Патофизиология и ее место среди медико-биологических и клинических наук

Термин «патофизиология» происходит от двух слов: «патология» и «физиология». Термин «патологическая физиология» впервые использовал Галиот, выпустивший в 1819 г. учебник под названием «Общая патология и патологическая физиология»; этим термином пользовался Р. Вирхов (с 1847 г.), а утвердил его В.В.Пашутин, издав «Лекции по общей патологии (патологической физиологии)».

Наряду с термином «патофизиология» за рубежом в ряде стран используется термин «экспериментальная патология», введенный еще Франсуа Мажанди (1783–1855).

Так что же такое патофизиология? Это наука, изучающая нарушенные функции больного организма и ставящая своей задачей выяснение наиболее общих закономерностей возникновения, течения и исхода заболевания.

Объектом исследования патофизиологии является больной организм, а предметами изучения служат:

1) выяснение общих и частных механизмов, лежащих в основе резистентности организма, возникновения, развития и завершения патологических процессов и болезней;

2) изучение типовых патологических процессов, различная комбинация которых определяет клиническую картину заболеваний;

3) выявление специфичных для отдельных органов и систем типовых форм нарушений функций и их восстановления.

Как учебная дисциплина патофизиология состоит из трех разделов:

1.Общая патофизиология. Она включает общую нозологию (учение о сущности болезни), формирующую основные понятия и категории патологии, создающую классификации и номенклатуру болезней и изучающую социальные аспекты патологии; общую этиологию — учение о причинах и условиях возникновения болезни и принципах этиотропной профилактики и терапии; общий патогенез — учение о механизмах устойчивости, общих механизмах развития болезни, механизмах выздоровления и умирания и о принципах патогенетической профилактики и терапии, а также учение о наследственности, конституции и реактивности.

2.Типовые патологические процессы(воспаление, лихорадка, гипоксия, аллергия, отек и др.) — т.е. те процессы, которые часто выступают в качестве компонента многих заболеваний.

3.Частная патофизиология. Этот раздел включает типовые формы нарушений органов и систем: дыхания, кровообращения, крови, пищеварения, печени, эндокринной и нервной систем, почек и др.

Подчеркну, что клиницисты изучают болезни на основании клинической симптоматики: диагностики и лечения применительно к конкретному заболеванию и фиксируют внимание на специфических чертах, отличающих одно заболевание от другого, или одно и то же заболевание, но по-разному протекающее у разных людей, а патофизиологи изучают то общее, что наблюдается у больных при заболеваниях сердца, почек, печени, легких.

История возникновения и развития отечественной патофизиологии неразрывно связана с именем замечательного российского ученого, профессора Виктора Васильевича Пашутина (1845–1901), которого считают одним из основоположников патофизиологии как науки и учебной дисциплины в России.

Поэтому выделяют «допашутинский» период (с 30-х гг. XVIII столетия, когда начинают открываться российские университеты, и до 1874 г. — года открытия В.В. Пашутиным первой в России кафедры общей и экспериментальной патологии в Казанском университете, когда патофизиология (общая патология) как самостоятельная наука и учебная наука еще не существовала, но ее вопросы излагали на кафедрах патологической анатомии, физиологии, терапии.

С открытием первой кафедры в России начинается второй период в развитии отечественной патофизиологии — «послепашутинский». Создаются патофизиологические школы: петербургская (создатель — В.В. Пашутин), московская (А.Б. Фохт), киевская (В.В. Подвысоцкий), томская (П.М. Альбицкий, ученик В.В. Пашутина), харьковская (А.В. Репрев) и др. Подробнее о каждом основоположнике научных школ и их учениках вы прочтете в учебниках.

Методы изучения патофизиологии

Патофизиологи используют четыре основные группы методов:

1. Эксперимент на живых объектах. Осуществляется на различных видах животных, на отдельных органах, тканях, клетках и субклеточных структурах.

Для постановки эксперимента и познания закономерностей возникновения и течения патологических процессов необходимы: а) рабочая гипотеза или идея; б) метод, обеспечивающий возможность проверки гипотезы; в) правильная оценка результатов эксперимента.

