Значение фундаментальной подготовки современного врача трудно переоценить. В свете новой концепции подготовки специалистов, внедряемой в рамках ныне действующего учебного плана, патофизиология является одним из важных компонентов успешной и глубокой подготовки врача.

Данный курс лекций, с нашей точки зрения, отвечает указанным целям и предназначен для самостоятельной работы студентов всех факультетов. Он призван облегчить усвоение патологической физиологии и помочь студенту разобраться в сложных вопросах, знание которых необходимо любому практическому врачу.

Краткий курс лекций может послужить основой для самостоятельной подготовки студентов иностранных факультетов, для которых вообще нет специальных учебников по патофизиологии.

Издание курса лекций имеет целью восполнить недостаточное количество учебников по патологической физиологии.

Автор выражает глубокую признательность

профессору А.И. Плаксину,

профессору В.Н. Каплину,

профессору В.А. Черешневу и

профессору И.Ф. Елькину за помощь в работе над курсом лекций.

Одобрено на заседании ЦМС факультета 16.10.96 г.

Разрешено к печати на заседании ЦКМС ПГМА 20.11.96 г.

Автор: доцент кафедры патологической физиологии Пермской государственной медицинской академии Самоделкин Евгений Иванович.

Рецензенты:

Заведующий кафедрой патологической физиологии Свердловской государственной медицинской академиидоктор медицинских наук, академик, профессор Ястребов Анатолий Петрович.

Заведующий кафедрой патологии Пермской государственной фармакологической академии доктор медицинских наук, профессор Сыропятов Борис Яковлевич.

Профессор кафедры патологической физиологии Пермской государственной медицинской академии доктор медицинских наук, профессор Елькин Иван Федорович.

патологическая физиология аллергия иммунитет

Рецензия

Преимущества патофизиологии - каждая болезнь состоит из небольшого количества патологических процессов - их около 20, которые имеют общие законы развития. Поэтому думающий врач может полноценно анализировать любое заболевание, а частные детали уже не вызовут такого затруднения (лихорадка, воспаление везде развиваются по одним законам, переплетаются, образуют различные комбинации.

Общая нозология - общее учение о болезни, важнейшими элементами которой являются:

а) повреждение,

б) реакция,

в) патологический процесс,

г) патологическое состояние,

д) болезнь.

Реакция - явление противодействия повреждению, направлена на устранение его и восстановление исходного состояния. Между повреждением и реакцией существует определенное соответствие: при относительно слабом повреждении уровень реакции соответствует или превосходит повреждение. При сильном повреждении уровень реакции может быть ниже. Врач судит об уровне повреждения не по самому повреждению, а по реакции на него. В случае, когда уровень реакции достаточен - это хорошо, но если реакции недостаточно для устранения повреждения, необходимо ее усилить.

Виды реакции:

1) защитно-приспособительная осуществляет приспособление к повреждению;

2) патологическая, по механизму своему также защитно-приспособительная, но вследствие необычного количества или качества приводит к возникновению вторичного повреждения (лихорадка, гной);

3) адаптивные реакции - длительно действующие в организме в условиях изменившейся среды существования.

Патологический процесс - это сочетание явлений повреждения, защитно-приспособительных и патологических реакций. Типичный патологический процесс закономерное сочетание составляющих его элементов при их всегда одинаковом строго последовательном включении (всегда в одинаковом порядке независимо от места локализации патологического процесса и его вида). Характерные черты - динамичность и фазность.

Если патологический процесс остановился в какой-то точке развития - это уже патологическое состояние (процесс без движения).

Общебиологические признаки здоровья:

структурная и функциональная полноценность здорового организма;

гомеостаз - постоянство показателей внутренней среды, способность сохранять его и оптимальный уровень реагирования;

равновесие организма с внешней средой, независимость от нее.

Общебиологические признаки болезни:

наличие ряда патологических процессов с нарушением структуры и функции органа;

нарушение гомеостаза, хотя бы частично;

нарушение приспособления организма к изменяющимся условиям внешней среды со

снижением биологической и социальной активности.

