ВВЕДЕНИЕ. Факультет заочного обучения

Факультет заочного обучения

Кафедра биологии человека и экологии

Конспект лекций

по дисциплине «Патологическая анатомия»

Минск, 2009

ВВЕДЕНИЕ

Греческий термин pathos – страдание – родился еще в глубокой древности и первоначально отражал сугубо субъективные переживания человека, почему-либо испытывающего страдания. Постепенно этим термином стали обозначать болезнь. И наука, изучающая проявления измененной или нарушенной жизнедеятельности организма, получила название “патология”.

Патология представляет собой обширную область биологии и медицины, которая изучает различные аспекты болезни.

Патологическая анатомия человека – это составная часть патологии, ветвь медицины, которая фокусирует внимание на структурных (морфологических) изменениях в организме при заболеваниях, на причинах болезни, на влиянии болезни на организм, на механизмах развития болезнетворного процесса. При этом патологическая анатомия обязательно связывает эти изменения с клиническими проявлениями заболевания и потому основным направлением ее развития является клинико-анатомическое.

Патологическая анатомия является мостом между базисными биологическими науками и практической медициной. Она изучает изменения структуры и функции, которые возникают в результате повреждений или врожденных нарушений.

Человек биологически и социально обладает высочайшей способностью к приспособлению. Это позволяет ему испытывать на себе воздействие весьма интенсивных “патогенных” факторов, часто им же создаваемых во внешней среде. Но отсутствие естественного отбора, т.е. элиминации слабых и больных индивидуумов, делает человека наиболее предрасположенным к развитию патологических процессов и болезней. Не случайно человек является основным носителем болезней при их чрезвычайном разнообразии.

Необходимо отметить, что реакция клеток и тканей имеет определенную ограниченность, то есть, существует небольшой, ограниченный набор таких стереотипных реакций. Это значит, что идентичные структурные изменения можно обнаружить и при физиологических, и при патологических состояниях. Морфология per se не является четким доказательством определенной причины. Например, гладкомышечные клетки матки увеличиваются в норме при беременности, которая является нормальным физиологическим состоянием. Однако при затруднении нормального оттока мочи происходит значительное увеличение гладкомышечных клеток мочевого пузыря, что является признаком патологии мочевыводящих путей.

Даже повреждение и смерть клетки могут быть физиологическими, так же как и патологическими, а запрограммированная смерть клетки (апоптоз) является важным процессом, участвующим в эмбриогенезе и защите против опухолей путем удаления клеток с мутациями ДНК. Местный тканевой ответ на “патологическое” повреждение клеток может наблюдаться в физиологических условиях. Например, структурные изменения, характерные для острого воспаления, являются неизбежными при различных повреждениях, однако эти же гистологические изменения могут возникать и при физиологических событиях, например, при отторжении эндометрия в конце менструального цикла.

Существует множество определений термина “заболевание”. Некоторые авторы утверждают, что это состояние, при котором нарушается нормальная функция каких-либо органов. Другие считают, что болезнь не является простой реакцией на повреждение. Оба определения правильны. Болезнь представляет собой жизнь, которая нарушена в своем поступательном движении повреждением структуры и функции организма под влиянием внешних и внутренних факторов. При любом заболевании следует выделять три важных пункта:

- тип повреждающего агента;

- место его действия;

- тип реакции организма на повреждение.

Развивающиеся реакции организма иногда могут полностью определяться повреждающим агентом (что характерно для многих химических веществ) или, в большинстве случаев, складываться из прямого эффекта повреждающего агента и реакции организма на него.

В результате структурных и функциональных изменений в организме возникают симптомы заболевания. Очень важным является тот факт, что структурные изменения возникают раньше выраженных клинических проявлений болезни и сохраняются дольше. В свою очередь, тяжелые функциональные нарушения не обязательно сопровождаются значительными видимыми структурными повреждениями. Наиболее показательным примером является холера. При этом заболевании, унесшем жизни миллионов людей, практически не наблюдается ни деструкции кишечного эпителия, ни инвазии в него возбудителя Vibrio cholerae. При гистологическом исследовании не обнаруживается никаких признаков структурного повреждения кишечного эпителия. Однако при отсутствии лечения половина больных погибает от дегидратации и электролитных расстройств, возникающих в результате профузной диареи. Это происходит в результате того, что возбудитель выделяет токсин, под действием которого усиливается секреция жидкости энтероцитами в просвет кишечника.

