Значение функциональных и морфологических изменений при болезни

Нарушение функций при болезни всегда возникают на почве физико-химических, химических, биохимических и морфологических изменений, изменений проницаемости гистогематических барьеров. Однако, нередко даже после смерти, наступившей, например, вследствие кислородного голодания, морфологические изменения в головном мозгу или совсем не обнаруживаются или они выражены слабо. Это объясняется несовершенством современных методов морфологических исследований, которые не позволяют обнаружить тонкие физико-химические и биохимические изменения в тканях. Таким образом, структурные нарушения могут не обнаруживаться вследствие несоответствия примененных методов исследования уровню повреждения.

Все повреждения могут быть:

- первичными (обусловлены непосредственным действием патологического фактора);

- вторичными (являются следствием влияния первичных повреждений на ткани и органы, сопровождаются выделением БАВ, протеолизом, ацидозом, гипоксией, нарушением микроциркуляции, микротромбозом и т.д.)

Патологические изменения могут возникнуть на различных уровнях интеграции организма (молекулярном, субклеточном, клеточном, органном, уровне функциональных систем, организменном). Так, целый ряд заболеваний связан с молекулярными изменениями – энзимопатии: гликогеноз – недостаток фермента глюкокиназы в клетках; лейкодистрофия – недостаток фермента сульфатазы, отложение сульфатидов в миелине – токсическое повреждение нервных клеток. Изменения на субклеточном уровне (в лизосомах, митохондриях и др.) – повышение проницаемости мембран клеточных органоидов, ацидоз повреждения; нарушение работы клеточных насосов, проницаемости цитоплазматических мембран и др.

Повреждения на молекулярном уровне носят локальный характер и проявляются разрывом молекул, внутримолекулярными перестройками, что приводит к появлению отдельных ионов, радикалов, образованию новых молекул, оказывающих патологенное действие на организм. Межмолекулярные перестройки способствуют появлению веществ с новыми антигенными свойствами. Но одновременно с повреждением включаются и защитно-компенсаторные процессы на молекулярном уровне. Например, при наследственных заболеваниях первичное повреждение локализуется в генетическом аппарате на молекулярном уровне. Эта генная мутация вызывает нарушение синтеза белка, ферментов, что влияет на обменные процессы в организме, обусловливает нарушение структуры и функции органов и систем. При таких повреждениях включаются и защитно-компенсаторные процессы, которые приводят к репарации генетического аппарата. При соматических мутациях, например, в процессе онкогенеза, большую роль играет клеточное звено иммунитета, обеспечивающее лизис мутантных клеток.

Повреждения на клеточном уровне характеризуются структурными и метаболическими нарушениями, сопровождаются синтезом и секрецией БАВ: гистамина, серотонина, гепарина, брадикинина и пр. Многие из них оказывают патологическое действие, повышая проницаемость сосудов микроциркуляторного русла, усиливая экстравазацию и, как следствие, сгущение крови, нарастание её вязкости, наклонность к сладжированию и микротромбозу, т.е. нарушению микроциркуляции. Повреждения на клеточном уровне сопровождаются нарушением ферментативной активности: ингибирование ферментов цикла Кребса, активация гликолитических и лизосомальных ферментов, что вызывает нарушение обменных процессов в клетке.

При повреждении клетки, особенно в условиях гипоксии, образуется большое количество недоокисленных продуктов обмена, обусловливающих внутриклеточный ацидоз. Структурные изменения клетки характеризуются нарушением внутриклеточных органелл. Однако, образующиеся при повреждении клетки БАВ стимулируют процессы репаративной регенерации, что обеспечивает нейтрализацию действия этиологического фактора, а функция поврежденных клеток компенсируется за счет регенерации их новой популяции или гипертрофии оставшихся. В других случаях дефект, вызванный повреждением клеток, замещается соединительной тканью.

Повреждения на тканевом уровне характеризуются нарушением функциональных свойств, развитием патологического парабиоза в нервных структурах, перерождением тканей. Нарушение функциональных свойств сопровождается снижением функциональной подвижности, уменьшением функциональной лабильности. Патологический парабиоз в отличие от физиологического не приводит к восстановлению исходного состояния тканей, отмечается их перерождение (например, жировая дистрофия печени, коллагенозы и др.)

