Общие закономерности развития болезни

СМ1(1)

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ БОЛЕЗНИ. ЭТИОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ. ДЕЙСТВИЕ ИЗМЕНЕННОГО АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ.

РОЛЬ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ В ПАТОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА.

 

 

 

Общие закономерности развития болезни. Этиология и патогенез

Предмет и задача патологической физиологии

Патологическая физиология – наука, которая изучает наиболее общие закономерности возникновения, хода и завершения болезни. В поле зрения патофизиолога находятся, прежде всего, функциональные сдвиги, которые возникают в разных органах и системах при наличии патологического процесса. Знания общих законов, за которыми развивается болезнь, переносит деятельность врача на научную основу, разрешает обосновано строить лечебную тактику и прогнозировать следствия. Особенность патологической физиологии состоит в том, что она изучает общее в болезни, то есть наиболее общие закономерности возникновения и развития болезни, в то время как другие науки изучают особое, специальное.

Патологическая физиология как наука решает следующие задачи:

1.     Устанавливает сущность болезни.

2.     Исследует условия и причины возникновения болезни.

3.     Устанавливает закономерности течения болезни и механизмов выздоровления, раскрывает механизмы развития болезни и отдельных его проявлений,.

4.     Определяет общие принципы профилактики и лечения болезней.

 

 

Связь патологической физиологии с другими науками

Патофизиология наиболее тесно связана с нормальной физиологией. Она широко использует открытые физиологами закономерности функционирования органов и систем в условиях здоровья, а также созданные ними исследовательские приемы. Понятно, что, не зная нормальной функции органа, невозможно познать его деятельность в условиях патологии. Вместе с тем следует помнить, что болезнь – не результат количественного нарастания отклонений от нормы, а качественно отличимое состояние с собственной, очень своеобразной динамикой. Поэтому й познания его осуществляется на принципиально других методических основах, а именно – с использованием искусственно созданных (экспериментальных) моделей. В этом и состоит наиболее существенное различие между нормальной и патологической физиологией. Чтобы глубоко понять молекулярные механизмы возникновения, хода и клинических симптомов заболеваний, нужны знания в области биологической химии. Прежде всего, это касается тех разделов патофизиологии, которые посвящены нарушениям обмена веществ. Поскольку подавляющее большинство этих нарушений и связанных с ними заболеваний имеет наследственное происхождение, то в последнее время резко выросла роль генетики как базовой дисциплины для изучения патологической физиологии.

Патологическая физиология неразрывно связана с клиникой. И клиника, и патофизиология преследуют одну и ту же конечную цель – сохранить и восстановить здоровье. В них общий предмет изучения – болезнь, зато разные подходы к решению одной и той же проблемы. Каждое заболевание имеет характерные клинические симптомы, которые у конкретного больного проявляются в определенных комбинациях и с неодинаковой интенсивностью. Непосредственная задача клинициста – на основании их анализа установить диагноз и назначить лечение. Патологическая физиология, наоборот, абстрагируется от отдельных проявлений болезни. Она старается вникнуть в ее глубинную суть, обнаружить ее фундаментальные механизмы, постичь внутреннюю природу патологического процесса, который лежит в ее основе, сформулировать общие законы, на которые могла бы опереться практическая медицина.

Взаимоотношения между клиническими науками и патологической физиологией легко понять из следующего примера. Такие болезни, как аппендицит (воспаления червеобразного отростка), гепатит (воспаления паренхимы печени), коньюктивит (воспаления слизистой глаза), дерматит (воспаления кожи), изучаются разными клиниками (хирургической, терапевтической, офтальмологической, дерматологической) и характеризуются специфическими симптомами, которые разрешают диагностировать их, то есть распознать среди других болезней. Несмотря на клинические отличия, все они имеют общую общепатологическую основу – воспаления, а воспаления как типичный патологический процесс изучают патофизиологи. Экспериментальный исследовательский прием, который есть в их распоряжении, дает больше возможностей для выяснения патогенетичних механизмов, чем клинико-физиологические наблюдения над больными, сфера применения которых ограниченная принципом “не повреди” и запретом опытов на людях.

Патологическая физиология служит научной основой медицины (философией медицины) устанавливает етиологию и патогенез болезней и на этой основе определяет главные направления их предупреждения и лечения.

 

 

Методы патологической физиологии

Для изучения болезни патологическая физиология использует следующие методы:

·        клинический

·        экспериментальный метод

·        метод клинической эпидемиологии

·        метод доказательной медицины

Главный метод патологической физиологии – эксперимент. Под этим словом понимают искусственное воспроизведение (моделирования) патологических процессов. Экспериментальный метод предусматривает изучения болезни на лабораторных животных, которые являются объектом моделирования болезней человека. Еще короче сказал Клод Бернар: “Эксперимент – это спровоцированное наблюдение”. Творцом экспериментального метода в физиологии считается Вильям Гарвей (1578-1657), который сделал наиболее фундаментальное открытие в физиологической науке – открытия кровообращения.

Чтобы осуществить его, Гарвею уже недостаточно было анатомических наблюдений на трупах. Лишь дополнив их экспериментами на людях и собаках, он пришел к эпохальному заключению, что кровь, которая отходит от сердца к тканям по артериям, возвращается назад по венам. Из того времени эксперимент вошел в практику научных лабораторий. Суть патофизиологического эксперимента состоит в том, что болезни и патологические процессы, которые возникают естественным путем и становятся предметом клинических наблюдений, моделируются на животных с целью их углубленного изучения. Можно воссоздать, например, травматический шок, опухоль, ожирения, гипертиреоз, гломерулонефрит. Теоретической предпосылкой для создания на животных моделей заболеваний человека служит объективная общность в жизнедеятельности живых организмов. Тем не менее существуют и объективные отличия. Поэтому создаваемые модели могут иметь разную ступень соответствия естественным заболеваниям. В одних случаях экспериментальные модели почти полностью отвечают своим прототипам, в других случаях такого совершенства достичь не удается, и созданная модель приближается к ним лишь за ведущими характеристиками. Вообще, создать тождественную модель человеческой болезни невозможно. Но в этом и нет необходимости. Наиболее пригодными оказались те виды моделирования, когда воссоздаются отдельные, условно изолированные элементы болезни. Поэтому модель всегда воображается как сознательное упрощение действительности.

Хотя эксперимент на животных не воссоздает полную картину соответствующей болезни у человека, он дает возможность наблюдать и изучать болезнь от самого начала к его завершению, которое невозможно в клинике. В эксперименте можно контролировать условия окружающей среды, которые влияют на течение болезни. Экспериментальные исследования дают объективный материал для научных теорий как фундаментальной основы доказательной медицины

С помощью экспериментального метода добыто абсолютное большинство научных фактов в нормальной и патологической физиологии. Можно привести некоторые примеры: доказанная трофическая функция нервной системы (Ф.Мажанди, 1824), открытая гликогенсинтезирующая функция печени (К.Бернар, 1848), полученный сахарный диабет после удаления поджелудочной железы у собак (Й.Меринг и О.Минковський, 1889), доказанная роль вирусов в возникновении опухолей (Ф.Раус, 1911), созданная холестериновая модель атеросклероза (М.М.Аничков и С.С.Халатов, 1912), выясненная медиаторная роль ацетилхолина (О.Льве, 1921).

О значении экспериментального метода И.П. Павлов сказал: “Только пройдя через огонь эксперимента медицина станет такой, какой должна быть, то есть сознательной, а потому всегда и довольно целеустремленно действующей”.

Эксперименты делятся на острые и хронические. Острые эксперименты предназначены для одноразового получения научной информации и ограниченные во времени. Они осуществляются в условиях грубого вмешательства в жизнедеятельность подопытного животного и нередко заканчиваются его гибелью. Экспериментальным моделям, созданным в этих опытах, присущий условность и упрощенность. Несмотря на это, в острых опытах полученная богатейшая информация при изучении таких процессов, как анафилактический шок, воспаления, кровопотеря, асфиксия.

Хронические эксперименты отмечаются большими возможностями познания. Они требуют продолжительной специальной подготовки подопытного животного, зато воспроизведенные в них патологические процессы более близкие к естественным. Типичными примерами могут служить опыты на животных с наложенными фистулами пищеварительного тракта, перепривитыми опухолями, экспериментальными неврозами, вживленими электродами. Непревзойденным мастером хронического эксперимента был И.П.Павлов (1849-1936).

Для решения конкретных задач патологической физиологии создано много методик. Наибольшего распространения приобрели методики удаления, раздражения, перерезание, введения веществ, изолированных органов и тканевих культур.

Эксперимент – не самоцель для исследователя. Его результаты должны стать теоретической базой для новых исследований или найти применение в клинической медицине. Тем не менее, переносить их в клинику следует с осторожностью, помня о том, что человек как биологическое и социальное существо стоит на эволюционной лестнице выше от животного царства и имеет ряд особенностей, присущий только ей.

