Предмет, задачи, методы и структура курса патологической физиологии

Патофизиология - наука о жизнедеятельности больного организма, которая изучает конкретные причины, механизмы и общие закономерности возникновения, развития и исхода патологических процессов и болезней. Название «патофизиология» включает термин «патология» и «физиология». «Патология» происходит от греч. pathos - страдание, болезнь, «физиология» - от греч. physis - природа, а logos - учение, наука. В определенном смысле это физиология больного организма, организма в условии полома, повреждения его тканей, органов и систем. Она формирует мировоззрение врача, является базисом, основой для понимания клинических дисциплин, теснейшим образом с ними связана. По отношению к специальным клиническим дисциплинам патофизиология представляет науку, изучающую процессы общие для всех болезней или для их больших групп. И хотя конечной целью патофизиологии, как и клинических наук, является раскрытие законов, по которым развивается болезнь, специфика предмета состоит в том, что она изучает наиболее общие, основные закономерности возникновения, развития и исхода болезни. Нельзя понять частные особенности развития любой конкретной болезни, не зная общих закономерностей развития явлений, ее составляющих. Так, например, воспаление является важным и обязательным компонентом самых разных заболеваний, патологических процессов как инфекционной, так и неинфекционной природы (пневмонии, кори, туберкулеза, проказы, гриппа, аппендицита, перитонита, отита, конъюнктивита, менингита, энцефалита и многих других форм патологии). Патофизиология изучает возможные причины воспаления, механизм его развития, особенности, механизмы и следствие сосудистой реакции, нарушений обмена веществ, энергетического обмена, характерных для воспаления, а также процессы, лежащие в основе купирования воспалительной реакции, обеспечивающие выздоровление организма, вне зависимости от вида заболевания, составляющим компонентом которого оно является. Клинициста будут больше интересовать частные особенности и механизмы проявления конкретных видов воспаления при каждой конкретной форме патологии, каждом конкретном заболевании. Это, однако, не исключает, а, напротив, предполагает необходимость знания общих закономерностей развития воспаления в целом, умения дать патогенетическую оценку различным его проявлениям, что и позволяет в конечном итоге выбрать правильную тактику и метод лечения. То же можно сказать и о гипоксии, лихорадке, дистрофии, расстройствах периферического кровообращения и других составляющих болезней. То есть, патофизиолог, отвлекаясь от частностей, старается найти то общее, что объединяет различные заболевания, т.е. законы, по которым болезнь развивается.

Выяснение наиболее общих, основных закономерностей и механизмов, лежащих в основе резистентности организма, возникновения, развития и исхода патологических процессов и болезни, является предметом изучения патофизиологии.

Знание этих факторов позволяет ответить на вопрос «почему возникает?», и «как развивается?» болезнь или патологический процесс, а соответственно «как выявить?», «как лечить и предупредить?» болезнь.

Конечной целью патофизиологии, как и клинических наук, является раскрытие законов, по которым развивается болезнь. И клинические науки, и патофизиология изучают болезнь для того, чтобы эффективно предупредить и лечить ее.

Патофизиология, как раздел биологии и медицины, является интегративной медико-биологической дисциплиной. Она опирается на знание биологии, анатомии, гистологии и особенно нормальной физиологии. Современная наука вообще, медицинская наука, в частности, характеризуется все ускоряющимися темпами своего развития. Огромный поток научной информации, касающейся различных сторон деятельности организма в условиях нормы и патологии, относящейся к различным уровням его организации, полученной в недрах каждой отдельной дисциплины, требует обобщения, систематизации, интеграции, установления общепатологических базисных закономерностей. Эту функцию в значительной степени выполняет патологическая физиология. ВОЗ дала краткое и емкое определение патофизиологии: «патофизиология - основа медицинского профессионального интеллекта» (из приамбулы устава ВОЗ).

Объектом изучения патофизиологии является болезнь, больной человек вообще, в то время как объектом изучения клинических наук является больной человек с конкретными проявлениями болезни.

Основные задачи патофизиологии:

1) изучение основных наиболее общих, закономерностей и механизмов, лежащих в основе резистентности организма, возникновения, развития и исхода болезни;

2) изучение базисных закономерностей и механизмов формирования и ликвидации основных категорий патологических процессов;

3) изучение общих закономерностей нарушения и восстановления различных органов и систем организма.

В соответствии с тремя основными задачами курс патофизиологии состоит из трех основных разделов.

