Патофизиологические аспекты алкоголизма.

ПАТОГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Информационный материал

Цель занятия: Изучить общие закономерности возникновения и развития состояний, вызванных воздействием на организм факторов внешней среды.

Вопросы для обсуждения на практическом занятии:

Физические факторы. Закономерности развития механической травмы.

2. Патогенное действие термических факторов. Гипертермия: патогенетические варианты и клинические формы. Тепловой и солнечный удар. Защитные, компенсаторные реакции и собственно патологические изменения при гипертермии. Ожоги, ожоговая болезнь. Гипотермия. Защитные, компенсаторные реакции и собственно патологические изменения. Механизмы долговременной адаптации к холоду. Искусственная гипотермия, ее использование в медицине.

Патогенное действие лучевой энергии. Виды ионизирующего излучения. Радиочувствительность тканей. Механизмы прямого и непрямого лучевого повреждения биологических структур. Радиолиз воды. Радиотоксины. Проявления радиационных поражений на молекулярном, клеточном, тканевом, органном и системном уровнях. Патогенез лучевой болезни, ее основных форм и синдромов. Ближайшие и отдаленные последствия больших и малых доз ионизирующего излучения. Стохастические и нестохастические эффекты. Природные механизмы противорадиационной защиты. Патофизиологические основы радиопротекции..

Патогенное действие инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Фотосенсибилизация. Поражения, вызванные радиоволнами дипазона сверхвысоких частот

Патогенное действие электрической энергии. Факторы, определяющие характер поражений электрическим током.

6. Действие на организм высокого и низкого атмосферного давления. Декомпрессионная болезнь, патогенез. Взрывная декомпрессия. Кинетозы. Действие на организм факторов космического полета: ускорение, невесомость.

7.

Химические факторы. Экзогенная и эндогенная интоксикация. Общие закономерности действия ядов. Специфические и неспецифические механизмы интоксикации. Прямое и непрямое действие ядов. Природные механизмы антитоксической защиты. Химические патогенные факторы как проблема экологии. Понятия о токсичности, канцерогенности, тератогенности химических соединений.

Патофизиологические аспекты алкоголизма, наркомании, токсикомании.

Роль свободных радикалов в развитии патологических процессов. Активные формы кислорода и продукты свободнорадикального окисления как повреждающие факторы. Системы антиоксидантной защиты. Антиоксидантная недостаточность.

Биологические факторы. Инфекционный процесс, общая характеристика. Причины инфекционного процесса. Пути проникновения и распространения инфекционных агентов в организме. Стадии и проявления инфекционного процесса. Сепсис. Роль свойств возбудителей и реактивности организма в развитии инфекционных болезней.

Самые разнообразные факторы внешней среды, с которыми человек постоянно сталкивается в процессе жизнедеятельности, могут стать для него болезнетворными. Это зависит от их интенсивности, длительности воздействия, а также от адаптационных возможностей и реактивности организма. Патогенными могут стать физические (механическая травма, воздействие термических факторов, ионизирующего и других видов излучений, высокого и низкого атмосферного давления, электромагнитных волн), химические (кислоты, щелочи, лекарственные препараты, алкоголь, наркотические вещества, промышленные и сельскохозяйственные яды), биологические факторы (бактерии, вирусы, грибы, разнообразные виды паразитов). Кроме того, учитывая двойственную биосоциальную сущность человека, патогенными могут стать психические и социальные факторы.

Механическая травма – это повреждающее воздействие на ткани твердыми телами или взрывной волной. Характер повреждения может быть различным и местно проявляется в виде переломов, разрывов, ушибов, раздавливания или сочетания указанных видов повреждений. Особую группу механических повреждений составляют огнестрельные ранения, характер которых зависит от специфики ранящего снаряда, его скорости и массы. Местные последствия травм могут сопровождаться тяжелыми общими нарушениями, вызванными кровопотерей, повреждением нервных стволов. В тяжелых случаях эти нарушения носят характер травматического шока (см. тему «Патофизиология экстремальных состояний. Шок»).