При диагностике болезни необходимо обязательно оценивать эти 3 критерия болезни и, помимо биологических показателей, следует учитывать показатели приспособляемости к внешней среде. Это легче всего сделать при нагрузке при функциональных пробах, но делать это нужно осторожно.

Болезнь (morbus) - сложное явление, которое состоит из ряда основных элементов. В болезни всегда есть две стороны: повреждение и реакция на него. Важнейший составной элемент болезни - нарушение гомеостаза и взаимодействия организма с внешней средой.

При болезни имеет место изменение ряда гомеостатических показателей, которые в организме удерживаются очень жестко и сдвиг их приводит к гибели (например pH). Хотя нужно отметить, что основная масса показателей может колебаться в определенной степени (например температура тела, биохимический или клеточный состав крови). В принципе гомеостаз - максимальная экономичность функционирования организма, возможность более полноценного приспособления к изменяющимся условиям внешней среды. Гомеостаз полезен в здоровом организме, а при болезни он нарушается. Утрачивая гомеостаз организм теряет обычные механизмы регуляции. Приспособление к внешней среде будет неполноценным (например ребенок с лихорадкой очень чувствителен к гипоксии).

Термин " болезнь " применяется для:

1) обозначения заболевания конкретного человека, понятия о болезни как нозологической единице и

2) обобщенного понятия о болезни, как биологическом и социальном явлении. Представление о болезни связано с качественно отличающейся от здоровья формой существования организма. Но в то же время эти состояния находятся в тесном единстве, так как состояния здоровья и болезни представляют хотя и различные, но неразрывно связанные между собой формы проявления жизни.

Общая этиология. Повреждение (Лекция № 2)

I) во времени:

1. первичное, вызванное непосредственным действием этиологического фактора: ожог, кислоты, щелочи, электрический ток, микробы - определяют специфику повреждения,

2. вторичное - как следствие избыточной или извращенной, неадекватной реакции на первичное повреждение.

II) специфическое и неспецифическое.

III) по характеру процесса: острое и хроническое.

IV) по степени выраженности: обратимое - некробиоз и паранекроз и необратимое - некроз.

V) по исходу: полное или неполное восстановление и гибель.

Острое повреждение - результат мгновенных изменений гомеостаза при действии мощных повреждающих факторов (остро развивающая ишемия клетки): а) резкое снижение макроэргов, б) нарушение перекисного окисления липидов, в) снижение мембранного потенциала и гибель клетки.

Хроническое повреждение - медленно развивающаяся ишемия клетки проявляется:

1) накоплением липидов в результате снижения их перекисного окисления;

2) отложением пигментов (например пигмента старения клетки липофусцина, который постепенно накапливается и определяет продолжительность жизни клеток.

Острое набухание клетки обратимо, когда при прекращении ишемии исчезают признаки набухания. Необратимое острое набухание сопровождается снижением макроэргов пуриновых оснований и приводит к гибели клетки из-за неспособности продолжать жизнь. Смерть сопровождается некрозом клетки, необратимыми изменениями клеточных структур в результате аутолиза белков, углеводов, липидов ферментами лизосом - гидролазами. Смерть - гибель клетки, может наступить и без некроза под действием таких фиксаторов, как формальдегид, глютаровый альдегид, которые быстро разрушают ферменты тканей и препятствуют некрозу.

Повреждение клеточных мембран. Клеточная мембрана - это слой фосфолипидов, в которые встроены белковые молекулы и липопротеиды. Белковые молекулы выполняют 3 функции:

1) ферментативную,

2) насосную или транспортную,

3) рецепторную.

Упаковка этих структур осуществляется за счет гидрофобных связей. При повреждении этих структур страдают прежде всего белковые молекулы, нарушается их способность поддерживать гидрофобный гомеостаз клетки. Нарушается:

1) ферментативная активность,

2) проницаемость (мембрана неповрежденной клетки не пропускает коллоидные краски),

3) электропроводимость и

4) заряд.