В первом разделе - «Нозология» (от греч. nosos - болезнь + logos - учение), т.е. общем учении о болезни рассматриваются вопросы «почему» возникает болезнь (общая этиология) и «как» она формируется, развивается и заканчивается (общий патогенез), анализируются сложные взаимоотношения между организмом и биотическими и абиотическими факторами среды, оказывающими на него воздействие, в том числе и патогенное, причинно-следственная связь явлений, двойственная природа болезни, лежащая в основе самого ее развития и исхода, закономерности выздоровления и смерти, проблемы реактивности, наследственности, конституции, целостности организма, их роль в патологии, закономерности и механизмы старения, а также даются основные понятия патологии.

Вопросы этиологии и патогенеза являются главными в патофизиологии.

Их решение предполагает анализ сложных взаимосвязей между средой и организмом. Среда рассматривается как источник различных, в том числе и патогенных, воздействий, а организм - как биологическая система с различными уровнями регуляции, с его наследственностью и реактивностью. Знание этиологии и патогенеза позволяет ответить на вопрос «почему возникает», «как развивается» болезнь или патологический процесс, а, соответственно, обосновать принципы и методы выявления (диагностики), лечения и профилактики болезни и патологических процессов.

Второй раздел - «Учение о типовых патологических процессах», включает рассмотрение типовых патологических процессов - патологических процессов, I) развивающихся на действие многих, самых разнообразных по своей природе раздражителей, 2) имеющих, несмотря на различие причинных факторов, общие механизмы своего развития и 3) являющихся составляющими компонентами многих или большинства заболеваний. К ним относятся: повреждение, воспаление, гипоксия, лихорадка, типические нарушения обмена веществ, дистрофии, расстройства периферического кровообращения, опухолевый рост, экстремальные состояния и др.

Объединение первого и второго раздела патолфизиологии получило название «Общая патофизиология».

Третий раздел - «Учение о типовых формах патологии тканей, органов и систем», называют частной патофизиологией, он изучает общепатологические аспекты, общие закономерности возникновения, развития и завершения типовых форм патологии, нарушения и восстановления различных органов и систем (сердечно-сосудистой, дыхательной, нервной, эндокринной и др.), а также формирует принципы их диагностики, терапии и профилактики.

Основным методом, который использует для решения своих задач патофизиология, является метод эксперимента. Он складывается из двух этапов: моделирования патологического процесса, болезни и изучения их в динамике с применением многообразных методов лабораторного анализа. Эксперимент позволяет наблюдать процесс на всем его протяжении, от самых ранних до конечных этапов развития. Клиницист, как правило, лишен такой возможности, поскольку больной обращается к врачу лишь, когда болезнь проявилась, а иногда, к сожалению, и зашла слишком далеко. В ходе эксперимента используются различные методические приемы (метод выключения, раздражения, метод культуры ткани, введение в организм гормонов, ферментов и т.д.), позволяющие варьировать условия проведения опыта и активно вмешиваться в течение процесса на различных этапах его развития. Иначе, эксперимент призван ставить вопросы природе и получать на них объективные ответы. Эксперимент лежит в основе познания причин и механизмов развития различных заболеваний, позволяет разрабатывать и апробировать новые, все более результативные формы оперативных вмешательств, проверять эффективность предлагаемых лекарственных средств и иных методов лечения, новых, обладающих все большей разрешающей возможностью, методов обследования пациентов и т.п.

Метод эксперимента известен со времен глубокой древности. По свидетельству А.К. Цельса, Герофил и Эразистрат (IV и III века д.н.э.), добывшие первые сведения о жизнедеятельности организма, «производили вскрытие живых людей, преступников, полученных из тюрем от царской власти» (естественно без наркоза или применения обезболивающих средств), «и пока еще оставалось дыхание рассматривали то, что природа раньше скрывала от глаз...». Опыты на людях продолжались и в последующие века, вплоть до наших дней. Их можно разделить на две неравнозначные группы. В первую входят опыты, которые ставятся вопреки воле человека, насильно, или без его ведома, что имело место в концентрационных лагерях фашистской Германии, в особых отрядах по «борьбе с эпидемиями» в армии Японии в период 1939-1945 гг. и т.д. Нет нужды говорить о недопустимости, преступности такого рода экспериментов.