Патогенное действие термических факторов может быть общим и местным. Общее действие высокой температуры может привести к развитию гипертермии, а низкой – гипотермии. При местном воздействии высокой температуры возникают ожоги. Однако неверно рассматривать ожоги как исключительно местный процесс. Нередко опасность общих нарушений превышает значение местных. Это имеет место при развитии ожоговой болезни.

Гипертермия развивается в результате задержки тепла в организме из-за нарушения теплоотдачи. Развитию гипертермии способствуют высокая температура и влажность атмосферного воздуха, когда теплоотдача затруднена и осуществляется только при напряжении механизмов физической терморегуляции. При повышении температуры атмосферного воздуха до 33º (температура кожи) теплоотдача путем проведения и излучения становится неэффективной, а при повышенной влажности затрудняется отдача тепла путем испарения. В этих условиях нарушается равновесие между образованием тепла в организме и его отдачей во внешнюю среду, что приводит к задержке тепла и перегреванию. Развитию гипертермии способствуют также непроницаемая для влаги одежда, излишне развитая подкожная клетчатка, физическая работа.

Стадия компенсации характеризуется сохранением нормальной температуры тела, что достигается усиленной работой механизмов теплоотдачи. В этот период наблюдаются расширение кожных сосудов, усиление потоотделения, учащение дыхания. Перенапряжение механизмов терморегуляции приводит к их истощению, а наблюдающееся вслед за этим повышение температуры тела свидетельствует о наступлении второго периода гипертермии – стадии декомпенсации. Она характеризуется резким возбуждением центральной нервной системы, учащенным поверхностным дыханием, повышенной частотой сердечных сокращений (до 140 ударов в минуту). Усиленное потоотделение приводит к нарушениям водно-электролитного обмена, повышению вязкости крови, что повышает нагрузку на систему кровообращения. Дальнейшее повышение температуры тела и перевозбуждение нервных центров могут закончиться их истощением. Наблюдаются нарушение сознания, судороги, снижение рефлекторной деятельности. Смерть наступает в результате прекращения деятельности центров регуляции дыхания и кровообращения.

Тепловой удар возникает в результате острого перегревания. Он характеризуется резким расстройством функций центральной нервной системы – беспокойством, ощущением сильного жара, рвотой, судорогами, потерей сознания (гипертермическая кома). Повышается частота сердечных сокращений, возникает сильная одышка, понижается артериальное давление. Температура тела может повышаться до 42 - 43º. Смерть может наступить через несколько часов при явлениях коллапса, которые могут возникнуть и с самого начала. После перенесенного теплового удара нарушения функций центральной нервной системы могут сохраняться длительное время.

Солнечный удар возникает под воздействием солнечных лучей на поверхность головы. При солнечном ударе наблюдаются явления сильного раздражения центральной нервной системы: общее возбуждение, иногда психические и нервные расстройства. В менее выраженных случаях отмечаются интенсивные головные боли, раздражительность. В оболочках и ткани головного мозга развивается гиперемия, возможны кровоизлияния.

Ожог – результат местного воздействия высокой температуры. Ожоги характеризуются развитием местных деструктивных и реактивных изменений. Выделяют четыре степени тяжести ожогов:

I. Характеризуется покраснением кожи (эритема), слабой воспалительной реакцией. Целостность кожных покровов сохранена.

II. Проявляется отслоением эпидермиса с образованием пузырей, развитием экссудативного воспаления.

III. Сопровождается некротическими изменениями кожных покровов, образованием язв.

IV. Обугливание кожи и подлежащих тканей.

Ожоги значительной площади и степени тяжести приводят к выраженным общим нарушениям. Развивается ожоговая болезнь. В ее течении различают следующие стадии:

1. Ожоговый шок. Ведущую роль в его патогенезе играет интенсивная болевая импульсация, которая вызывает выраженное раздражение и последующее истощение центральной нервной системы. Это приводит к нарушению регуляции сосудистого тонуса, дыхания и сердечной деятельности. Кроме того, ожоговый шок сопровождается выраженной интоксикацией денатурированными белками и токсическими продуктами его ферментативного гидролиза. Значительную роль в патогенезе ожогового шока играет гиповолемия и повышение вязкости крови, связанные с потерей жидкости, обусловленной повышением проницаемости сосудов на месте поражения.

