3 курс / Патологическая физиология / ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Ликвидация (блокада) измененного участка ДНК (эндонуклеазы – обнаруживают и удаляют измененный участок ДНК)

Синтез нормального фрагмента ДНК вместо поврежденного или утраченного (ДНКполимеразы – синтезируют нормальный фрагмент нуклеиновой кислоты взамен удаленной; лигазы – встраивают вновь синтезированный фрагмент на место удаленного)

5.Компенсация расстройств механизмов регуляции внутриклеточных процессов:

Изменение числа функционирующих рецепторов

Изменение сродства рецепторов клеток к регуляторным факторам

Изменение активности аденилат- и гуанилатциклазной систем

Изменение активности и содержания внутриклеточных регуляторов метаболизма

6.Снижение функциональной активности клетки:

Снижения эффекторной импульсации от нервных центров

Снижение числа или чувствительности рецепторов

Внутриклеточное подавление реакций метаболизма

Репрессия активности отдельных генов

7.Активацию синтеза белков теплового шока (БТШ, HSP).

Защитно-приспособительные механизмы морфологического характера:

1.Регенерация:

Клеточная (митоз, амитоз)

Восстановление органелл (митохондрий, ЭПР, ядра)

2.Гипертрофия.

3.Гиперплазия.

II. Межклеточные (системные) механизмы адаптации

При заболеваниях межклеточные связи участвуют в реализации защитно-приспособительных реакций клетки. Однако, в отличие от внутриклеточных механизмов адаптации, они оказывают непрямой (опосредованный) эффект на процессы восстановления в поврежденной клетке. Наиболее часто это проявляется в виде ликвидации или ослабления действия патогенного агента на клетку, и/или обеспечения ее всеми необходимыми питательными веществами (поврежденной клетки их нередко требуется больше, чем в норме). Причём, межклеточные механизмы осуществляются в основном клетками, не попавшими непосредственно под воздействие патогенного агента.

По уровню их реализации выделяют:

органно-тканевые (увеличение работы кардиомиоцитов за границами некроза при инфаркте миокарда, значительно снижает нагрузку на поврежденные клетки, уменьшает степень их дальнейшей альтерации и активирует процессы восстановления);

внутрисистемные (при сердечной недостаточности, с целью предотвращения снижения уровня артериального давления, происходит сужение периферических артериол, что способствует поддержанию перфузии крови в органах и тканях и уменьшает воздействие на клетки такого патогенного фактора, как гипоксия);

межсистемные (в ликвидации негативного воздействия общего ацидоза на клетки принимают участие несколько систем организма: система внешнего дыхания выводит избыток лету-

чих кислот (СО2); мочевыделительная система за счёт ацидогенеза и аммониогенеза и др. механизмов увеличивает секрецию Н+ с мочой, повышает реабсорбцию из первичной мочи гидрокарбонатов; активируется гидрокарбонатные и фосфатные буферы костной ткани).

Клеточные белки стресса

При воздействии на клетки любых организмов различных факторов чаще всего повреждаются белки (частично или полностью денатурируют). Чтобы справиться с повреждениями белковых структур клетка должна активировать аппарат защиты – этот процесс называется клеточным ответом на стресс. В противном случае клетка либо удаляет белки с помощью протесом, либо гибнет или сразу,

51

со спонтанным разрушением всех структур (некроз) или постепенно, по запрограммированному пути (апоптоз).

В1962 году в Италии молодой генетик Ферруччио Ритосса обнаружил набухание (puffing) некоторых участков хромосом дрозофилы при случайном повышении температуры в термостате. Это оказалось проявлением активации генов и получило название «ответа на тепловой шок» (heat shock response), а индуцируемые белки были названы белками теплового шока (БТШ, или HSP – heat shock proteins). В дальнейшем этот класс белков был найден во всех клетках всех живых организмов

–от бактерий до человека. Известно, что подобный ответ проявляется, кроме тепловых, при различных биологических (инфекция, воспаление), физических (радиация, гипоксия), химических (спирты,

металлы) и других стрессорных воздействиях. Поэтому белки теплового шока называют также белками стресса. Повышенная экспрессия белков HSP защищает клетку, стабилизируя денатурированные или неправильно свернутые пептиды. Накапливаясь при различных вредных воздействиях,

белки теплового шока помогают клетке поддерживать гомеостаз в условиях стресса. Белки HSP

реагируют не только на внешние стрессовые ситуации, они проявляются при многих болезнях, как, например, нейродегенерация, метаболические нарушения, ишемические повреждения и рак, что определяет повышенный интерес к этим белкам и поиску терапевтических инструментов, регулирующих их реакции.

