Предмет и методы патологической физиологии. Общие принципы и типы медикобиологических экспериментов. Моделирование болезней и патологических процессов. Примеры моделей. Значение патофизиологии для клиники
 Скачать 1.99 Mb.
|
|
ПЕРВИЧНЫЕ ИММУНОДЕФИЦИТЫ С ПРЕОБЛАДАНИЕМ НАРУШЕНИЙ антителообразования: Плазматические клетки, специализированные на синтез одного из классов иммуноглобулинов, развиваются из костномозговых предшественников. Общий предшественник лимфоцитов даёт начало про-В клеткам (наиболее ранним В-элементам, экспрессиру-ющим терминальную дезоксинуклеотидил-трансферазу). Про-В клетки становятся пре-В лимфоцитами, приобретая способность к синтезу цитоплазматических тяжелых ji-цепей иммуноглобулинов М. Пре-В клетки живут и размножаются в печени плода и костном мозге на протяжении всей жизни индивида. Под влиянием цитокинов они могут иролиферировать и переходить в незрелые В-лимфоциты, которые имеют поверхностные IgM. Именно на этой стадии под влиянием избытка аутоантигенов имеет место толеризация и анергия большинства аутореактивных незрелых В-кле-ток в костном мозге. Эксирессируя поверхностные IgD, незрелые В-клетки переходят в категорию зрелых. Затем они диверсифицируются благодаря альтернативному использованию различных генов константных участков тяжёлых цепей. Генетическое переключение и терминальная дифференцировка приводит к появлению изотипически разнообразных зрелых лимфоцитов, коммитированных к Синтезу всех классов и подклассов сывороточных антител, которые и могут становиться плазматически ми клетками.При нарушениях дифференцировки В-лим-фоци гов развиваются пммунодефициты, проявляющиеся нехваткой или грубыми отклонениями в спектре синтезируемых иммуноглобулинов. Клеточный иммунитет относительно сохранен, возможны аутоиммунные синдромы. Проявления врождённых дефектов антителообразования, как правило, отсрочены на 4-9 месяцев, так как новорожденные временно находятся под защитой пассивного трансплацентарного иммунитета, обеспеченного материнскими иммуноглобулинами. больные, имеющие аномалии антителогенеза, в основном, проявляют сниженную устойчивость к инфекциям, вызванным кап-ульными бактериями (так называемая «гноеродная флора» ). Дефицит IgAзаслуживает более подробного описания, как самый частый вариант первичной недостаточности иммунного ответа у европеоидов (1/600). Больные имеют дефект терминальной диф-ференцировки В-лимфоцитов. У них есть В-клетки с поверхностными IgA, но они проявляют фетальный фенотип и несут также IgM. Перехода в зрелые IgA-лимфоциты не происходит. Лимфоциты не выделяют в кровь IgA или подвергаются избыточной антиизотипической супрессии. Сывороточная концентрация IgA падает ниже 10 мг%, как правило, отсутствует IgA в экскретах организма, на коже и на слизистых. Заболевание наследуется аутосомно, причём описаны и доминантный и рецессивный типы наследования. Дефицит подклассов IgG(с первого по четвёртый) возникает вследствие аутосомно-рецессивных делеций генов константных участков у-цепей иммуноглобулина G в 14-й хромосоме. Носители этой аномалии могут иметь нормальное или несколько пониженное количество иммуноглобулинов G, причём инфекционный синдром не бывает тяжёлым. Аномалия может наблюдаться изолированно или в сочетании с дефицитом IgA и IgM. Изолированный дефицит IgMпроявляется в виде тяжелейших бактериальных поражений бронхолёгочного аппарата, глаз, мозговых оболочек и ЛОР-органов, с исходом в сепсис. Недостаточность антител с избытком IgMимеет сцепленное с Х-хромосомой или аутосомно-рецессивное наследование. Больные страдают от нарушений конечной дифференцировки лимфоцитов, синтезирующих IgG и IgA, но их В-лимфоциты продуцируют избыток IgM и IgD. Последние могут даже появляться в сыворотке. Клиника характеризуется бактериальными инфекциями и аутоиммунными поражениями, опосредованными аутореактивными