иные и соб­ственного кислорода гораздо меньше. Экзо­генный кислород будет тратиться и на окисление углерода, и на окисление водо­рода жиров до воды.При сжигании избытка любых субстратов в литре О₂ время горения и тепловой эф­фект будут лимитироваться кислородом. В этих условиях литр кислорода при горении углеводов даст наибольший калорический эффект —- 5,047 ккал/л (5,01 для глюкозы и 5,06 — для крахмала), а при горении избытка липидов —наименьший —4,68 ккал/л. При горении избытка белков потребление 1 л О, даст 4,82 ккал (4,6 ккал/л с учетом реальной усвояемости белков в катаболических про­цессах). При смешанной сбалансированной диете у здоровых испытуемых данный пока­затель приближается к 4,825 ккал/л).Тепловой эффект, полученный при ис­пользовании 1 л О₂ на окисление избытка того или иного пищевого субстрата называ­ется калорическим эквивалентом О₂ для угле­водов, липидов или белков (КЭ). Калоричес­кий эквивалент О₂ у конкретного испытуемо­го, полученный при непрямой газовой калориметрии, помножается на суточное поглощение О₂ в литрах и дает основной об­мен в тепловых единицах. Нельзя не отме­тить, что КЭ варьирует у здорового человека при резкой перемене состава пищи в доволь­но узких пределах — порядка 4% в обе сторо­ны от средней величины, типичной для сба­лансированной диеты.Калорический эквивалент не следует пу­тать с применяемым в диететике калорий­ным (калорическим) коэффициентом белков, жиров и углеводов. Последний представля­ет собой теплотворную способность этих субстратов и рассчитывается в ккал/г суб­страта при калориметрии сжигания в полно­стью противоположной ситуации — при из­бытке О₂ и наличии ровно 1 г того или ино­го субстрата. По сути дела это — теплота сгорания пищевых веществ.Поскольку в кислороде горят Си Н, то имеющие наивысший молярный процент этих атомов липиды дадут и самое большое количество теплоты на грамм — 9,3 ккал, против 4,1 у углеводов и белков. Расчетное значение калорического коэффициента бел­ков —5,3, но так как белок в организме участвует в анаболических процессах, фак­тическое значение меньше. Параметр, измеряемый непосредственно по данным газообмена и используемый для выбора реального кало-рического эквивалента, соответствующего данному индивидуальному паттерну использования пищевых веществ - это дыха­тельный коэффициент (ДК). Каждому Д К соответствует по номограмме определенное значение КЭ, что и используют при непря­мой газовой калориметрии.

№ 301.насл.б-ни, половой хроматин.

Задачи генетики вытекают из установленных общих закономерностей наследственности и изменчивости. К этим задачам относятся исследования: 1) механизмов хранения и передачи генетической информации от родительских форм к дочерним; 2) механизма реализации этой информации в виде признаков и свойств организмов в процессе их индивидуального развития под контролем генов и влиянием условий внешней среды; 3) типов, причин и механизмов изменчивости всех живых существ; 4) взаимосвязи процессов наследственности, изменчивости и отбора как движущих факторов эволюции органического мира. Генетика является также основой для решения ряда важнейших практических задач. К ним относятся: 1) выбор наиболее эффективных типов гибридизации и способов

отбора; 2) управление развитием наследственных признаков с целью получения наиболее значимых для человека результатов; 3) искусственное получение наследственно измененных форм живых организмов; 4) разработка мероприятий по защите живой природы от вредных мутагенных воздействий различных факторов внешней среды и методов борьбы с наследственными болезнями человека, вредителями сельскохозяйственных растений и животных; 5) разработка методов генетической инженерии с целью получения высокоэффективных продуцентов биологически активных соединений, а также для создания принципиально новых технологий в селекции микроорганизмов, растений и животных.

Таким образом, работа медико-генетической консультации по профилактике наследственных заболеваний заключается в осведомлении родителей о риске проявления таких болезней у потомства, в рекомендации воздерживаться от брака близким и отдалённым родственникам, а также лицам, являющимся скрытыми (гетерозиготными) носителями мутантного гена. Медико-генетическая консультация информирует и врачей - акушеров, терапевтов, педиатров - в вопросах клинической генетики (ранняя диагностика и своевременное лечение наследственных заболеваний). Совет пациенту может быть полноценным лишь при точном диагнозе и учёте его особенностей в данной семье, при исключении приобретённых заболеваний, протекающих под маской наследственных (фенокопии), при выявлении скрытого (гетерозиготного) носительства мутантного гена в случае наследственного заболевания с рецессивным типом наследования. Большое значение имеет тщательный анализ родословной семьи, часто позволяющий установить тип наследования болезни. В семейном анамнезе учитываются родственники с аналогичным или другим наследственным заболеванием, возраст, в котором чаще всего проявляется наследственное заболевание, этническая принадлежность семьи, частота браков между родственниками, случаи преждевременных родов, абортов, выкидышей и мертворождений.

Молекулярно-генетические болезни. Поскольку генная мутация по сравнению с хромосомной затрагивает сравнительно небольшой участок генетического материала, то обычно сопровождается менее грубыми нарушениями. Репродуктивная функция носителя при этом сохраняется, и поэтому такие заболевания чаще передаются в поколениях, т.е. являются наследственными в полном смысле слова.По доминантному типу наследуются различные скелетные и другие аномалии, не препятствующие размножению, не сокраща­ющие продолжительность жизни и поэтому мало подверженные от­бору. Такими аномалиями могут быть короткопалость, многопа-лость, сросшиеся и искривленные пальцы, искривление ногтей, от­сутствие боковых резцов, близорукость, дальнозоркость, астигма­тизм. Из тяжелых болезней по доминантному типу передаются врожденная катаракта, отосклероз, некоторые формы мышечной атрофии, прогрессирующая хорея Гентингтона, ахондроплазия, характеризующаяся карликовым ростом и непропорциональным сложением тела. К наиболее опасным болезням этой группы можно отнести множественный полипоз толстой кишки, имеющий тенден­цию к злокачественному перерождению, и нейрофиброматоз (бо­лезнь Реклингхаузена).