Все это ведет к нарушению ионного гомеостаза, в клетке накапливаются ионы натрия, вне клетки K⁺, Ca²⁺, возникает угроза лизиса клетки, выход воды при травме тканей, отек тканей мозга. За сутки 3-4 л жидкости превращается в лимфу.

Патофизиологические показатели повреждения клеток и субклеточных структур:

1) общий показатель - нарушение неравновесного состояния клетки с окружающей ее средой: состав и энергетика клетки не соответствуют окружающей среде - выше энергетика, иной ионный состав, воды в 10 раз больше, K⁺ в 20-30 раз, глюкозы в 10 раз больше, чем в окружающей среде, зато Na⁺ в клетке меньше в 10-20 раз.

2) поврежденная клетка утрачивает свою неравновесность и приближается к показателям окружающей среды, а мертвая клетка имеет точно такой же состав за счет простой диффузии. Равновесие организма с внешней средой и обеспечивается этой неравновесностью клетки по отношению к окружающей среде. Потеря неравновесности в следствие повреждения ведет к утрате клеткой K⁺, воды, глюкозы, энтропического потенциала, рассеиванию энергии во внешнюю среду (энтропия - выравнивание энергетического потенциала).

Повреждение на уровне клетки может быть специфическим. Эта специфичность определяется этиологическим фактором. Например, для механического повреждения таким специфическим нарушением будет нарушение целости структуры ткани, клеток, межклеточных образований: сдавление, размозжение, ушиб, растяжение, разрыв, перелом, ранение. Для термического повреждения специфическим его выражением будет коагуляция и денатурация белково-липоидных структур клеток.

Неспецифические проявления альтерации:

1) ацидоз,

2) повышение осмотического давления в клетке,

3) накопление воды в свободном состоянии - вакуолизация,

4) изменение коллоидного состава протоплазмы.

Дистрофические изменения: белковая дистрофия, мутное набухание, зернистое перерождение, жировая декомпозиция, инфильтрация, разрушение ядра: кариолизис - растворение, кариорексис - распад, кариопикноз - сморщивание. Развивается некробиоз, некроз, повреждение клеточных структур, вакуолизация цитоплазмы, потеря распознаваемости органелл, разрыв гистоплазматических мембран.

Переходным компонентом от клеточного уровня повреждения является повреждение функционального элемента органа. В состав функционального элемента органа входит:

1. паренхиматозная клетка, обеспечивающая специфику данного органа: в печени - гепатоцит, в нервной системе - нейрон, в мышце - мышечное волокно, в железах - железистая клетка, в почках - нефрон.

2. соединительно-тканные компоненты: фибробласты и фиброциты, гиалиновые и коллагеновые волокна - соединительно-тканный остов, выполняющий роль опорного аппарата.

3. нервные образования:

а) рецепторы - чувствительные нервные окончания начало афферентной части рефлекторной дуги;

б) эффекторные нервные окончания, регулирующие различные функции: сокращение мышц, отделение слюны, слез, желудочного сока;

4. микроциркуляторное русло и

5. лимфатические капилляры.

Микроциркуляция - это кровообращение на участке:

1) артериол,

2) прекапилляров,

3) капилляров,

4) посткапилляров,

5) венул. Прекапилляры заканчиваются прекапиллярным сфинктером, при сокращении которого кровь, минуя капилляры, сбрасывается в венулы по артерио-венозным шунтам. Возникает патологическое депонирование крови, стаз в капиллярах, гипоксия.

Эта система микроциркуляции обеспечивает функциональный элемент органа кислородом и питательными веществами и удаляет углекислый газ и продукты обмена веществ, обеспечивает движение биологически активных веществ и медиаторов (катехоламинов, биогенных аминов, гормонов, кининов, простагландинов, метаболитов и параметаболитов, ионов, ферментов и других элементов, определяющих состояние гомеостаза.