Иногда морфологические изменения могут существовать без каких-либо видимых функциональных нарушений. Например, некоторые большие доброкачественные опухоли могут не влиять на функционирование органа.

Болезнью называют все явные отклонения общего функционального и анатомического состояния от показателей, принятых в качестве нормальных. Однако граница между нормой и патологическим состоянием не всегда четко обозначена. Эта граница варьирует в зависимости от различных факторов, таких как возраст, пол, климатические и другие условия.

Понимание основ общей патологии невозможно без глубоких знаний анатомии, гистологии, физиологии, эмбриологии, биохимии, микробиологии, иммунологии и т.д. Общая патология синтезирует и по-своему интерпретирует факты, полученные этими дисциплинами, сопоставляя их с данными клинической практики.

Патологическая анатомия включает два больших раздела: общую и частную патологию человека.

Общая патологическая анатомия изучает структурные и функциональные изменения, которые возникают в клетках и тканях под прямым воздействием болезнетворных агентов или в результате развития ответа организма на них.

Она включает два основных раздела: учение о причинах (этиологии) болезней человека и основных закономерностях их возникновения и развития (патогенез).

Причинами болезни являются различные патогенные факторы, в первую очередь воздействия внешней среды. Эти факторы могут приводить к развитию болезни либо непосредственно, либо изменять внутренние свойства организма (хромосомные аберрации, генные мутации), которые, в свою очередь, будучи стойко закрепленными, могут играть ведущую роль в развитии болезни. Не меньшее значение в развитии заболевания имеет степень выраженности защитных и компенсаторно-приспособительных (адаптационных) механизмов.

Каждая болезнь является страданием всего организма, независимо от распространенности повреждения органов и тканей, однако взаимоотношения местных и общих проявлений болезни могут быть различными. Для получения правильного представления о болезни необходимо особенно тщательно изучать местные органные поражения, которые обычно проявляются наиболее ярко. Очень важным является морфологическое изучение болезненного процесса в динамике – от начала его возникновения до завершения, что обозначается термином морфогенез патологического процесса (болезни).

Наряду со структурными изменениями, постоянно возникают биохимические и физиологические (функциональные), объединяемые общим понятием – патогенез. Термин “патогенез” используется для обозначения:

- учения об общих закономерностях развития, течения и исхода болезни;

- механизма развития конкретной болезни или патологического процесса.

Под воздействием самых разнообразных причин в организме могут развиваться качественно однотипные общие и местные изменения, включающие нарушения кровообращения, альтеративные изменения, воспаление, компенсаторные и приспособительные процессы, нарушения тканевого роста (опухоли). Все эти изменения изучаются в первом разделе – общей патологии человека.

Вместе с тем, степень выраженности этих изменений и их соотношение в каждом случае существенно отличаются, что и определяет морфологические и клинические проявления отдельных болезней. Эти отличия и являются предметом изучения частной патологической анатомии или патологической анатомии болезней.

В большинстве случаев болезнь заканчивается выздоровлением, этот процесс называется саногенезом.

Однако наряду с этим, болезнь может принять хроническое течение или закончиться смертью. Динамику клинических, биохимических и морфологических изменений в процессе умирания обозначают термином танатогенез.

Условно принято считать, что смерть является состоянием, которое вызвано прекращением деятельности жизненно важных органов – центральной нервной системы, сердца, легких и почек. С философской точки зрения, смерть можно рассматривать как мгновение жизни, остановившееся в развитии. Практически наступление смерти определяется по прекращению кровообращения и дыхания. В действительности прекращение работы этих органов свидетельствует не о смерти, а лишь о том, что она наступает и макроорганизм в целом находится в стадии умирания. Это состояние обозначается как клиническая смерть.

Смерть организма – это постепенно протекающий процесс, который начинается в одном месте и распространяется затем на весь организм. Ведущая роль в этом процессе принадлежит гипоксии, поэтому органы, наиболее чувствительные к ней, например, головной мозг, погибают первыми.

