Патогенез

Патогенез





Под патогенезом (от греческого pathos - страдание, болезнь и genesis - происхождение) понимаются механизмы развития заболевания. Каждое заболевание имеет свой патогенез, зависящий как от особенностей этиологического (причинного) фактора, так и от реактивности заболевшего организма. Однако при всем разнообразии патогенетических механизмов, связанном с огромным количеством болезней и индивидуальных особенностей живых существ, есть ряд особенностей патогенеза, присущих любым болезням. Наиболее важными являются две следующие закономерности.

1. Типовые реакции. На организм в течение его жизни действует поистине бесчисленное количество физиологических и патогенных раздражителей. Вряд ли было бы правильным полагать, что в процессе эволюции возникли и закрепились ответные реакции на каждый из этих факторов. По-видимому, на протяжении длительного времени выработалось относительно небольшое количество ответных реакций, затрагивающих такие основные стороны жизнедеятельности, как процессы синтеза, выработки энергии, воспроизводства и ответа на раздражение, а качественные особенности патологического процесса (болезни) определяются количеством, временем и порядком включения в процесс этих неспецифических (типовых) способов реагирования. (Подобно тому, как с помощью ограниченного количества букв, входящих в алфавит, можно написать и детскую песенку, и научный труд, и многотомный роман).

Опыт, накопленный медициной, свидетельствует в пользу такого подхода к проблеме. Наиболее ярким примером в этом отношении является описанное Гансом Селье состояние стресса, которое возникает при воздействии на организм любого чрезвычайного фактора и заключается в активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, приводящей к изменению гормонального статуса организма и формированию состояния адаптации к данному фактору.

Если рассмотреть различные уровни реагирования организма на раздражитель, то можно сказать, что на клеточном уровне любая ответная реакция является неспецифической, поскольку круг функций клетки ограничен и практически одинаков в клетках любого типа, кроме отдельных, специфичных для конкретной клетки особенностей (секреторная, сократительная и др.). На уровне органа ответная реакция становится специфической, поскольку каждый орган обладает присущей только ему специфической функцией, нарушение которой также будет специфичной. На уровне системы специфика ответа вновь ослабевает, оставаясь лишь в той степени, в которой эта специфика присуща системе в целом (например, любое повреждение сердца приводит в конечном итоге к нарушению его насосной функции и к развитию недостаточности кровообращения). И, наконец, на уровне организма, в связи с его индивидуальной реактивностью, ответная реакция вновь обретает полноценную специфику.

Соответственно этим уровням и обусловленного ими сочетания специфического и неспецифического следует строить и схему лечения соответствующего патологического процесса.

2. Формирование патологических систем. В своем основополагающем труде «Целлюлярная патология» Рудольф Вирхов утверждал, что организм представляет собой «клеточное государство», каждый элемент которого (клетка) самостоятелен и подчиняется в первую очередь тем закономерностям, которые в этом элементе сформировались.

Наверное, на том этапе развития науки, на котором Вирхов написал свою книгу, такое представление методически было логичным, поскольку позволяло детально изучать структуру и функцию клеток при том иди ином заболевании, не отвлекаясь на исследование регуляторных механизмов, то есть не усложняя задачу. (Подобно тому, как И. П. Павлов в период создания своего учения об условных рефлексах исходил из постулата, согласно которому животные не мыслят, - так было проще и методически более четко исследовать именно условно-рефлекторную деятельность).

Однако и теория, и практика биологии и медицины вскоре потребовали отойти от вирховского представления о независимости клеток друг от друга и от организма в целом. Этот поворот и положил начало созданию теории функциональных систем. Уолтер Эшби в своем труде /«Конструкция мозга»/2 предложил анализировать деятельность мозга (вообще живого организма) с точки зрения подхода к нему, как к системе, то есть к определенному функциональному объединению элементов, которые в силу самого своего объединения приобретают новые свойства. На этом основании была предложена «формула» функциональной системы:

1+1=2+n

где n - новое качество.