Общий патогенез (Лекция № 3)

При повреждении в организме возникают различные реакции. Наибольшее значение в качестве регулирующих механизмов имеют нервные и гормональные механизмы регуляции. Они обусловливают реакции целостного организма: повреждение органа, ткани > раздражение нервных рецепторов > реакции нервной системы + реакции эндокринной системы > регуляция кровообращения, специфических функций, трофики, обмена веществ.

Нервные механизмы - запускающие в защитно-приспособительных реакциях (пусковые), а гормональные по времени включаются позднее нервных и поддерживают нервную реакцию, как исполнительная часть нейроэндокринной регуляции.

Важнейшими формами участия нервной системы в патогенезе болезней и патологических процессов являются: возбуждение и торможение.

Возбуждение - универсальная реакция нервной системы, и на базе его регулируются механизмы защиты и приспособления и запускаются гормональные реакции. В начале действия повреждающих агентов возникает диффузное генерализованное возбуждение, захватывающее все этажи нервной системы. В зависимости от силы повреждения агента длительность диффузия возбуждения будет разная: при действии относительно слабого повреждающего агента возбуждение будет дольше, а при действии повреждения агентов большой силы общее возбуждение будет коротким - секунды. Возбуждение может быть моторное, психоэмоциональное, иногда повышается работоспособность,раздражительность - эта фаза предшествует заболеванию. В норме возбуждение в ЦНС передается по вектору, а при патологии может быть иррадиация возбуждения против вектора. Известны физиологическая доминанта, патологическая доминанта и детерминанта.

Торможение играет важнейшую роль в защите нервной системы: Формы торможения так же различны:

1) активное, регулирующее, центральное торможение - (как механизм защиты) развивается комплекс различного рода тормозных процессов, сопряженных с возбудительными, взаимодействие их обеспечивает анализ действующих на организм факторов и организацию приспособительного поведения для сохранения гомеостатического равновесия с внешней средой. Оно обеспечивает снижение чувствительности нервных образований к патологическому раздражению, вызванному повреждением, предохраняя от перераздражения. Характерной чертой центрального торможения является сохранение адекватного ответа на раздражители различной силы.

Так и уровень воспитанности определяется активным торможением.

2) запредельное торможение возникает при действии очень длительного или сильного возбуждения или повреждения и характеризуется фазностью, изменением реакции на раздражители различной силы или биологического значения. Фазы его: уравнительная, парадоксальная, наркотическая (тормозная), ультрапарадоксальная (развивается только в коре головного мозга). Торможение начинается с коры головного мозга и по мере действия раздражителя спускается на более низкие (но более устойчивые) этажи, а высвобождение-снизу вверх. Роль торможения двойная:

1) предохранение нервных клеток от гибели, т.е. их защита;

2) снижение приспособления и возможная гибель организма.

Особенности регуляции функций организма при болезни заключаются в том, что физиологические показатели на длительное время выходят за гомеостатические границы - более высокий или низкий уровень. Регуляция функций при болезни конечно есть, но не гомеостатическая.

При болезни функции регулируются по типу аварийного регулирования, это позволяет сохранить жизнь или ткани от гибели, но ухудшаются приспособительные реакции организма как целого. Это единственный вариант сохранения жизни в данных условиях. При болезни сохраняются те же нормы функциональной деятельности, что и в здоровом организме, никаких новых функций организм не приобретает.

При болезни:

1) происходит выход показателей за пределы гомеостатических, но приближаясь к границам, опасным для жизни, не выходит за их пределы за счет включения защитно-приспособительных реакций, что и обеспечивает приспособление к повреждению;

2) нарушается способность к гомеостатической регуляции, но сохраняется способность к выживанию. Способ регуляции, позволяющий сохранить жизнь ценой приспособляемости к внешней среде называется аварийным регулированием. Включаются новые связи, организм жертвует частью во имя сохранения целого (перераспределение крови, тахикардия, одышка, запредельное торможение ЦНС, шунтирование кровотока);

3) Аварийное регулирование неэкономично для организма, истощает его энергетические и пластические ресурсы, но это способ выживания.

