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.
|
|
Факторы, обусловливающие реактивность организма и ее изменение Реактивность организма зависит от воздействия внешних факторов и функционального состояния самого организма. Любое воздействие факторов внешней среды влияет на реактивность организма. Питание человека определяет реактивность организма. Очень многие заболевания в условиях пищевого голодания протекают иначе — без симптомов, но с выраженными дистрофическими изменениями и худшим исходом (наблюдения в блокированном во время Великой отечественной войны Ленинграде). Особенно на реактивность влияет недостаток белка и витаминов. При белковом голодании значительно снижается резистентность организма к инфекции, Температура окружающей среды также оказывает существенное влияние на реактивность организма. Еще Луи Пастер показал, что в условиях нормотермии куры не чувствительны к возбудителю сибирской язвы, а при охлаждении становятся восприимчивыми. Заболеваемость гриппом выше зимой, хотя вирус гриппа лучше бы размножался летом, но зимой обычно изменяется реактивность организма. Дизентерией болеют преимущественно летом, а зимой чаще всего выявляется бациллоносительство. Время года и метеоусловия влияют на реактивность организма. В частности, люди, болеющие ревматизмом, очень чувствительны к перемене барометрического давления, повышенной влажности и пониженной температуре. У них в этих условиях у них чаще возникают обострения или рецидивы заболевания. Повышенная солнечная активность и так называемые «магнитные бури» провоцируют гипертонические кризы, инфаркты миокарда. Психогенные факторы и стрессы изменяют реактивность организма, предрасполагая к сердечно-сосудистым заболеваниям или способствуют проявлению заболеваний с наследственной предрасположенностью (сахарный диабет, гипертоническая болезнь и т.д.). Внутренние факторы также оказывают влияние на реактивность организма. Среди этих факторов особое место занимает нервная система. Практическая медицина издавна придавала большое значение настроению человека в его резистентности к различным заболеваниям. Авиценна считал, для того, чтобы быть здоровым, нужно быть бодрым. Н.И. Пирогов утверждал, что негативные душевные волнения облегчают возникновение заболевания, а хорошее душевное состояние способствует заживлению ран. С.П. Боткин считал, что лихорадка может возникать под влиянием психогенных причин. Резистентность — это устойчивость организма к действию патогенных факторов. Реактивность тесно связана с резистентностью. Вместе они отражают основные свойства живого организма. Различают резистентность пассивную и активную. Пассивная резистентность связана с анатомо-физиологическими особенностями организма — строением кожи, слизистой оболочки, костной ткани, плотных покровов насекомых, черепах. Активная резистентность обусловлена включением защитиоприспособительных механизмов. 2) Для воспаления характерна инфильтрация тк лейкоцитами (лей). Лейкоцит инфильтрация – стадийный процесс. Условно делят на з этапа: 1. Краевое стояние (маргинация) лей Маргинация наблюдается гл образом в венулах. Одновременно с лей в маргинации учавств. И тромбоциты. Механизм маргинации не вполне раскрыт-существуют следующие объяснения: -лей и тромбоциты приклеиваются к эндотелиальн выстилке из-за повреждения защитного фибринового слоя, нарастания клейкости и изменен электрического заряда, что ведёт к уменьшенэлектростатич отталкивания -лей и тромбоц пассивно фиксируются в межэндотелиальных щелях -механич движение лей с током жидкости в ходе экссудации -мостики между псевдоподиями лей и эндотелиоцитов с участием двухвалентных катионов металлов. -возможно ключевую роль играет рецепция лей компонетов повреждённой стенки сосуда, а эндотелием – активированных лей. При этом решающую роль играют некотор медиаторы воспален (фактор В альтеративного пути активации комплемента, фибронектин – вызыв фиксацию макрофагов, фактор Хагемана, калликреи) 2. Движение лей через ст сосудов. Эмиграция лей. Лей мигрируют через межэндотел щели Выход из сосуда лей контролируется хемотаксическими медиаторами воспаления и требует затрат Е. При преодолении баз мембраны имеет значение действие лизосомальных ферментов (коллагеназ, эластазы). В обычн условиях лей покидают кровеносное русло в случайных участках 3. движен лей к центру воспалит очага Движен лей по направлению возрастания концентрац ряда хим раздражителей (хемоаттрактантов) называется хемотаксисом. Хемокинез – движение лей без градиента хим раздражителя. Хемотаксис уч в процессах краевого