Патофизиология (Пособие для резидентуры)

главное звено. Изменение, обуславливающее последующие нарушения в патогенезе, называется главным звеном. Главное звено возникает под воздействием этиологического фактора и обуславливает специфичность заболевания. Устранение главного звена приводит к ликвидации патологического процесса. Этот принцип составляет основу патогенетического лечения. Например, главное звено патогенеза сахарного диабета – недостаточность инсулина. Главное звено в патогенезе артериальной гиперемии – расширение артериол; главное звено в патогенезе язвенной болезни – нарушение равновесия между факторами агрессии и защиты. Главное звено патогенеза развивающейся при холере диареи – ускорение синтеза и секреции простагландина в эпителиальных клетках кишечной стенки, вызванное экзотоксином холерного вибриона. Простагландины путем активации аденилатциклазы приводят к увеличению содержания циклической АМФ (цАМФ). цАМФ ускоряет функциональную активность эпителиальных клеток кишечной стенки, в результате чего ускоряется секреция и выделение из организма воды и электролитов, и развивается основное проявление холеры – диарея. Исходя из этого, патогенетическое лечениехолерынаправленона снижениесинтеза простагландинов.

Специфические и неспецифические механизмы. При развитии заболевания развиваются как относящиеся к одной конкретной болезни, т.е. специфические, так и однотипные, встречающиеся при ряде других заболеваний, т.е. неспецифические признаки. Специфические признаки полностью зависят от причины болезни и определяют ее основной характер. Определение специфических признаков (гуморальный и клеточный иммунитет и т.д.) имеет большое значение для правильнойдиагностикизаболеваний.

Неспецифические признаки определяются эволюционно сформированными и генетически запрограммированными защитно-приспособительными механизмами. Это стандартная, стереотипная ответная реакция организма на действие любого патогенного фактора. Сюда относятся типовые патологические процессы. Эти механизмы увеличивают устойчивость организма к повреждению.

Местные и общие проявления. Существуют различные проявления взаимосвязи местных и общих изменений в патогенезе болезни. Например, воспаление, возникающее в результате местного повреждения тканей, развивается, в основном, в области повреждения. В этом случае если область повреждения небольшая, общие изменения в организме проявляются мало. Наряду с этим местные процессы очень малых размеров могут привести к системным изменениям на уровне всего организма. Например, приступы боли (колики) при желчнокаменной болезни сопровождаются вегетативными изменениями (изменения артериального давления, пульса, дыхания и т.д.).

Существуют два типа связей между местными и общими проявлениями в патогенезе заболеваний:

первично возникают местные изменения. Эти изменения при соответствующих условиях могут привести к общим нарушениям. Например, воспаление, опухоли, ожоги, будучи местными процессами, при высокой степени выраженности могут привести к общим изменениям в организме – лихорадке, кахексии, ожоговой болезни соответственно;

первично возникают общие изменения. В соответствующих условиях эти изменения могут иметь местные проявления. Например, при сахарном диабете как общем заболевании вторично развиваются местные патологические процессы – фурункулы, нефросклероз и др. При инфекционных заболеваниях местные проявления патологического процесса связаны с тропностью микроорганизма-возбудителя (при дизентерии повреждение слизистой оболочки толстого кишечника, при менингите повреждение мозговых оболочек и т.д.). При некоторых отравлениях общие изменения также могут сопровождаться местными нарушениями. Например, зависимость повреждения от путей выведе-

23

ния ядовитого вещества из организма – отравление сулемой сопровождается повреждением почек, т.к. ядовитые метаболиты выводятся при этом в основном через почки. Возникновение местных проявлений под влиянием общих изменений также зависит от функциональных свойств органов и тканей. Примером может служить влияние ионизирующей радиации на клетки низкой дифференциации с высокой способностью к пролиферации (костный мозг, лимфатические узлы и др.).

Роль уровня повреждения в патогенезе. Первичные повреждения после действия патологического фактора могут возникнуть на различных уровнях организма и в зависимости от этоговключаютсятеили иные компенсаторныемеханизмы.