Некоторые болезни передаются по типу неполного доминирова­ния. Типичным примером является серповидно-клеточная анемия. Ген, ответственный за передачу серповидно-клеточности эритроци­тов, является доминантным, т.е. изменение эритроцитов проявляет себя в гетерозиготе, но в связи с тем, что при этом наряду с HbS син­тезируется и нормальный НЬА, такие больные могут и не знать о на­личии у них патологического гемоглобина. Только при гипоксии (например, высотной, под наркозом) заболевание может проявиться распадом эритроцитов. В гомозиготном состоянии ген HbS проявля­ет себя резкой анемией уже при рождении ребенка, что обычно за­канчивается смертью.

Большинство наследственных болезней передается по рецессив­ному типу. Болезнь проявляется тогда, когда дети получают патоло­гический ген от обоих родителей. Сами же родители, являясь ге­терозиготными носителями признака, остаются фенотипически здоровыми. Большое значение для проявления этих болезней у по­томства имеет кровное родство родителей, имеющих большую вероятность обладания одинаковым рецессивным патологическим геном. К этой группе болезней относятся дефекты аминокислотного обмена (фенилкетонурия, альбинизм, алкаптонурия), врожденная глухонемота, микроцефалия, пигментный ретинит и др. По такому же типу наследуются ферментопатии.

Наследование, сцепленное с половой хромосомой, проявляется у че-века около 60 патологическими наследственными признаками, язанными с Х-хромосомой. Большинство из них рецессивны. Это начит, что в более выгодном положении находятся женщины, у ко-орых наличие Х-хромосомы с патологическим геном компен­сируется наличием второй нормальной Х-хромосомы. Следователь­но, болезнь проявляется только у мужчин, в то время как женщины остаются здоровыми, являясь, однако, носительницами этого приз­нака (могут передавать его своему мужскому потомству). По такому типу передается гемофилия (не синтезируется антигемофильный глобулин), дальтонизм (красно-зеленая слепота), атрофия зритель­ных нервов, юношеская глаукома, гемералопия (отсутствие сумереч­ного зрения). Ген гипофосфатемического рахита, не поддающегося лечению эргокальциферолом (витамином D₂), сцеплен с Х-хромо­сомой, но в отличие от гемофилии и дальтонизма (когда патологиче­ский ген рецессивен) является доминантным, т.е. проявляется как у мужчин, так и у женщин в гетерозиготном состоянии.Полигенное наследование. Большинство признаков в организме определяется не одним, а многими генами, причем их аддитивное (дополняющее) действие не зависит от того, аллельны они или нет, сцеплены или нет, доминантны или рецессивны. Установление фи­зиологического гомеостаза в этих случаях в значительной степени зависит от внешних условий. Когда говорят о роли наследственной предрасположенности в патогенезе таких заболеваний, как гиперто­ническая болезнь, язвенная болезнь, бронхиальная астма, сахарный диабет, атеросклероз, то надо иметь в виду, что они наследуются по-лигенно. При этих заболеваниях количественные показатели гомео­стаза определяются как генетическими факторами, так и факторами среды, причем существует порог, за пределами которого гомеостаз легко нарушается.Исследование полового хроматина. Половой хроматин в ин­терфазных ядрах (тельца Барра) представляет собой Х-хромосому ^в том случае, если в хромосомном наборе их две. Естественно, что ^в норме половой хроматин можно обнаружить только у особей женского пола. При наличии в клетке нескольких Х-хромосом коли­чество полового хроматина равно их числу минус единица.

Не каждая соматическая клетка женщины содержит половой хроматин. Процент хроматинположительных ядер обычно отражает функциональное состояние организма и уменьшается при болезнях.Исследование «барабанных палочек» в ядрах сегментоядерных нейтрофильных гранулоцитов. В норме у женщин около 3% нейтрофильных гранулоцитов имеют эти характерные выросты в ядре. Иногда их число в клетке может быть более одного; оно рав­но количеству Х-хромосом минус единица.

2.Иммунодефицитные состояния.

в развитии иммунной системы возможны врождённые отклонения, которые приводят к недостаточности иммунного ответа — иммунодефицитным состояниям. Однако, по мере выяснения истин­ной распространенности приобретенных им-мунодефицитов и, особенно, после описания в 1978 году в Лос-Анжелесе первых медицин­ски зарегистрированных случаев инфекцион­ного вирусного иммунодефицита человека (ВИЧ-инфекции), оказалось, что человечество живёт в условиях нарастающей пандемии им-мунодефицитов. Большинство первичных иммунодефицитов являются наследственными заболевани­ями. В одной только Х-хромосоме локализо­ваны гены, по меньшей мере, шести разных иммуиодефицитов (агаммаглобулинемия, не­достаточность антител с избытком igM. син­дром Вискотта-Олдрича, сцепленная с Х-хро-мосомой лимфопролиферативная иммунопа-тия, хроническая гранулёматозная болезнь и тяжёлый комбинированный иммунодефи­цит). Однако, некоторые из представленных в списке синдромов, являясь врождёнными, не связаны с какими-либо установленными генетическими аномалиями.