Внастоящее время известно несколько групп БТШ, различных по молекулярному весу и функциям. Защитный механизм БТШ объясняется следующим:

взаимодействуя с рецепторами стероидных гормонов, БТШ (БТШ 90кДа) предотвращают включение стрессорных программ клетки до наступления стресса. В условиях же последнего

– смягчают (уменьшают) избыточную стимуляцию данными гормонами. Блокада рецепторов стероидных гормонов снижает апоптический эффект последних, благодаря чему, некоторые клетки при стрессе (например, лимфоциты) увеличивают продолжительность жизни. Таким образом, БТШ является своеобразным связующим звеном сопряжения стресса на уровне целостного организма и стрессового ответа отдельных клеток. Отсюда их еще одно название – «стрессовые белки»;

осуществляя поддержку нативной конформации белков и сопровождение их после синтеза в различные отсеки клетки они тем самым предохраняют белки от агрегации и денатурации

(БТШ 70кДа);

мигрируя в ядро и связываясь с хроматином и ядрышком, БТШ тем самым, предохраняют появление мутаций и обеспечивают условия для восстановления повреждений ДНК;

взаимодействуя с микротрубочками и микрофиламентами, стрессорные белки стабилизируют цитоскелет, что увеличивает устойчивость клетки к механическому повреждению, денатурации и агрегации белков клетки (БТШ 70кДа);

по мнению Ф.З. Меерсона, БТШ 15-30кДа повышают устойчивость клеток к острой гипоксии и развитию некроза (инфаркта миокарда). Данный эффект лежит в основе феномена, обозначенного им как «адаптационной стабилизацией структур»;

БТШ 8,5-12кДа (самая низкомолекулярная группа) рассматриваются как рецепторы для специфических протеаз, способных активировать ограниченный протеолиз. С помощью ограниченного протеолиза осуществляется каскадная активация некоторых систем – свертывающей и противосвертывающей, системы комплемента и др. Предполагается, что данная группа БТШ необходима для ликвидации денатурированного белка и запуска протеолитических сигнальных систем в поврежденной клетке. Повышенный их синтез, может активировать эндонуклеазы и приводить к фрагментации хроматина, протеолизу циклина, что останавливает размножение дефектных клеток. Посредством активации (через протеолиз) белка р53 (белоксупрессор, останавливающий клеточное деление при повреждении ДНК) нередко срабатывает программа апоптоза.

Следовательно, система БТШ способна оказывать неспецифическое цитопротекторное дей-

ствие при повреждении клетки, предохранять её от включения механизмов апоптоза. Однако, при определенных условиях, процесс запрограммированной клеточной смерти может быть ими и инициирован.

52

ЗАНЯТИЕ № 2

Тема: ТИПОВЫЕ НАРУШЕНИЯ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ И МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ

Актуальность темы. Для существования живого организма необходимы постоянно действующие системы циркуляции жидкостей, по которым в теле человека и животного распространяются питательные вещества и выносятся продукты обмена. Циркуляция – непременное условие обмена веществ и, следовательно, самой жизни. Нарушения периферического кровообращения и микроциркуляции относятся к числу наиболее распространенных состояний, ведущих к большому числу негативных последствий в работе всех без исключения органов и систем организма. Например, артериальная гиперемия приводит к разрыву сосудов и кровоизлияниям. При венозном застое вследствие кислородного голодания и накопления углекислоты возникают нарушения питания и функций органа. Ишемия особенно опасна в центральной нервной системе, поскольку последняя наиболее чувствительна к гипоксии. Среди эмболий наиболее часто встречается тромбоэмболия. Особенно опасна эмболия коронарных артерий и сосудов мозга, что может сопровождаться инфарктом.

Общая цель – изучить изменения местного кровообращения, характерные для артериальной и венозной гиперемии, ишемии, эмболии, их виды, причины и механизмы развития и проявления.

Для этого необходимо уметь (конкретные цели):

1.Характеризовать артериальную гиперемию: определение, классификация, основные признаки, этиология и патогенез.

2.Характеризовать венозную гиперемию: определения, причины, механизмы развития, основные признаки, последствия.