Если первичное повреждение происходит на субмолекулярном уровне, то возникают молекулярные заболевания. При этом повреждение происходит на генетическом уровне, что приводит к нарушению синтеза соответствующего белка. Таким образом, функция этого белка нарушается и развиваются соответствующие заболевания (например, ферментопатии, врожденные иммунодефицитные синдромы и др.). При таких повреждениях компенсаторные механизмы направленынаустранениенарушений, возникшихврезультатегенетическогодефекта.

Первичное повреждение может быть и на клеточном уровне. Ответная реакция организма направлена при этом на развитие регенераторных реакций. Т.е. поврежденные клетки устраняютсяизорганизмаизамещаютсяоднотипнымиклеткамииликлеткамисоединительнойткани.

Если первичное повреждение происходит на органном уровне, компенсаторные реакции происходят на органном, системном уровне и на уровне всего организма. Например, при недостаточности сердечных клапанов наблюдается гипертрофия миокарда, а при легочной недостаточности – одышка, тахикардия.

Если первичное повреждение происходит на системном уровне, то включаются сложные компенсаторные реакции во всем организме. Например, при почечной недостаточности выведение конечных продуктов азотистого обмена происходит посредством слизистых оболочек пищеварительной идыхательнойсистемы, усиливаетсядетоксикационнаяфункция печении т.д.

Независимо от уровня первичного повреждения при патологическом процессе в клетках и их органоидах происходят изменения. Несмотря на это, не всегда повреждения клеток сопровождаются функциональными расстройствами органов и систем. Это связано с компенсаторными возможностями органов и систем. Например, снижение функции печени наблюдается при повреждении 2/3 частигепатоцитов.

Структурные (морфологические) и функциональные изменения взаимосвязаны в патогенезе заболеваний. Как правило, каждое заболевание имеет определенную морфологическую основу. В основе любых функциональных изменений стоят структурные изменения на том или ином уровне (молекулярном, клеточном, тканевом и т.д.). С другой стороны, функциональные нарушения при заболеваниях могут привести к вторичным морфологическим изменениям. Например, гиперфункция клеток и органов (функциональные изменения) закономерно приводят к их гипертрофии (морфологические изменения).

Адаптация (приспособление) и компенсация. Адаптация – это приспособление здоро-

вого организма к постоянно изменяющимся условиям внешней среды. Механизмы адаптации эволюционно сформированы. Адаптационные механизмы направлены на сохранение постоянства гомеостаза и предупреждают повреждение организма под воздействием факторов внешней среды. Например, в горных условиях повышение количества эритроцитов в единице объема кровиможетбытьоцененокакмеханизм адаптации.

Компенсация – это реакции, направленные на восстановление гомеостаза, нарушенного вследствие действия болезнетворного агента. Компенсаторные реакции направлены на устранениерезультатовповреждения. Этимеханизмытакжеэволюционносформированы.

24

Основу этих реакций (адаптации и компенсации) составляют одинаковые механизмы. Различие между этими понятиями заключается в том, что адаптационные механизмы включаются при возрастании интенсивности влияния обычных факторов внешней среды, в этом случае в организме нет повреждения. А компенсаторные реакции включаются, если под влиянием патогенных факторов показателигомеостаза отклоняютсяот нормы. Другими словами компенсаторныереакции развиваются, есливорганизмеестьповреждение.

Механизмы адаптации и компенсации могут проявляться как функциональными, так и структурными изменениями. Эти механизмы развиваются в два этапа:

срочные. Мобилизуются запасные механизмы организма. В результате этого увеличивается работа, приходящаяся на каждую единицу системы и возникает гиперфункция. Примером может служить увеличение функции оставшихся неповрежденными нефронов при некрозе части нефронов почек.

долгосрочные. Это сопровождается увеличением количества структурных элементов. К таким компенсаторным механизмам относятся гипертрофия, гиперплазия, регенерация, формирование коллатералей и др.

2.4. Общиепринципылечения

Одной из задач общей нозологии является изучение общих принципов лечения. Выделяют этиологические, патогенетические исимптоматические лечебныемероприятия.

Комплекс мероприятий, направленных на устранение болезнетворной причины, называется этиологическим лечением. Такое лечение может проводиться как медикаментозным (например, назначение антибиотиков против возбудителей ицфекционных болезней), так и хирургическим путем (например, удаление эхинококковой кисты хирургическим путем при эхинококкозе).