Защитно-компенсаторные процессы на тканевом уровне проявляются включением ранее не функционировавших капилляров, образованием новых микрососудов, что улучшает трофику поврежденных тканей.

Повреждения на органном уровне характеризуется снижением, извращением или потерей специфических функций органа, уменьшением доли участия его в общих реакциях организма. Например, при инфаркте миокарда, клапанных пороках сердца уменьшается доля участия сердца в адекватной гемодинамике. Компенсаторные реакции при этом формируются на уровне органа, системы и организма в целом, что приводит, например, к гипертрофии соответствующего отдела сердца, изменению его регуляции, что улучшает гемодинамику.

При повреждении на организменном уровне возникает генерализованное выпадение или ограничение той или иной функции (болезни ЦНС, эндокринные нарушения). При этом происходит сложная перестройка регуляторных процессов, обмена веществ, что в ряде случаев позволяет организму сохранить жизнь.

Патологическое действие повреждающих факторов реализуется на уровне функционального элемента (по А.М.Чернуху) – это микросистема, представляющая собой упорядоченный структурно-функциональный комплекс, составляющий интегральное целое, состоящий из клеточных и волокнистых образований органа, включающий все его ткани, на основе которого осуществляются обменные тканевые процессы. Каждый функциональный элемент состоит из паренхимы клеток, артериол, прекапилляров, капилляров, посткапилляров, венул, лимфатических капилляров, нервных волокон с рецепторами, соединительной ткани.

Функциональный элемент осуществляет:

а) транскапиллярный обмен кислорода, углекислоты и продуктов метаболизма;

б) регуляцию системной и регионарной гемодинамики благодаря наличию в нем резистивных и ёмкостных сосудов, артериоло- венулярных шунтов и резервных капилляров.

Функциональные элементы участвуют в общих реакциях повреждения и защитно-компенсаторных процессах за счет включения в работу резервных функциональных элементов ткани.

Структурные изменения обратного порядка возникают в любых клетках при их раздражении. Каждый орган обладает резервом. Так, повреждение определенной части сердечной мышцы может быть компенсировано за счет резерва неповрежденных волокон, благодаря чему функциональные расстройства могут отсутствовать длительное время. Возможна гипертрофия органа, что способствует компенсации нарушенных функций. Из спортивной практики известно, что некоторые мировые рекорды показывали спортсмены, несмотря на наличие у них компенсированного порока сердца. Следует иметь в виду, что различные структуры одного и того же органа имеют неодинаковое значение для его функции: незначительное повреждение проводящей системы сердца обусловливает тяжелые нарушения в деятельности сердца, а обширные повреждения самого миокарда могут вовсе не отразиться на деятельности сердца.

Таким образом, морфологические и функциональные изменения не находятся в прямо пропорциональной зависимости. Отсутствие выраженных функциональных расстройств, при наличии значительных морфологических изменений, свидетельствует о больших приспособительных возможностях организма. Патогенные агенты могут вызывать непосредственное повреждающее действие на органы (ожоги, отморожения). Многие патологические факторы вызывают функциональные изменения вследствие нарушения нейрогуморальной регуляции функций организма (нарушение специфической функции органов или систем; нарушение кровообращения органов; нарушение нервной трофики и т.д.). Нарушение троякого нервного контроля часто является следствием воздействия патогенных факторов на рецепторы (экстра- и интероцепторы). В таких случаях наблюдаются различные патологические рефлексы, обусловливающие рефлекторные изменения как специфической функции органов, так и нарушения кровообращения и нервной трофики (так, при сильной боли развивается тахикардия, рефлекторный спазм сосудов, что в свою очередь нарушает функцию сердца, почек; в почках могут вырабатываться гипертензивные вещества, а длительный спазм коронарных сосудов ведет к стенокардии и инфаркту миокарда). Нередко при раздражении на месте травмы рецепторов и нервных проводников возникает так называемое невротическое состояние, а далее на его основе – кортико - висцеральное заболевание. Так, нарушение иннервации сопровождается трофической язвой конечности; при перерезке блуждающего нерва у животных развиваются дегенеративные изменения в миокарде. Одно и тоже патологическое явление может возникнуть неодинаковыми путями. Например, дистрофические изменения в миокарде могут быть следствием воспалительного процесса – миокардита, а также результатом сосудистых нарушений или расстройств нервной трофики. Психогенные факторы также могут явиться причиной болезни. Нарушение функции эндокринных желез (первично или вторично), в свою очередь, сопровождается нарушением обмена веществ в организме. Следовательно, при анализе общих патогенетических механизмов болезни, необходимо прежде всего разобраться в вопросе о том, что в данном случае относится к патологическим изменениям и что является мерой защиты. Важно затем изучить конкретные механизмы защиты, приспособления, компенсации, а также механизмы развития патологических изменений.