Смерть как биологическое понятие (биологическая смерть) является выражением необратимого прекращения жизнедеятельности организма. С наступлением смерти человек превращается в мертвое тело, труп (cadaver). С юридической точки зрения в большинстве стран организм считается мертвым, когда наступает полное и необратимое прекращение деятельности мозга. Но при этом большое количество клеток и тканей в юридически мертвом организме остаются жизнеспособными в течение некоторого времени после смерти. Если организм подвергается гипотермии, при которой резко снижается потребность в кислороде, процесс гибели клеток и тканей может быть значительно задержан. Эти органы и ткани составляют главный источник для трансплантации.

Различают следующие виды смерти:

- естественная («физиологическая» смерть), которая реально не существует;

- патологическая (преждевременная) смерть, обусловленная болезнью;

- насильственная смерть (убийство, самоубийство, травма и т.д.).

Предметом изучения патологической анатомии является смерть, обусловленная болезнью, которая обычно наступает относительно медленно, проходя ряд этапов. Наряду с этим возможно внезапное, в течение минут и даже долей минуты, наступление смерти, но все же при достаточно выраженных клинико-морфологических проявлениях болезни. В этом случае используют термин скоропостижная смерть. Однако возможно также неожиданное наступление смерти на фоне видимого клинического благополучия и минимальных или даже отсутствующих морфологических проявлениях болезни. Такое состояние встречается у детей грудного возраста и его обозначают термином синдром внезапной смерти.

После смерти в определенной последовательности возникают посмертные изменения. К ним относятся:

- трупное окоченение;

- перераспределение крови;

- трупные пятна;

- трупное высыхание;

- трупное разложение.

Знание механизмов и скорости развития этих признаков позволяет специалистам определить время наступления смерти.

Охлаждение трупа связано с прекращением после смерти выработки в теле тепла и последующего выравнивания температуры с окружающей средой.

Трупное окоченение заключается в уплотнении мышц в результате исчезновения аденозинтрифосфорной кислоты и накопления молочной кислоты. Трупное окоченение наиболее сильно выражено у лиц с хорошо развитыми мышцами и в тех случаях, когда смерть наступила при судорогах.

Перераспределение крови выражается в переполнении вен и в снижении кровенаполнения артерий. В полостях сердца и сосудов возможно образование посмертных свертков крови. Число их максимально при медленном наступлении смерти и минимально – при быстром. При смерти в состоянии асфиксии кровь не свертывается, со временем происходит гемолиз.

Трупные пятна обусловлены перераспределением крови, стеканием ее под влиянием тяжести в нижерасположенные участки тела. Эти трупные гипостазы красно-фиолетового цвета бледнеют при надавливании (в отличие от кровоизлияний). Однако, в более поздние сроки при диффузии плазмы крови, окрашенной лизированным гемоглобином, в окружающие ткани, пятна становятся более бледными и при надавливании не исчезают.

Трупное высыхание возникает в результате испарения влаги с поверхности тела. Оно начинается с высыхания роговицы, что проявляется ее помутнением на участках, соответствующих открытой глазной щели. Слизистые становятся сухими, буроватого цвета. Такие же пятна, напоминающие пергамент, появляются и в коже, прежде всего в участках повреждения эпидермиса.

Трупное разложение обусловлено аутолизом и гниением трупа. Посмертный аутолиз возникает под действием внутриклеточных гидролитических (лизосомных) ферментов. К посмертному аутолизу быстро присоединяются гнилостные процессы, обусловленные бактериальной флорой. Они начинаются с кишки. Такое разложение сопровождается сильным гнилостным запахом. В случае газообразования размножающимися бактериями газ раздувает пораженные ткани и органы, которые приобретают пенистый вид (трупная эмфизема).

Объекты и методы исследования:

Объектами изучения патологической анатомии являются:

- трупы лиц, умерших от болезней, а в военное время – и от боевой травмы;

- ткани, взятые от живых лиц при хирургических вмешательствах и пункциях (сюда относят исследования материала, взятого с диагностической целью – диагностические биопсии, а также исследования операционного материала с целью проверки и уточнения клинического диагноза);

- ткани, взятые от животных с экспериментально вызванным патологическим процессом.

Методы изучения патологической анатомии можно разделить на две группы: основные и дополнительные.

К основным морфологическим методам исследования относятся:

- макроскопический (осмотр и изучение невооруженным глазом);

- микроскопический.

Дополнительными методами исследования являются химический (гистохимия, иммуногистохимия и др.), физический (гистоауторадиография, рентгенография, рентгенструктурный анализ, УЗИ и др.), биологический (бактериологические, гематологические методики, метод тканевых культур и др.).