стояния и выхода лей и является механизмом первой фазы фагоцитоза. Хемоаттрактанты микроорганизмы и их продукты Компоненты сист комплемента Продукты повреждения и метаболизмаклеток (явление некротаксиса) Некоторые др медиаторы воспалении и иммунные комплексы Механизм хемотаксиса Кл им поверхностные рецепторы хемоаттрактантов. Градиент хемоаттрактанта может обнаруживаться постранственным механизмом, сравнивающим концентрацию хемоаттрактанта в двух или более участках клеточной поверхности в одно и тоже время. Возможно, при этом происходит концентрация рецепторов на одном из полюсов клетки в виде кластера – скопление и полюс, обращённый в сторонунарастания концентрации становится ведущим – кэпинг-феномен. Направленное движение лей обеспечивается структурами цитоскелета: микротрубочками и микрофиламентами. Кининовая система – источники – макрофаги, плазма крови Способы активации –протеолитическая активация, синтез de novo. Эффекты – боль, вазодилатация, поздняя фаза повышения сосудист проницаемости, сокращение гл.мышц, гипотензия, маргинация, хемотаксис, активация ост компонентов полисистемы плазмы. Калликреин – источники- базофилы, плазма крови Способы активации – протеолитич активация. Эффекты – генерация кининов, активация медиаторов группы А (гистамин, серотонин, система комплемента, кинины) Липидные медиаторы: простагландины, лейкотриены, тромбоксаны – синтезируются de novo во все возможных клетках. Основные эффекты – сокращение гл мышц, хемотаксис, маргинация. Простагландины – дилатация сос, повышен проницаемости, лейкотриены, тромбоксаны – сужение сос. 3) сравнение изотонической и изометрической гиперфункции. Механизмы гиперфункции( гетерометрический, гомеометрический) При перегрузке объемом крови срабатывает гетерометрический механизм компенсации (Франка — Старлинга). При этом во время диастолы наблюдается повышенное кровенаполнение полостей (или одной полости) сердца, что ведет к увеличенному растяжению мышечных волокон. Следствием такого растяжения является более сильное сокращение сердца во время систолы. Этот механизм обусловлен свойствами клеток миокарда. В известных пределах нагрузки имеется линейная зависимость между количеством притекающей крови и силой сокращения сердца. Однако если степень растяжения мышечного волокна превышает допустимые границы, то сила сокращения снижается. Уменьшение активно развиваемого напряжения происходит при растяжении сегмента миокарда более чем на 25% его исходной длины, что соответствует увеличению объема полости левого желудочка примерно на 100%. При допустимых же перегрузках линейные размеры сердца увеличиваются не более чем на 15—20%. Происходящее при этом расширение полостей сердца сопровождается увеличением ударного объема и называется тоногенной дилатацией. При повышении сопротивления оттоку крови включается гомеометрический механизм компенсации. В этом случае длина мышечного волокна сердца увеличивается не так резко, но повышаются давление и напряжение, возникшие при сокращении мышцы в конце диастолы. Повышение силы сердечных сокращений происходит не сразу, а увеличивается постепенно с каждым последующим сокращением сердца, пока не достигнет уровня, необходимого для сохранения постоянства минутного объема сердца. В известных пределах нагрузки мощность, развиваемая при сокращении сердца, линейно связана с величиной сопротивления оттоку. При выходе за эти пределы сила сокращения сердца снижается. Если стимулировать полоску миокарда при равном растяжении с все увеличивающейся частотой, то можно наблюдать увеличение силы каждого последующего сокращения («лестница» Боудича). Сравнение. Энергетически оба механизма компенсации повышенной нагрузки неравноценны. Так, при одинаковом увеличении внешней работы сердца, рассчитанном по произведению минутного объема крови на среднее систолическое давление в аорте, потребление кислорода сердцем изменяется по-разному, в зависимости от того, чем обусловлен рост работы — увеличением притока крови к сердцу или увеличением аортального сопротивления. Если работа удвоилась вследствие увеличения в 2 раза конечного диастолического объема, то потребление кислорода возрастает всего на одну четверть, если же работа удвоилась в результате увеличения в 2 раза сопротивления оттоку, то потребление кислорода миокардом увеличивается на 200%. Это объясняется тем, что при гомеометрическом механизме компенсации для преодоления повышенного сопротивления оттоку необходимо значительное повышение систолического давления, которое может быть достигнуто путем повышения величины и скорости