У. Эшби сформулировал ряд законов системологии, утверждая, в частности, что любая система стремится к гомеостазу, то есть к состоянию уравновешивания с окружающей средой. Он писал: «Адаптация означает удерживание существенных переменных в физиологических пределах... Адаптивное поведение эквивалентно поведению стабильной системы, область стабильности которой совпадает с той областью фазового пространства, в которой все существенные переменные не выходят за пределы нормы». Таким образом, У. Эшби определил главную задачу любой функциональной системы как адаптацию к меняющимся условиям существования, направленную на то, чтобы эта система всегда находилась бы в пределах физиологической регуляции функций. Справедливости ради следует указать, что задолго до Эшби этот принцип сформулировал И. П. Павлов, который в своей работе «Условный рефлекс» писал: «Животный организм как система существует среди окружающей природы только благодаря непрерывному уравновешиванию этой системы с внешней средой».

В дальнейшем понятие о физиологических функциональных системах подробно разработал П. К. Анохин. В книге «Очерки по физиологии функциональных систем» он следующим образом сформулировал определение понятия «система»: «Системой можно называть только такой комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействия и взаимоотношения принимают характер взаимодействия компонентов на получение фокусированного полезного результата».

Таким образом, можно сказать, что смысл любой физиологической системы заключается в уравновешивании организма с окружающей средой, что ведет к сохранению постоянства внутренней среды организма. Другими словами, физиологическая система должна поддерживать состояние гомеостаза.

Наряду с учением о физиологических функциональных системах рассматривается и проблема патологических систем. Первым, кто ориентировочно очертил это понятие, был А. Д. Сперанский. Он работал в области нейрофизиологии, и все его выводы и определения касаются в основном роли нервных влияний в развитии патологического процесса. Однако основные результаты его работ дают основание для определения понятия «патологическая система». В своем основном труде «Элементы построения теории медицины», анализируя механизмы развития сифилитического процесса и роль нервного фактора в развитии данного заболевания, А. Д. Сперанский писал «Спирохета раздражает организм не только как антиген. Реакция, которую она вызывает, не имеет никакого отношения к реакциям иммунитета. Входя в интимное общение с нервными приборами, она делается специфическим нервным раздражителем, поворачивает ручку того, уже знакомого нам страшного механизма, который в дальнейшем будет работать, как часы, и шаг за шагом развернет процесс по всему организму». И далее, делая уже более общие выводы на основании анализа механизмов развития ряда патологических процессов: «Вторгаясь в систему извне, посторонний агент вызывает реакцию среди элементов, которые ни в один момент своей жизни не являются самостоятельными. Каждый из них включается в состав разнообразных, но постоянных рабочих комбинаций, как и эти последние сочетаются друг с другом системными связями. Физиологические раздражения приводят в действие определенные механизмы и на определенный срок. Далее процесс затухает или автоматически переносится в другую область, ибо порядок включения новых звеньев уже предопределен в самой работе. Очень близкие отношения имеем мы и в патологии». А. Д. Сперанский создал учение о так называемой нервной сети, внутри которой в условиях патологии развиваются процессы, имеющие циклическое (или каскадное) течение, причем эта сеть способна к сохранению так называемых следовых реакций. Суть последних можно пояснить на следующем примере, который им был получен в экспериментах. У собаки вызывали не смертельный столбнячный процесс путем введения относительно небольших количеств столбнячного токсина, в результате чего у животного развивался нерезко выраженный тетанический процесс с судорогами умеренной интенсивности. После выздоровления собаки производили следующую операцию: вскрывали череп и под основание мозга в области турецкого седла укладывали маленький стеклянный шарик. После этой операции у всех подопытных животных в разные сроки возникало повторение столбнячного процесса. А. Д. Сперанский объяснял это тем, что в результате перенесенной столбнячной интоксикации у животных в возбудимых элементах формировалась патологическая система, которая вновь пробуждалась к жизни при воздействии на нее патогенного раздражителя. В дальнейшем учение о патологических системах получило свое развитие в трудах Г. Н. Крыжановского и сотрудников кафедры патологической физиологии медицинского факультета РУДН.