Патогенетическое лечение влияет на механизмы развития болезни и направлено на усиление компенсаторных реакций и блокаду повреждающих механизмов. Например, при аллергических реакциях можно проводить патогенетическое лечение, воздействуя на несколько механизмов: путем использования глюкокортикоидов можно уменьшить синтез антител, специфической десенсибилизацией можно устранить антитела из организма, синтетическими антигистаминовымипрепаратамиможноблокироватьгистаминовые рецепторыклетокит.д.

Иногда этиологическое и патогенетическое лечение бывают неэффективными. В этом случае необходимо проведение симптоматического лечения. Например, использование обезболивающих препаратов у онкологически больных в заключительной стадии позволяет уменьшить ихмучительныеболи.

25

Глава3. РОЛЬФАКТОРОВВНЕШНЕЙСРЕДЫВ ВОЗНИКНОВЕНИИЗАБОЛЕВАНИЙ

К экзогенным факторам, являющимися причиной развития заболеваний, относятся

механические, физические, химические, биологические, психические и социальные факторы

(табл. 3.1).

Таблица3.1. Экзогенныеэтиологическиефакторы

3.1. Патогенноедействиемеханическихфакторовнаорганизм

Механические факторы в зависимости от их свойств, продолжительности, силы и области действия вызывают в организме различные повреждения, становятся причиной травм, ранений, сотрясений, сдавлений, растяжений и разрывов. Основную часть патологий, вызванных механическими действиями, составляют травмы. Под механической травмой подразумевается нарушение целостности ткани твердым телом, взрывной или ударной волной. В результате травм возникают местные и общие изменения в организме. В качестве примера местных изменений можно привести переломы, ушибы, сдавления и их комбинации (сочетания). Общие изменения, вызванные механическими травмами – травматический шок, синдром длительного раздавливания (краш-синдром) и геморрагический коллапс. Вообще, болезнетворное действие механического фактора зависит от силы, длительности его действия, а также от резистентности структур, подверженных действию механического фактора.

В результате действия механического фактора в тканях может развиться сдавление (сжатие). Сдавление тканей становится причиной их деформации. Естественно, что кости в сравнении с мягкими тканями более устойчивы к сдавлению. Т.к. мягкие ткани более чувствительны к сдавлению, кратковременные сжатия становятся причиной нарушения кровообращения в этих тканях, а длительные сжатия приводят к развитию в них некроза.

Повреждающее действие сдавления на организм наиболее часто встречается при землетрясениях, завалах. При освобождении из под завала после длительного сдавливания в организме развиваются тотальные функциональные и морфологические нарушения. Это состояние называется «синдром длительного раздавливания», или «краш-синдром». Основу патофизиологических расстройств составляет травматический токсикоз. Токсические продукты, которые образуются в результате нарушения обмена веществ и разрушения (разрыва)

26

поврежденных тканей, переходят в кровь и становятся причиной развития патологических изменений. В отличие от травматического шока признаки потери плазмы и сгущения крови проявляются болеечетко. Краш-синдромразвиваетсяв3-хстадиях:

ранняя стадия – продолжается до 3-х дней, превалируют общие признаки шока;

промежуточная стадия – продолжается 3-12 дней, превалируют признаки острой почечной недостаточности;

поздняя (запоздалая) стадия – продолжается от 12 дней до 1 месяца, превалируют местные признаки.

Вразвитии краш-синдрома большую роль играют 3 патогенетических фактора. Сюда относятся боль, травматическая токсемия и кровопотеря. Больные умирают, в основном, в результате развития сердечной, дыхательной или почечной недостаточности. При самых тяжелых формах шока развивается кишечная аутоинтоксикация.