макроглобулинами (холодовая гемолитическая анемия, нейтронения, тромбоцитопения). Фактически, болезнь представляет собой дефект Т-В взаимодействия. Преходящая гипогаммаглобулинемия грудных детей это аномалия, при которой продляется физиологическая неонатальная гипогаммаглобулинемия. Новорожденные способны к гуморальному иммунному ответу в ограниченной степени, главным образом, они отвечают продукцией IgM. В первые 3 месяца их иммуноглобулины G представлены, в основном, материнскими антителами, полученными через плаценту. Большое значение для обеспечения иммунитета слизистых у новорожденных имеют антитела и лимфоциты молозива и грудного молока при естественном вскармливании. Молозиво содержит гликопротеиды, регулирующие функции Т-клеток новорожденного. Иммуноглобулины G могут даже проникать через слизистую кишечника новорожденных первых двух месяцев жизни. На 4-м месяце жизни происходит снижение сывороточного уровня антител, так как материнский пул истощается, а проницаемость интестинального барьера снижается. Уровень IgG восстанавливается после 7 месяцев, по мере развития собственной способности к их синтезу. Если к 10 месяцам способность к спонтанной продукции IgG не достигнет возрастной нормы, говорят о транзиторной гипогаммаглобулинемии. Простой вариабельный иммунодефицит (CVI-синдром) представляет собой гетерогенную группу нарушений гуморального иммунитета, проявляющихся замедлением перехода зрелых В-лимфоцитов различных классов в плазматические клетки. Плазматизация В-лимфоцитов в ответ на Т-клеточные сигналы и поликлональные активаторы нарушена. Это может отражать неотвечаемость на цитокины, недостаток ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-6 или избыточное супрессорное влияние Т-клеток, равно как и антилимфоцитарных аутоантител. Нарушение манифестирует в зрелом возрасте — обычно, у старших подростков или молодых людей. У взрослых оно считается самым частым первичным иммунодефицитом (1/50 000). Дефицит плазматических клеток не сопровождается лимфопенией, степень гипоиммуноглобулинемии и ее спектр могут быть различными, чаще всего снижены концентрации антител всех классов. У больных бывает гиперплазия лимфоузлов, селезёнки, отмечаются неказеоз-ные гранулёмы внутренних органов (вероятно, из-за персистирования неизвестных инфекционных агентов), характерны бактериальные инфекции и, что довольно необычно, хронический лямблиоз кишечника, а также аутоиммунные синдромы (пернициозная анемия Аддисона-Бирмера, ревматоидный артрит, гемолитическая анемия, целиакия), и повышена частота лимфом.При различных наследственных нарушениях метаболизма также возможны дефекты антителообразующих функций. 3.Сложные нарушения серд.ритма При наличии многочисленных эктопических очагов возбуждения и такого изменения проведения импульса, при кото-ром нарушается скорость проведения его по разным участкам миокарда или имеет место распространение импульса только в одном направлении, создаются условия для длительной циркуляции волны возбуждения в определенном отделе сердца, возникают расстройства ритма — трепетание и мерцание. В нормальных условиях волна возбуждения, возникнув в одном месте, распространяется в обе стороны сердечной камеры. Достигнув противоположной стенки, она затухает, встретившись с другой волной, которая оставила за собой зону рефрактерности. Если же вследствие возникновения временного блока или запаздывания возбуждения по некоторым волокнам миокарда возбуждение приходит к месту, которое уже вышло из состояния рефрактерности, то создаются условия для длительной циркуляции раз возникшего импульса.