Физиологическую функциональную систему можно определить как констелляцию (совокупность) различных функциональных образований, которая обеспечивает оптимальное состояние жизнедеятельности организма и его адаптацию к меняющимся условиям внешней среды. Другими словами, физиологические функциональные системы поддерживают гомеостаз организма.

Что касается патологических систем, то здесь определение будет гораздо более сложным, поскольку оно должно отразить условия их формирования, связь с патологическим процессом и значимость для организма конечного эффекта их действия. Исходя из этих предпосылок, можно следующим образом определить понятие «патологическая система»:

Патологическая система - это функциональная совокупность реакций отдельных клеток, тканей, органов, систем или организма в целом, возникающая в результате воздействия на организм патогенного фактора, характеризующаяся длительной самоподдерживающейся активностью и депрессией саногенетических механизмов, имеющая в своей основе нарушение информационного процесса и ведущая (в случае длительного существования и прогрессирования) к углублению нарушения равновесия больного организма с окружающей средой.

Рассмотрим основные составляющие этого определения.

Патологическая система - это функциональная совокупность реакций. Эта часть определения говорит о том, что патологическая система не представляет собой нечто застывшее, но может изменяться и включать в себя новые реакции в зависимости от течения патологического процесса.

Патологическая система возникает при воздействии на организм патогенного раздражителя. Эта часть определения подчеркивает, что в нормальном, здоровом организме патологических систем нет. Что они возникают только в том случае, если на организм воздействует патогенный агент, то есть возникновение патологических систем является одним из проявлений болезни.

Патологическая система характеризуется длительной самоподдерживающейся активностью и депрессией саногенетических механизмов. Как будет показано далее, многие патологические системы развиваются по принципу порочных кругов или патологической доминанты. И в том, и в другом случаях каждый очередной «виток» процесса в патологической системе еще более усиливает сформировавшееся патологическое состояние. Это и есть самоподдержка этой функциональной констелляции. Таким образом, патологическая система приобретает свойства патологического пейсмекера (водителя ритма). Исходная депрессия саногенетических механизмов также является обязательным условием возникновения патологической системы, которая в ином случае будет разрушена этими саногенетическими механизмами.

В основе возникновения патологической системы лежит нарушение информационного процесса в организме. Поясним это на следующем примере. Одним из важных механизмов патогенеза гипертонической болезни является почечный механизм, связанный с тем, что в условиях генерализованного сосудистого спазма юкстагломерулярный аппарат почек начинает в избытке продуцировать ренин, который через сложную цепь биохимических реакций приводит к усилению сосудистого спазма. Ренин является физиологическим веществом, вырабатываемым почками и в норме. В связи с этим может возникнуть вопрос: а не является ли наличие ренина в нормальном организме определенной, изначально заложенной в организме базой возникновения патологической системы? Однако дело заключается в другом. В норме ренин играет определенную роль в поддержании нормального сосудистого тонуса, а в некоторых ситуациях может быть фактором саногенеза, направленным на прекращение определенных патологических процессов. Дело заключается в том, что ренин начинает продуцироваться в избыточных количествах при уменьшении объема почечного кровотока. Это может быть, например, при кровопотере, возникающей при травме сосудистой стенки. Выброс избыточных количеств ренина в этом случае приводит к возникновению генерализованного сосудистого спазма и к уменьшению величины (или к полному закрытию) дефекта в сосудистой стенке, в результате чего кровотечение прекращается. Однако, поскольку почки реагируют выбросом ренина на уменьшение величины почечного кровотока, этот выброс произойдет и при спазме сосудов почек, и реакция из защитной превратится, таким образом, в патологическую. Это превращение происходит потому, что данный механизм запрограммирован не на причину патологического состояния, а на его следствие, то есть на снижение уровня почечного кровотока, которое может наступить в самых различных ситуациях. Такое несовершенство этого исходно физиологического и защитного механизма приводит к нарушению информационного процесса: юкстагломерулярный аппарат получает «неправильную» информацию, в результате чего и формируется патологическая система, ведущая к дальнейшему повышению артериального давления.