3.Определять механизмы развития ишемии, принципы патогенетической терапии.

4.Характеризовать эмболию: определение, виды эмболов, механизмы эмболии.

Необходимые для реализации целей обучения базисные знания-навыки. Уметь:

1.Дать общее представление о периферическом кровообращении, его основных отделах и их функциях (каф. гистологии и нормальной физиологии).

2.Охарактеризовать нервную и гуморальную регуляцию микроциркуляторного русла (каф. гистологии и нормальной физиологии).

3.Объяснить механизмы поддержания тонуса, механической целостности и проницаемости микрососудов (каф. нормальной физиологии).

4.Объяснить механизмы транспорта веществ через сосудистую стенку (каф. нормальной физиологии).

ВОПРОСЫ К ЗАНЯТИЮ

1.Понятие о периферическом кровообращении и микроциркуляции.

2.Артериальная гиперемия, ее причины, виды, патогенез. Проявления, их механизмы. Последствия.

3.Венозная гиперемия, ее причины, патогенез. Проявления, их механизмы. Последствия.

4.Ишемия. Причины, виды, патогенез. Проявления, их механизмы. Последствия.

5.Стаз. Его виды, патогенез.

6.Тромбоз. Причины. Процесс тромбообразования, его механизмы. Виды тромбов. Последствия тромбоза.

7.Эмболия. Причины, виды. Экспериментальные модели. Последствия.

8.Паренхиматозное кровотечение. Причины, виды, патогенез. Последствия.

53

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ

ТИПОВЫЕ НАРУШЕНИЯ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ И МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ

Периферическое (местное, органное) кровообращение – это кровообращение в пределах отдельных органов.

Многочисленные расстройства регионарного (периферического, местного, органотканевого) кровотока подразделяют на нарушения кровотока в сосудах среднего диаметра и расстройства крово- и лимфотока в сосудах микроциркуляторного русла.

Основные формы расстройств периферического кровообращения:

артериальная гиперемия,

венозная гиперемия,

ишемия,

стаз,

тромбоз,

эмболия,

нарушение реологических свойств крови.

Типовые формы патологии регионарного кровообращения представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Типовые формы патологии регионарного кровообращения

Артериальная гиперемия

Артериальная гиперемия (от греч. hyper – сверх, чрезмерно, haima – кровь) – увеличение кро-

венаполнения и количества протекающей по сосудам органов и тканей крови в результате расширения артериол и артерий.

В регуляции периферического кровотока и микроциркуляции участвуют все последовательные ветвления органных артерий, включая мельчайшие (но не капилляров и вен). Ибо только артерии имеют строение и функцию, позволяющие менять свой просвет в широких пределах (рис. 2).

54

Рис. 2. Схема строения стенок артерий:

1 – артерия мышечного типа;

2 – сосуды сосудистой стенки;

3 – мышечные тяжи стенки артерии (располагаются по спирали); 4 – мышечная оболочка;

5 – внутренняя эластическая мембрана;

6 – эндотелий;

7 – наружная эластическая мембрана;

8 – наружная оболочка (адвентиция).

Причины артериальной гиперемии

Причины артериальных гиперемий могут иметь различное происхождение и природу.

По происхождению выделяют артериальные гиперемии, причинами которых являются эндогенные или экзогенные факторы.

Экзогенные. Агенты, вызывающие артериальную гиперемию, действуют на орган или ткань извне.

Кним относятся инфекционные (микроорганизмы и/или их эндо- и экзотоксины) и неинфекционные факторы различной природы.

Эндогенные. Факторы, приводящие к артериальной гиперемии, образуются в организме:

отложение солей и конкрементов в тканях почек, печени, подкожной клетчатке;

образование избытка биологически активных веществ, вызывающих снижение тонуса гладких мышц артериол (аденозина, простагландинов, кининов);

накопление органических кислот (молочной, пировиноградной, α-кетоглутаровой).

По природе причинного фактора выделяют артериальные гиперемии физического, химического и биологического генеза.

Физические (механическое воздействие, очень высокая температура, электрический ток).

Химические (возникают вследствие действия органических и неорганических кислот, щёлочей, спиртов, альдегидов).

Биологические (вследствие действия физиологически активных веществ, образующихся в организме: аденозина, ацетилхолина, простациклина, оксида азота).

