Загальні закономірності розвитку хвороби

ЗАГАЛЬНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ РОЗВИТКУ ХВОРОБИ. ЕТІОЛОГІЯ І ПАТОГЕНЕЗ. ДІЯ ЗМІНЕНОГО АТМОСФЕРНОГО ТИСКУ НА ОРГАНІЗМ

РОЛЬ СПАДКОВОСТІ В ПАТОЛОГІЇ ЛЮДИНИ

 

 

 

Предмет і завдання патологічної фізіології

Патологічна фізіологія – наука, яка вивчає найбільш загальні закономірності виникнення, перебігу і завершення хвороби. В полі зору патофізіолога перебувають, насамперед, функціональні зрушення, що виникають в різних органах і системах при наявності патологічного процесу. Знання загальних законів, за якими розвивається хвороба, переносить діяльність лікаря на наукову основу, дозволяє обгрунтовано будувати лікувальну тактику і прогнозувати наслідки. Особливість патологічної фізіології полягає в тому, що вона вивчає загальне у хворобі, тобто найбільш загальні закономірності виникнення і розвитку хвороби, в той час як інші науки вивчають особливе, спеціальне.

Патологічна фізіологія як наука вирішує наступні завдання:

1.   Встановлює сутність хвороби.

2.   Досліджує умови і причини виникнення хвороби.

3.   Встановлює закономірності перебігу хвороби і механізмів видужання, розкриває механізми розвитку хвороби та окремих її проявів,.

4.   Визначає загальні принципи профілактики і лікування хвороб.

 

 

Зв’язок патологічної фізіології з іншими науками

Патофізіологія найтісніше зв’язана з нормальною фізіологією. Вона широко використовує відкриті фізіологами закономірності функціювання органів і систем в умовах здоров’я, а також створені ними методи дослідження. Зрозуміло, що, не знаючи нормальної функції органа, неможливо пізнати його діяльність в умовах патології. Водночас слід пам’ятати, що хвороба – не результат кількісного наростання відхилень від норми, а якісно відмінний стан з власною, дуже своєрідною динамікою. Тому й пізнання його здійснюється на принципово інших методичних засадах, а саме – з використанням штучно створених (експериментальних) моделей. В цьому й полягає найістотніша різниця між нормальною і патологічною фізіологією. Щоб глибоко зрозуміти молекулярні механізми виникнення, перебігу і клінічних симптомів захворювань, потрібні знання в галузі біологічної хімії. Насамперед, це стосується тих розділів патофізіології, які присвячені порушенням обміну речовин. Оскільки переважна більшість цих порушень і пов’язаних з ними захворювань має спадкове походження, то останнім часом різко зросла роль генетики як базової дисципліни для вивчення патологічної фізіології.

Патологічна фізіологія нерозривно зв’язані з клінікою. І клініка, і патофізіологія переслідують одну й ту ж кінцеву мету – зберегти і відновити здоров’я. У них спільний предмет вивчення – хвороба, зате різні підходи до розв’язання однієї й тієї ж проблеми. Кожне захворювання має характерні клінічні симптоми, які у конкретного хворого проявляються в певних комбінаціях і з неоднаковою інтенсивністю. Безпосереднє завдання клініциста – на підставі їх аналізу встановити діагноз і призначити лікування. Патологічна фізіологія, навпаки, абстрагується від окремих проявів хвороби. Вона намагається вникнути в її глибинну суть, виявити її фундаментальні механізми, збагнути внутрішню природу патологічного процесу, який лежить в її основі, сформулювати загальні закони, на які могла б опертися практична медицина.

Взаємовідносини між клінічними науками і патологічною фізіологією легко зрозуміти з наступного прикладу. Такі хвороби, як апендицит (запалення червоподібного паростка), гепатит (запалення паренхіми печінки), кон’юнктивіт (запалення слизової ока), дерматит (запалення шкіри), вивчаються різними клініками (хірургічною, терапевтичною, офтальмологічною, дерматологічною) і характеризуються специфічними симптомами, які дозволяють діагностувати їх, тобто розпізнати серед інших хвороб. Незважаючи на клінічні відмінності, усі вони мають спільну загальнопатологічну основу – запалення, а запалення як типовий патологічний процес вивчають патофізіологи. Експериментальний метод дослідження, який є у їхньому розпорядженні, дає більше можливостей для з’ясування патогенетичних механізмів, ніж клініко-фізіологічні спостереження над хворими, сфера застосування яких обмежена принципом “не пошкодь” і забороною дослідів на людях.

Патологічна фізіологія є науковою основою медицини (філософією медицини) встановлює етіологію і патогенез хвороб і на цій основі визначає головні напрямки їх попередження і лікування.

Методи патологічної фізіології

Для вивчення хвороби патологічна фізіологія використовує наступні методи:

·     клінічний

·     експериментальний метод

·     метод клінічної епідеміології

·     метод доказової медицини

Головний метод патологічної фізіології – експеримент. Під цим терміном розуміють штучне відтворення (моделювання) патологічних процесів. Експериментальний метод передбачає вивчення хвороби на лабораторних тваринах, які є об’єктом моделювання хвороб людини. Ще коротше сказав Клод Бернар: “Експеримент – це спровоковане спостереження”. Творцем експериментального методу в фізіології вважається Вільям Гарвей (1578-1657), який зробив найфундаментальніше відкриття у фізіологічний науці – відкриття кровообігу.

Щоб здійснити його, Гарвею уже недостатньо було анатомічних спостережень на трупах. Лише доповниши їх експериментами на людях і собаках, він прийшов до епохального висновку, що кров, яка відходить від серця до тканин по артеріях, повертається назад по венах.

З того часу експеримент увійшов у практику наукових лабораторій. Суть патофізіологічного експерименту полягає в тому, що хвороби і патологічні процеси, які виникають природним шляхом і стають предметом клінічних спостережень, моделюються на тваринах з метою їх поглибленого вивчення. Можна відтворити, наприклад, травматичний шок, пухлину, ожиріння, гіпертиреоз, гломерулонефрит. Теоретичною передумовою для створення на тваринах моделей захворювань людини служить об’єктивна спільність у життєдіяльності живих організмів. Проте існують і об’єктивні відмінності. Тому створювані моделі можуть мати різну ступінь відповідності природним захворюванням. В одних випадках експериментальні моделі майже повністю відповідають своїм прототипам. В інших випадках такої досконалості досягти не вдається, і створена модель наближається до них лише за провідними характеристиками. Взагалі, створити тотожну модель людської хвороби неможливо. Але в цьому й нема необхідності. Найбільш придатними виявилися ті види моделювання, коли відтворюються окремі, умовно ізольовані елементи хвороби. Тому модель завжди уявляється як свідоме спрощення дійсності.

Хоча експеримент на тваринах не відтворює повну картину відповідної хвороби у людини, він дає можливість спостерігати і вивчати хворобу від самого початку до її завершення, що неможливо в клініці. В експерименті можна контролювати умови навколишнього середовища, які впливають на перебіг хвороби. Експериментальні дослідження дають об’єктивний матеріал для наукових теорій як фундаментальної основи доказової медицини

За допомогою експериментального методу добуто абсолютну більшість наукових фактів у нормальній і патологічній фізіології. Можна привести деякі приклади: доведена трофічна функція нервової системи (Ф.Мажанді, 1824), відкрита глікогенсинтезуюча функція печінки (К.Бернар, 1848), отриманий цукровий діабет після видалення підшлункової залози у собак (Й.Меринг і О.Минковський, 1889), доведена роль вірусів у виникненні пухлин (Ф.Раус, 1911), створена холестеринова модель атеросклерозу (М.М.Аничков і С.С.Халатов, 1912), з’ясована медіаторна роль ацетилхоліну (О.Леві, 1921).

Про значення експериментального методу І.П. Павлов сказав: “Тільки пройшовши через вогонь експерименту медицина стане такою, якою повинна бути, тобто свідомою, а тому завжди і досить цілеспрямовано діючою”. У свою чергу К. Бернар охарактеризував експеримент так: “Єдиний шлях, який веде до істини у фізіологічній науці, є шлях

Експерименти поділяються на гострі і хронічні. Гострі експерименти призначені для одноразового отримання наукової інформації і обмежені в часі. Вони здійснюються в умовах грубого втручання в життєдіяльність піддослідної тварини і нерідко закінчуються її загибеллю. Експериментальним моделям, створеним у цих дослідах, властиві умовність і спрощеність. Незважаючи на це, в гострих дослідах отримана багатюща інформація при вивченні таких процесів, як анафілактичний шок, запалення, крововтрата, асфіксія.

Хронічні експерименти відзначаються більшими можливостями пізнання. Вони вимагають тривалої спеціальної підготовки піддослідної тварини, зате відтворені в них патологічні процеси ближчі до природних. Типовими прикладами можуть служити досліди на тваринах з накладеними фістулами травного тракту, перещепленими пухлинами, експериментальними неврозами, вживленими електродами. Неперевершеним майстром хронічного експерименту був І.П.Павлов (1849-1936).

Для розв’язання конкретних завдань патологічної фізіології створено багато методик. Найбільшого поширення набули методики видалення, подразнення, перерізки, введення речовин, ізольованих органів і тканинних культур.

Експеримент – не самоціль для дослідника. Його результати повинні стати теоретичною базою для нових досліджень або знайти застосування в клінічній медицині. Проте, переносити їх у клініку слід з обережністю, пам’ятаючи, що людина як біологічна і соціальна істота стоїть на еволюційній драбині вище від тваринного світу і має низку особливостей, властивих тільки їй.