Патологическая система может привести к углублению нарушения равновесия больного организма с окружающей средой.

Если возникла болезнь, то равновесие организма с окружающей средой нарушается. Механизмы саногенеза направлены на то, чтобы это равновесие восстановить. Если же в процессе болезни в организме возникает патологическая система, то она углубляет нарушение этого равновесия.

Для патологических систем характерно наличие по крайней мере одной из трех особенностей: либо возникновение патологического доминантного очага, либо развитие по принципу порочного круга, либо нарушение последовательности информационного процесса, определяющего развитие как физиологических, так и патологических реакций.

Ваша оценка: Нет Средняя: 4.1 (12 votes)

Патологическая доминанта





Эту особенность патологических систем лучше всего рассмотреть на примере формирования гипертонической болезни. Согласно теории Г. Ф. Ланга-A. Л. Мясникова в результате психо-эмоционального пресса в сосудодвигательном центре возникает состояние возбуждения, характеризующееся длительностью, высокой инертностью, способностью резко ) сшиваться как от специфических, так и от неспецифических раздражителей, что характерно для феномена, который выдающийся российский физиолог А. А. Ухтомский назвал доминантой. Применяя концепцию А. А. Ухтомского к патогенезу гипертонической болезни, можно сказать, что в данном случае в сосудодвигательном центре формируется патологическое доминантное возбуждение, реализующееся стойким и длительным спазмом периферических сосудов.

Ваша оценка: Нет Средняя: 1.8 (24 голосов)

Формирование порочных кругов





Ряд патологических процессов развивается в организме по принципу порочных кругов, для которых характерным является то, что конечный результат процесса становится причиной усиления его начального звена. Рассмотрим этот принцип на примере ренинового механизма, при гипертонической болезни. Как уже говорилось выше, при уменьшении интенсивности почечного кровотока, возникшего в результате генерализованного сосудистого спазма, юкстагломерулярный аппарат почек начинает в избыточном количестве продуцировать ренин, который запускает цепь реакций, приводящих в конечном итоге к образованию ангиотензина, вызывающего усиление сосудистого спазма, что еще более нарушает кровоснабжение почек, а это ведет к усилению выработки ренина и т.д. Таким образом, указанный механизм начинает функционировать по принципу порочного круга: спазм сосудов приводит к усилению секреции ренина, а последний через ряд механизмов вызывает усиление сосудистого спазма, что в свою очередь еще сильнее активирует выработку ренина.

Ваша оценка: Нет Средняя: 3.5 (22 голосов)

Нарушение последовательности информационного процесса, определяющего развитие физиологических и патологических реакций