К наиболее древним методам морфологического познания болезни следует отнести исследование умерших как источник знаний об анатомии человека, которое начали выполнять еще в древние времена, а затем возродили во времена ренессанса. Первые анатомические атласы создавались великими художниками того времени, например, Рембрандт создал “Атлас анатомии доктора Тульпа”. Этих художников, в какой-то мере следует рассматривать и как первых патологоанатомов, поскольку в их зарисовках нередко встречаются и патологически измененные органы и ткани.

Аутопсия (вскрытие умерших)

Слово "аутопсия" означает в переводе "смотреть кого-либо". Аутопсия позволяет познавать не только болезнь, но некоторые тайны жизни. Недаром на фронтоне секционного зала Сорбонны в Париже еще в ХIV веке было начертано "Hic locus est, ubi mors gaudet succurrere vitae" ("Здесь место, где смерть позволяет познать жизнь").

Значение вскрытий велико и они используются для:

- научно-познавательного процесса. Именно благодаря вскрытиям был выявлен морфологический субстрат и динамика развития большинства заболеваний, созданы предпосылки для современных классификаций заболеваний;

- контроля качества постановки диагноза и лечения. Благодаря увеличению количества и качества прижизненной диагностики, расхождений клинического и патологоанатомического диагнозов с каждым годом в развитых странах становиться все меньше и меньше. Аутопсия также используется для определения эффективности новых лекарств, новых диагностических процедур, новых хирургических приемов, новых протезов, например, клапанов сердца;

- обучения студентов и клиницистов;

- выявления инфекционных заболеваний и проведения соответствующих санитарно-эпидемиологических мероприятий;

- определения танатогенеза: в случаях обнаружения признаков насильственной смерти вскрытие приобретает значение судебно-медицинского;

- обнаружения и изучения впервые выявленных заболеваний. Наиболее яркими примерами является описание семейной гипертрофической кардиомиопатии и, более свежий пример, выявление нового варианта болезни Крейтцфельда-Якоба (прионовой энцефалопатии).

Изучение хирургического материала

Считается, что современная описательная гистопатология возникла в 40-х годах XIX столетия. Большим шагом вперед было осознание не только того, что клетка является составной частью тканей, но и того, что макроскопические изменения органов являются отражением изменений в клетках тканей. Данные положения были определены Рудольфом Вирховым (1821-1905), который считается отцом современной гистопатологии.

Следующим шагом вперед стало развитие хирургической патологии, то есть изучение тканей живых людей, получаемых в основном после хирургических операций и биопсий.

Хирургическая патология играет огромную роль в диагностике и лечении многих заболеваний. Исследование биопсийного материала, в том числе цитологического, обеспечивает:

- точное установление диагноза, например, определение доброкачественности или злокачественности опухолей, определение причины увеличения лимфоузлов: реактивное или опухолевое.

- прогностическую информацию, что особенно необходимо для опухолевых заболеваний, где важны распространенность и степень дифференцировки опухоли.

- изучение новых аспектов патогенетических процессов, лежащих в основе заболевания. Например, специализированные методики могут показать наличие иммунных комплексов при различных заболеваниях почек и воспалительных заболеваниях кровеносных сосудов или позволить выявить нарушения в генах регуляции клеточного роста.

Для высококачественного установления диагноза патологоанатом должен иметь информацию о клинических проявлениях заболевания. Клинические данные могут повлиять на выбор методов гистологического исследования и на интерпретацию результатов макро- и микроскопических исследований.

Интраоперационная консультативная диагностика

В результате значительного улучшения технологии гистологических исследований сегодня намного сократилось время между взятием гистологического материала и патологоанатомическим ответом, что определило возможность установления точного гистологического диагноза во время операции. В данном случае используются следующие методики:

- изготовление "замороженных" срезов, при этом блоки тканей быстро замораживаются, что дает возможность быстрого изготовления тонких срезов;

- изготовление "контактных отпечатков" среза ткани на стекле;

- взятие мазков;

- исследование аспирационной жидкости.

В руках экспертов эти методы, по отдельности или вместе, имеют высокую точность. Очень важно для диагностического процесса, чтобы взаимоотношения между клиницистами и патологоанатомами носили консультативный, а не инструктивный характер.