Значение изменений функции нервной системы в развитии болезни

Рассматривая роль нервной системы в патологии, необходимо, прежде всего, остановится на вопросе о значении нервной рецепции в возникновении патологических процессов. Подтверждением этого является то, что многие патологические процессы могут быть вызваны рефлекторно (денервация тканей или блокада новокаином рецепторов, изменяющих картину патологического процесса: так, травматический шок не развивается при травмировании денервированной конечности или блокаде рецепторов новокаином).

Роль нервной системы в условиях патологии, прежде всего, начинается с обеспечения защитных реакций организма, так как нервная система в процессе эволюции развивалась, как система, обеспечивающая приспособление и защиту организма, предупреждающая организм от действия патогенных факторов, осуществляя регуляцию сложных его функций. Однако, в условиях патологии нарушается и функция нервной системы, то есть приспособление организма становится несовершенным и наблюдаются неадекватные рефлекторные реакции, которые могут оказаться патологическими, нецелесообразными в данной конкретной ситуации – патологические рефлексы, не имеющие полезного значения для организма, то есть возникновение этих рефлексов неадекватно к конкретным условиям внешней и внутренней среды (стенокардия при спазме коронарных сосудов и возможность ее возникновения по условно-рефлекторному механизму; многие депрессорные вещества при гипертонии вызывают прессорный эффект; рвотный рефлекс при неукротимой рвоте; у здоровых людей тепловой раздражитель вызывает расширение сосудов, у больных гипертонической болезнью – сужение, т.е. патологический рефлекс; у здоровых людей мышечная работа вызывает расширение коронарных сосудов, а у больных стенокардией в ряде случаев мышечная нагрузка вызывает противоположный эффект, что также относится к патологическим формам рефлекторных реакций).

Формирование патологического рефлекса зависит от нарушений в различных звеньях рефлекторной дуги. Возникновение патологических рефлекторных реакций, видимо, связано с нарушением трофической функции нервной системы.

Нервная трофика – это нервное управление обменом веществ в тканях. Трофическое действие – это, прежде всего, повышение энергетического потенциала клетки. Выраженные патологические изменения в органах наблюдаются при извращении функции симпатической нервной системы, вызванном болевым раздражением тех или иных рецепторных зон. При этом происходит усиленный выброс катехоламинов из депо с последующим накоплением этих веществ в тканях, что и ведет к катастрофическим расстройствам. Перерыв путей трофического рефлекса в любом его звене при помощи фармакологических веществ ослабляет развитие дистрофических процессов в миокарде, желудке и печени. Безусловно большей частью трофический эффект представляет собой интегральную величину от влияния на функцию клетки и снабжающей ее сосуд. В каждой конкретной ситуации вклад в общий дистрофический процесс может быть разным. Кровеносный сосуд, который входит как единица в интегральное понятие «микрорайон», тоже подлежит дистрофии, в его стенке также наблюдаются изменения метаболизма, структуры и функции. Весьма актуальным является вопрос о природе трофического действия на клетку. Дистрофия возникает при патогенном действии на любое из трех звеньев трофического рефлекса. При этом важно отметить, что опасным является повреждение афферентной части рефлекторной дуги (трофические расстройства возникают рано и протекают тяжело). Эфферентные нервы без чувствительных нервов не могут осуществлять адекватный трофический контроль. Трофическое действие нервной системы – это не просто его импульсное действие. Аксональный ток играет роль в регуляции трофических процессов. В настоящее время удалось разделить импульсную и не импульсную (трофическую) активность нервов, связав последнюю прежде всего с аксональным током: нерв диктует ткани определенную направленность обмена. Нервная система не просто влияет на обмен в сторону повышения или понижения, а меняет его специфику. Возврат к эмбриональному обмену, переключение на онтогенетически более ранние механизмы обмена являются и признаками дистрофий (активируется гликолиз, пентозный цикл, угнетаются окислительные процессы, возникает метаболический хаос).