Важлива роль у патофізіологічних дослідженнях відводиться порівняльно-еволюційному методу. Патологічні процеси, які розвиваються у людини, наприклад запалення, гарячка, шок, голодування, пройшли довгий шлях формування і ускладнення. Разом з тим вдосконалювалися механізми компенсації і пристосування живих організмів до мінливого навколишнього середовища. Порівняльний аналіз патологічних процесів у тварин, що стоять на різних рівнях еволюційного розвитку, дозволяє повніше зрозуміти закономірності їх перебігу і проявів у людини. Цим методом широко користувався І.І.Мечніков.

Клінічний метод передбачує вивчення хвороби безпосередньо в ліжку хворої людини. Патологічна фізіологія завжди використовувала цей метод для вирішення поставлених перед нею завдань. Сучасні досягнення науки роблять можливим дослідження великої кількості функціональних, біохімічних, імунологічних та інших показників у хворої людини. У зв’язку з цим сьогодні досить швидко розвивається один із напрямків патологічної фізіології – клінічна патофізіологія. Клінічна патофізіологія є ніби самою вершиною порівняльної патології, тому що це патологія людини. Клінічна патофізіологія стає самим актуальним розділом патофізіології в наші дні, маючи свою основну задачу – вивчення найбільш загальних питань етіології і патогенезу хвороб людини. Патофізіологічний підхід до розв’язання різниз завдань клінічної медицини все більше і більше впроваджеється в різні галузі практичної медицини. Сьогодні тяжко уявити собі, наприклад, роботу кваліфікованого лікаря кардіологічного відділенняз фазового аналіза серцевої діяльності, електрокардіографії, ехокардіографії. Ніщо не може відбуватись без знань і врахувань патофізіології кровообігу. Патофізіологічні критерії лежать в основі сучасних визначень і класифікацій недостатності кровообігу і дихання. На основі вивчення хвороб біля ліжка хворого були отримані нові дані про фундаментальні механізми розвитку онкологічних, алергічних, гематологічних та багатьох інших захворювань людини.

 

Патологічна фізіологія як дисципліна складається із таких частин:

1.   Загальна патологія

2.   Патофізіологія органів і систем

Загальна патологія об’єднує розділи: нозологія, патогенна дія факторів зовнішнього середовища, роль внутрішніх факторів в патології, типові патологічні процеси, типові порушення обміну речовин.

Патофізіологія органів і систем вивчає загальні закономірності розвитку патологічних процесівв окремих функціональних системах, а також етіологію і патогенезнайбільш розповсюджених нозологічних форм.

 

Загальне вчення про хворобу

Здоров’я і хвороба – дві форми життя. Стан здоров’я і стан хвороби можуть багаторазово переходити один в одного, причому в одних випадках цей перехід очевидний, а в інших – прихований, і його можна виявити лише шляхом всебічного і глибокого обстеженя організму. Тому важливо сформулювати загальні критерії, які б диференційовано характеризували обидва ці стани і дозволяли відрізняти хворий організм від здорового. Вчення про життєдіяльність хворого організму, про виникнення, перебіг і завершення хвороби називається загальною нозологією (від грецького nosos – хвороба). Це вчення бере початок з незапам’ятних часів і дотепер залишається найважливішим у загальній патології.

Норма і здоров’я

 

Щоб вникнути в суть хвороби, доцільно спочатку визначитися з такими поняттями, як норма і здоров’я. Щодо їх змісту не існує єдиної точки зору. Норма – дуже загальне поняття, воно стосується всіх процесів і явищ органічного і неорганічного світу. Терміном “здоров’я” характеризуються тільки живі істоти. Це найбільш загальна якісна оцінка живого організму в конкретний період його існування. Терміни “норма” і “здоров’я” близькі за суттю, але не тотожні. Можна бути здоровим за абсолютною більшістю загальноприйнятих показників і все ж таки помітно відрізнятися за деякими із них (наприклад, за ростом, манерою поведінки, тривалістю сну, режимом праці і відпочинку). І навпаки, хворий організм може не мати явних відхилень від загальноприйнятої норми, а іноді (наприклад, за розумовими здібностями) стояти вище від більшості людей. Все це свідчить про відносність понять “норма” і “здоров’я” і умовність наших функціональних і морфологічних підходів до оцінки стану конкретної особи. Лікарі часто вживають такі терміни, як нормальна температура, нормальна електрокардіограма, нормальний кров’яний тиск, нормальна концентрація цукру в крові. Тут маються на увазі середньостатистичні показники норми або межі фізіологічних коливань, визначені на підставі обстеження багатьох, іноді десятків тисяч людей. Цю статистичну норму приймають за еталон для порівняння. Якщо параметри конкретної людини збігаються з середньостатистичними або не виходять за межі фізіологічного діапазону, то таку людину вважають здоровою. Слід пам’ятати, що саме поняття норми мінливе. Наприклад, у людей, що проживають на рівні моря, вміст гемоглобіну в крові не перевищує 160 г/л. В осіб, які постійно проживають на висоті 4-5 км, вміст гемоглобіну зростає до 210 г/л. Це збільшення не можна розглядати як відхилення від норми, оскільки воно забезпечує адаптацію високогірних жителів до кисневого голодування. Отже, норма – не застигле поняття, вона змінюється залежно від умов зовнішнього середовища.

Ще важче коротко сформулювати визначення здоров’я. Норма, звичайно, відбиває оптимальний рівень життєдіяльності людини, але через свою мінливість не завжди може бути взята за основу для такого фундаментального узагальнення. Серед численних визначень здоров’я варті уваги ті, які базуються на практично важливих показниках життєдіяльності організму. До них належать кількісні характеристики функції найважливіших органів і систем, працездатність, поведінка, настрій.

Всесвітня організація охорони здоров’я визначила здоров’я так (1946): “Здоров’я – це стан повного фізичного, психічного й соціального благополуччя, а не тільки відсутність хвороб або фізичних вад”. Здоровим можна вважати організм, який забезпечує постійність вутрішнього середовища (гомеостаз) за рахунок фізіологічної регуляції функцій, що склалася під час еволюційного розвитку і в процесі взаємодії з навколишнім середовищем. Такий організм відповідає на зовнішні впливи доцільними і адекватними реакціями, притаманними більшості особин даної групи або популяції.

Хвороба – це порушення життєдіяльності організму під впливом факторів внутрішнього і зовнішнього середовища, яке характеризується обмеженням пристосовності з одночасною мобілізацією компенсаторно-пристосовних механізмів.

Кожна хвороба, незалежно від того, чим вона викликана, починається з пошкодження. Як правило, спочатку пошкоджується частина тіла, а пізніше цей процес розповсюджується на весь організм. Суть пошкодження полягає в тому, що під впливом хвороботворчого агента настають порушення обмінних процесів і різноманітних функцій клітин, тканин і органів, які можуть завершитися дистрофічними і некротичними змінами. Наприклад, багато хімічних речовин гальмує активність ферментів, іонізуючі промені змінюють будову ДНК, вірус поліомієліту руйнує нейрони передніх рогів спинного мозку, висока температура викликає запалення і некроз. Наслідки негативного впливу хвороботворчих факторів І.П.Павлов назвав власне патологічним, або поломом. Явища полому носять руйнівний характер. Вони знижують пристосовну здатність організму і обмежують його адаптацію в навколишньому середовищі, зокрема в суспільстві – або через низьку загальну працездатність, або через неможливість виконання роботи за фахом.

Паралельно з цим в організмі виникають реакції протилежного змісту, спрямовані на усунення причини полому і збереження гомеостазу. У хворого з пневмонією у відповідь на пошкоджуючу дію пневмококів підвищується температура тіла, збільшується кількість лейкоцитів, посилюється синтез антитіл. Ці компенсаторно-пристосовні реакції були названі І.П.Павловим фізіологічним заходом проти хвороби. Вони сприяють виживанню і відновленню здоров’я організму в умовах дії надзвичайних, патогенних чинників. Отже, хворобу слід розглядати як обов’язкову, нерозривну єдність двох начал – руйнівного і захисного. Для медика дуже важливо розпізнати їх у єдиному хворобливому процесі, щоб запобігти розповсюдженню полому і стимулювати компенсаторно-пристосовні механізми. На жаль, лікувальні середники, які є у нашому розпорядженні, часом не тільки обмежують процеси полому, але й водночас пригнічують механізми компенсації.

В даний час нараховується біля тисячі хвороб. Але кількість їх міняється з часом. Деякі хвороби зникають, інші з’являються. Наприклад, променева хвороба не існувала доки не використовувались рентгенівські промені.

 

В основу класифікації хвороб взяті такі критерії:

·     Етіологічна класифікація основана на наявності загальної причини для групи захворювань. Наприклад, хвороби інфекційні і неінфекційні. За цим же принципом можна згрупувати хвороби, причиною яких є інтоксикація (харчова, професійна), генні і хромосомні мутації (спадкові хвороби) та інші.

·     Топографо-анатомічна класифікація складається за органним принципом: хвороби серця, нирок, нервової системи і тому подібне. Вона зручна практично. Крім того, вона відповідає сучасній спеціалізації лікарської допомоги. Вона поєднується з класифікацією за функціональними системами: хвороби системи крові, системи травлення, опорнорухового апарата і т.п.

·     Класифікація хвороб за віком і статтю. Розрізняють дитячі хвороби, хвороби старечого віку, хвороби жіночих статевих органів.