развития напряжения мышечного волокна. А именно фаза изометрического напряжения является наиболее энергоемкой и служит фактором, определяющим расход АТФ и потребление кислорода миокардом. Следовательно, гетерометрический механизм компенсации экономнее гомеометрического, чем, возможно, и объясняется более благоприятное течение тех патологических процессов, которые сопровождаются включением механизма Франка — Старлинга, например недостаточности клапанов по сравнению со стенозом отверстия Исход гиперфункции: Если повышенная нагрузка на сердце чрезмерна, компенсаторные механизмы не справляются с перегрузкой и развивается острая недостаточность сердца. При этом в сердечной мышце возникают изменения в виде накопления внутри клеток ионов натрия и кальция, нарушения синтеза макроэргических соединений, закисления внутриклеточной среды с последующим нарушением процессов сокращения и расслабления сердечного мышечного волокна. Это ведет к снижению силы и скорости сокращения сердечной мышцы, увеличению остаточного систолического объема и диастолического давления, расширению полостей сердца. Дилатации Дилатация сердца, обусловленная повышением внутриполостного давления при отсутствии первичных патологических изменений миокарда; при дилатации сердца тоногенной наблюдается равномерная гипертрофия миокарда. Синонимы: дилатация сердца активная, дилатация сердца компенсаторная, дилатация сердца концентрическая Дилатация сердца миогенная — это Д. с., обусловленная патологическими изменениями миокарда и снижением его сократительной функции. 4) Хронические осложнения сахарного диабета. Хронические осложнения сахарного диабета можно подразделить на микрососудистые, свойственные исключительно состоянию нарушения углеводного обмена и макрососудистые, которые могут быть и у лиц без диабета. К микрососудистым осложнениям относят диабетическую ретинопатию, нефропатию и нейропатию. Микрососудистые осложнения развиваются с одинаковой частотой как при сахарном диабете типа 1, так и типа 2, являясь результатом взаимодействия ряда метаболических, генетических и других факторов, среди которых наибольшее значение имеет фактор гипергликемии. Патогенез диабетических микроангиопатии носит многофакторный характер. Более того, в развитии каждого клинического варианта микрососудистых поражений играют роль не только общие для всех микроангиопатии патогенетические факторы, но и специфические для каждого. Ниже приведены основные нарушения, имеющие значение для прогрессирования всех микроангиопатии. Главным патогенетическим фактором, индуцирующим большинство последующих патологических изменений,является хроническая гипергликемия. Неферментативное гликирование. Патогномоничным морфологическим признаком этого процесса является утолщение базальных мембран, обнаруживаемое практически во всех тканях больных СД. Данный процесс, носящий прогредиентный и, при длительном сохранении гипергликемии, необратимый характер, приводит к нарушению функции клеточных белков, что, в частности, проявляется нарушением трансмембранной передачи сигнала. Полагают также, что гликирование, изменяя структуру белков, особенно липопротеидов, способно потенцировать образование свободных радикалов (гликоксидация) а также эндотелиальную дисфункцию. Кроме того, неферментативное гликирование приводит к потере эндотелием отрицательного заряда и увеличением его проницаемости. Гемодинамические нарушения. В дебюте сахарного диабета состояние микрогемодинамики характеризуется гиперперфузией тканей, т.е. усилением кровотока. Длительно существующая повышенная гемодинамическая нагрузка на сосудистую стенку сопровождается ее утолщением, склерозом, медиокальцинозом. Эти изменения со временем становятся необратимыми и самостоятельно влияют на местную гемодинамику. Макроангиопатии (атеросклероз) Хроническая гипергликемия, по-видимому, является важным компонентом для формирования ангиопатий. Известно, что гипергликемия вызывает неферментативное гликозилирование белков с образованием промежуточного соединения, названного продуктом Амадори. В дальнейшем продукт Амадори подвергается медленному и необратимому преобразованию в сложные соединения, которые обнаруживаются в соединительной ткани сосудов, фосфолипидном компоненте ЛПНП и в составе утолщенных базальных мембран. При этом образуются свободные радикалы, обладающие мощной окислительной активностью. Все это ведет к повышению проницаемости и снижению эластичности сосудов, изменению функции энзимов и обмена липопротеидов. Гликозилированные ЛПНП легко окисляются и имеют большое сродство к макрофагам, что приводит к образованию "пенистых клеток", являющихся основным элементом атерогенеза. 