В ряде случаев частота сокращений предсердий достигает 250—400 в 1 мин. Такое состояние носит название трепетания предсердий и может длиться несколько месяцев и лет. При этом вследствие неспособности желудочков воспроизводить высокий ритм предсердий развивается относительная сердечная блокада; желудочки отвечают сокращением на каждое второе, третье или четвертое сокращение предсердий, так как остальные волны возбуждения попадают в фазу рефрактерности. Сокращение желудочков может возникать раньше достаточного наполнения их кровью, что вызывает тяжелые нарушения кровообращения.Если количество сокращений предсердий доходит до 400—600 в 1 мин, говорят о мерцании, или фибрилляции, предсердий. При этом сокращаются лишь отдельные мышечные волокна, а все предсердие находится в состоянии неполного сокращения, его участие в перекачивании крови прекращается. Беспорядочно приходящие к пред-сердно-желудочковому узлу по отдельным мышечным волокнам предсердий импульсы в большинстве своем неспособны вызвать его возбуждение, так как застают узел в состоянии рефрактерности или не достигают порогового уровня. Поэтому предсердно-желудочко-вый узел возбуждается нерегулярно и сокращения желудочков носят случайный характер. Как правило, число сокращений желудочков за 1 мин превышает нормальное. Нередко сокращения желудочков происходят до их наполнения кровью и не сопровождаются пульсовой волной. Поэтому частота пульса оказывается меньше частоты сокращений сердца — дефицит пульса. Такое патологическое состояние сердца называется мерцательной аритмией. Оно возникает чаще всего при стенозе левого предсердно-желудочкового отверстия, тиреотоксикозе и выраженном кардиосклерозе.При некоторых патогенных воздействиях (прохождение электрического тока через сердце, наркоз хлороформом или циклопропаном, закупорка венечных артерий или другие случаи резкой гипоксии, травма сердца, действие токсических доз наперстянки и кальция) возникает фибрилляция желудочков. При этом из-за хаотического сокращения отдельных мышечных волокон пропульсивная сила сокращений практически отсутствует, кровообращение прекращается, быстро наступает потеря сознания и смерть. К фибрилляции предрасполагают уменьшение концентрации внутриклеточного калия, ведущее к снижению мембранного потенциала кардиомиоци-тов и более легкому возникновению в них деполяризации и возбуждения, а также изменение содержания нервных медиаторов, особенно катехоламинов.При лечении фибрилляции желудочков наиболее эффективно пропускание короткого сильного одиночного электрического разряда через сердце. При этом происходит одновременная деполяризация всех волокон миокарда и прекращаются асинхронные возбуждения мышечных волокон. В качестве мероприятия, предупреждающего развитие фибрилляции, применяется коррекция солевого состава крови. 4.Нар-е колич.поступления белков в организм. НАРУШЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ПОСТУПЛЕНИЯ БЕЛКА В ОРГАНИЗМ Как впервые показано русским учёным Б.А. Словцовым (1898), белки не депонируются в организме, то есть не имеют лишённого специальных функций резервного пула. При дефиците белка в диете организм вынужден вовлекать в энергетический метаболизм функциональные протеины, а при избытке пищевого белка дополнительные аминокислоты подвергаются энергетической утилизации.Азот теряется с мочой (60%) и фекалиями, а также через кожу. Взрослый мужчина весом 70 кг в день лишается не менее 4,5 г азота, что эквивалентно потере 0,4 г/кг белка. Следует учесть, что не менее 1 г/кг белка в сутки подвергается самообновлению (ресинтезу).Факториальный метод рекомендует принимать за обязательную потерю белка ее уровень, достигаемый после 6—10 дней безбелковой диеты, адекватной в энергетическом отношении, когда происходит перегиб кривой суточных потерь азота и её выход на плато. В этот момент средние потери азота с мочой у мужчин составляют 2 мг/ккал основного обмена или примерно 46 мг азота на кг массы тела. В этих же условиях средние потери азота с калом со-ставляют 12 мг/кг, через кожу — 3 мг/кг, а потеря азота другими путями (семяизвержение, отхаркивание, сплёвывание, кровотечения и выдыхание аммиака) — приравниваются к 2 мг/кг. По данным комитета экспертов ФАО-ВОЗ (1974), для взрослых минимальный балансовый уровень приема азота с пищей, с учётом различной усвояемости растительных и животных белков, составляет не менее 77 мг/кг массы тела в сутки — при смешанной, и 93 мг/кг массы тела в сутки — при вегетарианской диете.