·     Екологічна класифікація хвороб виходить із умов існування людини – температури повітря, атмосферного тиску, сонячного освітлення.

·     Класифікація за наявністю загального патогенезу: алергічний, запальні хвороби, пухлини, шок, гіпоксія.

Кожна хвороба – страждання всього організмі незалежно від розповсюдження пошкодження органів і тканин. В той же час існує певна локалізація і обмеженість патологічних змін, які властиві більшості захворювань.

Патологічний процес – це поєднання місцевих і загальних реакцій, які виникають в організмі у відповідь на пошкоджуючу дію хвороботворчого агента.  Розвиток патологічного процесу залежить як від етіологічного фактора, так і від реакивних властивостей організму. Це поєднання процесів руйнування (пошкодження) і захисних компенсаторних реакцій, які виникають на різних рівнях організму під дією патогенного чинника. Патологічний процес може розвиватись на молекулярному, клітинному, тканинному, органному і системному рівнях. Якщо патологічний процес охоплює організм в цілому, тобто порушує його життєдіяльність, то він перетворюється на хворобу. Тому патологічний процес – це не обовязково хвороба, але не може бути хвороби без патологічного процесу.

Патологічні процеси можуть бути типовими, вони протікають однаково при різних патогенних впливах, в різних органах і в різних організмах. Прикладами таких процесів можуть бути запалення, гарачка, пухлинний ріст, місцеві розлади кровообігу, гіпоксія.

Патологічний стан – це патологічний процес, який розвивається більш повільно. При цьому порушення залишаються незмінними протягом тривалого часу (роки, десятиріччя). В широкому розумінні патологічний стан – це сукупність патологічних змін в організмі які виникають внаслідок розвитку патологічного процесу. У вузькому розумінні слова – це стійке відхилення від норми, яке має негативне біологічне значення для організму (рубець, втрата зубів). Патологічний стан часто є наслідком патологічного процесу. Так, запалення рогівки може завершитись утворенням більма, яке зберігається все життя. Можливий і зворотній перехід патологічного стану в патологічний процес. Наприклад, на місці післяопікового рубця під впливом канцирогенних факторів може утворитись пухлина.

Патологічна реакція – це неадекватна і біологічно недоцільна відповідь організму або його систем на дію звичайних або незвичайних подразників.  Патологічна реакція завжди є руйнівним елементом патологічного процесу.

 

Стадії розвитку хвороби

У перебігу хвороби виділяють чотири стадії, або періоди – латентний, продромальний, період розпаду і період завершення. Ця стадійність добре помітна у випадках гострих інфекційних захворювань. Значно важче вловити її при хронічних недугах, які часто протікають безсимптомно, а періоди згасання процесу чергуються із спалахами загострення. Інші хвороби (серцево-судинні, ендокринні, пухлини) протікають за іншими закономірностями. Тому виділяють три стадії розвитку хвороби: початок, стадію власної хвороби, завершення хвороби. Можливі наступні наслідки хвороб: видужання (повне і неповне), рецидив, ремісія, ускладнення, перехід у хронічну форму, смерть.

Латентний період називають ще прихованим, або інкубаційним, коли мова йде про інфекційну патологію. Він триває від початку дії патогенного фактора до появи перших хворобливих симптомів. В цей період відбувається мобілізація компенсаторно-пристосовних механізмів, спрямованих на усунення або обмеження дії патогенного чинника. Тривалість латентного періоду коливається дуже широко і залежить, насамперед, від характеру пошкоджуючого агента. При отруєнні ціанідом він вимірюється секундами, при зараженні проказою – роками. З погляду профілактики і лікування важливо знати тривалість інкубаційного періоду інфекційних захворювань. Для скарлатини він дорівнює 2-6 днів, дифтерії – 2-7 днів, черевного тифу – 12-16 днів, сказу – до 1,5 року. Тривалість латентного періоду залежить також від реакції організму на пошкодження. Вона може змінюватися під впливом деяких зовнішніх факторів, наприклад харчування або іонізуючої радіації. Латентний період не слід ототожнювати з латентною формою хвороби, яка іноді взагалі може протікати безсимптомно, без клінічної маніфестації, і її знаходять випадково або коли вже настали глибокі зміни в організмі.

Продромальний період визначається часом від появи перших симптомів до розвитку повної клінічної картини хвороби. Цей період характеризується неясними, нечіткими ознаками. При інфекційних хворобах найчастіше виникає незначне підвищення температури, головний біль, загальна слабість, зниження апетиту, хоча деякі хвороби (висипний тиф, крупозна пневмонія) починаються більш бурхливо – з остуди, гарячки, блювоти. В окремих випадках можуть проявлятися більш-менш специфічні ознаки хвороби, як от дрібні білуваті плями на слизовій рота у хворих на кір – ще до появи у них типової висипки.

Період розпалу хвороби характеризується наявністю властивих їй симптомів. У хворих на цукровий діабет це гіперглікемія, глюкозурія, поліурія, у хворих на дифузний токсичний зоб – підвищення обміну речовин, тахікардія, артеріальна гіпертензія, у хворих на вірусний гепатит – жовтяничний колір шкіри, слизових і склер.

Жовтяничний колір шкіри, слизових і склер у хворого на вірусний гепатит (період розпалу хвороби)

 

Інколи хвороба протікає легко. Тоді симптоматика її проявляється не повністю (стерта форма) або весь процес закінчується досить швидко (абортивна форма).

Завершення хвороби може бути різним – повне й неповне видужання, рецидив, ускладнення, перехід у хронічну форму, смерть.

Хвороба закінчується повним видужанням, коли пристосовні механізми спроможні компенсувати пошкодження, заподіяне організмові патогенним фактором. Механізми видужання вмикаються зразу ж, як тільки починається хвороба, і продовжують функціонувати до її закінчення. В тому разі, коли явища полому щезають безслідно і організм повністю повертає втрачену здатність до адаптації в навколишньому середовищі, видужання можна вважати повним. Це не означає, що в організмі не повинно залишитися жодних змін, які нагадували б про перенесену хворобу. Відомо, що ті, хто виздоровів після кору, скарлатини, коклюшу, дифтерії та інших інфекційних хвороб, надовго, іноді на все життя набувають стійкості (імунітету) проти відповідних збудників. І навпаки, особи, що перехворіли на пневмонію чи бешиху, стають схильними до повторних захворювань.

Неповне видужання характеризується наявністю стійких анатомічних і функціональних дефектів, які сформувалися під час хвороби і збереглися після її закінчення (шварти між внутрішніми органами після перенесеного перитоніту, обмеження рухливості суглоба після артриту, порушення рухової функції внаслідок крововиливу у мозок). В багатьох випадках люди із значними залишковими явищами почувають себе практично здоровими, що вказує на відносність наших уявлень про повноту і характер виздоровлення.

Рецидив – це повторний спалах хвороби після деякого періоду її відсутності (удаваного видужання). Найчастіше рецидивують інфекційні хвороби (переважно тиф, дизентерія, бешиха), якщо в організмі зберігаються вогнища інфекції.

Під ускладненням розуміють приєднання до хвороби таких патологічних змін, які прямо не пов’язані з причинним фактором. Наприклад, у лежачих хворих з порушеним кровообігом легко з’являються пролежні, в той час як для здорових людей такий незначний тиск на поверхневі тканини зовсім не шкідливий.

Якщо хвороба після періоду яскравих клінічних проявів набрала затяжного, в’ялого характеру з тривалими ремісіями, то кажуть, що вона перейшла в хронічну форму. Хронізація патологічних процесів дуже характерна для старечого віку.

Ремісія – це тимчасове покращення стану хворого, яке проявляється сповільненням або призупиненням прогресування хвороби, частковим зворотнім розвитком або зникненням клінічних проявів патологічного процесу.

 

Поняття про термінальні стани

Смерть – це незворотна зупинка життєдіяльності організму, який з моменту смерті перетворюється на мертве тіло. За причинами смерть поділяється на природну (фізіологічну), насильну і смерть від хвороб. Природною смертю закінчується життя людей похилого віку внаслідок закономірного зношування організму. Насильна смерть настає внаслідок убивств, самогубств, травм, нещасних випадків. Смерть від хвороб виникає тоді, коли патологічні зміни, викликані надзвичайним подразником, настільки глибокі, що стають несумісними з життям. Як правило, смерть від хвороби приходить повільно, їй передує поступове згасання життєвих функцій. Але буває й швидка, несподівана смерть, яка настає начебто серед повного благополуччя. Її називають раптовою, або наглою. Вона спричинюється смертельними ускладненнями – масивною кровотечею, інфарктом міокарда, крововиливами у головний мозок.

Процес вмирання не миттєвий, він складається з кількох етапів: преагонія, агонія, клінічна і біологічна смерть. Ці етапи називають термінальними станами.

Преагонія триває від кількох годин до кількох діб. У хворого затьмарується свідомість, з’являються задишка і тахікардія, може знижуватися кров’яний тиск.

Наступний етап – агонія (від грецького agon – боротьба) характеризується глибоким пригніченням життєво важливих функцій. Втрачається свідомість, згасають рефлекси, різко слабне діяльність серця і апарату дихання, з’являються такі ознаки, як аритмія, судоми, параліч сфінктерів, набряк легень. Знижується температура тіла.

Для клінічної смерті характерна повна відсутн.сть пульсу і дихання, але обмін речовин, бодай на мінімальному рівні, ще зберігається, тому на цьому етапі можливе оживлення організму (реанімація).