15 1) Возрастной и половой виды реактивности входят в структуру групповой реактивности. Возрастная реактивность определяет специфику реакций на раздражители, характерную для данного возраста. В частности, новорожденные по сравнению со взрослыми обладают большей способностью поддерживать биоэнергетику за счет анаэробного гликолиза; взрослые не болеют коклюшем. В пожилом возрасте имеются особенности ответной реакции на инфекционные агенты, что может быть связано со снижением функции барьерных образований, пониженной способностью вырабатывать антитела и уменьшением фагоцитарной активности. Половая реактивность определяется реактивными особенностями, присущими данному полу: например, женщины более устойчивы к кровопотере и боли, а мужчины — к физическим нагрузкам. Старение – это процесс непрерывного разрушения, присущий всем объектам живой и неживой природы. Теории и механизмы: Гипотезы износа. Наиболее примитивные механистические гипотезы рассматривали старение как простое изнашивание клеток и тканей. Известность получила одна из первых общебиологических теорий, предложенная Н. Рубнером (1908). Автор исходил из существования обратной зависимости между интенсивностью обмена, энергией и продолжительностью жизни: «энергетическая теория старения». Согласно этой теории был сделан вывод о том, что для продления своей жизни человек должен проявлять насколько можно минимальную активность. Это была грубая ошибка с точки зрения современной геронтологии. Напротив, активный образ жизни не только не сокращает, а продлевает продолжительность жизни. Генно-регуляторная гипотеза. Согласно этой концепции первичные изменения происходят в регуляторных генах — наиболее активных и наименее защищенных структурах ДНК. Предполагается, что эти гены могут определять темп и последовательность включения и выключения тех генов (структурных), от которых зависят возрастные изменения в структуре и функции клеток. Прямых доказательств возрастных изменений ДНК немного. В последнее время высказывалось предположение о связи старения с участками ДНК, некоторые из которых сокращаются в размерах при старении. Сообщалось и об открытии особого хромосомного фермента, препятствующего старению ДНК и способного омолаживать клетки человека (В. Райт и сотрудники). Нейро-эндокринные и иммунные гипотезы. Нейроэндокринная система человека является основным регулятором его жизненных функций. Поэтому с самого начала в геронтологии активно разрабатывались гипотезы, связывающие ведущие механизмы старения на уровне организма с первичными сдвигами в нейро-эндокринной системе, которые могут привести к вторичным изменениям в тканях. При этом, более ранним представлениям о первичном значении изменений деятельности той или иной конкретной железы (гипофиза, щитовидной или, особенно, половых желез и т. д.) приходят на смену взгляды, согласно которым при старении изменяется функция не одной какой-либо железы, а вся нейро-эндокринная ситуация организма. Довольно широкую известность получили гипотезы, связывающие старение с первичными изменениями в гипоталамусе. Гипоталамус — отдел промежуточного мозга, генератор биологических ритмов организма, играющий ведущую роль в регуляции деятельности желез внутренней секреции, которая осуществляется через центральную эндокринную железу — гипофиз. Согласно гипотезе «гипоталамических часов» (Дильман, 1968, 1976), старость рассматривается как нарушение внутренней среды организма, связанное с нарастанием активности гипоталамуса. В итоге в пожилом возрасте резко увеличивается секреция гипоталамических гормонов (либеринов) и ряда гормонов гипофиза (гонадотропинов, соматотропина), а также инсулина. Но наряду со стимуляцией одних структур гипоталамуса, другие при старении снижают свою активность, что приводит к «разрегулированию» многих сторон обмена и функции организма. Молекулярно-генетические гипотезы. Наибольшее внимание обычно привлекают молекулярно-генетические гипотезы, объясняющие процесс старения первичными изменениями генетического аппарата клетки. Большую их часть можно подразделить на два основных варианта. В первом случае, возрастные изменения генетического аппарата клеток рассматриваются как наследственно запрограммированные, во втором — как случайные. Таким образом, старение может являться запрограммированным закономерным процессом, логическим следствием роста и созревания, либо результатом накопления случайных ошибок в системе хранения и передачи генетической информации. |