Азот пересчитывается в белок при среднем коэффициенте умножения 6,25 (для различных видов пищи коэффициент варьирует от 5,18 — для миндаля, до 6,38 — для твердых сыров). Следует учесть, что простое восполнение ежесуточной убыли белка — это лишь физиологический минимум, но не гигиенический оптимум потребности в нём. Так как существуют незаменимые аминокислоты, то, оценивая общую потребность в белке, необходимо следовать принципу лимитирующего минимума (Л.Б. Мендель, 1915) — только количество белка, существенно превосходящее физиологический минимум, может гарантировать покрытие потребности в той из незаменимых аминокислот, которой в реальной диете меньше всего. В связи с этим, рекомендуемый минимальный прием белка взрослыми должен быть между 1 и 1,5 г/кг в день, прием в течение нескольких дней менее 0,6 г/кг белка уже вызывает белковую недостаточность. Для лиц, занятых тяжёлым физическим трудом, потребление рекомендуется увеличить до 2 г/кг. У грудных детей и в период полового созревания потребность в белке наивысшая и покрывается при приеме не менее 1,5, а лучше — 2 г/кг веса белков. Потребность в белке растет при лактации, беременности и интенсивной регенерации и повышена при наличии в организме быстро пролиферирующих, например, лейкозных клонов клеток. Установлено, что физический труд, акклиматизация, стресс — повышают у здорового человека потребность в белке. Интегральным показателем общего белкового метаболизма служит азотистый баланс. Это разница между суточным количеством поступающего с пищей азота и количеством азота, выделенного за тот же период в составе азотсодержащих компонентов мочи и кала (мочевина, мочевая кислота, аминокислоты, креатинин, соли аммония). У здорового взрослого человека, вне состояний, упомянутых выше, азотистый баланс нулевой.Положительный азотистый баланс может быть не только в норме (при росте, интенсивной регенерации, лактации и беременности), но и при патологии — полицитемии, крупных доброкачественных опухолях и некоторых злокачественных клональных процессах (если они не сопровождаются значительным синтезом цитокинов-блокаторов анаболизма), а также при гиперсекреции гормона роста (см. ниже: «Гормон роста и патофизиология ростовых и анаболических процессов»). Отрицательный азотистый баланс сопровождает состояния с активированным глюконеогенезом (голодание, белково-энергети-ческая недостаточность, инсулинзависимый сахарный диабет, гиперкортицизм, стресс). Особый типовой ответ представляет собой переброска аминокислот из соматического отсека (скелетные мышцы) в висцеральный (печень и инсулиннезависимые ткани). Этот адаптивный ответ сопровождает тяжелые стрессы, например, экстремальные состояния, и опосредуется глюкокортикоидами, адреналином и, частично, глюкагоном. Избыточное поступление белков в организм возможно при переедании, несбалансированной диете, сахарном диабете, некоторых поражениях гипоталамуса.Общий перекорм белками в ветеринарной и педиатрической практике ассоциируется с ускорением темпов индивидуального развития и психомоторного созревания. Избыточное потребление белков вызывает положительный азотистый баланс. Часть принятого избыточного белка расходуется в реакциях глюконеогенеза, увеличивая теплопродукцию, часть задерживается в виде циркулирующих аминокислот. Перекорм белками не ведёт к развитию ожирения. Белково-калорическая недостаточность, как форма частичного голодания, известна в двух крайних видах, между которыми существует значительное количество промежуточных смешанных случаев.