Выбор животного имеет исключительно важное значение для успешного изучения закономерностей развития патологических процессов. Например, экспериментальные язвы желудка лучше вызывать у крыс, а не у кроликов — у них часто наблюдаются спонтанные язвы желудка. Инфекционные процессы не следует изучать на крысах — они устойчивы к инфекции (лучше всего на кроликах, мышах). Аллергию, анафилактический шок лучше моделировать на морских свинках, неврозы — на собаках.

Используют следующие основные методы эксперимента:

• метод выключения — удаление или повреждение какого-либо органа и сравнение появившихся симптомов с клинической картиной заболевания при предполагаемом поражении функции того же органа у человека;

• метод включения — введение в организм животных различных веществ, экстрактов из тканей, гормонов и сравнение полученных результатов с результатами аналогичных воздействий при тех или иных заболеваниях человека;

• метод раздражения — изменение функции того или иного органа путем различных воздействий (при раздражении блуждающего нерва возникает брадикардия);

• метод изолированных или «переживающих» органов (изолирование сердца, печени);

• метод тканевых культур, который позволяет изучать процессы малигнизации и оценивать эффективность противоопухолевых препаратов;

• метод сравнительной патологии — изучение в сравнительном (эволюционном) аспекте лихорадки, воспаления, гипоксии и т.д.

Правомерно ли переносить на человека данные и выводы патофизиологического эксперимента, проведенного на животных? Нет, т.к. эксперимент не воспроизводит полностью болезни человека. Законы развития заболеваний в человеческом обществе имеют принципиальные отличия от закономерностей развития патологических процессов в животном мире:

• в обществе людей в определенной мере отсутствует естественный отбор;

• огромна роль социального строя;

• у животных отсутствует вторая сигнальная система, играющая у человека большую роль в процессах приспособления и защиты;

• ряд заболеваний (язвенная и гипертоническая болезнь, ИБС) лишь с известным приближением могут быть получены в эксперименте.

Однако данные эксперимента — средство для более глубокого анализа механизмов развития болезней у человека.

2. В последние годы быстро развивается клиническая патофизиология с широким использованием современных высокоинформативных биофизических, биохимических, электрофизиологических и других методов исследования непосредственно в клинике.

3. Методы физического и математического моделирования. Построение математических моделей осуществляется тогда, когда имеется возможность связать математическими соотношениями основные параметры изучаемого объекта и условия, определяющие возможность его функционирования (модель работы головного мозга, сердца).

4. Важное значение для медицинской науки и практики имеет теоретическая разработка философских и методологических аспектов, ее фундаментальных понятий и категорий, системного принципа в патологии.

Значение изучения патофизиологии для практической медицины:

1. Для диагностики: зная общую закономерность, легче разобраться в частном вопросе. Например, у больного отмечается лихорадка, нейтрофильный лейкоцитоз, повышенная СОЭ, т.е. общие признаки воспаления, которые при соответствующих жалобах больного и дополнительных исследованиях легких облегчают постановку диагноза пневмонии.

2. Для прогноза: при правильной диагностике нетрудно установить прогноз — благоприятный или неблагоприятный.

3. Для терапии (лечения): лечение может быть этиологическим, т.е. направленным на причину заболевания; патогенетическим, т.е. направленным на механизмы его развития и течения, на главное звено патогенеза, и симптоматическим, т.е. направленным на отдельные симптомы заболевания. Наибольшее значение имеет патогенетическая терапия.

4. Для профилактики: она может быть этиологической, направленной на устранение причины, предупреждения контакта с болезнетворным этиологическим фактором (СПИД — одноразовые шприцы, личная гигиена; ионизирующая радиация — радиационная защита, дозиметрический контроль); патогенетической, направленной на повышение реактивности организма (вакцинация, закаливание и т.д.).

Общая этиология

Термин «этиология» происходит от греч. этио — причина + логос — учение. Его ввел древнегреческий философ-материалист Демокрит, основоположник каузального направления в медицине.

Этиология — это учение о причинах и условиях возникновения и развития болезней. Изучая этиологию, мы отвечаем на вопрос: почему, в силу каких причин и условий возникло заболевание.

По широте охвата изучаемого явления этиологию делят на:

• общую, изучающую общие закономерности происхождения целых групп заболеваний (инфекционных, аллергических, онкологических);

• частную, изучающую причины возникновения отдельных заболеваний — сахарного диабета, пневмонии, инфаркта миокарда.

По происхождению все этиологические факторы делят на две группы: а) внешние, или экзогенные, и б) внутренние, или эндогенные.