Большую роль в развитии патологического рефлекса играет механизм доминанты. Как известно, в обычных условиях ЦНС функционирует по принципу доминанты, вследствие чего в каждый конкретный момент времени преобладает, доминирует та или иная наиболее адекватная для данной ситуации физиологическая деятельность. Однако, в физиологических условиях механизм доминанты является весьма лабильным, в результате чего нервная система быстро перестраивает свою деятельность в зависимости от изменяющихся условий внешней среды. Патологическая доминанта отличается застойностью, что и определяет неадекватность ответной реакции. Так, при гипертонической болезни формируется патологическая доминанта в вазомоторном центре. Примером патологической доминанты являются также «фантомные» боли при ампутации конечности. Большое значение механизм доминанты имеет в развитии многих психических болезней. На основе сформировавшейся доминанты при стенокардии различные посторонние раздражители вызывают приступы болезни по механизму патологических безусловных и условных рефлексов; каузалгические сильные боли усиливаются даже при разговоре шепотом, тихой ходьбе; у больных столбняком судороги развиваются при любом постороннем раздражителе. Нужно отметить, что механизм доминанты в ряде случаев играет и положительное значение в сохранении жизни организма. Так, при умеренной кровопотере возникает застойный очаг возбуждения в сосудодвигательном центре, который способствует поддержанию артериального давления на уровне совместимом с жизнью. Однако, при длительном спазме сосудов развивается гипоксия почек, печени, вследствие чего в крови появляются сосудорасширяющие вещества и возникает необратимый коллапс. Также при длительной флексорной доминанте при травме конечности может развиться контрактура.

Зная ведущую роль явлений доминанты в развитие того или иного процесса, можно в тот период болезни, когда еще не возникли вторичные и органические нарушения, попытаться ликвидировать эту патологическую доминанту. Чтобы устранить патологическую доминанту нужно создать другу доминанту более сильную, чем патологическая.

Итак, изменения функции нервной системы играют большую роль в возникновении и развитии болезни. Наряду с этим, в процессе болезни возникают такие сдвиги внутренней среды, которые сами по себе вызывают нарушения функции нервной системы (изменение температуры тела, рН крови и тканевой жидкости и др.).

Необходимо отметить, что нервная система (в особенности центры головного мозга) весьма чувствительна к действию многих патогенных агентов. Часто при заболевании рано возникают нарушения высшей нервной деятельности – невротическое состояние, характеризующееся ослаблением функции корковых клеток (астенизация) и нарушением взаимоотношений между корой головного мозга и подкорковыми центрами (гипоталамическая область, ретикулярная формация и др.). Вследствие нарушения регуляции функции внутренних органов вторично возникают сначала функциональные – «функциональная денервация органов», трофические нарушения и др., а затем и структурные изменения в них, что в свою очередь по механизму порочного круга поддерживает возникшие нарушения высшей нервной деятельности. На этом этапе заболевания нередко возникают патологические, условные рефлексы.

Учение об общем адаптационном синдроме (стрессе)

Стресс – генерализованная неспецифическая реакция организма, возникающая под действием факторов необычных по характеру, силе и /или длительности. Он характеризуется стадийными неспецифическими изменениями в организме и сопровождает человека всю жизнь – от первого до последнего вздоха. В целом, стресс или общий адаптациооный синдром (ОАС) – комплекс изменений, происходящих в организме под влиянием факторов внешней среды, обусловленный, во многом, реакцией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС) и способствующий поддержанию неспецифической устойчивости организма к патогенным агентам.

Впервые представление об ОАС было разработано канадским ученым Г.Селье. Он, показал, что в результате воздействия экстремальных факторов и активации ГГНС в организме возникает особое состояние, которое он назвал «стресс» - напряжение. Клиническое выражение стресса Г.Селье обозначил термином ОАС.