Важная роль в патофизиологических исследованиях отводится сравнительно-эволюционному методу. Патологические процессы, которые развиваются у человека, например воспаления, горячка, шок, голодания, прошли длинный путь формирования и осложнения. Вместе с тем усовершенствовались механизмы компенсации и приспособления живых организмов к непостоянной окружающей среде. Сравнительный анализ патологических процессов у животных, которые стоят на разных уровнях эволюционного развития, разрешает полнее понять закономерности их хода и проявлений у человека. Этим методом широко пользовался И.И.Мечников.

Клинический метод предусматривает изучения болезни непосредственно в кровати больного человека. Патологическая физиология всегда использовала этот метод для решения поставленных перед ею задач. Современные достижения науки делают возможным исследования большого количества функциональных, биохимических, иммунологических и других показателей в больного человека. В связи с этим сегодня довольно быстро развивается одно из направлений патологической физиологии – клиническая патофизиология. Клиническая патофизиология является самой вершиной сравнительной патологии, так как это патология человека. Клиническая патофизиология становится самым актуальным разделом патофизиологии в наши дни, имея свою основную задачу – изучения наиболее общих вопросов етиологии и патогенеза болезней человека. Патофизиологический подход к решению разных задач клинической медицины все больше и больше внедряется в разные области практической медицины. Сегодня тяжело вообразить себе, например, работу квалифицированного врача кардиологического отделения без фазового анализа сердечной деятельности, электрокардиографии, ехокардиографии. Ничто не может происходить без знаний и учетов патофизиологии кровообращения. Патофизиологические критерии лежат в основе современных определений и классификаций недостаточности кровообращения и дыхания. На основе изучения болезней возле кровати больного были полученные новые данные о фундаментальных механизмах развития онкологических, аллергических, гематологических и многих других заболеваний человека.

 

Патологическая физиология как дисциплина состоит из таких частей:

1.     Общая патология

2.     Патофизиология органов и систем

Общая патология объединяет разделы: нозология, патогенное действие факторов внешней среды, роль внутренних факторов в патологии, типичные патологические процессы, типичные нарушения обмена веществ.

Патофизиология органов и систем изучает общие закономерности развития патологических процесов отдельных функциональных системах, а также етиологию и патогенез наиболее распространенных нозологических форм.

 

Общее учение о болезни

Здоровья и болезнь – две формы жизни. Состояние здоровья и состояние болезни могут многократно переходить один в одного, причем в одних случаях этот переход очевидный, а в других – скрытий, и его можно обнаружить лишь путем всестороннего и глубокого обследования организма. Поэтому важно сформулировать общие критерии, которые бы дифференциованно характеризовали оба этих состояния и разрешали отличать больной организм от здорового. Учения о жизнедеятельности больного организма, о возникновении, хода и завершении болезни называется общей нозологией (от греческого nosos – болезнь). Это учение ведет начало из незапамятных времен и до сих пор остается важнейшим в общей патологии.

Норма и здоровье

Чтобы вникнуть в суть болезни, целесообразно сначала определиться с такими понятиями, как норма и здоровья. Относительно их содержания не существует единой точки зрения. Норма – сильное общее понятие, оно касается всех процессов и явлений органического и неорганического мира. Сроком “здоровья” характеризуются только живые существа. Это наиболее общая качественная оценка живого организма в конкретный период его существования. Сроки “норма” и “здоровье” близкие за сутью, но не тождественные. Можно быть здоровым за абсолютным большинством общепринятых показателей и все же таки заметно отличаться за некоторыми из них (например, за ростом, манерой поведения, продолжительностью сна, режимом работы и отдыха). И наоборот, больной организм может не иметь явных отклонений от общепринятой нормы, а иногда (например, за умственными способностями) стоять выше от большинства людей. Все это свидетельствует об относительности понятий “норма” и “здоровье” и условность наших функциональных и морфологических подходов к оценке состояния конкретного лица. Врачи часто употребляют такие понятия, как нормальная температура, нормальная электрокардиограмма, нормальное кровяное давление, нормальная концентрация сахара в крови. Здесь имеются в виду среднестатистические показатели нормы или граници физиологических колебаний, определенные на основании обследования многих, иногда десятков тысяч людей. Эту статистическую норму принимают за эталон для сравнения. Если параметры конкретного человека совпадают с среднестатистическими или не выходят за пределы физиологического диапазона, то такого человека считают здоровым. Следует помнить, что самое понятия нормы непостоянное. Например, у людей, которые проживают на уровне моря, содержимое гемоглобина в крови не превышает 160 г/л. У лиц, которые постоянно проживают на высоте 4-5 км, содержимое гемоглобина возрастает до 210 г/л. Это увеличения нельзя рассматривать как отклонение от нормы, поскольку оно обеспечивает адаптацию высокогорных жителей к кислородному голоданию. Итак, норма – не застывшее понятие, оно изменяется в зависимости от условий внешней среды.

Еще сложнее коротко сформулировать определение здоровья. Норма, конечно, отбивает оптимальный уровень жизнедеятельности человека, но через свою изменчивость не всегда может быть взятой за основу для такого фундаментального обобщения. Среди многочисленных определений здоровья заслуживают внимания те, которые базируются на практически важных показателях жизнедеятельности организма. К ним пренадлежат количественные характеристики функции важнейших органов и систем, трудоспособность, поведение, расположение духа.

Всемирная организация здравоохранения определила здоровье так (1946): “Здоровье – это состояние полного физического, психического и социального благополучия, а не только отсутствие болезней или физических недостатков”. Здоровым можно считать организм, который обеспечивает постоянность внутренней среды (гомеостаз) за счет физиологической регуляции функций, которая сложилась во время эволюционного развития и в процессе взаимодействия с окружающей средой. Такой организм отвечает на внешние влияния целесообразными и адекватными реакциями, присущими большинству особин данной группы или популяции.

Болезнь – это нарушения жизнедеятельности организма под влиянием факторов внутренней и внешней среды, которое характеризуется ограничением приспособляемости с одновременной мобилизацией компенсаторно-приспособительних механизмов.

Каждая болезнь, независимо от того, чем она вызванная, начинается из повреждение. Как правило, сначала повреждается часть тела, а позднее этот процесс распространяется на весь организм. Суть повреждения состоит в том, что под влиянием болезнетворного агента наступают нарушения обменных процессов и разнообразных функций клеток, тканей и органов, которые могут завершиться дистрофическими и некротичними изменениями. Например, много химических веществ тормозит активность ферментов, ионизирующие лучи изменяют строение ДНК, вирус полиомиелита разрушает нейроны передних рогов спинного мозга, высокая температура вызывает воспаления и некроз. Следствия отрицательного влияния болезнетворных факторов И.П.Павлов назвал собственно патологическим, или поломом. Явления полома носят разрушительный характер. Они снижают приспособительную способность организма и ограничивают его адаптацию в окружающей среде, в частности в обществе – или через низкую общую трудоспособность, или за невозможностью выполнения работы по специальности.

Параллельно с этим в организме возникают реакции противоположного содержания, направленные на устранение причины полома и сохранение гомеостаза.У больного с пневмонией в ответ на повреждающуе действие пневмококков повышается температура тела, увеличивается количество лейкоцитов, усиливается синтез антител. Эти компенсаторно-приспособительние реакции были названы И.П.Павловим физиологическим мероприятием против болезни. Они оказывают содействие выживанию и восстановлению здоровья организма в условиях действия чрезвычайных, патогенных факторов. Итак, болезнь следует рассматривать как обязательное, неразрывное единство двух начал – разрушительного и защитного. Для медика очень важно распознать их в едином болезненном процессе, чтобы предотвратить распространению полома и стимулировать компенсаторно-приспособительные  механизмы. К сожалению, лечебные средники, которые являются в нашем распоряжении, временами не только ограничивают процессы полома, но и вместе с тем удручают механизмы компенсации.

В данное время начисляется около тысячи болезней. Но количество их меняется с течением времени. Некоторые болезни исчезают, другие появляются. Например, лучевая болезнь не существовала пока не использовались рентгеновские лучи.

В основу классификации болезней взятые такие критерии:

·        Етиологическая классификация основана на наличии общей причины для группы заболеваний. Например, болезни инфекционные и неинфекционные. За этим же принципом можно сгруппировать болезни, причиной которых есть интоксикация (пищевая, профессиональная), генные и хромосомные мутации (наследственные болезни) и прочие.

·        Топографо-анатомическая классификация складывается по органному принципу: болезни сердца, почек, нервной системы и тому подобное. Она удобная практически. Кроме того, она отвечает современной специализации врачебной помощи. Она объединяется с классификацией за функциональными системами: болезни системы крови, системы пищеварения, опорнодвигательного аппарата и т.п.

·        Классификация болезней по возрасту и полу. Различают детские болезни, болезни старческого возраста, болезни женских половых органов.

·        Экологическая классификация болезней выходит из условий существования человека – температуры воздуха, атмосферного давления, солнечного освещения.

·        Классификация за наличием общего патогенеза: аллергический, воспалительные болезни, опухоли, шок, гипоксия.

Каждая болезнь – страдания всего организма независимо от распространения повреждения органов и тканей. В то же время существует определенная локализация и ограниченность патологических изменений, которые присущие большинству заболеваний.