Общий адаптационный синдром. Роль гормональных механизмов в патогенезе неэндокринных заболеваний (Лекция № IV).

1. Определение, понятие, причины и виды стресс-реакции.

2. Характеристика быстрого стресса. Характеристика долговременного стресса, его стадии.

3. Морфологические, биохимические и гематологические изменения при стрессе.

4. Патогенез и патологические формы стресс-реакции.

Стресс - универсальная неспецифическая нейро-гормональная реакция организма на повреждение или сигнал угрозы жизни или благополучия организма, проявляющееся в повышении резистентности организма.

Классификация стрессоров - агентов, вызывающих стресс:

1) все виды агентов, вызывающих такие экстремальные повреждения, как гипоксия, гипотермия, травма, лучевая энергия, отравление - т.е. все экстремальные агенты.

2) сигналы угрозы благополучию жизни организма, вызывающие отрицательные эмоциональные состояния страх, душевный дискомфорт и другие - т.е. все отрицательно эмоциональные агенты.

Классификация видов стресса:

1. в зависимости от причины (стрессора):

а) биологический (физический) стресс, вызываемый экстремальными агентами,

б) эмоциональный стресс, вызываемый отрицательными эмоциями.

2. в зависимости от скорости включения и механизма:

а) срочный (немедленный) стресс - возникает моментально (секунды) - направлен на быстрый выход из опасной ситуации, механизм - возбуждение симпато-адреналовой системы,

б) долговременный стресс - включается позднее (часы), направлен на длительное сопротивление стрессору, в основе механизма - включение в реакцию гормонов гипофиза и коры надпочечников.

Характеристика и патогенез срочного стресса. Срочный стресс - немедленная реакция организма, возникающая в ответ на экстремальные агенты, направленная на кратковременное повышение резистентности, механизм которой связан с активацией симпато-адреналовой системы.

Характеристика: описал Кеннон для вариантов жизни - убежать от опасности или устранить опасность физически (напасть) - это реакция битва-бегство; его суть - быстро предельно усилить мышечную и мозговую деятельность, путем активации систем кровообращения, дыхания.

Адреналин - формирует хаотичный стресс. Норадреналин - формирует срочный стресс через активацию мозговых структур. Однако, срочный стресс не в состоянии обеспечить долговременную адаптацию к стрессору - не хватает симпато-адреналовых ресурсов.

Патогенез срочного стресса:

а) запуск срочного стресса осуществляется через центры гипоталамуса с последующей активацией симпато-адреналовой системы и выбросом катехоламинов: адреналина (мозговая часть надпочечников) и норадреналина (мозговая часть надпочечников и медиатор симпатического возбуждения). Запуская стресс, эти гормоны действуют через усиление кровообращения и метаболизма,

б) механизм гемодинамического обеспечения стресса: тахикардия, увеличение минутного объема сердца, повышение артериального давления, ускорение кровотока, перераспределение крови к мозгу, мышцам, сердцу; усиление свертывания крови; усиление газообмена,

в) механизм метаболического обеспечения стресса:

образование глюкозы и гликогена под влиянием гормона глюкагона - гипергликемия в мозге, мышцах;

усиление расщепления жирных кислот с освобождением энергии;

усиление газообмена, расширение бронхов.

Характеристика и патогенез долговременного стресса - общего адаптационного синдрома (ОАС).

ОАС - это общая неспецифическая нейро-гормональная реакция организма в ответ на действие экстремальных агентов, направлена на долговременное повышение резистентности к ним, механизм которой связан с действием адаптивных гормонов гипофиза и коры надпочечников. Открыл и изучил Ганс Селье.