Механизмы возникновения артериальной гиперемии

Расширение просвета малых артерий и артериол достигается за счёт реализации нейрогенно-

го, гуморального, нейромиопаралитического механизмов или их сочетания.

1. Нейрогенный механизм артериальной гиперемии

Различают нейротоническую и нейропаралитическую разновидности нейрогенного механизма развития артериальной гиперемии.

Нейротонический механизм. Заключается в преобладании эффектов парасимпатических нервных влияний (по сравнению с симпатическими) на стенки артериальных сосудов.

Нейропаралитический механизм. Характеризуется снижением или отсутствием («параличом») симпатических нервных влияний на стенки артерий и артериол.

2. Гуморальный механизм артериальной гиперемии

55

Гуморальный механизм артериальной гиперемии заключается в местном увеличении содержания вазодилататоров – биологически активных веществ с сосудорасширяющим эффектом (аденозина, оксида азота, простагландина-Е, кининов) и в повышении чувствительности рецепторов стенок артериальных сосудов к вазодилататорам.

3. Нейромиопаралитический механизм артериальной гиперемии

Нейромиопаралитический механизм артериальной гиперемии характеризуется:

истощением запасов катехоламинов в синаптических везикулах варикозных терминалей симпатических нервных волокон в стенке артериол;

снижением тонуса гладких мышц артериальных сосудов.

Причины указанных изменений:

Продолжительное действие на ткани или органы различных факторов физической или химической природы (например, диатермических токов, тепла при применении грелок, согревающих компрессов, горчичников, лечебной грязи).

Прекращение длительного давления на стенки артерий (например, асцитической жидкости, тугого бинта, давящей одежды).

Действие указанных факторов в течение длительного времени существенно снижает или полностью снимает миогенный и регуляторный (главным образом адренергический) тонус стенок артериальных сосудов. В связи с этим они расширяются, в них увеличивается количество протекающей артериальной крови.

Виды артериальной гиперемии

Существует физиологическая и патологическая артериальная гиперемия. Их различает два критерия – адекватность и адаптивность.

Адекватность – соответствие артериальной гиперемии изменению функции и метаболизма в органах и тканях.

Адаптивность – наличие (или отсутствие) приспособительного биологического значения артериальной гиперемии в каждом конкретном случае.

Физиологическая артериальная гиперемия

Физиологическая артериальная гиперемия адекватна воздействию и имеет адаптивное зна-

чение. Она может быть функциональной и защитно-приспособительной.

Функциональная (рабочая) артериальная гиперемия развивается в органах и тканях в связи с увеличением уровня их функционирования:

гиперемия в сокращающейся мышце,

гиперемия в усиленно работающем органе (поджелудочной железы при пищеварении, головного мозга при психоэмоциональной нагрузке,

увеличение коронарного кровотока при усиленной работе сердца и др.).

Защитно-приспособительная артериальная гиперемия развивается при реализации защитных реакций и процессов:

гиперемия в очаге воспаления,

гиперемия вокруг чужеродного трансплантата,

гиперемия вокруг зоны некроза или кровоизлияния,

реактивная гиперемия – увеличение кровотока после его кратковременного ограничения.

Вэтих случаях артериальная гиперемия способствует доставке в ткани кислорода, субстратов метаболизма, иммуноглобулинов, фагоцитов, лимфоцитов, других клеток и агентов, необходимых для реализации местных защитных и восстановительных реакций.

Патологическая артериальная гиперемия

Патологическая артериальная гиперемия не адекватна воздействию, не связана с изменением функции органа или ткани и играет дезадаптивную – повреждающую роль. Патологическая гипере-

56

мия сопровождается нарушениями кровоснабжения, микрогемоциркуляции, транскапиллярного обмена, иногда – кровоизлияниями и кровотечениями.

Взависимости от фактора, вызывающего гиперемию, говорят об ультрафиолетовой эритеме, воспалительной, тепловой, аллергической, вакатной (лат. vacuus – пустой – от присасывающего действия банок или у водолазов при кессонной болезни) гиперемии и др.

Впатогенезе патологической артериальной гиперемии выделяют: 1) нейрогенный меха-

низм и 2) гуморальный механизм.

1. Нейрогенный механизм. В большинстве органов вазодилататорные нервные влияния осуществляются при участии ацетилхолина, выделяемого нервными окончаниями. Нейрогенный механизм может быть реализован путем истинного рефлекса (при участии нейронов головного или спинного мозга) либо местного рефлекса, осуществляемого в пределах периферических нервных ганглиев или даже отдельных нейронов.