Вмирання являє собою розпад цілостності організму. При цьому спочатку руйнуються ті системи, які об’єднують організм в єдине ціле. Це перш за все нервова система. В той же час нижчі рівні регуляції в якійсь мірі зберігаються. Нервовій системі є певна черговість вмирання різних її відділів. Найбільш чутлива до гіпоксії кора головного мозку. При асфіксії або при гострій крововтраті спочатку  спостерігається активація нейронів. При цьому виникає тривале збудження, почащення дихання і пульса, підвищення артеріального тиску. Потім наступає гальмування  в корі, що має пристосовне значення, тому що на деякий час може зберегти клітини від загибелі. При подальшому вмиранні процес збудження, а потім гальмуваня і виснаження опускається нижче на стовбурову частину головного мозку і на ретикулярну формацію. Ці відділи мозку більш стійкі до кисневого голодування. Центри довгастого мозку, наприклад, можуть переносити анемізацію протягом 40 хвилин.

В такій же послідівності відбуваються зміни і в інших органах і системах. При смертельній крововтраті, наприклад, протягом першої хвилини дихання різко поглиблюється і почащується. Потім порушується його ритм, вдихи стають то дуже глибокими, то поверхневими. Після цього дихання ослаблюється або навіть призупиняється. Це термінальна пауза, яка триває 30-60 с. Потім дихання тимчасово відновлюється, стає рідким, спочатку глибоким, а потім поверхневим. Розом з дихальним центром активується судинно руховий. Понус судин підвищується, скорочення серця підсилюється, але потім припиняються і тонус судин знижується.

Не всі органи відмирають одночасно. Серце, легені, нирки, печінка живуть довше, тому ці органи, взяті від трупа, використовують для трансплантації.

Реанімаційні заходи спрямовані, в першу чергу, на відновлення дихання і діяльності серця. Вони включають штучну вентиляцію легень, масаж серця і дефібриляцію серця.

Метод дефібриляції полягає у пропусканні через серце короткочасного високовольтного електричного струму, який здійснює одночасну деполяризацію всіх серцевих волокон і припиняє хаотичне збудження їх.

Для проведення електричної деполяризації необхідне спеціальне обладнання.

Один із сучасних дефібриляторів

 

Ефективність реанімаційних заходів неодноразово підтверджена у випадках гострої крововтрати, шоку, утоплення, електротравми. Час від початку клінічної смерті, протягом якого можливе і доцільне оживлення, обмежений тривалістю життя нейронів кори великих півкуль в умовах гіпоксії (5-6 хв). В пізніші строки розвиваються психічні порушення, які роблять реанімацію не виправданою.

Реанімаційні заходи та інтенсивна терапія можуть супроводжуватися ускладненнями, які відомі під назвою постреанімаційних розладів, або постреанімаційної патології. Розрізняють травматичні і нетравматичні ускладнення реанімації. Травматичні ускладнення виникають у зв’язку з маніпуляціями на органах (прямий і непрямий масаж серця, катетеризація вен, штучна вентиляція легень, інтубація трахеї, трахеотомія). При масажі серця бувають переломи кісток грудної клітки, пораження стінок серця, коронарних артерій, великих судинних стовбурів. Катетеризація вен може ускладнитися гематомою, тромбозом, тромбоемболією. При штучній вентиляції легень можлива барометрична травма альвеол, при інтубації трахеї – травматичні пошкодження надгортанника, голосових зв’язок, щитовидного хряща, слизової оболонки трахеї і бронхів. До травматичних ускладнень відносять ускладнення трансфузійної терапії – гостре розширення серця, повітряну емболію, посттрансфузійний шок, синдром масивних трансфузій. Можливий розвиток постгіпоксичної енцефалопатії, серцево-легеневої і нирково-печінкової недостатності. Інколи постреанімаційні ускладнення стають причиною смерті.

Біологічна смерть – це етап незворотних розладів життєдіяльності організму. Після настання біологічної смерті з’являються характерні постсмертні зміни – охолодження трупа, трупне заклякання, трупне висихання, перерозподіл крові, трупні плями, трупний розклад.

Охолодження розвивається у зв’язку з тим, що в тілі припиняється продукція тепла і його температура вирівнюється з температурою навколишнього середовища. Якщо у хворого перед смертю була висока температура або в агональному періоді мали місце корчі, труп охолоджується повільніше. В разі смерті від правця чи отруєння стрихніном температура тіла у найближчий після смерті час може підвищуватися.

Трупне заклякання проявляється ущільненням скелетних м’язів. Воно пояснюється нагромадженням у м’язах молочної кислоти. Спочатку дубіють м’язи обличчя, потім шиї, тулуба, кінцівок. Через 2-5 год трупне заклякання охоплює всі м’язи. Зберігається воно 2-3 доби і зникає в тій самій послідовності, що й виникає. При насильному усуненні трупного заклякання воно більше не з’являється.

Трупне висихання є наслідком випаровування вологи з поверхні тіла. З висиханням пов’язане помутніння рогівок і поява на них сухих буруватих плям. Слизові оболонки стають сухими, щільними, бурого кольору. На шкірі з’являються пергаментні плями.

Перерозподіл крові в трупі характеризується повнокрів’ям вен і запустінням артерій. Кров стікає в нижчерозташовані ділянки тіла і скупчується в них.

Через 3-6 год після смерті з’являються трупні гіпостази – темнофіолетові плями, які при натискуванні бліднуть (трупні плями). Трупні гіпостази відсутні в тих ділянках, які піддаються тиску (крижі, сідниці, лопатки). Коли настає посмертний гемоліз еритроцитів, трупні плями просочуються забарвленою гемоглобіном плазмою крові. Виникають пізні трупні плями, або трупна імбібіція. Ці плями мають червоно-рожеве забарвлення і не щезають при натискуванні.

Трупний розклад пов’язаний з процесами аутолізу і гниття. Посмертний аутоліз найраніше настає в підшлунковій залозі, печінці, шлунку. До аутолізу швидко приєднуються процеси гниття у зв’язку з розмноженням бактерій у кишківнику і заселенням ними тканин. Гази, що утворюються при гнитті, роздувають кишківник і проникають у тканини та органи. Розвивається трупна емфізема.

 

Етіологія

Етіологія (від грецького aitia – причина) – це вчення про причини і умови виникнення хвороби. З позицій детермінізму, кожна хвороба має свою причину. Це той фактор зовнішнього або внутрішнього середовища, без якого неможливий розвиток саме даного захворювання. Причина обов’язкова і завжди матеріальна. Вона проявляє себе у взаємодії з організмом і надає специфічості викликаній нею хворобі. Наприклад, туберкульоз викликається паличкою Кока, гіпотермія – низькою температурою зовнішнього середовища, променева хвороба – іонізуючою радіацією, цинга – дефіцитом вітаміну С. В одних випадках зв’язок між причиною і наслідком очевидний, в інших – прихований, але не підлягає запереченню, що тільки ці і ніякі інші фактори здатні спричинити перелічені вище хвороби.

Згодом з’ясувалося, що наявність причини – це ще не наявність хвороби. Ніяких хворобливих змін не спостерігається, наприклад, у бацилоносіїв чи імунізованих осіб. Зате хвороби легко виникають у виснажених хворих, осіб старечого віку, дітей, а також у людей з несприятливими умовами побуту і праці. Отже, для того, щоб причина себе проявила, необхідні відповідні умови.

Під умовами розуміють фактори, які самі по собі не спроможні викликати дану хворобу, але впливають на її початок, перебіг і закінчення. На відміну від причини, вони не обов’язкові для виникнення хвороби і не визначають її характерних ознак. Іншими словами, коли на організм діє причина, то хвороба може виникнути і при наявності, і при відсутності деяких умов. Відомо, що найчастіше причиною запалення легень виступає пневмокок. Як правило, хвороба починається на фоні простуди, яка знижує опірність до цього збудника, але якщо пневмокок надто вірулентний, він може спричинити запалення і без попередньої простуди.

Умови поділяються на сприятливі, тобто такі, що роблять організм схильним до захворювання, і несприятливі, які запобігають його розвитку. І ті, й другі можуть бути внутрішніми і зовнішніми. До внутрішніх сприятливих умов відносять спадкову схильність до певної хвороби, зумовлену особливостями генотипу, патологічну конституцію, яка проявляється діатезами, дитячий або старечий вік, іноді – стать. Із зовнішніх сприяючих умов найбільше значення мають голодування або нераціональне харчування, фізичне навантаження, тривалий емоційний стрес, перенесені раніше хвороби, холод, отруєння, іонізуюче опромінювання. Навпаки, перешкоджають розвитку хвороби такі внутрішні умови, як видовий і вроджений імунітет. Людина не хворіє на чуму собак і кішок, діти до одного року не сприйнятливі до кору і скарлатини, особи з серповидноклітинною анемією резистентні до малярійного плазмодія. До зовнішніх умов, що запобігають захворюванням, належить повноцінне харчування, правильна організація праці і відпочинку, заняття фізкультурою, гарний догляд за хворими, дітьми і людьми похилого віку.    

Усі перелічені фактори, які були названі умовами, реалізують себе у взаємодії з організмом, впливаючи на його реактивність. Цим терміном позначають фундаментальну здатність живого відповідати на зміни зовнішнього середовища доцільними реакціями. Підвищенням або зниженням реактивності, а значить і резистентності (опірності) організму до конкретного патогенного чинника пояснюється сприяюча або запобіжна роль умов у виникненні хвороби.