2. Ожоговая инфекция всегда сопровождает ожоговую болезнь. Входными воротами для инфекции служит ожоговая поверхность. Кроме того, источником инфекции является содержимое кишечника. Это связано с нарушением барьерной функции кишечной стенки при шоке. Инфекционные осложнения усугубляют интоксикацию и тормозят процессы регенерации.

3. Ожоговое истощение. Прогрессируют кахексия, анемия, отеки, дистрофические изменения во внутренних органах. С нарушением функции иммунной системы связано развитие пневмоний, пиелонефритов.

4. Выздоровление характеризуется полным отторжением некротических тканей, развитием грануляций, рубцеванием, эпителизацией.

Гипотермия – нарушение теплового баланса, сопровождающееся понижением температуры тела. Оно может возникнуть в результате повышения теплоотдачи при снижении температуры окружающей среды, снижения теплопродукции или сочетания этих факторов. Гипотермия может возникнуть при длительном пребывании в среде, температура которой ниже температуры тела всего на 15º, особенно при пребывании в воде. Переохлаждению способствует высокая влажность атмосферного воздуха, так как вода обладает большей теплопроводностью, а также высокая скорость движения воздуха.

Первый период гипотермии – стадия компенсации – характеризуется активацией адаптационных механизмов терморегуляции. Температурные рецепторы кожи воспринимают холодовое раздражение и посылают импульс в гипоталамус, где расположен центр терморегуляции, а также в высшие отделы центральной нервной системы. Отсюда по двигательным нервам поступают сигналы к скелетным мышцам, в которых развивается терморегуляторный тонус и дрожь. По симпатическим нервам возбуждение достигает мозгового вещества надпочечников, где усиливается секреция адреналина. Последний вызывает сужение периферических сосудов и снижение интенсивности потоотделения, что приводит к уменьшению теплоотдачи, а также стимулирует распад гликогена в печени и мышцах. Важным фактором является включение в процессы терморегуляции гипофиза, а через его тропные гормоны – щитовидной железы и коры надпочечников. Глюкокортикойды стимулируют глюконеогенез, мобилизируя тем самым пластический материал для покрытия повышающихся энергетических потребностей. Тиреойдные гормоны повышают обмен веществ, разобщают окисление и фосфорилирование, что приводит к повышению теплопродукции. Этот механизм способствует экстренному согреванию, однако, связан со снижением синтеза макроэргов, необходимых для осуществления различных функций. Следовательно, разобщение окислительного фосфорилирования не способно обеспечить длительную адаптацию к условиям холода.

Длительная адаптация к низким температурам достигается путем повышения мощности митохондриальной системы, повышения активности ферментов цикла трикарбоновых кислот. Биогенез митохондрий стимулируется воздействием тиреойдных гормонов и связан с активизацией генетического аппарата клетки, увеличением синтеза нуклеиновых кислот и белка.

В условиях продолжительного и интенсивного воздействия низких температур наблюдается истощение механизмов терморегуляции. Температура тела снижается, и наступает вторая стадия гипотермии – стадия декомпенсации. В этот период отмечается снижение скорости обменных процессов и потребления кислорода, угнетение жизненно важных функций. Нарушение дыхания и кровообращения приводит к развитию гипоксии, нарушению функции центральной нервной системы вплоть до развития гипотермической комы (см. Патофизиология экстремальных состояний). Угнетение функции центральной нервной системы является, в какой-то степени, защитным механизмом, так как снижается чувствительность нервных клеток к гипоксии и дальнейшему падению температуры тела. Снижение обмена веществ уменьшает потребность тканей в кислороде.

Интересен тот факт, что в состоянии гипотермии организм становится менее чувствительным к разнообразным патогенным воздействиям внешней среды – голоду, гипоксии, инфекции, ионизирующему излучению. На этом основано применение искусственной гипотермии (гибернации) с лечебной целью, например при операциях на сердце и крупных сосудах. В этих случаях температура тела поддерживается на низком уровне с помощью охлаждения и применения препаратов, тормозящих функцию терморегуляторных центров (наркотические препараты, ганглиоблокаторы).