С участием нейрогенного механизма может возникать гиперемия нейротонического и нейропаралитического типа.

Гиперемия нейротонического типа возникает в связи с раздражением экстеро- и интерорецепторов, а также при раздражении сосудорасширяющих нервов и центров (раздражители – психические, механические, температурные, химические и т.д.). Пример: покраснение лица и шеи при патологических процессах во внутренних органах (сердце, печень, легкие).

При отсутствии парасимпатической иннервации развитие артериальной гиперемии может быть обусловлено симпатической (гистаминергической, серотонинергической, адренергической) системой, её соответствующими рецепторами и медиаторами.

Гиперемия нейропаралитического типа наблюдают при перерезке симпатических (адренергических) волокон и нервов, обладающих сосудосуживающим действием. Кроме того, она имеет место и при химической блокаде передачи центральных импульсов в области симпатических узлов (действие ганглиоблокаторов) или на уровне симпатических нервных окончаний (действие симпатолитиков или адреноблокаторов).

2. Гуморальный механизм реализовывается специфическими биологически активными веществами (БАВ), которые действуют на сосудистую стенку со стороны просвета сосуда (если циркулируют в крови) либо образуются местно в сосудистой стенке или в окружающей ткани. Например: брадикинин, серотонин, гистамин, простагландины, снижение рО2 , повышение рСО2 и др.

Примеры патологической артериальной гиперемии:

Патологическая артериальная гиперемия головного мозга при гипертензивном кризе.

Патологическая артериальная гиперемия различных органов и тканей, развивающаяся по нейромиопаралитическому механизму:

в органах брюшной полости после асцита;

в коже и мышцах конечности после снятия длительно наложенного жгута;

в зоне хронического воспаления;

в месте длительного (несколько часов) воздействия тепла – солнечного, при использовании грелки, горчичников;

гиперемия в регионе с симпатической денервацией.

Проявления артериальной гиперемии

К проявлениям артериальной гиперемии относятся:

Увеличение числа и диаметра артериальных сосудов в зоне артериальной гиперемии.

Покраснение органа, ткани или их участка вследствие:

повышения притока артериальной крови,

расширения просвета артериол и прекапилляров,

увеличения числа функционирующих капилляров,

«артериализации» венозной крови (повышения содержания НbО2 в венозной крови).

57

Рис. 4. Гиперемия, резкое утолщение и опущение наружной половины верхнего века при остром дакриоадените.

Последствия и значение артериальной гиперемии

Положительное значение артериальной гиперемии

При физиологических разновидностях артериальной гиперемии отмечается активация специфической функции (функций) органа или ткани и потенцирование неспецифических их функций и процессов. Примеры: активация местного иммунитета (в связи с повышением притока с артериальной кровью иммуноглобулинов, лимфоцитов, фагоцитирующих клеток и других агентов), ускорение пластических процессов, увеличение лимфообразования и лимфооттока от тканей.

Обеспечение гипертрофии и гиперплазии структурных элементов тканей продуктами обмена веществ и кислородом.

Достижение именно этих эффектов артериальной гиперемии становится целью при проведении лечебных мероприятий (при применении компрессов, горчичников, физиотерапевтических процедур; инъекциях сосудорасширяющих лекарственных средств; при хирургических вмешательствах по пересечению симпатических нервных стволов или иссечению симпатических ганглиев при некоторых формах стенокардии и др.), направленных на индуцирование гиперемии. Это применяется при повреждении органов и тканей, их ишемии, нарушении трофики и пластических процессов в них, снижении активности «местного иммунитета».

Рис. 5. Последствия артериальной гиперемии.

Отрицательное значение артериальной гиперемии

При патологических вариантах артериальной гиперемии, как правило, наблюдаются перерастяжение и микроразрывы стенок сосудов микроциркуляторного русла, микро- и макрокровоизлияния в ткани, кровотечения (наружные и/или внутренние), отёк тканей. Эти явления особенно опасны в центральной нервной системе. Усиленный приток крови к головному мозгу сопровождается неприятными ощущениями в виде головной боли, головокружения, шума в ушах.

Устранение или предупреждение этих негативных последствий является целью терапии патологических разновидностей артериальной гиперемии.

59