Внешние факторы подразделяются на механические, физические, химические, биологические, психогенные (вызывают ятрогенные заболевания).

К «внутренним» относят наследственные и конституциональные факторы. Слово «внутренние» берут в кавычки, ибо в конечном счете — это также внешние факторы. Например, основная причина болезни — радиация — подействовала на организм предков, вызвала изменения в генетическом аппарате (мутацию), и эти изменения передавались из поколения в поколения, и каждый новый индивидуум оказывался больным уже вне зависимости от этой причины.

По интенсивности действия различают следующие факторы:

• чрезвычайные, или необычные, экстремальные (большая доза яда, электрический ток, молния и др.);

• обычные, но действующие в необычных количествах и размерах (недостаточное содержание кислорода в воздухе);

• индифферентные — факторы, которые у большинства людей не вызывают заболеваний, но у некоторых при определенных условиях могут стать причиной заболевания (пыльца растений, антибиотики).

Условие — это такой фактор, обстоятельство или их комплекс, которые, воздействуя на организм, сами по себе вызвать заболевание не могут, но они влияют на возникновение, развитие и течение заболевания (микобактерии туберкулеза вызывают заболевание лишь при наличии неблагоприятных условий).

Условия по происхождению делят на внешние и внутренние, а по влиянию на организм — на благоприятные и неблагоприятные.

Неблагоприятные условия усугубляют связь между причиной и следствием и способствуют возникновению заболевания (утомление, недостаточное питание), а благоприятные, наоборот, разрывают причинно-следственные отношения и препятствуют возникновению заболевания (хорошее питание, здоровый образ жизни).

Внешние условия делят на бытовые, социальные, природные.

Роль причинного фактора в возникновении заболевания:

а) причинный фактор необходим.Всякое заболевание имеет свою причину, без нее болезнь не может возникнуть ни при каких условиях;

б) причинный фактор незаменим, т.е. не может быть заменен совокупностью неблагоприятных условий;

в) причина действует непосредственно на организм, вызывая то или иное следствие — заболевание, патологический процесс. Однако патогенное действие большинства причин реализуется не прямо, а опосредованно через взаимодействие с физиологическими системами организма;

г) причинный фактор обусловливает основные специфические черты заболевания (клинические проявления гепатита абсолютно непохожи на клинические проявления стенокардии).

Условия, как и причины, необходимы для возникновения заболевания, однако ни одно из них не является абсолютно необходимым. Условия широко взаимозаменяемы; характер влияния условий на организм различен. Одни условия могут действовать на организм непосредственно (хорошее питание непосредственно повышает резистентность), а другое — опосредовано (солнечные лучи снижают вирулентность микобактерий туберкулеза).

Роль причин в развитии заболевания двоякая:

1) В одних случаях причинный фактор играет существенную роль и развитие заболевания мало зависит или совсем не зависит от условий, в которых он действует. Болезнь существует до тех пор, пока в организме находится причинный фактор (глистная инвазия, инфекционные заболевания).

2) Этиологический фактор действует короткое время, доли секунды (пуля, взрыв, радиация), а болезнь развивается на основе смены причинно-следственных отношений.

Роль условий в развитии заболеваний также двоякая:

1)Развитие заболевания мало зависит от условий, что отмечается при действии чрезвычайных этиологических факторов.

2) Чаще условия оказывают существенное влияние на развитие болезни. Оно может быть благоприятным и неблагоприятным, т.е. условия могут облегчать течение заболевания или даже обрывать его.

Взаимоотношения между причиной и условиями могут складываться так, что условия нейтрализуют причину и тогда, например, носитель туберкулезной палочки годами может оставаться практически здоровым.

О содержании идеалистических и метафизических теорий этиологии болезни (монокаузализм, кондиционализм, конституциализм и др.) вы прочтете в учебниках.

Общий патогенез

Термин «патогенез» происходит от двух слов: греч. патос — страдание и генезис — происхождение, развитие.

Патогенез —это совокупность механизмов, включающихся в организме при действии на него вредоносных (патогенных) факторов и проявляющихся в динамическом стереотипном развертывании ряда функциональных, биохимических и морфологических реакций организма, обусловливающих возникновение, развитие и исход заболевания.