Действие ионизирующего излучения. К ионизирующим излучениям относят лучи высокой энергии (рентгеновские и γ-излучение), также ά- и β-частицы (радионуклиды). Все виды ионизирующих излучений обладают способностью проникать в облучаемую среду и производить ионизацию. Облучение организма может быть внешним и внутренним (инкорпорированное облучение, вызванное поступлением радионуклидов во внутренние среды организма). Возможно комбинированное облучение.

Чувствительность различных тканей к воздействию ионизирующего излучения неодинакова. Самой высокой радиочувствительностью обладают те ткани, в которых процессы деления клеток протекают наиболее интенсивно. Это, в первую очередь, тимус, половые железы, кроветворная и лимфойдная ткань. Следующей в этом ряду стоит эпителиальная ткань и эндотелий сосудов. Хрящевая, костная, мышечная и нервная ткань являются относительно радиорезистентными. Нервные клетки не способны к делению и гибнут только при действии на них больших доз радиации (интерфазная гибель).

Механизм прямого повреждающего воздействия ионизирующего излучения на организм заключается в ионизации, возбуждении, разрыве наименее прочных связей, прежде всего, высокомолекулярных соединений. Первичной мишенью могут стать белки, липиды, нуклеиновые кислоты, нуклеопротеидные комплексы, липопротеиды.

Из всех радиохимических реакций наибольшее значение имеет радиолиз воды, продуктами которого являются свободные радикалы (OHֹ, Hֹ). Последние способны вступать с возбужденными молекулами воды, кислородом тканей и дополнительно образовывать перекись водорода (H2O2), радикал гидропероксида (HO2ֹ), атомарный кислород (O). Продукты радиолиза воды обладают высокой биохимической активностью и способны вызывать реакцию окисления по любым химическим связям. Следующие друг за другом реакции окисления нарастают, приобретая характер цепных разветвленных реакций. Доказательством большого значения продуктов радиолиза воды в патогенезе воздействия ионизирующего излучения является высокая радиоустойчивость порошкообразных ферментов по сравнению с их водными растворами.

Механизм опосредованного повреждающего воздействия ионизирующего излучения заключается в повреждении клеточных структур свободными радикалами и перекисями. Они способны вызывать радиохимическое окисление пиримидиновых и пуриновых оснований, нарушая тем самым структуру нуклеиновых кислот. Продукты радиолиза воды окисляют свободные жирные кислоты и аминокислоты, в результате чего образуются, соответственно, липидные и хиноновые радиотоксины. Радиотоксины способны угентать синтез нуклеиновых кислот, непосредственно повреждать структуру ДНК, изменять активность ферментов. Радиотоксины хиноидного ряда действуют подобно самой радиации на главные мишени — ДНК ядер клеток (радиомиметический эффект). Липидные радиотоксины повреждают главным образом биологические мембраны, в том числе мембраны митохондрий и лизосом. Это влечет за собой "энергетический кризис в клетке", высвобождение лизосомальных ферментов. Нарушается ферментативное окисление, появляются вторичные радиотоксины (особые белки, пептиды, биогенные амины и др.), которые сами вызывают повреждение биологических структур и усиливают образование первичных радиотоксинов — образуются порочные круги патогенеза лучевого поражения.

Воздействие ионизирующего излучения приводит к нарушению всех процессов жизнедеятельности клетки. Могут наблюдаться любые виды поломок генетического аппарата (генные, хромосомные, геномные мутации). Митотическая активность клетки угнетается. Повреждаются все органеллы клетки. Ионизирующее излучение повреждает внутриклеточные мембраны – мембраны ядра, митохондрий, лизосом, эндоплазматического ретикулума. Из лизосом высвобождаются ферменты, повреждающие внутриклеточные структуры (нуклеиновые кислоты, цитоплазматические и ядерные белки). В митохондриях нарушается окислительное фосфорилирование, что приводит к энергодефициту.

К наиболее уязвимым системам для воздействия ионизирующего излучения относится система крови. После облучении отмечается уменьшение количества всех форменных элементов крови, а также их функциональная неполноценность. В первые часы после облучения наблюдается лимфопения, позднее – недостаток гранулоцитов и тромбоцитов, еще позже – эритроцитов. Возможно опустошение костного мозга.