При формулировании определения понятия «патологическая система», уже говорилось о том, что в основе ее формирования лежит нарушение нормального течения информационного процесса в организме. Эта особенность характерна для любой патологической системы и всегда может быть выявлена. Но один тип нарушений течения информационного процесса может быть не только основой развития, но и манифестирующим проявлением данной конкретной патологической системы. Речь идет о сбое в характерной для нормы последовательности протекания физиологических реакций или тех саногенетических механизмов, которые включаются в данный патологический процесс и направлены на его ликвидацию. В данном случае выявляется четкая аналогия с нарушением последовательности течения компьютерных программ. Приведем программный пример, и для того, чтобы это было достаточно наглядным, обратимся к одному из первых машинных языков -BASIC. В программах, написанных на этом языке, существует правило, согласно которому подпрограммы, включаемые командой GOSUB, должны быть полностью выполнены, «вернуться» в отправной пункт, и тогда главная программа может идти дальше. Если же соединить между собой специальными командами подпрограммы, это правило нарушается, и программа начинает работать с ошибками, что часто приводит к ее остановке. Такое нарушение информационных потоков наблюдается и при некоторых патологических состояниях, в основе развития которых лежит формирование патологической системы В качестве примера можно привести некоторые нарушения сердечного ритма, связанные с блокадой распространения возбуждения по сердцу из-за повреждения отдельных участков проводниковой системы. Если эти повреждения приведут к неравномерному нарушению проведения возбуждающих импульсов по миокарду, то может развиться фибрилляция желудочков сердца, когда отдельные элементы сердечной мышцы теряют связь друг с другом, начинают возбуждаться и сокращаться асинхронно, причем циклы возбуждения и сокращения в одних волокнах начинаются, когда в других они еще не завершены. В результате сердце перестает функционировать как насос, перекачивающий кровь по организму, и наступает смерть.

Рассматривая механизмы функционирования патологических систем, необходимо ответить на два связанных между собой вопроса:

-    всегда ли при воздействии на организм патогенного фактора, вызывающего развитие состояния болезни, возникают патологические системы?

-    являются ли патологические системы стабильными?

Г. И. Крыжановский полагает, что патологические системы не только всегда возникают при развитии в организме состояния болезни, но и само манифестирующее проявление этого состояния возможно лишь в том случае, если патологическая система сформировалась. Это утверждение не является однозначным. Как уже было показано, патологические системы приводят к развитию в организме тяжелых болезненных процессов и формируют такие механизмы, которые способны самостоятельно усиливать течение заболевания. Зачастую они столь глубоко нарушают информационный процесс, что без ликвидации инициального фактора их возникновения, стоящего вне этой патологической системы, прекращение их функционирования невозможно.

В то же время и клинический опыт, и экспериментальные исследования показывают, что на любом этапе болезни мы сталкиваемся хотя бы с «попыткой» формирования патологических систем, однако их нарастающего прогрессирования не происходит. Возьмем, например, такой патологический процесс, как лихорадка, то есть повышение температуры под влиянием чаще всего микробного фактора. Она возникает вследствие того, что так называемые пирогенные вещества, содержащиеся в микробах, меняют возбудимость терморегуляторного центра, и он начинает воспринимать обычную кровь как «холодную», повышая в ответ на это температуру тела. Действие пирогенного фактора при этом продолжается, и уже кровь с повышенной температурой будет восприниматься терморегуляторным центром как «холодная»; температура тела должна повыситься еще более, и так должно продолжаться до той поры, пока она не достигнет величин, несовместимых с жизнью, то есть пока не наступит температурная коагуляция белков организма. В начале каждого инфекционного процесса, сопровождаемого лихорадкой, мы и видим обычно такое прогрессирующее ее нарастание. Однако при большинстве инфекций, наступает период стабилизации температурного баланса, то есть патогенетический механизм, характерный для патологической системы, перестает работать.

Другой пример. Два компонента любой воспалительной реакции - альтерация и экссудация - вначале бурно прогрессируют, а затем, как правило, наступает их стабилизация и прекращение.

Эти, а также многие другие примеры свидетельствуют о том, что если при любом заболевании и возникают патологические системы, то. как правило, они являются нестабильными и довольно быстро прекращают свое существование Это вполне возможно, поскольку один из законов системологии, сформулированных Уолтером Эшби, гласит, что если в системе, состоящей из n элементов, хотя бы один является нестабильным, то он делает нестабильной всю систему в целом. В этих условиях система либо адаптирует (изменяет) этот элемент, либо отторгает (уничтожает) его, либо, если два первых варианта невозможны, система саморазрушается. Такое саморазрушение патологической системы можно продемонстрировать на примере фибрилляции желудочков сердца.