Различают частный патогенез, который изучает механизмы отдельных патологических реакций, процессов, состояний и заболеваний (изучают клиницисты) и общий патогенез, который предполагает изучение механизмов, наиболее общих закономерностей, лежащих в основе типовых патологических процессов или отдельных категорий болезней (наследственных, инфекционных и др.).

Изучение патогенеза сводится к изучению так называемых патогенетических факторов, т.е. тех изменений в организме, которые возникают в ответ на воздействие этиологического фактора и в дальнейшем играют роль причины в развитии болезни.

Каждый патологический процесс, заболевание рассматривается как длинная цепь причинно-следственных отношенний, которая распространяется по типу цепной реакции. Первичным звеном в этой длинной цепи является повреждение, которое возникает под влиянием патогенного фактора и становится причиной вторичного повреждения, вызывающего третичное и т.д. (воздействие механического фактора — травма — кровопотеря — централизация кровообращения — гипоксия — ацидоз и т.д.).

В этой сложной цепи причинно-следственных отношений всегда выделяют основное (ведущее, главное) звено. Под основным звеном патогенеза понимают такое явление, которое определяет развитие процесса с характерными для него специфическими особенностями. Например, в основе артериальной гиперемии лежит расширение артериол, что обусловливает ускорение кровотока, покраснение, повышение температуры гиперемированного участка.

Несвоевременное устранение главного звена приводит к нарушению гомеостаза и формированию порочных кругов патогенеза. Они возникают тогда, когда появившееся отклонение уровня функционирования органа или системы начинает поддерживать и усиливать себя в результате образования положительной обратной связи. Формируется патологическая система.

В цепи причинно-следственных отношений выделяют местные и общие изменения. Различают четыре варианта взаимосвязи местных и общих процессов в патогенезе:

1. Процесс начинается с местного повреждения органа или ткани в результате действия внешних или внутренних факторов, затем включаются адаптивные реакции, направленные на отграничение очага повреждения. При этом локальные адаптивные механизмы существенно не изменяют основные параметры гомеостаза.

2. Местный процесс через рецепторы и поступление в кровь и лимфу БАВ вызывает развитие генерализованной реакции организма и определенные сдвиги параметров гомеостаза.

3. Генерализация местного процесса при его тяжелом течении отличается максимальной напряженностью адаптивных и защитных реакций, а также выраженностью патологических явлений на уровне организма. Возникает общая интоксикация организма, сепсис (системная воспалительная реакция).

4. Локальные патологические изменения органов и систем могут развиться вторично на основе первично-генерализованного процесса (при отравлении сулемой преимущественно поражаются почки).

Патогенное действие этиологических факторов реализуется благодаря трем механизмам патогенеза: прямого, гуморального и нейрогенного (нервно-рефлекторного).

Прямое повреждающее действие оказывают физические и механические факторы. Гуморальные механизмы патогенеза опосредуются жидкими средами организма: кровью, лимфой, межклеточной жидкостью. Особую роль этот механизм играет в генерализации патологии. Нейрогенный механизм патогенеза опосредуется через нервную систему вследствие нарушения регуляторных процессов.

Саногенез

Термин происходит от лат. sanitas — здоровье и греч. genesis — происхождение.

Саногенез— это динамический комплекс защитно-приспособительных механизмов физиологического и патофизиологического характера, развивающийся в результате воздействия на организм патогенного раздражителя, функционирующий на протяжении всего патологического процесса (от предболезни до выздоровления) и направленный на восстановление нарушенной саморегуляции организма.

Из определения видно, что в саногенезе принимают участие не только механизмы, сформировавшиеся в процессе заболевания, но и физиологические реакции, имеющие место в интактном организме и лишь при воздействии патогенного фактора начинающие играть роль саногенетических. Выделяют первичные и вторичные саногенетические механизмы.

Первичные защитные саногенетические механизмы — это механизмы или препятствующие проникновению в организм патогенного агента, или разрушающие его, или выводящие его из организма до того момента, как он вызовет развитие патологического процесса (лизоцим слюны, лизосомальные ферменты, кашель, рвота и др.).

Вторичные защитные саногенетические механизмы — 1) это механизмы локализации, разрушения или выведения из организма проникшего в него патогенного агента; 2) это механизмы восполнения нарушенных в результате патологического процесса функций (гипертрофия мышцы сердца при длительной увеличенной нагрузке).