Патологический процесс – это объединения местных и общих реакций, которые возникают в организме в ответ на повреждающее действие хвороботворного агента.  Развитие патологического процесса зависит как от етиологического фактора, так и от реактивних свойств организма. Это объединения процессов разрушения (повреждения) и защитных компенсаторных реакций, которые возникают на разных уровнях организма под действием патогенного фактора. Патологический процесс может развиваться на молекулярном, клеточном, тканевом, органном и системном уровнях. Если патологический процесс охватывает организм в целом, то есть поднимает его жизнедеятельность, то он превращается в болезнь. Поэтому патологический процесс – это не обезательно болезнь, но не может быть болезни без патологического процесса.

Патологические процессы могут быть типичными, они протекают одинаково при разных патогенных влияниях, в разных органах и в разных организмах. Примерами таких процессов могут быть воспаления, гарячка, опухолевый рост, местные расстройства кровообращения, гипоксия.

Патологическое состояние – это патологический процесс, который развивается более медленно. При этом нарушения остаются неизменными на протяжении продолжительного времени (года, десятилетия). В широком понимании патологическое состояние – это совокупность патологических изменений в организме которые возникают вследствие развития патологического процесса. В узком понимании слова – это стойкое отклонение от нормы, которое имеет отрицательное биологическое значение для организма (рубец, потеря зубов). Патологическое состояние часто есть следствием патологического процесса. Так, воспаления роговици может завершиться образованием бельма, которое сохраняется на всю жизнь. Возможный и обратный переход патологического состояния в патологический процесс. Например, на месте послеожогового рубца под влиянием канцирогенних факторов может образоваться опухоль.

Патологическая реакция – это неадекватный и биологически нецелесообразный ответ организма или его систем на действие обычных или необыкновенных раздражителей.  Патологическая реакция всегда есть разрушительным элементом патологического процесса.

 

 

Стадии развития болезни

В течении болезни выделяют четыре стадии, или периоды – латентный, продромальний, период распада и период завершения. Эта стадийность хорошо заметная в случаях острых инфекционных заболеваний. Значительно сложнее уловить ее при хронических недугах, которые часто протекают безсимптомно, а периоды угасания процесса чередуются со вспышками обострения. Другие болезни (сердечно-сосудистые, эндокринные, опухоли) протекают за другими закономерностями. Поэтому выделяют три стадии развития болезни: начало, стадию собственной болезни, завершения болезни. Возможные следующие следствия болезней: выздоровления (полное и неполное), рецидив, ремиссия, осложнения, переход в хроническую форму, смерть.

Латентный период называют еще скрытым, или инкубационным, когда речь идет об инфекционной патологии. Он длится от начала действия патогенного фактора к появлению первых болезненных симптомов. В этот период происходит мобилизация компенсаторно-приспособительных механизмов, направленных на устранение или ограничение действия патогенного фактора. Продолжительность латентного периода колеблется очень широко и зависит, прежде всего, от характера повреждающего агента. При отравлении цианидом он измеряется секундами, при заражении проказой – годами. С точки зрения профилактики и лечения важно знать продолжительность инкубационного периода инфекционных заболеваний. Для скарлатины он равняется 2-6 дней, дифтерии – 2-7дней, брюшного тифа – 12-16 дней, бешенства – до 1,5 года. Продолжительность латентного периода зависит также от реакции организма на повреждение. Она может изменяться под влиянием некоторых внешних факторов, например питания или ионизирующей радиации. Латентный период не следует отождествлять с латентной формой болезни, которая иногда вообще может протекать безсимптомно, без клинической манифестации, и ее находят случайно или когда уже наступили глубокие изменения в организме.

Продромальний период определяется временами от появления первых симптомов к развитию полной клинической картины болезни. Этот период характеризуется нечеткими признаками. При инфекционных болезнях чаще всего возникает незначительное повышение температуры, головная боль, общая слабость, снижения аппетита, хотя некоторые болезни (высыпной тиф, крупозная пневмония) начинаются более бурно – из простуды, горячки, рвоты. В отдельных случаях могут проявляться более или менее специфические признаки болезни, как вот мелкие беловатые пятна на слизистой рта в больных на корь – еще к появлению в них типичной сыпи.

Период разгара болезни характеризуется наличием присущей ей симптомов. В больных на сахарный диабет это гипергликемия, глюкозурия, полиурия, в больных на диффузный токсичный зоб – повышение обмена веществ, тахикардия, артериальная гипертензия, в больных на вирусный гепатит – желтушный цвет кожи, слизистых и склер.

Желтушный цвет кожи, слизистых и склер в больного на вирусный гепатит (период разжигания болезни)

 

Иногда болезнь протекает легко. Тогда симптоматика ее проявляется не полностью (стертая форма) или весь процесс заканчивается довольно быстро (абортивная форма).

Завершения болезни может быть разным – полное и неполное выздоровления, рецидив, осложнения, переход в хроническую форму, смерть.

Болезнь заканчивается полным выздоровлением, когда приспособительние механизмы способные компенсировать повреждение, причиненное организму патогенным фактором. Механизмы выздоровления включаются сразу же, как только начинается болезнь, и продолжают функционировать к ее окончанию. В том случае, когда явления полома ищезают бесследно и организм полностью возвращает утраченную способность к адаптации в окружающей среде, выздоровления можно считать полным. Это не означает, что в организме не должно остаться ни единых изменений, которые напоминали бы о перенесенной болезни. Известно, что те, кто виздоровел после кори, скарлатины, коклюша, дифтерии и других инфекционных болезней, надолго, иногда на всю жизнь приобретают стойкость (иммунитет) против соответствующих возбудителей. И наоборот, лица, которые переболели на пневмонию или рожу, становятся предрасположенными к повторным заболеваниям.

Неполное выздоровление характеризуется наличием стойких анатомических и функциональных дефектов, которые сформировались во время болезни и сохранились после ее окончания (шварты между внутренними органами после перенесенного перитонита, ограничения подвижности сустава после артрита, нарушения двигательной функции вследствие кровоизлияния в мозг). В многих случаях люди с значительными остаточными явлениями чувствуют себя практически здоровыми, что указывает на относительность наших представлений о полноте и характере виздоровлення.

Рецидив – это повторная вспышка болезни после некоторого периода ее отсутствия (притворного выздоровления). Чаще всего рецидивируют инфекционные болезни (преимущественно тиф, дизентерия, рожа), если в организме сохраняются костер инфекции.

Под осложнением понимают присоединение к болезни таких патологических изменений, которые прямо не связаны с причинным фактором. Например, в лежачих больных с возбужденным кровообращением легко появляются пролежни, в то время как для здоровых людей такое незначительное давление на поверхностные ткани совсем не вредный.

Если болезнь после периода ярких клинических проявлений набрала затяжного, дряблого характера с продолжительными ремисиями, то говорят, что она перешла в хроническую форму. Хронизация патологических процессов очень характерная для старческого возраста.

Ремиссия – это временное улучшение состояния больного, которое проявляется замедлением или приостановлением прогрессирования болезни, частичным обратным развитием или исчезновением клинических проявлений патологического процесса.

 

 

Понятия о терминальных состояниях

Смерть – это необратная остановка жизнедеятельности организма, который с момента смерти превращается в мертвое тело. За причинами смерть делится на естественную (физиологическую), насильственную и смерть от болезней. Естественной смертью заканчивается жизнь людей пожылого возраста вследствие закономерного изнашивания организма. Насильственная смерть наступает вследствие убийств, самоубийств, травм, несчастных случаев. Смерть от болезней возникает тогда, когда патологические изменения, вызванные чрезвычайным раздражителем, настолько глубокие, что становятся несовместимыми с жизнью. Как правило, смерть от болезни приходит медленно, ей передует постепенное угасание жизненных функций. Но бывает и быстрая, неожиданная смерть, которая наступает будто среди полного благополучия. Ее называют внезапной, или наглой. Она осуществляется смертельными осложнениями – массивным кровотечением, инфарктом миокарда, кровоизлияниями в головной мозг.

Процесс умирания не мгновенный, он состоит из нескольких этапов: преагония, агония, клиническая и биологическая смерть. Эти этапы называют терминальными состояниями.

Преагония длится от нескольких часов до нескольких суток. В больного затьмевается сознание, появляются одышка и тахикардия, может снижаться кровяное давление.

Следующий этап – агония (от греческого agon – борьба) характеризуется глубоким угнетением жизненно важных функций. Теряется сознание, угасают рефлексы, резко слабнет деятельность сердца и аппарата дыхания, появляются такие признаки, как аритмия, судороги, паралич сфинктеров, отек легких. Снижается температура тела.

Для клинической смерти характерная полное отсутствие пульса и дыхания, но обмен веществ, пусть на минимальном уровне, еще сохраняется, поэтому на этом этапе возможное оживление организма (реанимация).