Одним из механических факторов является удар. В результате удара нарушается целостность тканей: в костях возникают переломы, повреждаются кожа, мягкие ткани, внутренние органы, разрушаются кровеносные сосуды, возникают кровотечения. Удар может также привести к сотрясению тканей. В качестве примера здесь можно привести сотрясение мозга. Сотрясение мозга (commotio serebri) – возникает в результате удара головного мозга об череп, и гидродинамическая волна ликвора воздействует на желудочки и ткань головного мозга. Во время тяжелого сотрясения мозга в желудочках, продолговатом мозге наблюдаются некроз и кровоизлияния. Один из показателей тяжести сотрясения мозга – это увеличение венозного давления. От воздействия ударной волны происходит не только сотрясение тканей, в то же самое время происходит их повреждение и нарушение целостности мелких сосудов (внутренняя гематома). Сотрясение, сопровождающееся такого рода нарушениями, называется контузия (оглушение – contusio serebri). В результате действия удара развиваются не только местные, но и общиепризнакиповреждения.

Нарушение целостности тканей в результате механического воздействия называется ранение /2/. Ранение сопровождается воспалительными реакциями. В течении общих реакций, вызванныхранениями, выделяют 2 стадии:

I стадия – вследствие повышения активности симпатического отдела вегетативной нервной системы содержание адреналина в крови повышается. Это, в свою очередь, приводит к повышению основного обмена, уменьшению регенерации, увеличению внутрисосудистой свертываемости крови. Увеличение секреции глюкокортикоидов в этой стадии оказывает противовоспалительное действие.

II стадия – увеличивается активность парасимпатической нервной системы. Вследствие повышения секреции минералокортикоидов ускоряется регенерация ран.

3.2. Патогенноедействиезвукаишуманаорганизм

Слуховой анализатор здорового человека воспринимает звуковые волны с частотой 16-20000 Герц (Гц). Звук частотой ниже 16 Гц называется инфразвуком, выше 20000 Гц – ультразвуком, 106-1013 Гц – гиперзвуком. По мере повышения интенсивности звука общее состояние организма ухудшается, у больного могут наблюдаться судороги, потеря сознания и паралич.

Выделяют 2 типа воздействия шума на человеческий организм: специфическое и неспецифическое. Специфическое воздействие связано с нарушением функции слухового анализатора. При этом происходит длительный спазм сосудов слухового анализатора, что приводит к нарушению обмена веществ и дегенеративным изменениям преддверно-улитко- вого нерва. Если своевременно не будут предприняты меры, может возникнуть глухота. Неспецифическое воздействие шума связано с раздражением больших полушарий головного

27

мозга, гипоталамуса и спинного мозга. Сначала в центральной нервной системе происходит торможение, затем в результате повреждения нервных клеток наблюдается снижение памяти, внимания и трудоспособности. У больного проявляются невротическая реакция, астения (нервно-психическая слабость, усталость, истощение и нарушения сна), функциональные нарушения вегетативной нервной системы, нарушения координации движения. Шум может вызывать гипертонию, даже онкологическое заболевание.

В результате длительного воздействия шума развивается шумовая болезнь. Шумовая болезнь характеризуется патологическими изменениями органа слуха, центральной нервной, сердечно-сосудистой систем и желудочно-кишечного тракта. Длительное постоянное воздействие шумов может привести к глухоте.

Инфразвук образуется, в основном, во время землетрясений, подводных и подземных взрывов, шторма, цунами. Низкочастотный инфразвук, воздействуя на среднее ухо, приводит к появлению признаков морской болезни, а высокочастотный инфразвук приводит к интенсивному дрожанию внутренних органов, даже может стать причиной остановки сердца. Действие инфразвука средней частоты (110-115 Гц) приводит к различным нарушениям в органах пищеварительной системы и головного мозга (обморок и общая слабость). Среднечастотный инфразвук может привести к слепоте.

Ультразвук. Биологические эффекты ультразвука связаны с его механическим, термическим и физико-химическим воздействиями /7/. Термическое воздействие проявляется

впоглощении энергии и становится причиной согревания тканей. Механическое воздействие связано с распространением акустических волн в тканях. В результате действия ультразвука

вжидкостных средах организма образуется большое количество микроскопических пузырьков, что называется кавитацией (от лат. «kavito» – полость). Воздействуя на молекулы и клеточные структуры, кавитация становится причиной разрушения тканей. Иногда это свойство приводит к нежелательным последствиям (гематома мягких тканей).