Снижается иммунная реактивность. Угнетается активность фагоцитоза и антителообразование. Последнее во многом обусловлено подавлением синтетических процессов радиотоксинами. Часто развиваются тяжелые инфекционные осложнения (пневмония, некротическая ангина, пиелонефрит и т. д.). Бурно развивается инфекция в кишечнике, что наряду с нарушением барьерной функцией кишечника способствует выраженной интоксикации и септическим состояниям.

Для лучевой болезни характерно развитие геморрагического синдрома. Это связано со снижением уровня тромбоцитов в периферической крови, нарушением их агрегационной способности из-за нарушения микроструктуры мембран. Развитию геморрагического синдрома способствуют также нарушение синтеза факторов свертывания в печени и повышение активности противосвертывающей системы. В периферической крови повышается количество гепарина, высвобождающегося при дегрануляции тканевых базофилов. Кроме того, в патогенезе геморрагического синдрома важную роль играют патологические изменения сосудистой стенки. Слущивается эндотелий, лизосомальными ферментами повреждаются соединительнотканные элементы. Под воздействием биологически активных веществ происходит паралитическое расширение сосудов, повышение их проницаемости. С выходом жидкой части крови за пределы сосудистого русла развивается истинный капиллярный стаз, который усугубляет дистрофические изменения в тканях.

Не смотря на относительную устойчивость нервной ткани к воздействию ионизирующего излучения, практически всегда наблюдаются признаки нарушения функций центральной нервной системы. Это обусловлено воздействием на рецепторы продуктов радиолиза воды и распада тканей.

Импульсы поступают в нервные центры, нарушая их функциональную активность. Под действием облучения в высоких дозах развивается интерфазная гибель нейронов.

Острая лучевая болезнь может развиваться в одной из четырех форм, в зависимости от поглощенной дозы тотального облучения.

1. Костномозговая форма (0,8 – 10 Гр). Различают четыре клинических периода. Период первичных реакций представляет собой реакции нервных и гуморальных механизмов на облучение: возбуждение, головная боль, лабильность артериального давления и пульса, нарушения функций внутренних органов. Отмечается кратковременный лейкоцитоз с лимфопенией. Период мнимого благополучия характеризуется сохранением лабильности пульса и артериального давления, лейкопенией. Период развернутых клинических проявлений сопровождается панцитопенией, развитием инфекционных осложнений (некротическая ангина, пневмония), геморрагическим синдромом. Период исходов. Выздоровление начинается с нормализации картины крови. Долгое время сохраняются астения, неустойчивость гемопоэза, ослабление иммунитета.

2. Кишечная форма (10 – 20 Гр) характеризуется массовой интерфазной гибелью клеток кишечного эпителия, нарушением его барьерной и моторной функций. Наблюдаются рвота, боль по ходу кишечника, возможно развитие паралитической кишечной непроходимости.

3. Токсемическая форма (20 – 80 Гр) сопровождается выраженной интоксикацией продуктами жизнедеятельности кишечных бактерий и биологически активными веществами.

4. Церебральная форма (более 80 Гр). Наблюдаются структурные изменения и гибель нейронов коры больших полушарий, грубые повреждения эндотелия сосудов. Тяжелые необратимые нарушения в центральной нервной системе приводят к развитию судорожно-паралитического синдрома. Смерть наступает в ходе самого облучения или через несколько минут после него.

Хроническая лучевая болезнь является результатом повторных облучений небольшими дозами. Различают три степени тяжести хронической лучевой болезни.

1. Наблюдаются обратимые функциональные расстройства наиболее чувствительных систем. В периферической крови обнаруживаются нестойкая лейкопения, тромбоцитопения.

2. Развиваются выраженные изменения со стороны кроветворения и нервной системы, геморрагический синдром, иммунодефицит. В анализе крови отмечаются стойкая лейкопения, лимфопения, тромбоцитопения.