Умирания представляет собой распад целостности организма. При этом сначала разрушаются те системы, которые объединяют организм в единое целое. Это прежде всего нервная система. В то же время низшие равные регуляции в какой-то мере сохраняются. В нервной системе есть определенная очередность умирания разных ее отделов. Наиболее чувствительная к гипоксии кора головного мозга. При асфиксии или при острой кровопотере сначала  наблюдается активация нейронов. При этом возникает продолжительное возбуждение, почащення дыхания и пульса, повышение артериального давления. Потом наступает торможение  в коре, которая имеет приспособительное значения, так как на некоторое время может сохранить клетки от гибели. При дальнейшем умирании процесс возбуждения, а потом торможение и истощение опускается ниже на стволовую часть головного мозга и на ретикулярную формацию. Эти отделы мозга более стойкие к кислородному голоданию. Центры продолговатого мозга, например, могут переносить анемизацию на протяжении 40 минут.

В такой же последовоности происходят изменения и в других органах и системах. При смертельной кровопотере, например, на протяжении первой минуты дыхания резко углубляется и учащается. Потом поднимается его ритм, вдохи становятся то очень глубокими, то поверхностными. После этого дыхания ослабляется или даже приостанавливается. Это терминальная пауза, которая длится 30-60 с. Потом дыхание временно восстанавливается, становится редким, сначала глубоким, а потом поверхностным. Вместе с дыхательным центром активируется сосудесто двигательный. Тонус сосудов повышается, сокращения сердца усиливается, но потом прекращаются и тонус сосудов снижается.

Не все органы отмирают одновременно. Сердце, легкие, почки, печень живут дольше, поэтому эти органы, взятые от трупа, используют для трансплантации.

Реанимационные меры нацелены, в первую очередь, на восстановление дыхания и деятельности сердца. Они включают искусственную вентиляцию легких, массаж сердца и дефибриляцию сердца.

Метод дефибриляции состоит в пропуске через сердце кратковременного высоковольтного электрического тока, который осуществляет одновременную деполяризацию всех сердечных волокон и прекращает хаотичное возбуждение их.

Для проведения электрической деполяризации необходимое специальное оснащение.

Один из современных дефибриляторов

 

Эффективность реанимационных мероприятий неоднократно подтвержденная в случаях острой кровопотери, шока, утопления, електротравми. Время от начала клинической смерти, на протяжении которого возможное и целесообразное оживления, ограниченное продолжительностью жизни нейронов коры больших полушарий в условиях гипоксии (5-6 мин). В более поздний сроки развиваются психические нарушения, которые делают реанимацию не оправданной.

Реанимационные мероприятия и интенсивная терапия могут сопровождаться осложнениями, которые известные под названием постреанимационных розстройств, или постреанимационной патологии. Различают травматические и нетравматические осложнения реанимации. Травматические осложнения возникают в связи с манипуляциями на органах (прямой и косвенный массаж сердца, катетеризация вен, искусственная вентиляция легких, интубация трахеи, трахеотомия). При массаже сердца бывают переломы костей грудной клетки, пораження стенок сердца, коронарных артерий, больших сосудистых стволов. Катетеризация вен может усложниться гематомой, тромбозом, тромбоемболией. При искусственной вентиляции легких возможная барометрическая травма альвеол, при интубации трахеи – травматические повреждения надгортанника, голосовых связок, щитовидного хряща, слизистой оболочки трахеи и бронхов. К травматическим осложнениям относят осложнения трансфузийной терапии – острое расширение сердца, воздушную эмболию, посттрансфузионний шок, синдром массивных трансфузий. Возможное развитие постгипоксической енцефалопатии, сердечно-легочной и почечно-печеночной недостаточности. Иногда постреанимационные осложнения становятся причиной смерти.

Биологическая смерть – это этап необратных розстройств жизнедеятельности организма. После наступления биологической смерти появляются характерные постсмертние изменения – охлаждения трупа, трупное окаченения, трупное высыхание, перераспределение крови, трупные пятна, трупное розложение.   

Охлаждения развивается в связи с тем, что в теле прекращается продукция тепла и его температура выравнивается с температурой окружающей среды. Если в больного перед смертью была высокая температура или в агональному периоде имели место корчи, труп охлаждается медленнее. В случае смерти от столбняка или отравление стрихнином температура тела в ближайший после смерти время может повышаться.

Трупное окаченение проявляется уплотнением скелетных мышц. Оно обясняется накоплением в мышцах молочной кислоты. Сначала застывают мышци лица, потом шеи, туловища, конечностей. Через 2-5 ч трупное окаченение охватывает все мышци. Сохраняется оно 2-3 суток и исчезает в той самой последовательности, что и возникает. При насильственном устранении трупного окаченения оно больше не появляется.

Трупное высыхание есть следствием выпарывания влаги из поверхности тела. С высыханием связанное помутнение роговиц и появление на них сухих буроватых пятен. Слизистые оболочки становятся сухими, плотными, бурого цвета. На коже появляются пергаментные пятна.

Перераспределение крови в труппе характеризуется полнокровием вен и запустением артерий. Кровь стекает в нижележащие участки тела и скопляется в них.

Через 3-6 ч после смерти появляются трупные гипостази – темнофиолетовые пятна, которые при нажиме бледнеют (трупные пятна). Трупные гипостази отсутствуют в тех участках, которые поддаются давлению (крестце, ягодици, лопатки). Когда наступает посмертный гемолиз эритроцитов, трупные пятна просачиваются окрашенной гемоглобином плазмой крови. Возникают поздние трупные пятна, или трупная имбибиция. Эти пятна имеют красно-розовою окраску и не ищезают при нажиме.

Трупное розложение связанное с процессами аутолиза и гниения. Посмертный аутолиз более рано наступает в поджелудочной железе, печени, желудке. К аутолизу быстро присоединяются процессы гниения в связи с размножением бактерий в кишечнике и заселением ними тканей. Газы, которые получаются при гниении, раздувают кишечник и проникают у ткани и органы. Развивается трупная эмфизема.

 

Этиология

Этиология (от греческого aitia – причина) – это учения о причинах и условиях возникновения болезни. Из позиций детерминизма, каждая болезнь имеет свою причину. Это тот фактор внешней или внутренней среды, без которого невозможное развитие именно данного заболевания. Причина обязательная и всегда материальная. Она проявляет себя во взаимодействии с организмом и предоставляет специфичность вызванной ею болезни. Например, туберкулез вызывется палочкой Кока, гипотермия – низкой температурой внешней среды, лучевая болезнь – ионизирующей радиацией, цинга – дефицитом витамина С. В одних случаях связь между причиной и следствием очевидный, в других – скрытый, но не подлежит возражению, которое только эти и никакие другие факторы способные причинить пересчитанные выше болезни.

Со временем выяснилось, что наличие причины – это еще не наличие болезни. Никаких болезненных изменений не наблюдается, например, у бациллоносителей или иммунизированных лиц. Зато болезни легко возникают в изможденных больных, лиц старческого возраста, детей, а также у людей с неблагоприятными условиями быта и работы. Итак, для того, чтобы причина себя проявила, необходимые соответствующие условия.

Под условиями понимают факторы, которые сами по себе не способные вызвать данную болезнь, но влияют на ее начало, ход и окончания. В отличие от причины, они не обязательные для возникновения болезни и не определяют ее характерных признаков. Другими словами, когда на организм действует причина, то болезнь может возникнуть и при наличии, и при отсутствии некоторых условий. Известно, что чаще всего причиной воспаления легких выступает пневмококк. Как правило, болезнь начинается на фоне простуды, которая снижает сопротивляемость к этому возбудителю, но если пневмококк весьма вирулентный, он может спричинити воспаления и без предыдущей простуды.

Условия делятся на благоприятные, т.е такие, что делают организм предрасположенным к заболеванию, и неблагоприятные, которые предотвращают его развитию. И те, и вторые могут быть внутренними и внешними. К внутренним благоприятным условиям относят наследственную склонность к определенной болезни, обусловленную особенностями генотипа, патологическую конституцию, которая проявляется диатезами, детский или старческий возраст, иногда – пол. Из внешних содействующих условий наибольшее значение имеют голодание или нерациональное питание, физическая нагрузка, продолжительный эмоциональный стресс, перенесенные прежде болезни, холод, отравления, ионизирующее облучение. Наоборот, препятствуют развитию болезни такие внутренние условия, как видовой и урожденный иммунитет. Человек не болеет на чуму собак и кошек, дети до одного года не восприимчивые к кори и скарлатине, лица с серповидноклеточной анемией резистентные к малярийному плазмодию. К внешним условиям, которые предотвращают заболеваниям, пренадлежыт полноценное питание, правильная организация работы и отдыха, занятия физкультурой, хорошый уход за больными, детьми и людьми пожылого возраста.    

Все пересчитанные факторы, которые были названы условиями, реализуют себя во взаимодействии с организмом, влияя на его реактивность. Этим сроком обозначают фундаментальную способность живого отвечать на изменения внешней среды целесообразными реакциями. Повышением или снижением реактивности, а значит и резистентности (сопротивляемости) организма к конкретному патогенному фактору обясняется содействующая или предупредительная роль условий в возникновении болезни.