Серед сучасних медиків широкого розповсюдження набув термін “фактори ризику”. Ним позначають внутрішні і зовнішні умови, які збільшують вірогідність появи хвороби. Факторами ризику інфаркту міокарда вважаються артеріальна гіпертензія, ожиріння, цукровий діабет, гіпокінезія, куріння. До факторів ризику атеросклерозу належать стрес, ожиріння, спадкова гіперліпідемія, цукровий діабет.

Оскільки людина – істота соціальна, то дія патогенних чинників, як правило, опосередкована через соціальні фактори, які виконують роль умови. Добре відомі такі форми соціального опосередкування, як внутрішньолікарняні епідемії, масовий травматизм під час воєн, отруєння на виробництві, побічна дія ліків. Вплив фізичних факторів (температури, вібрації, прискорень) також має соціальне опосередкування – через житло, одежу, робоче місце, індивідуальні засоби захисту. Соціальну обумовленість мають хвороби, пов’язані з порушенням харчування – голодування, аліментарна дистрофія, квашіоркор, авітамінози. Деякі патогенні за природою чинники ввійшли в життя суспільства завдяки науково-технічному прогресу – електричний струм, іонізуюча радіація, ультразвук, наркотики, алергени, вибухові і бойові отруйні речовини. У зв’язку з соціальною організацією життя людини у неї з’явилися хвороби, не властиві тваринному світові – інфаркт міокарда, артеріальна гіпертензія, виразкова хвороба шлунка, бронхіальна астма. Зв’язок між соціальним оточенням і деякими хворобами настільки тісний, що це дало підставу назвати їх соціальними. Типовий приклад такої хвороби – туберкульоз.

Патогенні (хвороботворчі, надзвичайні) фактори поділяються на внутрішні (ендогенні) і зовнішні (екзогенні). Серед внутрішніх факторів найбільше значення мають патологічна спадковість і патологічна конституція. Зовнішні фактори в свою чергу поділяються на кілька груп: механічні – удар, укол, стиснення; фізичні – електричний струм, ультрафіолетові та іонізуючі промені, тепло і холод, низький і високий атмосферний тиск, ультразвук, вібрація, прискорення, невагомість; хімічні – луги, кислоти, гемолітичні, гепатотропні і нейротропні отрути, блокатори ферментів; біологічні – віруси, мікроби, найпростіші, комахи та інші живі істоти і продукти їх життєдіяльності.

 

Патогенез

Патогенез (від грецького pathos – страждання, genesis – походження) – вчення про механізми розвитку і завершення хвороби. Воно має не тільки загальнопатологічний, але й філософський аспекти. До найважливіших проблем цього вчення належать такі: роль пошкодження у розвитку хвороби, причинно-наслідковий характер зв’язків між окремими ланками патогенезу, єдність структури і функції, співвідношення між загальним і місцевим, специфічне і неспецифічне в патогенезі.

Поштовхом, що запускає усі подальші механізми формування хвороби, виступає пошкодження. Залежно від природи, сили і тривалості дії етіологічного чинника, воно може проявитися на різних рівнях – біохімічному, клітинному і органному. Останнім часом особливу увагу привертають молекулярні механізми хвороби. Доведено, що первинний ефект іонізуючих променів полягає в іонізації крупномолекулярних сполук і молекул води з утворенням хімічно активних речовин (так званих вільних радикалів), які в свою чергу пошкоджують мембрани, ферменти і ядро клітини. Алерген після взаємодії з антитілом запускає каскад біохімічних реакцій, внаслідок чого в організмі нагромаджуються біологічно активні речовини – гістамін, серотонін та інші. Пошкоджуюча дія хімічних речовин часто пов’язана з гальмуванням активності ферментів.

Пошкодження може бути викликане короткочасною дією патогенного фактора або підтримуватися ним постійно протягом усієї хвороби. Патогенетичні механізми включаються в той самий момент, коли організм зазнав його дії, тому часто буває неможливо провести межу, яка б відділяла етіологію від патогенезу.

Після того, як виникло пошкодження, починається низка подій, які йдуть одна за одною і складають єдиний патогенетичний ланцюг. Кожна ланка цього ланцюга перебуває у причинно-наслідкових зв’язках з попереднім і наступним етапами патогенезу і має власні механізми розвитку. Не всі ланки патогенезу рівноцінні. З погляду практики важливо виділити серед них ту, від якої найбільше залежить, як буде формуватися хвороба. Цю ланку називають провідною. Наприклад, у патогенезі інфаркту міокарда провідною ланкою є порушення вінцевого кровообігу, у патогенезі мікседеми – зменшення синтезу гормонів щитовидною залозою. Впливаючи на головну ланку, можна обірвати патогенетичний ланцюг і зупинити прогресування хвороби.

Ланки патогенетичного ланцюга так зв’язані між собою, що кожна з них, будучи наслідком попередньої, стає причиною наступної. Але нерідко ця наступна не тільки зумовлює нові порушення, але й посилює попередні. Так замикається коло, яке у патології дістало назву порочного, або хибного. Розглянемо такий приклад. Серцева недостатність характеризується набряками, які виникають внаслідок сповільнення кровотоку і підвищення венозного тиску. Вихід рідини у тканини приводить до зменшення об’єму циркулюючої крові. Гіповолемія сприймається баро- і осморецепторами як загальне зменшення води в організмі. В результаті збільшується синтез альдостерону і антидіуретичного гормону і затримується додаткова кількість води. Це посилює набряки і ускладнює серцеву недостатність.

Функціональні зміни при пошкодженні завжди поєднуються із структурними. В деяких випадках патанатомічні знахідки складають основу пошкодження. При дії отрут, бактерій чи вірусів дистрофічні і некротичні зміни можуть захоплювати всю клітину, а механічні фактори здатні пошкодити цілий орган. Переплетення функціональних і структурних змін властиве кожній хворобі, і якщо сьогодні ми нічого не можемо сказати про матеріальний субстрат психічних розладів, то це лише означає, що він знаходиться за межами наших знань.

Пошкодження тієї чи іншої ділянки тіла викликає реакцію на рівні цілісного організму. Вона спрямована на усунення функціональних і структурних порушень, викликаних патогенним фактором, тобто на збереження гомеостазу. Характер загальної реакції залежить, звичайно, від місцевого процесу, але й реакція організму, з свого боку, справляє вплив на його перебіг. Наприклад, запалення, яке має багато типових ознак місцевого процесу, супроводжується вираженими загальними реакціями – гарячкою, лейкоцитозом, збільшенням продукції антитіл та інтерферону. Ці реакції істотно позначаються на долі запалення як місцевого процесу і можуть докорінно змінити перебіг хвороби взагалі. Для практикуючого медика має значення, що відіграє провідну роль у розвитку даної хвороби – місцевий процес чи цілісна реакція. Коли у хворого, припустимо, виявлений фурункульоз, то важливо з’ясувати, якого він походження – чи це наслідок місцевого ураження волосяних фолікулів, чи прояв загального захворювання, наприклад цукрового діабету. Від цього залежатиме лікувальна тактика.

Хвороба відзначається поєднанням загальних (неспецифічних) і специфічних ознак. Неспецифічні реакції формуються в процесі еволюції як універсальні компенсаторно-пристосовні механізми і передаються по спадковості. Вони стереотипно вмикаються на будь-яке пошкодження. До них належать парабіоз, шок, стрес, гарячка та інші. Специфічними проявами вважаються такі, що властиві саме даній хворобі. Вони дозволяють розпізнати хворобу серед подібних їй, тобто здійснити диференційну діагностику. Специфічною ознакою цукрового діабету є гіперглікемія, подагри – гіперурикемія, В₁₂-дефіцитної анемії – мегалобластоз (поява ядерних еритроцитів).

Відповідь організму на дію пошкоджуючого агента формується на грунті реактивності – однієї з найважливіших властивостей живих організмів. Реактивність визначає характер, тривалість та інтенсивність усіх загальних і місцевих реакцій на дію будь-яких зовнішніх подразників – і звичайних, і пошкоджуючих. Ці реакції в абсолютній більшості носять пристосовний характер і складають механізм опірності (резистентності). Проте в окремих випадках вони можуть втрачати пристосовну функцію, ставати надто інтенсивними і набувати руйнівного змісту. Такі реакції називають патологічними. Вони часто виникають на введення ліків – антибіотиків, наркотичних засобів. Деяким людям властива вроджена непереносимість до певних харчових продуктів – полуниць, молока (ідіосинкразія).

 

Дія зміненого атмосферного тиску на організм

Дію зниженого атмосферного тиску людина зазнає в міру підйому на висоту в літаку, у горах.

У лабораторних умовах такий стан моделюється в барокамері шляхом штучного розрідження повітря. Патологічні зміни, що виникають при цьому, обумовлені двома основними факторами – зменшенням парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі і зниженням атмосферного тиску (декомпресією). Дефіцит кисню у вдихуваному повітрі викликає стан гіпоксії. Комплекс явищ, зв’язаних зі зниженням атмосферного тиску, називається синдромом декомпресії.