Эти два вида — квашиоркор и алиментарный маразм. Первый еще именуют несбалансированной, а второй — сбалансированной формой белково-энергетического дефицита. Квашиоркор протекает острее, алиментарный маразм имеет тенденцию к более длительному течению. НАРУШЕНИЯ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА БЕЛКОВ:Из более чем 80 природных аминокислот только 22 встречаются в пищевых белках. Из них 12 (заменимые) — могут синтезироваться в организме в достаточном количестве, как у взрослых, так и у детей. Однако, при их нехватке повышается энергетическая стоимость белкового синтеза и снижается эффективность метаболизма, а также растет расход незаменимых компонентов белка.8 аминокислот у человека: метионин, лизин, триптофан, феншшланин, лейцин, изолей-цин, треонин, валин — безусловно, не могут быть синтезированы в достаточном количестве и являются незаменимыми. В сущности, для получения любой из них, кроме лизина и треонина,необходимо поступление соответствующего кетоскелета. Поэтому кетоаналоги, при наличии достаточного количества азота и нормального переаминирования, могут превращаться в эти аминокислоты. У грудного ребенка не синтезируется в достаточном количестве ещё и гистидин, а у многих животных, например, крыс и кур — кроме гистидина также и аргинин. Есть сведения о недостаточности собственного синтеза аргинина и у новорожденных детей.Таким образом, в педиатрии выделяют 10 эссенциальных аминокислот. При парентеральном питании принято нормировать еще и «полузаменимые» аланин и пролин. В культурах in vitro человеческие клетки нуждаются в 12 аминокислотах (10 «педиатрических» плюс цистин и тирозин).Избыток той или иной аминокислоты также патогенен. Накопление аминокислот, не используемых для синтеза белка, подавляет аппетит. Повышение концентрации одной аминокислоты может повысить потребность в других.Возможны прямые токсические эффекты избытка аминокислот. Потребность в отдельных аминокислотах меняется при различных болезнях. Так, при карциноиде резко повышено потребление триптофана, преврашвемого опухолью в серотонин; при меланоме имеется усиленное превращение тирозина в меланин и т.д.НАРУШЕНИЯ ПЕРЕВАРИВАНИЯ БЕЛКОВ. КИШЕЧНАЯ АУТОИНТОКСИКАЦИЯ: Начальные этапы переваривания белков пептид-гидролазами происходят в рамках полостного пищеварения и включают гидролиз пептидных связей между ароматическими и дикарбоновыми аминокислотами (при участии пепсина и гастриксина желудочного сока). В створаживании молока у маленьких детей принимает участие ещё одна желудочная протеаза - химозин (он же реннин).При гипоацидных состояниях, если рН желудочного содержимого не достигает хотя бы 5, а лучше — 3 (и тем более - при полной ахилии или тотальной резекции желудка, когда отсутствуют и соляная кислота, и пепсин)- желудочный этап переваривания белка сильно замедляется. Без кислоты нарушается набухание белков, активация пепсиногена и снижается ферментативная активность пепсина. Из-за множественности протеолитических ферментов, даже при полном отсутствии желудочного пищеварения, не отмечается прекращения переваривания белка, если нет сопутствующей панкреатической недостаточности. При выраженной недостаточности желудочного пищеварения понижается скорость освобождения и всасывания такой незаменимой аминокислоты, как триптофан, а также метаболически близкого к нему тирозина, в норме освобождаемых, в основном, уже в желудке. Аминокислотная смесь в начальныхотделах тонкого кишечника обедняется триптофаном и тирозином. При этом ухудшаются условия усвоения аминокислот печенью, так как замедление поступления триптофана лимитирует скорость синтеза белка в гепатоцитах. Доказано, что после резекции желудка замедляется печёночное поглощение аминокислот и повышается их концентрация в крови (амшюацидемия). Более того, отмечается даже увеличенная потеря аминокислот с мочой (аминоацидурия).