Среди современных медиков широкого распространения приобрело понятие“факторы риска”. Ним обозначают внутренние и внешние условия, которые увеличивают достоверность появления болезни. Факторами риска инфаркта миокарда считаются артериальная гипертензия, ожирения, сахарный диабет, гипокинезия, курения. К факторам риска атеросклероза пренадлежат стресс, ожирения, наследственная гиперлипидемия, сахарный диабет.

Поскольку человек – существо социальное, то действие патогенных факторов, как правило, опосредствованное через социальные факторы, которые выполняют роль условия. Хорошо известные такие формы социального опосредствования, как внутрибольничные эпидемии, массовый травматизм во время войн, отравления на производстве, побочное действие лекарства. Влияние физических факторов (температуры, вибрации, ускорений) также имеет социальное опосредствование – через жилье, одежду, рабочее место, индивидуальные средства защиты. Социальную обусловленность имеют болезни, связанные с нарушением питания – голодания, алиментарная дистрофия, квашиоркор, авітамінози. Некоторые патогенные за природой факторы вошли в жизнь общества благодаря научно-техническому прогрессу – электрический ток, ионизирующая радиация, ультразвук, наркотики, аллергены, взрывные и боевые ядовитые вещества. В связи с социальной организацией жизни человека у нее появились болезни, не присущие животному царству – инфаркт миокарда, артериальная гипертензия, язвенная болезнь желудка, бронхиальная астма. Связь между социальным окружением и некоторыми болезнями настолько тесный, что это дало основание назвать их социальными. Типичный пример такой болезни – туберкулез.

Патогенные (болезнетворные, чрезвычайные) факторы делятся на внутренние (эндогенные) и внешние (экзогенные). Среди внутренних факторов наибольшее значение имеют патологическая наследственность и патологическая конституция. Внешние факторы в свою очередь делятся на несколько групп: механические – удар, укол, сжатия; физические – электрический ток, ультрафиолетовые и ионизирующие лучи, тепло и холод, низкое и высокое атмосферное давление, ультразвук, вибрация, ускорения, невесомость; химические – луга, кислоты, гемолитичные, гепатотропные и нейротропные яды, блокираторы ферментов; биологические – вирусы, микробы, простейшие, насекомые и прочии живые существа и продукты их жизнедеятельности.

 

 

Патогенез

Патогенез (от греческого pathos – страдания, genesis – происхождения) – учения о механизмах развития и завершения болезни. Оно имеет не только общепатологический, но и философский аспекты. К важнейшим проблемам этого учения пренадлежат такие: роль повреждения в развития болезни, причинно-наследственный характер связей между отдельными звенами патогенеза, единство структуры и функции, соотношения между общим и местным, специфическое и неспецифичное в патогенезе.

Толчком, который запускает все дальнейшие механизмы формирования болезни, выступает повреждения. В зависимости от природы, силы и продолжительности действия етиологического фактора, оно может проявиться на разных уровнях – биохимическом, клеточном и органном. В последнее время особое внимание привлекают молекулярные механизмы болезни. Доказано, что первичный эффект ионизирующих лучей состоит в ионизации крупномолекулярних соединений и молекул воды с образованием химически активных веществ (так называемых свободных радикалов), которые в свою очередь повреждают мембраны, ферменты и ядро клетки. Аллерген после взаимодействия с антителом запускает каскад биохимических реакций, вследствие чего в организме накопляются биологически активные вещества – гистамин, серотонин и прочие. Повреждающее действие химических веществ часто связанное с торможением активности ферментов.

Повреждения может быть вызвано кратковременным действием патогенного фактора или поддерживаться ним постоянно на протяжении всей болезни. Патогенетические механизмы включаются в один и тот же момент, когда организм испытал его действие, поэтому часто бывает невозможно провести границу, которая бы отделяла етиологию от патогенеза.

После того, как возникло повреждения, начинается ряд событий, которые идут одна за одной и составляют единый патогенетичний цепь. Каждое звено этой цепи находится в причинно-наследственных связях с предыдущим и следующим этапами патогенеза и имеет собственные механизмы развития. Не все звена патогенеза равноценные. С точки зрения практики важно выделить среди них ту, от которой более всего зависит, как будет формироваться болезнь. Это звено называют ведущим. Например, в патогенезе инфаркта миокарда ведущим звеном есть нарушения венечного кровообращения, в патогенезе микседемы – уменьшения синтеза гормонов щитовидной железой. Влияя на главное звено, можно оборвать патогенетичний цепь и остановить прогрессирование болезни.

Звена патогенетичной цепи так связанные между собою, что каждая из них, будучи следствием предыдущей, становится причиной следующей. Но нередко эта следующая не только предопределяет новые нарушения, но и усиливает предыдущие. Так замыкается круг, который в патологии получил название порочного, или ошибочного. Рассмотрим такой пример. Сердечная недостаточность характеризуется отеками, которые возникают вследствие замедления кровотока и повышения венозного давления. Выход жидкости у ткани приводит к уменьшению объема циркулирующей крови. Гиповолемия воспринимается баро- и осморецепторами как общее уменьшение воды в организме. В результате увеличивается синтез альдостерона и антидиуретичного гормона и задерживается дополнительное количество воды. Это усиливает отеки и усложняет сердечную недостаточность.

Функциональные изменения при повреждении всегда объединяются со структурными. В некоторых случаях патанатомические находки составляют основу повреждения. При действии ядов, бактерий или вирусов дистрофические и некротичиские изменения могут захватывать всю клетку, а механические факторы способные повредить целый орган. Переплетения функциональных и структурных изменений присущий каждой болезни, и если сегодня мы ничего не можем сказать о материальном субстрате психических разстройств, то это лишь означает, что он находится за пределами наших знаний.

Повреждения того или другого участка тела вызовет реакцию на уровне целостного организма. Она направленная на устранение функциональных и структурных нарушений, вызванных патогенным фактором, то есть на сохранение гомеостаза. Характер общей реакции зависит, конечно, от местного процесса, но и реакция организма, с своей стороны, взыскивает влияние на его протечение. Например, воспаления, которое имеет много типичных признаков местного процесса, сопровождается выраженными общими реакциями – горячкой, лейкоцитозом, увеличением продукции антител и интерферона. Эти реакции существенным образом сказываются на судьбы воспаления как местного процесса и могут коренным образом изменить течение болезни вообще. Для практикующего медика имеет значения, которые сыграет ведущую роль в развития данной болезни – местный процесс или целостная реакция. Когда в больного, предположим, выявленный фурункулез, то важно выяснить, кокого он происхождения –то ли это следствие местного поражения волосяных фолликулов, то ли проявление общего заболевания, например сахарного диабета. От этого будет зависеть лечебная тактика.

Болезнь отмечается объединением общих (неспецифичных) и специфических признаков. Неспецифичные реакции формируются в процессе эволюции как универсальные компенсаторно-приспособительные механизмы и передаются по наследственности. Они стереотипно включаются на любое повреждение. К ним пренадлежат парабиоз, шок, стресс, горячка и прочие. Специфическими проявлениями считаются такие, что присущий именно данной болезни. Они разрешают распознать болезнь среди подобных ей, то есть осуществить дифференционную диагностику. Специфическим признаком сахарного диабета есть гипергликемия, подагры – гиперурикемия, У_{12-дефицитной} анемии – мегалобластоз (появление ядерных эритроцитов).

Ответ организма на действие пошкоджуючого агента формируется на грунті реактивности – одной из важнейших свойств живых организмов. Реактивность определяет характер, продолжительность и интенсивность всех общих и местных реакций на действие любых внешних раздражителей – и обычных, и повреждающих. Эти реакции в абсолютном большинстве носят приспособительный характер и составляют механизм сопротивляемости (резистентности). Тем не менее в отдельных случаях они могут терять приспособительную функцию, становиться весьма интенсивными и приобретать разрушительного содержания. Такие реакции называют патологическими. Они часто возникают на введение лекарства – антибиотиков, наркотических средств. Некоторым людям присущий урожденная непереносимость к определенным пищевым продуктам – клубник, молока (идиосинкразия).

 

 

ДЕЙСТВИЕ ИЗМЕНЕННОГО АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ

Действие сниженного атмосферного давления человек испытывать по мере подъема на высоту в самолете, в горах.

В лабораторных условиях такое состояние моделируется в барокамере путем искусственного разрежения воздуха. Патологические изменения, которые возникают при этом, обусловленные двумя основными факторами – уменьшением парциального давления кислорода в вдыхаемом воздухе и снижением атмосферного давления (декомпрессией). Дефицит кислорода в вдыхаемом воздухе вызовет состояние гипоксии. Комплекс явлений, связанных с снижением атмосферного давления, называется синдромом декомпрессии.

От величины атмосферного давления, как известно, зависят некоторые физические свойства газов и жидкостей (объем и растворимость газов в жидкостях, точка кипения жидкостей). При снижении атмосферного давления газы, которые находятся внутри организма, расширяются, снижается их растворимость в редкой среде, точка кипения крови и других жидкостей снижается к такой степени, что они могут закипеть при температуре тела. Вираженость этих явлений зависит от скорости декомпрессии и ее степени. У летчиков, которые находятся в розгерметизованой кабине, может возникнуть ряд симптомов, связанных с декомпрессией, – расширения воздуха в кишках (высотный метеоризм), боль в ушах и лобных пазухах в результате расширения воздуха, который заполняет эти пустоты, кровотечение из носа через разрыв мелких сосудов. На высоту 19 000 г нельзя подниматься без надежно герметизированной кабины, так как именно на этой высоте жидкость закипает при температуре тела.