Від величини атмосферного тиску, як відомо, залежать деякі фізичні властивості газів і рідин (об’єм і розчинність газів у рідинах, точка кипіння рідин). При зниженні атмосферного тиску гази, що знаходяться усередині організму, розширюються, знижується їхня розчинність у рідкому середовищі, точка кипіння крові й інших рідин знижується до такого ступеня, що вони можуть закипіти при температурі тіла. Вираженість цих явищ залежить від швидкості декомпресії і її ступеня. У льотчиків, що перебувають в розгерметизованій кабіні, може виникнути ряд симптомів, пов’язаних з декомпресією, – розширення повітря в кишках (висотний метеоризм), біль у вухах і лобових пазухах у результаті розширення повітря, що заповнює ці порожнини, кровотеча з носа через розрив дрібних судин. На висоту 19 000 м не можна підніматися без надійно герметизированної кабіни, тому що саме на цій висоті рідина закипає при температурі тіла.

При швидкому перепаді атмосферного тиску розвивається синдром вибухової декомпресії. У його розвитку має значення баротравма легень, серця і великих судин унаслідок різкого підвищення внутрішньолегеневого тиску. Розрив альвеол і судин легені приводить до проникнення газових пухирців у кровоносну систему (газова емболія). У випадку розгерметизації космічного корабля або висотного літака відбувається миттєва смерть унаслідок закипання крові й інших рідин організму, а також у результаті блискавичної форми гіпоксії.

Дію підвищеного атмосферного тиску людина зазнає при зануренні під воду під час водолазних і кесонних робіт.

У результаті вдавления барабанних перетинок може з’явитися біль у вухах. При різкому і дуже швидкому підвищенні атмосферного тиску можливий розрив легеневих альвеол. Однак набагато більше значення має та обставина, що в умовах гіпербарії людина дихає повітрям або іншими газовими сумішами під підвищеним тиском, у результаті чого в крові і тканинах організму розчиняється додаткова кількість газів (сатурація). При диханні стисненим повітрям найбільше значення має азот.

Довгий час вважався, що азот як інертний газ не викликає біологічного ефекту, і тільки досвід підводної медицини довів зворотне. Саме азот викликає синдром специфічних порушень в осіб, що працюють під підвищеним тиском. Кількість азоту в організмі може збільшуватися в кілька разів, причому найбільше в органах, багатих жирами. Враховуючи те, що велика кількість ліпідів локалізується в нервовій тканині, найбільше уражається нервова система. Спочатку це виявляється легким порушенням, що нагадує ейфорію. Надалі настають явища наркозу й інтоксикації. Для того щоб уникнути цих явищ, у підвідні пристрої подають киснево-гелієві суміші (гелій менш розчинний у нервовій тканині). Таблиця відображає порушення функції центральної нервової системи в залежності від глибини занурення під воду.

 

При підвищеному тиску токсичний вплив має не тільки азот. Надлишок кисню (гіпероксія) тільки на самому початку має сприятливий ефект, покращуючи процеси тканинного дихання. Надалі кисень починає діяти токсично. Для кожної глибини занурення існує оптимальна концентрація кисню у вдихуваній суміші. Наприклад, при зануренні на глибину 100 м концентрація кисню в газовій суміші повинна складати не більш 2%.

Механізм токсичної дії кисню під підвищеним тиском полягає в наступному. Спочатку розвиваються реакції організму, спрямовані на підтримку оптимального кисневого режиму в тканині головного мозку й обмеження надмірного підвищення концентрації кисню в ньому. У формуванні цих захисних реакцій велике значення має зниження збудливості хеморецепторов кровоносного русла, у результаті чого зменшується частота дихання і пульсу, зменшується об’єм циркулюючої крові, звужуються судини головного мозку.

Надалі може виникнути своєрідне “задушення” тканин, пов’язане з тим, що молекула гемоглобіну виявляється блокованою киснем і втрачає здатність виводити вуглекислоту. Пояснюється це тим, що тканини в першу чергу використовують той кисень, що фізично розчинений у плазмі; це сприяє дисоціації оксигемоглобіну. Під підвищеним тиском збільшується зміст розчинного в крові кисню

Токсична дія кисню у високій концентрації подібно такій при радіоактивному опроміненні. В обох випадках має місце утворення вільних радикалів і перекисних з’єднань із сильними окисними властивостями і вражаючою дією на ДНК і тканинні ферменти.

Чутливість організму до токсичної дії кисню в значній мірі залежить від кількості тканинних антиоксидантів (токоферолів, глутатіону, убіхінону й ін.), що пригнічують вільнорадикальне окислення. Вони ж можуть бути використані з лікувальною і профілактичною метою при дії на організм кисню під підвищеним тиском.

При поверненні людини в умови нормального атмосферного тиску (декомпресія) спостерігається десатурація – виведення надлишкової кількості розчинених газів через кров і легені. Декомпресію варто проводити повільно, щоб швидкість утворення газів не перевищувала можливості легень їх вивести. У протилежному випадку пухирці повітря, затримуючись в крові і тканинах, можуть закупорювати кровоносні судини, подразнювати рецептори (газова емболія). Клінічна картина такої хвороби визначається локалізацією газових пухирців. Найбільше часто відзначаються біль у суглобах, свербіж шкіри, у важких випадках – порушення зору, параліч, втрата свідомості й інші ознаки ураження головного і спинного мозку. Такий симптомокомплекс називається хворобою декомпресії.

 

 

Роль спадковості в патології людини

Спадковість – це здатність живих організмів відтворювати собі подібних, іншими словами, це властивість живої особини передавати нащадкам притаманний їй тип обміну речовин.

Структурна одиниця спадковості – ген. Він являє собою ділянку молекули ДНК із специфічною послідовністю пуринових і піримідинових основ, яка відповідає за біосинтез певного білка. В клітинному ядрі гени разом з білками, ферментами і РНК упаковані в особливі структури, названі хромосомами.

Будова хромосоми людини

Схематичне зображення типової метафазної хромосоми

 

У здорової людини в соматичних клітинах нараховується 46 хромосом, тобто 23 пари, в тім числі 22 пари аутосом і одна пара статевих хромосом. Це так званий диплоїдний (подвійний) набір. У статевих клітинах (сперматоцитах і ооцитах) міститься одинарна кількість хромосом – 23 (гаплоїдний набір).

Хромосомний набір жінки

Хромосомний набір чоловіка

 

Головна властивість генів – їх здатність передаватися з покоління в покоління в незміненому вигляді. Але якби генетичний матеріал абсолютно не змінювався, була б неможливою еволюція. Гени як носії спадкової інформації повинні бути здатними до випадкових змін. Такі зміни дійсно існують, і їх називають мутаціями. Без мутацій була б неможлива еволюція.

Мутації виникають і в статевих, і в соматичних клітинах. Ті мутації, які відбулися в статевих клітинах (якщо вони не летальні), передаються наступним поколінням. Їх можна виявити в клітинах нащадків, які стали їх носіями. Соматичні мутації по спадку не передаються. Вони виявляються лише в потомстві відповідної клітини мутанта.

Розрізняють три типи мутацій – геномні, хромосомні, генні.

Геномні мутації полягають в зміні кількості хромосом. Можливі два варіанти:

а) анеуплоїдія – дефіцит або надлишок окремих хромосом (моносомія, трисомія);

б) поліплоїдія – кратне збільшення генома.

Встановлено декілька механізмів мутацій геномів. Найважливіший з них – нерозходження хромосом. У нормі під час клітинного поділу кількість хромосом збільшується удвічі – у соматичних клітинах їх буде 92, у статевих – 46. В анафазі сестринські хромосоми повинні розійтися до різних полюсів. Тоді в дочірніх клітинах знову опиниться потрібна кількість хромосом – 46 і 23.

Розходження сестринських хромосом в анафазі

 

Але бувають випадки, коли обидві сестринські хромосоми залишаються зчепленими і відходять до одного полюса. Це явище частіше зустрічається під час мейозу, тобто ділення статевих клітин. В одну з гамет потрапляє зайва хромосома, а інша залишається без хромосоми. Після запліднення зигота опиниться або трисомною (47), або моносомною (45). Якщо нерозходження відбулося в соматичній клітині на ранніх етапах розвитку плода, це приведе до мозаїцизму. У такому організмі будуть в наявності клітини трьох популяцій – нормальні (46), трисомні (47) і моносомні (45). Таких осіб називають мозаїками.

Наступний механізм мутацій геномів – анафазне відставання. Під час анафазного руху від екватора до полюса одна з хромосом відстає і втрачається. Одна з дочірніх гамет отримує нормальну кількість хромосом, інша – на одну менше. Після запліднення зигота може бути або нормальною (46), або моносомною (45). Анафазне відставання трапляється також в соматичних клітинах на ранніх стадіях поділу зиготи. У результаті виникає мозаїцизм. Одна клітинна популяція буде нормальною, інша – моносомною.

Схематичне зображення нерозходження (А) і анафазного відставання (Б) хромосом.

 

Третій механізм мутацій геномів – поліплоїдизація. У кожній клітині геном збільшується у 2-3 рази. Максимальна кількість хромосом, зареєстрована у людини – 69 (триплоїдія). Триплоїдію пояснюють аномаліями розвитку жіночих і чоловічих статевих клітин у попередніх поколіннях. Крім того, триплоїддя може бути результатом запліднення однієї яйцеклітини двома сперматозоїдами.

Хромосомні мутації виникають в тих випадках, коли кількість хромосом не змінюється, але порушується їх будова. Кожна структурна перебудова хромосоми починається з розриву її. При цьому, звичайно, розривається і ДНК. Доля пошкоджених хромосом буває різною. Іноді кінці хромосомних фрагментів вдало з’єднуються один з одним за допомогою репаративних ферментів. Хромосома знову стає інтактною. Але трапляється і так, що фрагменти хромосом взагалі не з’єднуються або ж з’єднуються в точках розриву інших хромосом. Так виникають різні типи хромосомних порушень (аберації, аномалії). Їх відомо більше 30.