Стресс вызывается стрессорами, под которыми понимают, прежде всего раздражители, реально угрожающие гомеостазу – боль, гипоксию, голод, антигенную агрессию и множество других чрезвычайных факторов. Стрессогенно то, что вызывает потребность в новой адаптации. Стрессогенна смена стереотипа. По Селье «не имеет значения приятна или не приятна ситуация, с которой мы столкнулись. Имеет значение лишь интенсивность потребности в перестройке или адаптации». Согласно Г.Селье, «стресс – это аромат и вкус жизни, и избежать его может лишь тот, кто ничего не делает… Полная свобода от стресса означала бы смерть». (1974 г.)

Стресс – это неспецифический компонент ответа целостного организма на любой раздражитель, осуществляемый при участии нейроэндокринной системы. Он вызывает такую перестройку метаболизма и физиологических функций, которая резко повышает устойчивость организма к гибели.

Стресс классически протекает в три стадии.

Первая – стадия тревоги. Пусковыми факторами этой стадии являются: воздействие на организм чрезвычайного фактора, нарушающего гомеостаз (боль, холод, гипоксия, гипо – или гипербария и др.); отклонение от нормы различных параметров гомеостаза (рО2, рН, артериальное давление, ОЦК и др.). Ключевая роль в патогенезе стадии тревоги принадлежит ГГНС.

Систему гипоталамус-гипофиз-надпочечники составляют следующие компоненты. Нейроны гипоталамуса синтезируют кортиколиберин, который по аксонам достигает сосудистого сплетения, опутывающего ножку гипофиза, сбрасывается в кровь и с током крови поступает в клетки передней доли гипофиза. В ответ аденогипофиз секретирует кортикотропин, который также с током крови достигает коры надпочечников и побуждает секрецию глюкокортикоидов, которые с кровью разносятся к органам – мишеням, где и проявляют свой эффект. В конечном итоге, именно от уровня секреции глюкокортикоидов зависят сдвиги, наблюдаемые в организме при развитии ОАС. Кортикостероиды и АКТГ были названы Г.Селье «адаптивными гормонами». В пусковом звене стресс- реакции большая роль принадлежит и симпатической нервной системе, сопровождающейся продукцией катехоламинов.

Таким образом, в первую стадию развития ОАС активируется ГГНС и происходит генерализованная мобилизация адаптивных механизмов, концентрация глюкокортикоидов в крови нарастает.

Вторая стадия – резистентности. Развиваются гипертрофия структурных элементов тканей и органов, обеспечивающих развитие повышенной резистентности организма не только по отношению к фактору, вызвавшему развитие ОАС, но и ко многим другим. Уровень глюкокортикоидов в крови значительно повышен.

Третья стадия – истощения – характеризуется расстройством механизмов нервной и гуморальной регуляции, доминированием катаболических процессов в тканях и органах, нарушением их функции. В итоге снижается общая резистентность и приспособляемость организма, нарушается его жизнедеятельность. В эту стадию развивается недостаточность глюкокортикоидной функции надпочечников, если первичный стрессор продолжает действовать и, более того, действие его усиливается, либо присоединяется еще один мощный стрессор другой природы.

В организме в ответ на стресс мобилизуются и антистрессорные механизмы. Они активируются как на уровне центральных механизмов регуляции, так и на уровне исполнительных органов. В головном мозге антистрессорные механизмы реализуются при участии ГАМКергических, дофаминергических, опиоидергических, серотонинергических нейронов. Продуцируемые этими нейронами вещества тормозят активацию ГГНС. В периферических органах и тканях стресслимитирующий эффект оказывают простагландины, аденозин, ацетилхолин, факторы антиоксидазной защиты. Они предотвращают или существенно снижают интенсификацию ПСОЛ, высвобождение и активацию гидролаз лизосом, предупреждают ишемию органов, язвенные поражения ЖКТ, дистрофические изменения.