При быстром перепаде атмосферного давления развивается синдром взрывной декомпрессии. В его развития имеет значения баротравма легких, сердца и больших сосудов вследствие резкого повышения внутрилегочного давления. Разрыв альвеол и сосудов легкого приводит к проникновению газовых пузырьков в кровеносную систему (газовая эмболия). В случае разгерметизации космического корабля или высотного самолета происходит мгновенная смерть вследствие закипания крови и других жидкостей организма, а также в результате молниевой формы гипоксии.

Действие повышенного атмосферного давления человек испытывать при погружении под воду во время водолазных и кессонных работ.

В результате вдавления барабанных перепонок может появиться боль в ушах. При резком и очень быстром повышении атмосферного давления возможный разрыв легочных альвеол. Однако намного большее значение имеет то обстоятельство, которое в условиях гипербарии человек дышит воздухом или другими газовыми смесями под повышенным давлением, в результате чего в крови и тканях организма растворяется дополнительное количество газов (сатурация). При дыхании сжатым воздухом наибольшее значение имеет азот.

Длительное время считалось, что азот как инертный газ не вызовет биологического эффекта, и только опыт подводной медицины доказал обратное. Именно азот вызовет синдром специфических нарушений у лиц, которые работают под повышенным давлением. Количество азота в организме может увеличиваться в несколько раз, причем более всего в органах, богатых жирами. Учитывая то, что большое количество липидов локализуется в нервной ткани, более всего уязвляется нервная система. Сначала это оказывается легким нарушением, которое напоминает эйфорию. В дальнейшем наступают явления наркоза и интоксикации. Для того чтобы избежать этих явлений, в подводные устройства подают кислородно-гелиевые смеси (гелий менее растворимый в нервной ткани). Таблица отображает нарушения функции центральной нервной системы в зависимости от глубины погружения под воду.

 

При повышенном давлении токсичное влияние имеет не только азот. Излишек кислорода (гипероксия) только в самом начале имеет благоприятный эффект, улучшая процессы тканевого дыхания. В дальнейшем кислород начинает действовать токсично. Для каждой глубины погружения существует оптимальная концентрация кислорода в вдыхаемой смеси. Например, при погружении на глубину 100 г концентрация кислорода в газовой смеси должна составлять не более 2%.

Механизм токсичного действия кислорода под повышенным давлением состоит в следующем. Сначала развиваются реакции организма, направленные на поддержку оптимального кислородного режима в ткани главного мозга и ограничение чрезмерного повышения концентрации кислорода в нем. В формировании этих защитных реакций большое значение имеет снижения возбуждаемости хеморецепторов кровеносного русла, в результате чего уменьшается частота дыхания и пульса, уменьшается объем циркулирующей крови, суживаются сосуды головного мозга.

В дальнейшем может возникнуть своеобразное “удушение” тканей, связанное с тем, что молекула гемоглобина оказывается блокированной кислородом и теряет способность выводить углекислоту. Обясняется это тем, что ткани в первую очередь используют тот кислород, который физически раскрытый в плазме; это оказывает содействие диссоциации оксигемоглобина. Под повышенным давлением увеличивается содержание растворимого в крови кислорода

Токсичное действие кислорода в высокой концентрации подобно такой при радиоактивном облучении. В обеих случаях имеет место образования свободных радикалов и перекисних соединений с сильными окислительными свойствами и впечатляющим действием на ДНК и тканевие ферменты.

Чувствительность организма к токсическому действию кислорода в значительной мере зависит от количества тканевих антиоксидантов (токоферолов, глутатиона, убихинона и др.), что удручают свободнорадикальное окисления. Они же могут быть использованы с лечебной и профилактической целью при действии на организм кислорода под повышенным давлением.

При возвращении человека у условия нормального атмосферного давления (декомпрессия) наблюдается десатурация – вывод избыточного количества раскрытых газов через кровь и легкие. Декомпрессию следует проводить медленно, чтобы скорость образования газов не превышала возможности легких их вывести. В противоположном случае пузырьки воздуха, задерживаясь в крови и тканях, могут закупоривать кровеносные сосуды, роздражать рецепторы (газовая эмболия). Клиническая картина такой болезни определяется локализацией газовых пузырьков. Более всего часто отмечаются боль в суставах, зуд кожи, в трудных случаях – нарушения зрения, паралич, потеря сознания и другие признаки поражения главного и спинного мозга. Такой симптомокомплекс называется болезнью декомпрессии.

 

 

 

Роль наследственности в патологии человека

Наследственность – это способность живых организмов воссоздавать себе подобных, другими словами, это свойство живой особины передавать потомкам присущий ей тип обмена веществ.

Структурная единица наследственности – ген. Он представляет собой участок молекулы ДНК со специфической последовательностью пуриновых и пиримидинових основ, которая отвечает за биосинтез определенного белка. В клеточном ядре гены вместе с белками, ферментами и РНК упакованные в особые структуры, названные хромосомами.

Строение хромосомы человека

Схематическое изображение типичной метафазной хромосомы

 

У здорового человека в соматических клетках начисляется 46 хромосом, то есть 23 пары, в том числе 22 пары аутосом и одна пар половых хромосом. Это так называемый диплоидный (двойной) набор. В половых клетках (сперматоцитах и ооцитах) содержится одинарное количество хромосом – 23 (гаплоидный набор).

                Хромосомный набор женщины    Хромосомный набор мужчины

Главное свойство генов – их способность передаваться из поколение в поколение в несмененном виде. Но если бы генетический материал абсолютно не изменялся, была бы невозможной эволюция. Гени как носители наследственной информации должны быть способными к случайным изменениям. Такие изменения действительно существуют, и их называют мутациями. Без мутаций была бы невозможная эволюция.

Мутации возникают и в половых, и в соматичних клетках. Те мутации, которые состоялись в половых клетках (если они не летальные), передаются следующим поколением. Их можно обнаружить в клетках потомков, которые стали их носителями. Соматические мутации по наследству не передаются. Они оказываются лишь в потомстве соответствующей клетки мутанта.

Различают три типа мутаций – геномные, хромосомные, генные.

Геномные мутации состоят в изменении количества хромосом. Возможные два варианта:

а) анеуплоидия – дефицит или излишек отдельных хромосом (моносомия, трисомия);

б) полиплоидия – кратное увеличение генома.

Установлен несколько механизмов мутаций геномов. Важнейший из них – нерасхождения хромосом. В норме во время клеточного деления количество хромосом увеличивается вдвое – в соматических клетках их будет 92, в половых – 46. В анафазе сестринские хромосомы должны разойтись к разным полюсам. Тогда в дочерних клетках снова окажется нужное количество хромосом – 46 и 23.

Расхождения сестринских хромосом в анафазе

 

Но бывают случаи, когда обе сестринские хромосомы остаются сцепленными и отходят до одного полюса. Это явление чаще встречается во время мейоза, то есть деления половых клеток. В одну из гамет попадает лишняя хромосома, а другая остается без хромосомы. После оплодотворения зигота окажется или трисомной (47), или моносомной (45). Если нерасхождения состоялось в соматической клетке на ранних этапах развития плода, это приведет к мозаицизму. В таком организме будут в наличии клетки трех популяций – нормальные (46), трисомные (47) и моносомные (45). Таких лиц называют мозаиками.

Следующий механизм мутаций геномов – анафазне отставания. Во время анафазного движения от экватора к полюсу одна из хромосом отстает и теряется. Одна из дочерних гамет получает нормальное количество хромосом, другая – на одну меньше. После оплодотворения зигота может быть или нормальной (46), или моносомной (45). Анафазное отставания случается также в соматичних клетках на ранних стадиях деления зиготы. В результате возникает мозаицизм. Одна клеточная популяция будет нормальной, другая – моносомной.

Схематическое изображение нерасхождения (А) и анафазного отставания (Б) хромосом.

 

Третий механизм мутаций геномов – полиплоидизация. В каждой клетке геном увеличивается в 2-3 разы. Максимальное количество хромосом, зарегистрированное у человека – 69 (триплоидия). Триплоидию объясняют аномалиями развития женских и мужских половых клеток в предыдущих поколениях. Кроме того, триплоидия может быть результатом оплодотворения одной яйцеклетки двумя сперматозоидами.

Хромосомные мутации возникают в тех случаях, когда количество хромосом не изменяется, но поднимается их строение. Каждая структурная перестройка хромосомы начинается из разрыва ее. При этом, конечно, разрывается и ДНК. Судьба поврежденных хромосом бывает разной. Иногда конци хромосомных фрагментов удачно соединяются друг с другом с помощью репаративних ферментов. Хромосома снова становится интактною. Но случается и так, что фрагменты хромосом вообще не соединяются или же соединяются в точках разрыва других хромосом. Так возникают разные типы хромосомных нарушений (аберрации, аномалии). Их известно более 30.