Гистопатология: изучение пораженных тканей и органов

Гистопатология как практическая дисциплина существует чуть менее 250 лет. Основным мотивом для всех гистопатологических исследований является изучение:

- структурных изменений в тканях в сопоставлении с клиническими проявлениями болезни;

- структурных изменений в тканях в сопоставлении с нарушением физиологических процессов;

- последовательности изменений, приводящих к развитию развернутой клинической картины заболевания;

- изменений тканей под воздействием какого-либо установленного агента, живого или нет;

- генетических и молекулярных нарушений, приводящих к увеличенной восприимчивости к действию различных повреждающих агентов.

Цитопатология

Этот раздел диагностической патологии основан на том, что морфологические изменения клеток коррелируют с патологическими процессами в органах или тканях. Для исследований могут использоваться:

- клетки, которые в норме слущиваются с эпителиальных покровов, например в мокроте или моче;

- клетки, соскребаемые со слизистых оболочек, например, при взятии мазков с шейки матки;

- клетки, которые берут при тонкоигольной аспирации из органов, таких как молочная железа, лимфоузлы, печень, почки, легкие или поджелудочная железа.

Возможность взятия материала из глубоко расположенных внутренних органов практически безопасным образом определяет широкое распространение этих методов диагностики.

Из-за относительной простоты данного метода он может применяться как для постановки диагноза, так и для рутинного широкомасштабного профилактического обследования людей. В результате широкого внедрения в США профилактического исследования цервикальных мазков, предложенного Папаниколау, резко снизилась заболеваемость инвазивным раком шейки матки и, соответственно, смертность от данной патологии.

Необходимо отметить, что прогресс в области патологической анатомии как науки связан со следующими изобретениями:

- появлением микроскопа во второй половине XIX века;

- введением в исследования методик, возникших из не морфологических дисциплин: микробиологии, иммунологии, биохимии, генетики, физики, молекулярной биологии.

Микроскопия

В XIX веке произошло не только значительное улучшение примитивного микроскопа, который создал в конце XVII века Антоний Левенгук, но и появились более качественные ножи, позволявшие делать достаточно тонкие срезы, и красители, окрашивающие различные компоненты тканей.

Электронная микроскопия

Световая микроскопия имеет ограничения: при увеличении более 1200 проявляется эффект деформации преломления для световых волн различной длины, в результате чего изображение теряет четкость и становиться размытым. Большее увеличение можно получить только с помощью электронного микроскопа.

Различают три основных типа электронной микроскопии:

Трансмиссионная электронная микроскопия, при которой пучок электронов проходит через ультратонкий срез исследуемого материала. Исследуемый срез “окрашивается” путем импрегнации солями тяжелых металлов, например, осмием, которые избирательно связываются с некоторыми компонентами клетки.

Сканирующая электронная микроскопия, при которой исследуются различные поверхности. Она выполняется путем сканирования точно сфокусированного пучка электронов поверхности тканей или других материалов. Это приводит к формированию вторичного потока электронов, которые затем “суммируются” и формируют изображение просканированной поверхности.

Аналитическая электронная микроскопия, при которой можно определить химический состав компонентов ткани или внешних материалов в ткани.

Трансмиссионная электронная микроскопия дает много полезной информации о микроанатомии клеток и тканей. Однако она имеет свои недостатки:

- сами микроскопы и используемые микротомы для изготовления ультратонких срезов имеют высокую стоимость; их обслуживание тоже является дорогим;

- подготовка материала для исследования и само исследование отнимает много времени;

- размеры исследуемого материала очень малы.

Несмотря на это, при некоторых исследованиях трансмиссионная электронная микроскопия используется довольно широко как дополнение к световой микроскопии и иммуногистохимическим исследованиям. Наиболее часто она используется при исследовании:

- биопсий почек у больных с гломерулонефритом;

- опухолей, гистогенез которых сложно определить;

- биопсии нервов и мышц;

- у больных с некоторыми болезнями накопления, при которых наблюдаются специфические внутриклеточные включения.

Иммуногистохимия

Ценность иммуногистохимии заключается в том, что она базируется на строго специфических реакциях между диагностическими антителами и комплементарными им антигенами. При иммуногистохимическом исследовании ткань обычно обрабатывают антителами к антигену, который хотят в ней выявить. Затем ткань обрабатывают антителами к диагностическим антителам. Эти антитела содержат либо краситель, либо энзим, которые затем могут быть легко выявлены.