Глюкокортикоиды и катехоламины вызывают в организме при стрессе мобилизацию энергетических ресурсов. Прежде всего, это касается углеводного обмена. Глюкокортикоиды и катехоламины ослабляют действие инсулина, подавляя его секрецию и действуя как его антагонисты, что приводит к снижению использования глюкозы крови инсулинозависимыми органами и тканями. Это можно охарактеризовать, как острую обратимую диабетоподобную перестройку некоторых аспектов обмена веществ, необходимую для поддержания приоритетного снабжения глюкозой органов и тканей, наиболее существенных для защиты от острой опасности. Конечно, при этом целый ряд органов и тканей, например, иммунная система, усаживаются на «голодный глюкозный паёк». Понижается потребление глюкозы соединительной тканью и синтез протеогликанов, включая защитные мукопротеиды желудка. Меньше глюкозы поглощают адипоциты и мышцы. Однако, для адекватного энергообразования в последних большое значение имеет гликогенолитический эффект катехоламинов. Пока в мышцах имеется гликоген, они могут усиливать энергообразоание без усиления захвата глюкозы из вне. Кроме того, глюкокортикоиды при стрессе стимулируют глюконеогенез в печени.

Влияние глюкокортикоидов на белковый обмен выражается в активации превращения глюкогенных аминокислот в глюкозу. С целью обеспечения этого процесса тормозится синтез белка в скелетных мышцах, соединительной ткани, костном мозге, лимфатических органах, коже, жировой ткани; развивается отрицательный азотистый баланс. В печени, ЦНС и сердце, наоборот, имеет место усиление продукции РНК и белков. В частности, усиливается синтез сократительных белков миокарда, альбумина и факторов свертывания в печени.

Глюкокортикоиды действуют и на липидный обмен; однако, их действие не одинаково в различных органах и даже в различных отсеках жировой ткани. На изолированные адипоциты глюкокортикоиды действуют как стимуляторы липолиза. Стимуляция липолиза приводит к повышению уровня НЭЖК в плазме, что позволяет некоторым органам и тканям использовать их в качестве энергетических эквивалентов.

Глюкокортикоиды с участием тканевого посредника – липомодулина сильно тормозят активность фосфолипазы А₂ и освобождение арахидоновой кислоты из фосфолипидов клеточных мембран, а значит – синтез простагландинов и лейкотриенов.

Г.Селье развил представление о том, что ОАС накладывает отпечаток на течение любого заболевания. Сейчас это не вызывает сомнения. Считается, что часто не столько действия самого патогенного фактора. Сколько обусловленные им дисгормональные расстройства составляют основу патогенеза ряда болезней. Заболевания, вероятность возникновения и тяжесть протекания которых увеличиваются стрессом, Селье назвал «болезнями адаптации» (язвенная болезнь желудка и двенадцати перстной кишки, онкологические заболевания, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, гипертоническая болезнь и др.). Возникновение и особенности течения таких болезней зависят от: 1) соотношения в крови концентраций АКТГ/СТГ; глюкокортикоиды/минералокортикоиды; 2) степени нарушения обмена глюкокортикоидов в тканях; 3) изменения чувствительности клеток к глюкокортикоидам; 4) наследственности, особенностей питания. Считается, что в норме преобладает секреция АКТГ и глюкокортикоидов. Преобладание же провоспалительных гормонов (СТГ, минералокортикоиды) усиливает воспалительные процессы и ухудшает течение патологии.

Стресс патогенен для лиц с недостаточностью стресслимитирующих механизмов (эндогенные опиаты, ГАМК, каталаза и супероксиддисмутаза, система простагландинов). Стрессогенная патология, в основном, касается инсулинозависимых органов и тканей.

Учение об ОАС позволило оценить значение ГГНС для организма; способствовало выяснению роли гипоталамуса в регуляции функции периферических желез внутренней секреции, заложила научные основы в понимании проблемы адаптации организма к действию факторов внешней среды.

В практической медицине знание основных закономерностей развития ОАС позволяет предупредить тяжелые осложнения, целенаправленно усиливать резистентность организма по отношению к экстремальным и чрезвычайным раздражителям. Теория Г.Селье дала теоретическое обоснование кортикостероидной терапии, научное объяснение неспецифической терапии (аутогемотерапия, иглоукалывание и др.).

Дата добавления: 2014-12-29