Химическое воздействие ультразвука связано со сложными химическими процессами в полостях кавитации. На стенках этой полости образуется электрический заряд и отмечается эффект ультрафиолетового облучения. В результате электро- и фотохимических реакций происходит ионизация молекул. Это приводит к образованию активных форм кислорода и свободных радикалов. Это сходство особенностей влияния ультразвука и ионизирующих лучей. Накопление свободных радикалов повышает проницаемость клеточных мембран и других биологических барьеров. Наблюдаются нарушения коллоидной системы и коагуляции белков.

Центральная нервная система, железы внутренней секреции, сердечно-сосудистая система особенно чувствительны к действию ультразвука; периферические нервы повреждаются избирательно, нарушается передача нервных импульсов в синапсах. В результате появляются вегетативные полиневриты, параличи, повреждения слухового и зрительного анализаторов, нарушения сна, повышенная утомляемость. По сравнению с шумом высокочастотные ультразвуковые волны оказывают на слуховой анализатор относительно слабое воздействие, но вызывают более выраженные нарушения функции преддверно-улиткового анализатора (нарушения равновесия), повышают болевую чувствительность, приводят к нарушениям терморегуляции.

3.3. Патогенноедействиенаорганизмпониженного атмосферногодавления

При подъеме человека на возвышенности (например, при подъеме в гору, во время полетов на борту самолета, при разгерметизации в летательных аппаратах и т.д.) организм подвергается действию пониженного барометрического давления – гипобарии. В условиях гипобарии возникает высотная и горная болезни. Высотная болезнь развивается остро, а горная болезнь – постепенно.

28

В возникновении патологических изменений при действии пониженного барометрического давления участвуют 2 фактора: снижение атмосферного давления и парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. В результате снижения атмосферного давления альвеолярная диффузия уменьшается, и насыщение крови кислородом нарушается.

Комплекс патологических изменений, возникающих в результате действия пониженного атмосферного давления на организм, называется синдромом декомпрессии. К основным признакам синдрома относятся боль, метеоризм и высотная тканевая эмфизема. В условиях гипобарии в закрытых и полузакрытых полостях тела (лобные пазухи, среднее ухо, плевральная полость, желудочно-кишечный тракт) происходит разряжение и расширение газов. В результате этого созданное газами давление раздражает рецепторы в стенках полостей, создает чувство боли (самая сильная боль возникает в среднем и внутреннем ухе), в результате разрыва мелкокалиберных сосудов, происходят кровотечения из носа и уха. В результате расширения воздуха в желудочно-кишечном тракте возникает метеоризм, что приводит к поднятию диафрагмы. Это, в свою очередь, становится причиной нарушения дыхания и кровообращения.

На высоте 19000 м и выше происходит «закипание» жидких сред организма и увеличение объема мягких тканей (подкожной жировой клетчатки), что называется «высотной эмфиземой».

Синдром декомпрессии (высотная болезнь) чаще всего наблюдается у летчиков при нарушении герметичности кабин во время полета. Развитие этого синдрома связано с отделением газов (в первую очередь азота), растворенных в тканевых жидкостях, и образованием свободных газовых пузырьков, которые после попадания в систему кровообращения распространяются в различных органах, приводя к образованию в сосудах эмболов и ишемии тканей. Эмболия коронарных и церебральных сосудов считается самым опасным осложнением. Во время декомпрессии возникает боль в суставах, кожный зуд, а иногда нарушения зрения, отек легких и потеря сознания. Развитие отека легких связано с повышением давления в легочной артерии. Физическая нагрузка, простуда, ожирение, нарушения микроциркуляции снижают сопротивление организма гипобарии.

Для развития горной болезни некоторые факторы создают предрасполагающие условия (физическая усталость, переохлаждение, обезвоживание, влияние ультрафиолетовых лучей, тяжелые погодные условия и др.). В патогенезе горной болезни выделяют две стадии: компенсация (приспособление) и декомпенсация. В стадии компенсации повышается возбудимость клеток коры головного мозга, хеморецепторы каротидного синуса и дуги аорты раздражаются гипоксемической кровью, что становится причиной рефлекторного возбуждения дыхательного и вазомоторного центров. В результате этого наблюдаются тахикардия, одышка, повышение артериального давления. Вследствие перехода крови из депо в общую систему кровообращения увеличивается содержание эритроцитов в периферической крови. С углублением гипоксии увеличивается синтез эритропоэтина в почках, что приводит к активации эритропоэза в красном костном мозге.