С помощью данной технологии можно определять:

- гормоны;

- рецепторы;

- молекулы адгезии клеток;

- белки матрикса соединительной ткани;

- белки плазмы;

- онкофетальные антигены;

- ферменты;

- компоненты цитоскелета;

- лейкоцитарные антигены;

- компоненты иммуноглобулинов (различные легкие и тяжелые цепи, секреторный компонент и J-цепи);

- онкогены и их производные;

- ядерные гены пролиферации;

- большое количество инфекционных агентов, включая бактерии, вирусы, простейшие и грибы.

Использование иммуногистохимии в диагностике опухолей. Одной из наиболее важных областей применения иммуногистохимии является дифференциальная диагностика опухолей. Наиболее часто встречаются следующие ситуации:

В биопсии определяется вторичная опухоль, однако отсутствуют клинические проявления первичного очага. Например, в биопсии может определяться аденокарцинома без морфологических признаков дифференцировки, что не позволяет определить место ее происхождения. Однако, используя иммуногистохимию, можно определить наличие в клетках маркеров, характерных для определенного эпителия той или иной локализации. Например, если аденокарцинома образовалась в предстательной железе, то во вторичном очаге (метастазе) будет наблюдаться положительная реакция на специфический простатический антиген;

Определяется низкодифференцированная опухоль, гистогенез которой выяснить не представляется возможным. Используя определенный набор антител, в большинстве случаев удается установить принадлежность опухоли к тому или иному классу, особенно это важно для эпителиальных опухолей, сарком, нейроэндокринных опухолей, меланом, лимфом и опухолей из репродуктивных органов. После установления принадлежности к определенному типу ткани применяют другие наборы антител для постановки более точного диагноза;

Опухоль имеет морфологическое строение, при котором невозможно определить, эпителиальная она или лимфоидная. Диагноз легко поставить, если применить антитела против цитокератинов (присутствуют на эпителиальных клетках) или общего лейкоцитарного антигена (LCA) (присутствует на всех лимфоцитах). При лимфоцитарном происхождении опухоль исследуют с помощью антител, позволяющих определить источник: В-клеточная, Т-клеточная или моноцитарно-макрофагальная;

Обнаружение микрометастазов в костном мозге или лимфатических узлах, если явные признаки диссеминации опухоли не определяются. Использование соответствующих антител позволяет выявить скрытые (дремлющие) метастазы. Например, у 20-30% больных клинически локализованным раком молочной железы определяются дремлющие метастазы в костном мозге. У 80% этих больных после удаления первичной опухоли наблюдается развитие вторичных метастазов. У больных без микрометастазов, вторичные очаги появляются в 33% случаев;

Уровень экспрессии некоторых антигенов может давать прогностическую информацию и влиять на выбор терапии. Определено, что злокачественность рака молочной железы прямо коррелирует со степенью экспрессии опухолевыми клетками рецепторов к эпидермальному фактору роста. Для опухолей гормонально зависимых органов отмечена прямая зависимость агрессивности и количества рецепторов к соответствующим гормонам.

Гистохимия

Гистохимические исследования используются для определения в тканях различных веществ. На самом деле обычная окраска гематоксилином и эозином является также гистохимическим методом. В настоящий момент разработано огромное количество красителей, специфически окрашивающих различные компоненты, входящие в состав клеток: ферменты, различные классы жиров, белки и гликопротеины, металлы, углеводы. Некоторые гистохимические методы, используемые для окраски замороженных срезов, могут применяться для экспресс диагностики, например, для внутриоперационной диагностики болезни Гиршпрунга, в основе которой лежит сегментарное отсутствие нервных клеток в толстой кишке, что сопровождается повышением количества ацетилхолинэстеразо-позитивных нервных волокон в подслизистом слое кишечника. В миокарде прекращение ферментативной активности клеток наблюдается намного раньше появления морфологических признаков некроза.

Молекулярные технологии

К данному классу относятся две технологии: гибридизация in situ и полимеразная цепная реакция (ПЦР).