Вторая группа опытов на людях - это опыты на добровольцах, в первую очередь - на самих ученых, одержимых установлением истины. Но как бы много не было столь одержимых ученых и их единомышленников, готовых ради проверки своих гипотез жертвовать своим здоровьем и даже жизнью, их слишком мало, чтобы решать неимоверно огромное число задач, стоящих перед медициной.

Непозволительность проведения первой группы и крайняя ограниченность второй группы экспериментов на человеке вынуждают ученых ставить опыты на животных, ибо «только пройдя через огонь эксперимента, медицина станет тем, чем должна быть, т.е. сознательной, а, следовательно, всегда и вполне целесообразно действующей» (И.П. Павлов).

Смысл эксперимента в патофизиологии, т.е. патофизиологического эксперимента заключается в том, чтобы вызвать болезнь у животного, изучить ее и полученные данные применить в клинике.

Метод патофизиологического эксперимента отличает патофизиологию от клинических наук. Понимая правомерность и необходимость проведения опытов на животных, следует, помнить о том, что экспериментальный метод на животных имеет ряд ограничений, связанных с анизоморфизмом (видовыми различиями строения и свойств организмов животных и человека, отдельных органов и тканей). Практически полностью отсутствует возможность воспроизведения влияния на животных социальных факторов болезни. Существенное ограничение обусловлено также деонтологическими, биоэтическими аспектами экспериментов на животных в связи с причинением им во время опытов физических страданий, боли.

Основные требования, предъявляемые к эксперименту и экспериментатору, коротко сводятся к следующему:

1. Важна четкая формулировка цели и задач исследования, руководящей идеи, рабочей гипотезы, основанной на фактах, добытых после тщательного знакомства с имеющейся литературой, т.е. подготовка вопроса, по которому эксперментатор хочет получить ответ. Нельзя начинать эксперимент, надеясь на «авось», на то, что неожиданно получится интересный результат: не зная, что ищешь, не поймешь и того, что найдешь.

2. Нужно правильно выбрать вид экспериментального животного, руководствуясь при этом целью и задачами исследования, а также учитывая близость, сходство экспериментального животного с человеком. Например, при изучении реакции печени на действие гепатотропных ядов или гепатотропного вируса удачным будет выбор в качестве объекта экспериментирования крысы, печень которой по структуре и функции близка к печени человека, но неудачным будет использование кролика - травоядного животного, печень которого характеризуется рядом особенностей по сравнению с человеческой. Если целью эксперимента является выяснение роли наследственности в развитии какой-то формы патологии, нужны животные, часто дающие потомство, например, мыши. Многие важные закономерности наследования признаков были установлены в экспериментах на насекомом - мушке дрозофиле.

3. Важным слагаемым успеха эксперимента является правильный подбор методических приемов, тестов, показателей, адекватных цели и задачам исследования. В одном случае это должен быть удачно подобранный комплекс гемодинамических показателей, в другом - сочетание тестов, отражающих состояние системы крови и кроветворения, в третьем - показатели структуры и функции генетического аппарата и т.д.

4. Моделирование той или иной конкретной формы патологии человека - очень важный, сложный и трудоемкий этап экспериментального исследования, на разработку которого нередко уходят месяцы, а иногда и годы. Создать точную модель определенной болезни человека на животных, как правило, не удается. Чаще всего моделируются лишь отдельные симптомы, в лучшем случае симптомокомплекс, характерный для определенного заболевания, а не сама болезнь в целом. Например, создается модель почечной, церебральной гипертонии, но не артериальная гипертензия во всем ее объеме и своеобразии. Некоторые болезни человека, даже в приближенном виде, до сих пор получить на животных невозможно (психические заболевания, подагра, бронхиальная астма и др.).

5. При проведении эксперимента обязательно необходим контроль, с которым сравниваются результаты опыта. Необходима стандартизация условий эксперимента. Важно, чтобы при проверке опыта были исключены все субъективные факторы, которые помимо воли экспериментатора могли бы повлиять на результат. Животные контрольной и опытной групп должны быть одного вида, возраста, веса, пола, лучше всего одного помета, условия их содержания - одинаковые. Различие должно быть только одно, целенаправленно создаваемое экспериментатором для решения стоящей перед ним задачи. «Опыт с двумя неизвестными - грязный опыт, опыт с тремя неизвестными может ставить только невежда» (А.Д. Сперанский). Например, при выяснении влияния избыточного ультрафиолетового облучения на развивающийся организм (мыши) мышата контрольной группы содержатся в обычных для этих животных условиях освещения, опытные - в условиях ежедневной повышенной инсоляции. Возможен и другой вариант, когда контрольные показатели регистрируются до начала моделирования патологии на том же животном.