Делеция – потеря участка хромосомы. Дефицит генетического материала вызовет изменения фенотипа, то есть свойств организма. Чаще всего встречается делеция 5 и 18 хромосом, а также Х-хромосоми.

Инверсия – в хромосоме случились два разрыва. Свободный фрагмент перекинулся на 180° и снова соединился с хромосомой. Количество генетического материала не изменилась, но такая перестройка изменяет процесс деления клетки.

Транслокация – междухромосомная перестройка. Это перенесения фрагмента одной хромосомы на другую или взаимный обмен фрагментами.

Генные мутации нельзя обнаружить с помощью микроскопа. Они оказываются в виде изменений фенотипа. При этом в ДНК поднимается химическое строение генов, другими словами – поднимается последовательность пуриновых и пиримидинових основ. Генная мутация в соматической клетке может привести, например, к развитию опухоли. Дефект ДНК в половой клетке (дефектный ген) передается следующим поколением. Это приводит к появлению наследственных болезней.

Понятие “наследственные болезни” охватывает большую группу нозологіческих единиц. Все они связаны с повреждением наследственного аппарата клетки, но не все они наследуются. Их носители или очень рано умирают, или не способные иметь детей.

На данное время зарегистрирован приблизительно 2000 наследственных болезней. Число их неуклонно увеличивается, по 10-15 в год. Причины – усовершенствования диагностики и возрастающее влияние мутагенов.

Мутагены делятся на три группы – физические, химические и биологические.

Важнейшие физические мутагены – ионизирующая радиация и ультрафиолетовые лучи. Ионизирующие лучи вызовут все известные типы мутаций – геномние, хромосомные и генные. Они могут локализоваться и в половых, и в соматичних клетках. Среди соматичних клеток очень чувствительные к радиации те, которые интенсивно делятся (клетки костного мозга, эпителий слизистых оболочек, клетки желез внутренней секреции).

Ультрафиолетовые лучи вызовут генные мутации.

Наиболее известная химическая реакция – димеризация двух соседних молекул тимина в молекуле ДНК. Димеризация предотвращает спариванию тимина с аденином и приводит клетку к гибели.

Химические мутагены вызовут такие же разнообразные мутации, как ионизирующие лучи, – нерасхождения хромосом, хромосомные разрывы, точковые мутации. Их известно несколько сотен. Сильнейшие мутагены – азотистый иприт, алкилуючие вещества (диетилсульфат), аналоги азотистых основ (бромурацил), акридиновые красители (трипафлавин), кофеин, цитостатические препараты. Все химические мутагены повреждают ДНК. Механизм повреждения зависит от химических свойств мутагена. Например:

а) азотистая  кислота дезаминирует  азотистые основы – аденин, гуанин, цитозин;

б) аналоги азотистых основ (например 5-бромурацил) включаются в молекулу ДНК вместо нормальных основ и вызовут неправильное спаривание в процессе синтеза ДНК;

в) кофеин не вызовет мутаций, но препятствует восстановлению поврежденной ДНК.

К биологическим мутагенам относят вирусы кори, коровьей краснухи, гепатита, ретровируси. Отмечено, что после перенесенного вирусного гепатита или краснухи увеличивается частота болезни Дауна.

Наследственные болезни подразделяются на две группы – хромосомные и генные.

1.     Хромосомные болезни

Хромосомные болезни возникают на основе  геномних и хромосомных мутаций. Их описан близко 300. К наиболее распространенным относятся следующие:

Болезнь Дауна известная с 1866 г. как разновидность умственной отсталости. Различают три генетических варианта болезни – классический, транслокацийнный и на почве мозаицизма.

Классический вариант обусловлен кариотипом 47,+21, то есть это трисомия за 21 парой. Такой кариотип получается во время деления половых клеток, если хромосомы 21 пары не расходятся и в анафазе отходят до одного и того же полюса.

Кариотип больного с классическим вариантом синдрома Дауна

 

Такие больные низкие ростом, в них широкое плоское лицо, широкая переносица, косой разрез глаз (монголизм), полуоткрытый рот, приросшие мочки ушей, плоский затылок.

Конечности короткие, пальцы часто сращены, на ладонях одна поперечная линия (“обезьяннья”) вместо одной продольной и двух поперечных.

Частота болезни возрастает с возрастом родителей. В семье регистрируется, как правило, однин больной, повторные случаи редкие. Продолжительность жизни больных укороченная. Треть их умирает до конца первого года жизни, еще половина – до конца третьего года, а те, что выжили, стареют раньше, чем здоровые люди. Больные с классической болезнью Дауна бесплодные, поэтому они не передаются по наследственности. Частота классического варианта – 1-2/1000.

Транслокационный вариант болезни Дауна связанный с транслокацией 21 хромосомы на другую хромосому (у женщин – на 13-15, у мужчин – на 22). Две хромосомы фактически сливаются в одну, поэтому общее количество их не увеличивается. Транслокации могут передаваться по наследственности.

Еще один вариант – мозаицизм 46/47, что возникает в результате нерасхождения хромосом на начальных этапах эмбрионального развития. Мозаицизм дает стертые, слабо выраженные симптомы болезни.

Синдром Кляйнфельтера описан как гипогонадизм у мужчины. Частота его – 1/700. Больные с классическим вариантом имеют кариотип 47,ХХУ.

Причина его возникновение – нерасхождения Х-хромосом во время деления половых клеток. Позднее были найденные кариотипы с большим количеством Х-хромосом (ХХХY, ХХХХY). Чем больше лишних Х-хромосом, тим более тяжелая клиническая картина. Характерные признаки синдрома – высокий рост, гинекомастия, атрофия яичек, женский тип оволосение лобка, высокий голос, бесплодие, остеопороз, умственная отсталость.

Частота синдрома возрастает с возрастом матери, но не зависит от возраста отца. Больные не имеют потомства.   Чаще все таки случается не классический вариант, а мозаицизм 46,XY/47,XXY. Этим можно объяснить стертые и рудиментарные формы синдрома.

Синдром Тернера – это гипогонадизм у женщин. Частота его – 1/1250. Кариотип – 45,ХО. Он возникает при нерасхождении Х-хромосом в процессе мейоза. Тогда одна дочерняя половая клетка будет содержать две Х-хромосоми, а вторая – ни одной. При оплодотворении их с нормальными ооцитами образуются женские организмы с трисомиєй или моносомией (синдромом Тернера). Больные имеют короткую шею, широкую грудную клетку, короткие толстые ноги, укороченные пальци, а также физические недостатки – стеноз аорты, незаростание межжелудочковой перегородки, подковообразная почка. Обязательно имеющиеся такие признаки, как недоразвитие половых органов, отсутствие грудных желез, аменорея, инфантилизм. Характерно, что не страдает или очень мало страдает интеллект. Потому диагноз ставят не в раннем детстве, а через много лет, когда оказывается отставания роста и половой инфантилизм. Часть больных с синдромом Тернера – мозаики 46,ХХ/45,ХО.

Синдром Х-трисомии встречается с частотой 1/1000. Кариотип – 47,ХХХ. Характерные признаки – инфантилизм, аменорея, депигментация участков кожи и волоса, умственное недоразвитие. Оказывают содействие возникновению синдрома старший возраст матери, сифилис, алкоголизм. Описанные семьи, где Х-трисомия передается по наследственности.

Хромосомные болезни возникают не только при увеличении или уменьшении количества хромосом, но и вследствие нарушения их строения. Синдром кошачого крика – один из немногих хорошо изученных делеционних синдромов. Дефект, который лежит в его основе, состоит в укорочении короткого плеча 5 хромосомы. Ребенок с этим синдромом отмечается грубыми физическими и психическими недостатками – микроцефалией, монголизмом, умственной отсталостью, гипогонадизмом, мышечной атонией. Через недоразвитие гортани крик таких детей напоминает мяуканья кошки, потому  и сам синдром получил такое название.

2.     Молекулярные наследственные болезни

На протяжении последнего 50-летия выявленные генетические блоки, которые поднимают синтез ферментов и обмен веществ. В следствие этих нарушений изменяются свойства живого организма, то есть возникают генные болезни. Лучше всего изученные дефекты ферментов, которые имеют отношение к преобразованию аминокислот.

 

Фенилкетонурия описанная Фелингом в 1934 году. Дети рождаются снаружы здоровыми и нормально набирают массу. В втором полугодии они начинают отставать в психическом развитии. Потом появляются другие симптомы: физическое недоразвитие, задержка прорезания зубов, задержка речи, судороги, параличи, дерматит, светлые волосы, голубые глаза.