Пепсин желудочного сока — наиболее сильная коллагеназа системы пищеварения. Если его действие нарушено, может происходить недопереваривание коллагеновых составляющих мяса и мясопродуктов, соединительнотканные прослойки экранируют мышечные волокна мяса, которые также недостаточно перевариваются, что проявляется изменениями стула, описанными ниже.В тонком кишечнике действует панкреатический сок, содержащий проферменты: трипсиноген, химотрипсиногены, прокар-боксипептидазы А и В, проэластазу. Они каскадно активируются, начиная с действия кишечной энтерокиназы на трипсиноген, причём получаемый трипсин активирует остальные проэнзимы. Значительное торможение полостного кишечного этапа переваривания белка не компенсируется и даёт симптомы креатореи. В норме в фекалиях имеются лишь переваренные остатки мышечных волокон, имеющие вид единичных желтоватых глыбок. При креаторее в кале присутствуют непереваренные (цилиндрические, с прямыми углами) или полупереваренные (цилиндрические, с закругленными углами) мышечные волокна. В большей или меньшей степени, они сохраняют поперечную исчерченность. причины выраженной креатореи — первичная или вторичная панкреатическая недостаточность (при панкреатитах, муко-висцидозе и т.д.), закупорка вирсунгова протока при холелитиазе, а также инактивация кишечного содержимого (из-за быстрой эвакуации гиперацидного желудочного секрета). Более экзотической причиной нарушения гидролиза белка в кишечнике служат ингибиторы пептид-гидролаз. Соя и другие бобовые содержат их в большом количестве и могут тормозить переваривание белка. При очень выраженной недостаточности желудочного и панкреатического пищеварений креаторея сменяется лиентореей- когда в фекалиях имеются крупные комки непереваренной пищи.Пристеночный этап переваривания белков нарушается при дипептидазной недостаточности. При этом затрагивается не только мембранное пищеварение, но и всасывание аминокислот.Характерное нарушение переваривания и всасывания определённых пептидов свойственно целиакии (глютеновой энтеропатии). В основе болезни лежит иммунопатологический энтерит, обусловливающий лимфоидную инфильтрацию слизистой тонкого кишечника, атрофию его ворсин и снижение поверхности мембранного пищеварения и всасывания. Этиологический агент болезни — глиадин, нерастворимый в воде компонент глютена и авенина, белков пшеницы и других злаков (овёс, рожь, ячмень). При наследственном дефекте энтерокиназы каскадная активация трипсина и других пептид-гидролаз полостного пищеварения в тонком кишечнике нарушается. Протеолитическая активность кишечного содержимого резко падает. В результате развивается эндогенное патологическое белковое голодание организма, гипостатура, гипотрофия, гипопротеинемия и безбелковые отёки. Присутствуют анемия и вторичный иммунодефицит, такой распространенный процесс, как стресс — сопровождается выраженным угнетением терминального, пристеночного этапа переваривания дипептидов и всасывания аминокислот. Угнетение мембранного пищеварения, втом числе, в отношении пептидов отмечено и при лихорадке. Цитокины, играющие роль эндогенных пирогенов, способны нарушать конечные этапы переваривания и всасывания белков и других нутриентов при иммунном ответе на антигены и суперантигены, попадающие в кишечник.Как и иные формы мальабсорбции, нарушение переваривания и всасывания белков осложняется осмотической диареей, дисбак-териозом (по типу гнилостной диспепсии) и аутоинтоксикацией продуктами бактериального разрушения аминокислот. Это, прежде всего, различные токсичные амины.Понятие «каловая аутоинтоксикация» существует в клинической медицине давно и применяется для обозначения нарушений самочувствия и функций внутренних органов у пациентов с запорами и гнилостной диспепсией. № 31 1.Мутации Причинами наследственных болезней являются мутации. |