Стадии ОАС и их характеристика:

Первая стадия - тревоги (мобилизации), она подразделяется на две фазы: фаза шока и фаза противошока. В фазу шока возникает угроза всем жизненноважным функциям организма, при этом развиваются гипоксия, снижение артериального давления, гипотермия, гипогликемия; а организм оказывается подверженным повреждению и может погибнуть, если не включиться механизм действия адаптивных гормонов.

В фазу противошока начинается активация надпочечников, выброс кортикостероидов, резистентность при этом нарастает и наступает вторая стадия ОАС.

Вторая стадия (резистентности) - уровень резистентности долгое время держится на высоком уровне, достаточном для сопротивления организма стрессору, и если стрессор прекращает действие, то резистентность возвращается к норме, организм выживает; при этом резистентность повышается неспецифически, т.е. ко всем возможным агентам.

Если стрессор силен и продолжает действовать, то возможно наступление третьей стадии.

Третья стадия (истощение) характеризуется всеми признаками, характерными для фазы шока, резистентность падает, организм подвержен повреждающему действию стрессоров вплоть до гибели.

Морфологическая триада при стрессе:

а) инволюция тимико-лимфатического аппарата уменьшение в размерах тимуса, лимфоузлов, селезенки,

б) кровоточащие язвы желудочно-кишечного тракта,

в) гипертрофия надпочечников.

Гематологические изменения при стрессе:

а) лимфопения - лизис лимфоцитов и их уход в ткани; распад лимфоцитов обеспечивает выброс из них энергетических и пластических (РНК, ДНК, белок) субстанций, выход лимфоцитов в ткани - обеспечение иммунной защиты,

б) эозинопения - признак защиты, эозинофилы уходят в ткани, обеспечивают там разрушение гистамина и таким образом уменьшают повреждение в тканях,

в) нейтрофильный лейкоцитоз - выброс в циркуляцию из костного мозга имеющегося запаса нейтрофилов - этим обеспечивается неспецифическая защита от бактерий.

Биохимические изменения при стрессе:

а) изменяется общий обмен:

первая фаза - катаболическая - (распад белков, жиров, углеводов, распад и лизис клеток в очаге повреждения и по всему организму) - при одномоментном действии стрессора продолжается не более 3-х суток,

вторая фаза - анаболическая - в стадию резистентности: усиливается синтез белка, активизируется пролиферация, замещение погибших клеток на новые,

б) гипергликемия - в результате глюконеогенеза синтез новой глюкозы из белков - действие гормонов коры надпочечников,

в) распад жиров с освобождением энергии и использовании ее в метаболизме, питании клеток;

г) задержка воды и натрия в организме.

Патогенез общего адаптационного синдрома: пусковые факторы:

1) адреналин;

2) кора мозга;

3) хеморецепторы гипофиза > ретикулярная формация > возбуждение центров гипоталамуса и выброс релизинг-факторов > активация передней доли гипофиза и выброс тропных гормонов (АКТГ, СТГ) > усиление секреции гормонов коры надпочечников (глюко - и минералокортикоидов) > повышение резистентности организма опосредованно через действие гормонов на все виды обмена.

Характеристика адаптивных гормонов передней доли гипофиза и коры надпочечников:

а) АКТГ (адренокортикотропный гормон) - пептидный, катаболический; запускает выброс глюко - и минералокортикоидов,

б) глюкокортикоиды - стероидные гормоны (кортикостерон, кортизон, гидрокортизон и другие, их более 10) катаболического действия:

регулируют белковый и углеводный обмен,

активизируют глюконеогенез,

стабилизируют мембраны - уменьшают их проницаемость, предупреждая повреждение клеток,

в) минералкортикоиды (ДОК - дезоксикортикостерон, альдостерон) - стероиды, регулируют водно-солевой обмен - задерживают натрий, выводят калий, задерживают в организме воду.

Влияние на воспаление: глюкокортикоиды - противоспалительные, т.е. снижают воспаление; минералокортикоиды - провоспалительные - усиливают воспаление.