6. Каждый эксперимент должен очень тщательно протоколироваться. Фиксируются и учитываются не только данные, подтверждающие рабочую гипотезу, но и противоречащие ей. Только в таком случае можно рассчитывать на объективность исследования и его значимость для теории и практики медицины.

7. Ответственной частью работы является анализ результатов исследования, статистическая обработка полученных данных, уверенность в их достоверности, сопоставление их с данными литературы, формулировка выводов. Этот раздел работы требует от экспериментатора хорошего знания литературы по изучаемому вопросу, критического отношения к полученным результатам, умения (если такое случится) признать ошибочность первоначальной гипотезы, отвергнуть изначальное предположительное объяснение того или иного явления (механизма развития процесса, характера действия предложенного лекарственного препарата, эффекта нового оперативного вмешательства и т.д.). Главное - установление истины. Только она важна для науки и практики. И отрицательный результат приближает ученого к ее пониманию, поскольку одним из возможных подходов к раскрытию истины становится меньше. Выводы должны быть краткими, четко сформулированными положениями того нового, существенного, что удалось выяснить в ходе проведенного эксперимента.

Различают опыты острые (вивисекция) и хронические. Родоначальником первых был Клод Бернар, вторых - И.П. Павлов. В остром опыте можно быстро смоделировать конкретную патологическую ситуацию, процесс (например, острую кровопотерю) и в течение сравнительно короткого времени (минуты, часы) изучить отдельные их проявления (например, срочные реакции компенсации) или на изолированном (извлеченном из организма животного) органе изучать воздействие различного рода факторов и т.п. У острого опыта три основных недостатка: 1) кратковременность наблюдения, невозможность изучать отдаленные последствия того или иного воздействия, процесса; 2) наслоение на результаты эксперимента влияния операционной травмы, наркоза; 3) ограниченная возможность моделирования; нельзя, например, моделировать такой процесс, как опухолевый рост, или сложный симптомокомплекс, характерный для конкретной болезни. Результативность хронического эксперимента намного выше, поскольку он в основном лишен перечисленных недочетов, но в то же время такой эксперимент намного более трудоемкий и долговременный (иногда продолжается годы). Умелое сочетание острого и хронического эксперимента позволяет решать многие актуальные вопросы медицинской науки и практики.

Практически всеми своими достижениями медицина обязана, главным образом, эксперименту на животных. Эксперимент обеспечил возникновение новых научных направлений и клинических дисциплин (реаниматологии, трансплантологии и др.), оказывающих неоценимые услуги человечеству. В память об этом в ряде городов мира воздвигнуты памятники экспериментальным животным. В Колтушах, под Санкт-Петербургом, на территории Павловской лаборатории сооружен памятник собаке - животному, с помощью которого выяснены роль различных отделов нервной системы в жизнедеятельности организма, отдельных его органов и систем, раскрыты многие важнейшие закономерности высшей нервной деятельности и решены многие другие вопросы. В Сухумском обезьяньем питомнике, который служил базой НИИ экспериментальной патологии и терапии, в честь 50-летия института (1977г.) был открыт бронзовый памятник не ученому, а павиану Муррею со следующей надписью на пьедестале: «Полиомиелит, желтая лихорадка, сыпной тиф, клещевой энцефалит, оспа, гепатит и многие другие болезни людей изучены при помощи опытов на обезьянах». Есть памятник лягушке (в Париже), мыши.

Особую группу экспериментов на живых объектах составляют опыты на тканевых культурах (определенных тканях, клетках, выращиваемых в питательной среде с соблюдением специального режима, поддержанием нужной температуры, кислотно-основного состояния среды, строжайшего соблюдения правил асептики и антисептики).

К числу других методов, которыми пользуется патофизиология относятся:

· метод клинического исследования - безвредные целенаправленные функционально-диагностические исследования у пациентов (электрофизио-логические, биохимические и др.), позволяющие углубить наши знания по отдельным формам патологии, подтвердить высокую или убедиться в низкой эффективности того или иного метода лечения и т.д.

· методы физического и математического моделирования, основанные на
использовании вычислительной техники, особенно ценные для прогнозирования степени риска развития тех или иных опасных заболеваний и возможных их осложнений.