Стадия декомпенсации развивается при подъеме свыше 5000 м над уровнем моря. В связи с тканевой гипоксией снижается окисление углеводов и жиров, уменьшается образование воды и углекислого газа. Гипервентиляция легких и снижение образования CO2 в тканях приводят к гипокапнии и газовому алкалозу. Это, в свою очередь, снижает возбудимость дыхательного центра и ЦНС, возникает депрессия, сонливость, гиподинамия, усталость. Иногда наблюдается дыхание Чейн-Стокса и Биота. На высоте 6000-8000 м в результате паралича дыхательного центра может произойти остановка дыхания.

29

3.4. Патогенноедействиенаорганизмвысокого атмосферногодавления

Болезнетворное действие высокого атмосферного давления наблюдается у работающих под водой и у шахтеров. В глубоководных условиях увеличивается давление, приходящееся на поверхность тела. Основное болезнетворное действие гипербарии связано с сатурацией – повышенным растворением газов вдыхаемого воздуха, в основном азота, в жидких средах организма. Растворимость азота в жировой ткани в 5 раз больше, чем в крови. Поэтому в условиях гипербарии происходят изменения, прежде всего в нервной системе, богатой жировой тканью: головные боли, головокружения, нарушения нервномышечной координации, потеря сознания, галлюцинации. Для профилактики таких неблагоприятных последствий работающим в кессонных условиях подводникам дается смесь кислорода с гелием, т.к. гелий в сравнении с азотом трудно растворяется в нервной ткани и считается при этом для организма индифферентным газом. Эта смесь называется

гелиокс.

В условиях повышенного атмосферного давления на организм оказывают воздействие следующие патогенные факторы:

повышение атмосферного давления (компрессия) – это прежде всего приводит к сдавлению барабанной перепонки. В результате появляется боль в ушах. Если атмосферное давлениеповышаетсябыстро, этоможетпривестикразрыву альвеол;

патогенное действие азота – сначала в ЦНС происходит возбуждение, напоминающее состояние эйфории. Затем появляются признаки наркоза и интоксикации. Эти изменения можно объяснить тем, что в результате сатурации в организме в несколько раз увеличивается содержание азота. Азот в высоких концентрациях («веселящий газ») вызывает эффект наркоза;

токсическое действие кислорода – во время гипербарии увеличивается содержание растворенного в плазме кислорода. Это приводит к увеличению усвоения тканями растворенного кислорода. А в результате гипероксии ускоряется образование свободных радикалов, что в конце концов, приводит к повреждению биомембран. Помимо этого, увеличение усвоения тканями растворенного кислорода приводит к уменьшению диссоциации оксигемоглобина. Замедляется выведение образующегося в тканях углекислого газа из организма, потому что большая часть углекислого газа транспортируется к легким в виде карбгемоглобина.

Десатурация – отделение газов, растворенных в жидкостях организма в виде газообразных пузырьков при переходе из среды с повышенным атмосферным давлением в нормальные условия (декомпрессии) – становится причиной развития основных симптомов кессонной болезни. Размеры пузырьков газа, образующихся в результате десатурации, зависят от степени и скорости снижения атмосферного давления и вида отделяемого газа. Если размеры пузырьков газа больше диаметра капилляров (>8 мкм), образуются газовые эмболы. В результате этого возникают нарушения зрения, зуд кожи, повреждения периферических нервов, боли за грудиной, в мышцах и суставах.

Для предотвращения патогенного действия гипербарии подводники и пловцы должны соблюдать ряд профилактических правил. Например, постепенное поднятие на поверхность воды, чтобы растворенный азот в виде газа посредством легких мог быть выведен из организма. Патогенетическое лечение декомпрессионной болезни называется методом рекомпрессии. Спустя 20 минут после такого лечения, проводимого в барокамере, все признаки проходят.

В медицинской практике для увеличения насыщенности крови кислородом исполь-

30