Гибридизация in situ

Гибридизационные технологии всех типов основаны на том, что основания нуклеиновых кислот в одной цепи ДНК и РНК комплиментарны друг другу. Использование меченых проб нуклеиновых кислот позволяет выявить в клетках комплиментарные нуклеиновые кислоты. Эти комплиментарные кислоты могут быть частью нативной ДНК клетки, частью иРНК, несущей информацию с определенных генов, или частью генома вирусов. По технологии гибридизации in situ последовательность-мишень может быть определена в интактной клетке, т.е. не требуется предварительной экстракции этих генов из клетки, как, например, при использовании таких методов, как фильтрационная гибридизация (западный и восточный блоттинг) и полимеразная цепная реакция. Также важно то, что при данном исследовании последовательность-мишень микроскопически определяется именно там, где она локализуется в клетке, тогда как другие методы только определяют ее наличие или отсутствие.

Гибридизация in situ наиболее широко используется в изучении роли вирусов в различных заболеваниях человека, с ее помощью могут быть определены:

- вирус папилломы человека, вызывающий различные пролиферативные поражения эпителия шейки матки, влагалища, пениса и прямой кишки;

- цитомегаловирус в различных тканях, особенно у больных СПИДом;

- вирус Эпштейна-Барра, герпесвирус, который играет огромную роль в развитии инфекционного мононуклеоза, лимфомы Беркитта, назофарингеального рака.

- JC-вирус, являющийся причиной прогрессирующей мультифокальной лейкоэнцефалопатии. Это редкое демиелинизирующее заболевание головного мозга, связанное с иммунодефицитом, стало широко распространенным у больных СПИДом.

Полимеразная цепная реакция

С появлением ПЦР появилась возможность определения небольших количеств ДНК-мишеней, однако, для окончательного исследования используются гибридизационные технологии. Последовательность-мишень должна быть известна и существовать в форме двухнитевой ДНК.

ПЦР состоит из трех фаз:

- денатурация двойной спирали ДНК при 94°С в течение 30-90 секунд для разъединения нитей;

- введение олигонуклеотидного праймера, который соединяется с последовательностью-мишенью; этот праймер соединяется с тремя концами обеих цепей ДНК. Этот процесс длится 30-120 секунд при температуре 55°С;

- удлинение праймера путем добавления свободных нуклеотидов. Данный процесс происходит при действии фермента tag-полимеразы (ДНК-полимераза, выделяемая из микроорганизма Thermus aquaticus, который живет при высокой температуре, например, в горячих гейзерах). Увеличение длится около 60-180 секунд при температуре 72°С. Увеличение праймера приводит к формированию дополнительных последовательностей-мишеней, которые действуют как шаблоны для последующих циклов. При выполнении 30 циклов, теоретически, последовательность-мишень увеличивается в биллион раз.

ПЦР можно применять и для определения РНК, однако, РНК предварительно конвертируют в ДНК с помощью фермента обратной транскриптазы. Существует большое количество модификаций ПЦР: in situ ПЦР, гнездовая ПЦР. Полимеразная цепная реакция используется для:

- определения генетической характеристики опухолей из кроветворной ткани;

- определения транслокаций в опухолях из кроветворной ткани и опухолях мягких тканей;

- определения различных микроорганизмов в тканях, таких как бактерии, вирусы, простейшие и грибы. С помощью ПЦР недавно были открыты микроорганизмы Tropheryma whipplei и Rochalimaea henselae, являющиеся причиной развития бациллярных ангиоматозов.

Новые возможности морфологического исследования открыли методы морфометрии и ее разделов – стереологии и стереометрии, изучающие пространственные свойства структур и их взаимосвязи. Морфометрическая характеристика нормальной и патологической морфологии человека благодаря применению современной компьютерной техники позволяет использовать весь комплекс современного математического анализа объектов и явлений, что способствует поднятию изучения морфологии человека на качественно новый уровень, развитию теоретической (математической) патологии, распознаванию морфологических образов, улучшению диагностического процесса и решению многих проблем медицины.

Таким образом, патологическая анатомия как наука представляет собой уникальное единение клинического (прикладного) и фундаментального (теоретического) аспектов медицины. Благодаря применению широкого спектра современных методов исследования, объективность которых неизмеримо возрастает при применении количественной оценки результатов исследования, патологическая анатомия является действенным инструментом познания причин и механизмов развития, диагностики и прогнозирования патологических процессов. Такие особенности делают ее одной из наиболее всеобъемлющих и логичных среди всех медицинских дисциплин.

ТЕМА «ПОВРЕЖДЕНИЕ. ПАРЕНХИМАТОЗНЫЕ ДИСТРОФИИ»