Делеція – втрата ділянки хромосоми. Дефіцит генетичного матеріалу викликає зміни фенотипу, тобто властивостей організму. Найчастіше зустрічається делеція 5 і 18 хромосом, а також Х-хромосоми.

Інверсія – в хромосомі трапилися два розриви. Вільний фрагмент перекинувся на 180° і знову з’єднався з хромосомою. Кількість генетичного матеріалу не змінилася, але така перебудова змінює процес ділення клітини.

Транслокація – міжхромосомна перебудова. Це перенесення фрагмента однієї хромосоми на іншу або взаємний обмін фрагментами.

Генні мутації не можна виявити за допомогою мікроскопа. Вони виявляються у вигляді змін фенотипу. При цьому в ДНК порушується хімічна будова генів, іншими словами – порушується послідовність пуринових і піримідинових основ. Генна мутація в соматичній клітині може привести, наприклад, до розвитку пухлини. Дефект ДНК в статевій клітині (дефектний ген) передається наступним поколінням. Це приводить до появи спадкових хвороб.

Термін “спадкові хвороби” охоплює велику групу нозологічних одиниць. Всі вони пов’язані з пошкодженням спадкового апарату клітини, але не всі вони успадковуються. Їх носії або дуже рано вмирають, або не здатні мати дітей.

На даний час зареєстровано приблизно 2000 спадкових хвороб. Число їх неухильно збільшується, по 10-15 в рік. Причини – удосконалення діагностики і зростаючий вплив мутагенів.

Мутагени діляться на три групи – фізичні, хімічні і біологічні.

Найважливіші фізичні мутагени – іонізуюча радіація і ультрафіолетові промені. Іонізуючі промені викликають всі відомі типи мутацій – геномні, хромосомні і генні. Вони можуть локалізуватися і в статевих, і в соматичних клітинах. Серед соматичних клітин дуже чутливі до радіації ті, які інтенсивно діляться (клітини кісткового мозку, епітелій слизових оболонок, клітини залоз внутрішньої секреції).

Ультрафіолетові промені викликають генні мутації.

Найбільш відома хімічна реакція – димеризація двох сусідніх молекул тиміну в молекулі ДНК. Димеризація запобігає спаровуванню тиміну з аденіном і приводить клітину до загибелі.

Хімічні мутагени викликають такі ж різноманітні мутації, як іонізуючі промені, – нерозходження хромосом, хромосомні розриви, точкові мутації. Їх відомо декілька сотень. Найсильніші мутагени – азотистий іприт, алкілуючі речовини (діетилсульфат), аналоги азотистих основ (бромурацил), акридінові фарбники (трипафлавін), кофеїн, цитостатичні препарати. Всі хімічні мутагени ушкоджують ДНК. Механізм пошкодження залежить від хімічних властивостей мутагену. Наприклад:

а) азотиста  кислота дезамінує азотисті основи – аденін, гуанін, цитозин;

б) аналоги азотистих основ (наприклад 5-бромурацил) включаються в молекулу ДНК замість нормальних основ і викликають неправильне спаровування в процесі синтезу ДНК;

в) кофеїн не викликає мутацій, але перешкоджає відновленню пошкодженої ДНК.

До біологічних мутагенів відносять віруси кору, корової краснухи, гепатиту, ретровіруси. Відмічено, що після перенесеного вірусного гепатиту або краснухи збільшується частота хвороби Дауна.

Спадкові хвороби підрозділяються на дві групи – хромосомні і генні.

1.   Хромосомні хвороби

Хромосомні хвороби виникають на основі  геномних і хромосомних мутацій. Їх описано близько 300. До найбільш поширених відносяться наступні.

Хвороба Дауна відома з 1866 р. як різновид розумової відсталості. Розрізняють три генетичних варіанти хвороби – класичний, транслокаційний і на грунті мозаїцизму.

Класичний варіант зумовлений каріотипом 47,+21, тобто це трисомія за 21 парою. Такий каріотип утворюється під час поділу статевих клітин, якщо хромосоми 21 пари не розходяться і в анафазі відходять ло одного й того ж полюса.

Каріотип хворого з класичним варіантом синдрому Дауна

 

Такі хворі низькі на зріст, у них широке плоске лице, широке перенісся, косий розріз очей (монголізм), напіввідкритий рот, прирослі мочки вух, плоска потилиця.

Кінцівки короткі, пальці часто зрощені, на долонях одна поперечна лінія (“мавп’яча”) замість однієї поздовжньої і двох поперечних.

Частота хвороби зростає з віком батьків. В сім’ї реєструється, як правило, один хворий, повторні випадки рідкі. Тривалість життя хворих вкорочена. Третина їх помирає до кінця першого року життя, ще половина – до кінця третього року, а ті, що вижили, старіють раніше, ніж здорові люди. Хворі з класичною хворобою Дауна безплідні, тому вони не передаються по спадковості. Частота класичного варіанту – 1-2/1000.

Транслокаційний варіант хвороби Дауна пов’язаний з транслокацією 21 хромосоми на іншу хромосому (у жінок – на 13-15, у чоловіків – на 22). Дві хромосоми фактично зливаються в одну, тому загальна кількість їх не збільшується. Транслокації можуть передаватися по спадковості.

Ще один варіант – мозаїцизм 46/47, який виникає в результаті нерозходження хромосом на початкових етапах ембріонального розвитку. Мозаїцизм дає стерті, слабо виражені симптоми хвороби.

Синдром Кляйнфельтера описаний як гіпогонадизм у чоловіка. Частота його – 1/700. Хворі з класичним варіантом мають каріотип 47,ХХY.

 

Причина його виникнення – нерозходження Х-хромосом під час поділу статевих клітин. Пізніше були знайдені каріотипи з більшою кількістю Х-хромосом (ХХХY, ХХХХY). Чим більше зайвих Х-хромосом, тим важча клінічна картина. Характерні ознаки синдрому – високий зріст, гінекомастія, атрофія яєчок, жіночий тип оволосіння лобка, високий голос, безпліддя, остеопороз, розумова відсталість. Частота синдрому зростає з віком матері, але не залежить від віку батька. Хворі не мають потомства.

Частіше все таки трапляється не класичний варіант, а мозаїцизм 46,XY/47,XXY. Цим можна пояснити стерті і рудиментарні форми синдрому.

Синдром Тернера – це гіпогонадизм у жінок. Частота його – 1/1250. Каріотип – 45,ХО.

Він виникає при нерозходженні Х-хромосом в процесі мейозу. Тоді одна дочірня статева клітина буде містити дві Х-хромосоми, а друга – жодної. При заплідненні їх з нормальними ооцитами утворяться жіночі організми з трисомією або моносомією (синдромом Тернера). Хворі мають коротку шию, широку грудну клітку, короткі товсті ноги, вкорочені пальці, а також фізичні вади – стеноз аорти, незарощення міжшлуночкової перегородки, підковоподібну нирку. Обов’язково наявні такі ознаки, як недорозвиток статевих органів, відсутність грудних залоз, аменорея, інфантилізм. Характерно, що не страждає або дуже мало страждає інтелект. Тому діагноз ставлять не в ранньому дитинстві, а через багато років, коли виявляється відставання росту і статевий інфантилізм. Частина хворих з синдромом Тернера – мозаїки 46,ХХ/45,ХО.

 

Синдром Х-трисомії зустрічається з частотою 1/1000. Каріотип – 47,ХХХ. Характерні ознаки – інфантилізм, аменорея, депігментація ділянок шкіри і волосся, розумовий недорозвиток. Сприяють виникненню синдрому старший вік матері, сифіліс, алкоголізм. Описані сім’ї, де Х-трисомія передається по спадковості.

 

Хромосомні хвороби виникають не тільки при збільшенні чи зменшенні кількості хромосом, але й внаслідок порушення їх будови. Синдром кошачого крику – один з небагатьох добре вивчених делеційних синдромів. Дефект, що лежить в його основі, полягає у вкороченні короткого плеча 5 хромосоми. Дитина з цим синдромом відзначається грубими фізичними і психічними вадами – мікроцефалією, монголізмом, розумовою відсталістю, гіпогонадизмом, м’язовою атонією. Через недорозвиток гортані крик таких дітей нагадує нявкання кішки, чому й сам синдром отримав таку назву.

2.   Молекулярні спадкові хвороби

Протягом останнього 50-ліття виявлені генетичні блоки, які порушують синтез ферментів і обмін речовин. В наслідок цих порушень змінюються властивості живого організму, тобто виникають генні хвороби. Краще всього вивчені дефекти ферментів, які мають відношення до перетворення амінокислот.

Фенілкетонурія описана Фелінгом в 1934 році. Діти народжуються зовні здоровими і нормально набирають масу. У другому півріччі вони починають відставати в психічному розвитку. Потім з’являються інші симптоми: фізичне недорозвинення, затримка прорізання зубів, затримка мови, судоми, паралічі, дерматит, світле волосся, блакитні очі.