При возникновении фибрилляции, то есть дискоординированного возбуждения и сокращения отдельных миокардиальных элементов, в результате чего деятельность сердца как насоса прекращается, в сердечной мышце функционируют два типа очагов ритмической активности: с низкой и с высокой частотой самовозбуждения. Существует закон, согласно которому ритм сердца в целом определяется ритмом элемента, функционирующего с наивысшей частотой самовозбуждения. В нормальном сердце таким водителем ритма является синусный узел, который у человека генерирует импульсы с частотой 70-90 раз в мин. При фибрилляции синусный узел практически отключается от этого «руководства», поскольку ритм сердца в данном случае определяют наиболее часто функционирующие очаги. Если вдруг фибрилляция прекратится, то синусный узел своими импульсами тут же заглушит очаги, которые функционируют с меньшей, чем у него частотой самовозбуждения. Что же касается высокочастотных очагов, то при прогрессировании этой частоты они могут подвергнуться саморазрушению. Представим себе потенциал действия одиночного сердечного волокна.

Потенциал действия одиночного волокна миокардаОн состоит из трех периодов: деполяризации, фазы быстрой начальной реполяризации, фазы «плато», фазы конечной медленной реполяризации и диастолы. При прогрессировании частоты самовозбуждения в основном укорачивается фаза «плато». Когда длительность этой фазы станет меньше определенной величины, данный импульс потеряет способность к распространению по сердечной мышце, и в этом случае фибрилляция прекратится. Здесь мы наблюдаем четкий процесс саморазрушения патологической системы. К сожалению, в сердце человека фибрилляция длится достаточно долго, переходя границы клинической смерти, и поэтому врач не должен ждать, когда же данная патологическая система сама себя разрушит, а должен успеть разрушить ее в самом начале с помощью электрического дефибриллятора.

Патологические системы являются нестабильными потому, что они с момента возникновения «атакуются» механизмами саногенеза, что и ведет чаще всего к их саморазрушению. Лишь в том случае, когда эта «атака» не является достаточно эффективной, патологическая система стабилизируется и приобретает манифестирующий характер. Возможен и другой вариант: патологическая система разрушается механизмами саногенеза, но до своего разрушения успевает «запустить» другую патологическую систему, которая как бы принимает «эстафету» у разрушающейся.

Для иллюстрации последней ситуации обратимся вновь к рениновому механизму гипертонической болезни. И клинические наблюдения, и экспериментальные исследования показывают, что повышение концентрации ренина в крови зачастую является кратковременным. По-видимому, компенсаторные изменения в клетках юкстагломерулярного аппарата (в частности, возможно, в системе циклических нуклеотидов) приводят к снижению продукции этими клетками ренина. Таким образом, рениновый порочный круг либо перестает функционировать, либо снижает свою интенсивность. Однако в самом начале своего включения в процесс ренин «запускает» другой прессорный механизм, усиливающий секрецию клетками коры надпочечников альдостерона. Последний приводит к задержке натрия в организме, к увеличению его концентрации во внеклеточном пространстве сосудистой стенки и к усилению проникновения натрия в ее клетки. В результате этого значительно возрастает чувствительность мышц сосудистой стенки к прессорному эффекту катехоламинов, благодаря чему артериальное давление опять повышается. Если генерализованная патологическая система стабилизируется, (например, при аутоиммунных процессах или при злокачественных опухолях), это неизбежно ведет к гибели организма. Что касается врачебных мероприятий, направленных на разрушение или подавление патологических систем, то пока по этому вопросу трудно дать какие-то конкретные рекомендации, поскольку сама проблема только начинает разрабатываться. Можно говорить о необходимости стимулировать механизмы саногенеза, которые, «атакуя» патологические системы, могут привести к прекращению их функционирования, но это - пока лишь самые общие перспективы решения данной проблемы.

Ваша оценка: Нет Средняя: 3.2 (5 votes)