Феникетонурия – сравнительно редчайшее заболевание (1/20000 новорожденных). Патогенез ее хорошо известный. В организме человека аминокислота фенилаланин под влиянием фенилаланингидроксилази превращается в тирозин, а потом – в меланин, тироксин, адреналин. Из-за отсутствия фермента фенилаланин не может превратиться на тирозин. Он накапливается в тканях и превращается в фенилпировиноградную и фенилоцтовую кислоты. Сами фенилаланин и обе кетокислоти очень токсичные для головного мозга на стадии его формирования. Они препятствуют проникновению аминокислот в нейроны. Снижается синтез клеточных белков и медиаторов. В результате развивается умственная отсталость. Уменьшается также образования меланина, адреналина и тироксина. Поэтому в больных светлые волосы, голубые глаза и артериальная гипотензия. Болезнь наследуется за аутосомно-рецесивним типом. Ген локализован в 12-ой хромосоме.

Альбинизм развивается вследствие отсутствия пигмента меланина. Он может быть общим и местным (например, глазным). Болезнь обусловлена дефицитом фермента тирозинази, который превращает тирозин в меланин. Передается за аутосомно-рецесивним типом, частота его – 1/20000.

Глазное дно при альбинизме

 

Алкаптонурия – также результат блокирования обмена тирозина на уровне гомогентизиновой кислоты. За неимением соответствующей оксидази это вещество не поддается дальнейшим преобразованиям, накопляется в организме и выделяется с мочой. В щелочной среде моча темнеет. Откладывания гомогентизиновой кислоты в соединительной ткани дает темная окраска – охроноз.

Из генных заболеваний, связанных с нарушением углеводного обмена, хорошо изученная галактоземия. Она развивается потому, что галактоза не может превратиться в глюкозу из-за отсутствия соответствующего фермента. В организме накопляется доблоковий метаболит – галактозо-1-фосфат. Он откладывается в разных органах – хрусталике, печени, мозгах, почках и нарушает их функцию. Симптомы болезни проявляются очень рано, через несколько дней от начала кормления молоком (потеря аппетита, диарея, желтуха, увеличения селезенки, асцит). Очень характерные катаракты, которые развиваются на третьей неделе жизни. Задерживается рост и умственное развитие. Возможный смертельный конец.

Катаракта при галактоземии

 

Методы диагностики наследственных заболеваний

Наследственные болезни изучают и диагностируют с помощью специально разработанных методов.   

Цитогенетический метод состоит в исследовании особенностей хромосомного набора и строения отдельных хромосом. Удобным объектом для этого служат лейкоциты и клетки эпителия щеки. Кроме количества и структуры хромосом, исследуют половой хроматин. Если в клетке есть две Х-хромосоми, то одна из них спирализируется и это творение становится заметным под микроскопом. Его называют половым хроматином, или тельцем Бара. В норме одно тельце Бара можно увидеть у женщин. При синдроме Тернера тельце отсутствует, при Х-трисомии их заметно два, при синдроме Кляйнфельтера они появляются у мужчин. Еще один объект цитогенетичного исследования – ядра нейтрофилов. У женщин часть из них имеет вырасти, названные барабанными палочками. В патологии количество их может возрастать, что также отображает увеличение количества Х-хромосом.

Гениалогический метод состоит в изучении наследственных свойств человека за его родословной. Метод дает ценную информацию в тех случаях, когда известные прямые и косвенные родственники пробанда – носителя патологического наследственного признака. Метод разработан Ф.Гальтоном и впервые примененный ним для изучения закономерностей наследования умственных способностей человека.

Складывания родословной начинается из обследование больного (пробанда), которому выставляют определенный диагноз. Дале пользуются рассказами родственников, обзором членов семьи, историями болезни, архивными данными. С помощью этого метода можно определить тип наследования болезни. Главных типов три – аутосомно-доминантный, аутосомно-рецесивний и Х-зчеплений (рецесивний или доминантный).

Аутосомно-доминантным называют такой тип наследования, когда болезнь передается из поколение в поколение – от родителей к детям, от детей к внукам и т.д. Трудности для диагностики такие болезни, как правило, не вызовают. За аутосомно-доминантным типом унаследуются физические аномалии – короткопалость, леворукость, близко- и дальнозоркость, а также болезни – урожденная катаракта, отосклероз, полипоз толстой кишки, урожденная гемералопия, хорея Гентингтона.

Аутосомно-рецесивним называют такой тип наследования, когда болезнь передается не прямо, а через одно или несколько поколений (с пропусками). Болезнь проявляется только в гомозигот, а появление их чаще всего связанная с близькородинними браками. За таким типом передаются урожденная глухонемота, шизофрения, фенилкетонурия, альбинизм, алкаптонурия, кретинизм, гипофизарная карликовость.

Когда патологический ген находится в Х-хромосоме, то говорят, что наследования Х-зцепленное. Как правило, ген проявляет себя рецесивно. Болеют лишь мужчины из данной семьи, а женщины выполняют роль кондукторов (проводников) патологического гена. Так унаследуются гемофилии А и В, дальтонизм, юношеская глаукома, агамаглобулинемия, атрофия зрительных нервов, некоторые миопатии. Очень редко патологический ген, который находится в Х-хромосоме, проявляется доминантно (витамин D-резистентный рахит, фолликулярный гиперкератоз).

Близнецовый метод – один из главных методов генетики человека. Он разрешает разграничить роль наследственности и среды в возникновении заболеваний. Суть его состоит в том, что изучают попарную заболеваемость (конкордантность) в однояйцевых и двояйцевих близнецов за определенными нозологическими единицами (табл. 2). Однояйцевые близнецы отличаются от двояйцевих тем, что в первых генотип тождественный, а у вторых – лишь похожий (как у братьев и сестер). Если заболевания наследственное, процент конкордантности (совпадения болезней) у однояйцевых близнят будет значительно высшим, чем в двояйцевих, то есть одинаковый дефект генотипа будет вызвать одинаковую патологию. Когда же болезнь экзогенная, то процент конкордантности будет близкой в обеих типов близнецов.

Таблица 2. Частота попарной заболеваемости однояйцевых (ОБ) и двояйцевих (ДБ) близнецов (в процентах)

Популяционно-статистический метод состоит в изучении частоты, с которой в данной популяции встречается тот или другой ген. Таким способом определяют генетическую структуру популяции. Частоту появления болезни в семье сравнивают с частотой ее в популяции.

На основе наших знаний о причинах и условиях возникновения наследственных болезней постоянная возможной их профилактика. К эффективным профилактическим мероприятиям пренадлежат:

·        а) предотвращение влиянию физических и химических мутагенов, соответствующий гигиенический контроль на химических производствах, всестороннее обследование новых врачебных препаратов;

·        б) предупреждения нежелательной деторождаемости, если семья отягощена наследственной болезнью или с помощью амниоцентеза (исследования амниотической жидкости) выявленный серьезный хромосомный дефект;

·        в) разъяснительная работа среди молодежы о нежелательности близкородственных браков, которые становятся условием проявления рецесивних патологических генов;

·        г) рекомендации относительно рождения детей в более раннем возрасте, так как с годами увеличивается количество хромосомных и генных мутаций, а значит возрастает достоверность появления наследственных болезней.

 

 

Принципы лечения наследственных заболеваний

В прошлом считалось, что наследственный признак не поддается коррекции, а потому лечить наследственные болезни бесперспективно. Ошибочность этих утверждений постоянная очевидной тогда, когда были выясненные глубокие биохимические механизмы наследственной патологии. В принципе формирования наследственного признака можно откорректировать, влияя на всех уровнях действия гена, но теоретически наиболее полным было бы влияние на уровне генетического материала, то есть ДНК. Этим занимается генная инженерия (генная терапия), которая базируется на достижениях молекулярной биологии. Метод находится на стадии экспериментальных разработок, но имеет многообещающее будущее.    

Для лечения наследственных болезней давно используется заместительная белковая или ферментная терапия. Классический пример – лечения гемофилии А введением антигемофильного глобулина (фактора VІІІ).    

Удаления метаболита перед блокированным этапом – также давно апробированный метод. Если какое-то пищевое вещество, которое есть субстратом дефектного фермента, не вырабатывается в организме, а поступает с пищей, то лечения состоит в ограничении его потребления. Впервые успешную коррекцию такого типа осуществлен в больных с фенилкетонурией. Суть терапии состоит в замене продуктов питания, богатых на фенилаланин, гидролизатами с минимально необходимым содержимым этой незаменимой аминокислоты. Диетотерапию начинают из первых недель жизни под контролем уровня фенилаланину в крови. Продолжительность лечения – 5-10 лет. Аналогичная терапия (до 3-х лет) используется при галактоземии. Из питание изымают молоко (галактозу) и заменяют его безгалактозними смесями.    

В том случае, когда вследствие ферментативного блока не синтезируются конечные метаболиты, их компенсируют введением снаружы. При кретинизме вводят тироксин, при нарушении образования урацила, необходимого для синтеза ДНК, к пище прибавляют уридин и этим предотвращают проявлениям болезни.    

Большинство наследственных болезней лечат путем устранения побочных симптомов. Этот подход не требует точного знания генетических и патофизиологических механизмов их развития. Например, мы почти ничего не знаем о молекулярных основах полидактилии, заячьей губы или розщелини неба, но это не мешает успешно лечить их хирургическим путем. Очень мало известно о биохимии психических заболеваний, хотя эмпирическим путем удается подобрать препараты для медикаментозного лечения.