Фенілкетонурія – порівняно рідкісне захворювання (1/20000 новонароджених). Патогенез її добре відомий. В організмі людини амінокислота фенілаланін під впливом фенілаланінгідроксилази перетворюється на тирозин, а потім – в меланін, тироксин, адреналін. За відсутності ферменту фенілаланін не може перетворитися на тирозин. Він накопичується в тканинах і перетворюється на фенілпіровиноградну і фенілоцтову кислоти. Самі фенілаланін і обидві кетокислоти дуже токсичні для головного мозку на стадії його формування. Вони перешкоджають проникненню амінокислот у нейрони. Знижується синтез клітинних білків і медіаторів. В результаті розвивається розумова відсталість. Зменшується також утворення меланіну, адреналіну і тироксину. Тому у хворих світле волосся, блакитні очі і артеріальна гіпотензія. Хвороба успадковується за аутосомно-рецесивним типом. Ген локалізований у 12-ій хромосомі.

Альбінізм розвивається внаслідок відсутності пігменту меланіну. Він може бути загальним і місцевим (наприклад, очним). Хвороба зумовлена дефіцитом ферменту тирозинази, яка перетворює тирозин у меланін. Передається за аутосомно-рецесивним типом, частота її – 1/20000.

Очне дно при альбінізмі

 

Алкаптонурія – також результат блокування обміну тирозину на рівні гомогентизинової кислоти. Через брак відповідної оксидази ця речовина не піддається дальшим перетворенням, нагромаджується в організмі і виділяється з сечею. В лужному середовищі сеча темніє. Відкладання гомогентизинової кислоти у сполучній тканині дає темне забарвлення – охроноз.

Із генних захворювань, пов’язаних з порушенням вуглеводного обміну, добре вивчена галактоземія. Вона розвивається тому, що галактоза не може перетворитися в глюкозу через відсутність відповідного ферменту. В організмі нагромаджується доблоковий метаболіт – галактозо-1-фосфат. Він відкладається в різних органах – кришталику, печінці, мозку, нирках і порушує їх функцію. Симптоми хвороби проявляються дуже рано. через кілька днів від початку годування молоком (втрата апетиту, діарея, жовтяниця, збільшення селезінки, асцит). Дуже характерні катаракти, що розвиваються на третьому тижні життя. Затримується ріст і розумовий розвиток. Можливий смертельний кінець.

Катаракта при галактоземії

 

Методи діагностики спадкових захворювань

Спадкові хвороби вивчають і діагностують за допомогою спеціально розроблених методів.

Цитогенетичний метод полягає у дослідженні особливостей хромосомного набору і будови окремих хромосом. Зручним об’єктом для цього служать лейкоцити і клітини епітелію щоки. Крім кількості і структури хромосом, досліджують статевий хроматин. Якщо в клітині є дві Х-хромосоми, то одна з них спіралізується і цей утвір стає помітним під мікроскопом. Його називають статевим хроматином, або тільцем Бара. В нормі одне тільце Бара можна побачити в жінок. При синдромі Тернера тільце відсутнє, при Х-трисомії їх помітно два, при синдромі Кляйнфельтера вони з’являються у чоловіків. Ще один об’єкт цитогенетичного дослідження – ядра нейтрофілів. У жінок частина з них має вирости, названі барабанними паличками. В патології кількість їх може зростати, що також відображає збільшення кількості Х-хромосом.

Генеалогічний метод полягає у вивченні спадкових властивостей людини за її родоводом. Метод дає цінну інформацію в тих випадках, коли відомі прямі і непрямі родичі пробанда – носія патологічної спадкової ознаки. Метод розроблений Ф.Гальтоном і вперше застосований ним для вивчення закономірностей спадкування розумових здібностей людини.

Складання родоводу починається з обстеження хворого (пробанда), якому виставляють певний діагноз. Далі користуються розповідями родичів, оглядом членів сім’ї, історіями хвороби, архівними даними. За допомогою цього методу можна визначити тип спадкування хвороби. Головних типів три – аутосомно-домінантний, аутосомно-рецесивний і Х-зчеплений (рецесивний або домінантний).

Аутосомно-домінантним називають такий тип спадкування, коли хвороба передається з покоління в покоління – від батьків до дітей, від дітей до внуків і т.д. Труднощів для діагностики такі хвороби, як правило, не викликають. За аутосомно-домінантним типом спадкуються фізичні аномалії – короткопалість, ліворукість, близько- і далекозорість, а також хвороби – вроджена катаракта, отосклероз, поліпоз товстої кишки, вроджена гемералопія, хорея Гентингтона.

Аутосомно-рецесивним називають такий тип спадкування, коли хвороба передається не прямо, а через одно чи декілька поколінь (з пропусками). Хвороба проявляється тільки у гомозигот, а поява їх найчастіше пов’язана з близькородинними шлюбами. За таким типом передаються вроджена глухонімота, шизофренія, фенілкетонурія, альбінізм, алкаптонурія, кретинізм, гіпофізарна карликовість.

Коли патологічний ген знаходиться в Х-хромосомі, то кажуть, що спадкування Х-зчеплене. Як правило, ген проявляє себе рецесивно. Хворіють лише чоловіки з даної родини, а жінки виконують роль кондукторів (провідників) патологічного гена. Так спадкуються гемофілії А і В, дальтонізм, юнацька глаукома, агамаглобулінемія, атрофія зорових нервів, деякі міопатії. Дуже рідко патологічний ген, що знаходиться в Х-хромосомі, проявляється домінантно (вітамін D-резистентний рахіт, фолікулярний гіперкератоз).

Близнюковий метод – один з головних методів генетики людини. Він дозволяє розмежувати роль спадковості і середовища у виникненні захворювань. Суть його полягає в тому, що вивчають попарну захворюваність (конкордантність) у однояйцевих і двояйцевих близнят за певними нозологічними одиницями (табл. 2). Однояйцеві близнята відрізняються від двояйцевих тим, що у перших генотип тотожний, а в других – лише схожий (як у братів і сестер). Якщо захворювання спадкове, процент конкордантності (збігу хвороб) у однояйцевих близнят буде значно вищим, ніж у двояйцевих, тобто однаковий дефект генотипу викликатиме однакову патологію. Коли ж хвороба екзогенна, то процент конкордантності буде близьким в обох типів близнят.

Таблиця 2. Частота попарної захворюваності однояйцевих (ОБ) і двояйцевих (ДБ) близнят (у процентах)

 

Популяційно-статистичний метод полягає у вивченні частоти, з якою в даній популяції зустрічається той чи інший ген. Таким способом визначають генетичну структуру популяції. Частоту появи хвороби в родині порівнюють з частотою її в популяції.

На основі наших знань про причини і умови виникнення спадкових хвороб стала можливою їх профілактика. До ефективних профілактичних заходів належать:

·     а) запобігання впливу фізичних та хімічних мутагенів, належний гігієнічний контроль на хімічних виробництвах, всебічне обстеження нових лікарських препаратів;

·     б) попередження небажаного дітонародження, якщо сім’я обтяжена спадковою хворобою або за допомогою амніоцентезу (дослідження амніотичної рідини) виявлений серйозний хромосомний дефект;

·     в) роз’яснювальна робота серед молоді про небажаність близькородинних шлюбів, які стають умовою прояву рецесивних патологічних генів;

·     г) рекомендації щодо народження дітей у більш ранньому віці, тому що з роками збільшується кількість хромосомних і генних мутацій, а значить зростає вірогідність появи спадкових хвороб.

 

Принципи лікування спадкових захворювань

В минулому вважалося, що спадкова ознака не піддається корекції, а тому лікувати спадкові хвороби безперспективно. Помилковість цих тверджень стала очевидною тоді, коли були з’ясовані глибокі біохімічні механізми спадкової патології. В принципі формування спадкової ознаки можна відкоригувати, впливаючи на всіх рівнях дії гена, але теоретично найбільш повним був би вплив на рівні генетичного матеріалу, тобто ДНК. Цим займається генна інженерія (генна терапія), яка базується на досягненнях молекулярної біології. Метод знаходиться на стадії експериментальних розробок, але має багатообіцяюче майбутнє.

Для лікування спадкових хвороб давно використовується замісна білкова або ферментна терапія. Класичний приклад – лікування гемофілії А введенням антигемофільного глобуліну (фактора VІІІ).

Видалення метаболіта перед блокованим етапом – також давно апробований метод. Якщо якась харчова речовина, яка є субстратом дефектного фермента, не виробляється в організмі, а надходить з їжею, то лікування полягає в обмеженні її споживання. Вперше успішну корекцію такого типу здійснено у хворих з фенілкетонурією. Суть терапії полягає в заміні продуктів харчування, багатих на фенілаланін, гідролізатами з мінімально необхідним вмістом цієї незамінної амінокислоти. Дієтотерапію починають з перших тижнів життя під контролем рівня фенілаланіну в крові. Тривалість лікування – 5-10 років. Аналогічна терапія (до 3-х років) використовується при галактоземії. Із харчування вилучають молоко (галактозу) і замінюють його безгалактозними сумішами.

В тому разі, коли внаслідок ферментативного блоку не синтезуються кінцеві метаболіти, їх компенсують введенням ззовні. При кретинизмі вводять тироксин, при порушенні утворення урацилу, необхідного для синтезу ДНК, до їжі додають уридин і цим запобігають проявам хвороби.

Більшість спадкових хвороб лікують шляхом усунення побічних симптомів. Цей підхід не вимагає точного знання генетичних і патофізіологічних механізмів їх розвитку. Наприклад, ми майже нічого не знаємо про молекулярні основи полідикталії, заячої губи або розщелини піднебіння, але це не заважає успішно лікувати їх хірургічним шляхом. Дуже мало відомо про біохімію психічних захворювань, хоча емпіричним шляхом вдається підібрати препарати для медикаментозного лікування.