3. Наблюдаются глубокие необратимые дистрофические изменения в органах. Истощена функция эндокринных желез. В нервной системе выражены признаки органического поражения. Резко угнетено кроветворение, тонус сосудов понижен, а проницаемость их стенки повышена.

В настоящее время выделяют две группы эффектов воздействия ионизирующего излучения:

a) Пороговые или нестохастические эффекты – имеющие порог вредного воздействия (острая и хроническая лучевая болезнь, лучевые ожоги)

b) Беспороговые или стохастические эффекты – не имеющие количественного порога (мутагенное, канцерогенное, эмбриотропное действие).
Одного кванта энергии достаточно для мутации, а последствия единственной мутации могут оказаться для организма трагическими, особенно в тех случаях, когда имеет место нарушение функции репаразной системы или клеточного иммунного ответа.

Известно, что малые дозы излучения, не вызывающие в ранние сроки видимых функциональных и морфологических нарушений, могут вызывать патологические изменения в организме в отдаленные сроки, в частности, повышать частоту новообразований.

На всех уровнях организации в ответ на воздействие ионизирующего излучения возникают компенсаторно-приспособительные реакции. Воздействию свободных радикалов противостоят системы антиоксидантной защиты.

В клетке функционируют ферменты репарации поврежденной ДНК, ингибиторы и инактиваторы биологически активных веществ. Способность клеток реперировать повреждения ДНК – один из основных факторов, определяющих устойчивость организма к радиации.

Коррекция лучевого поражения направлена на борьбу с интоксикацией, инфекционными осложнениями, геморрагическим синдромом. Лечение предполагает терапевтическую коррекцию нарушений функций эндокринной и нервной систем, желудочно-кишечного тракта. Особое значение имеет восстановление гемопоэза. Успешно применяются средства, перехватывающие активные радикалы, антиоксиданты.

Действие инфракрасного излучения во многом связано с его термическим эффектом. При незначительной интенсивности инфракрасного излучения возникает гиперемия кожи. Интенсивное облучение инфракрасными лучами может вызвать ожоги кожного покрова. Кроме того, воздействие инфракрсного излучения на поверхность головы может привести к нагреванию мозговых оболочек и развитию теплового удара.

Действие ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовые лучи активируют обменные процессы в тканях, что способствует повышению количества образующихся продуктов метаболизма и биологически активных веществ, вызывающих расширение сосудов. Возникает эритема, которая может сопровождаться болевыми ощущениями. Ультрафиолетовое излучение способно вызывать пролиферацию клеток эпидермиса. Острая передозировка УФО сопровождается дерматитом, повышением температуры тела. Особенно опасно развитие фотоофтальмии (поражение роговицы и сетчатки). Хроническая передозировка УФО вызывает общее снижение резистентности организма, обострение хронических заболеваний. Длительная инсоляция – фактор риск развития рака кожи.

Действие радиоволн сверхвысоких частот. Источниками СВЧ– волн являются радиолокаторы, микроволновые печи, мобильные телефоны. СВЧ-волны оказывают негативное действие на центральную нервную систему, вызывая развитие астено-вегетативного синдрома, оказывают повреждающее воздействие на клетки с высокой митотической активностью. Наблюдаются нарушения кроветворения, функций органов эндокринной системы.

Действие электрической энергии зависит от характера электрического тока (постоянный или переменный), напряжения, частоты, направления и длительности воздействия. Механизм действия электрического тока возможен в трех направлениях: электролиз, электротермическое и электромеханическое воздействия. Электролиз вызывает биохимические и коллойдные изменения в тканях. Проходя через биологические объекты, ток производит поляризацию атомов и молекул, изменяет пространственную ориентировку заряженных частиц и усиливает их движение. Электротермическое действие обусловлено переходом электрической энергии в тепловую, вследствие чего возникают ожоги, а электромеханическое выражается в переходе электрической энергии в механическую. Электромеханическое действие приводит к нарушению целостности тканей вплоть до разрывов и даже переломов.

Переменный ток опаснее постоянного при относительно низком напряжении и частоте, так как сопротивление тканей переменному току слабее, чем постоянному.

Большую роль играет направление тока. Если электрический ток проходит через голову, смерть может наступить в результате паралича дыхательного центра в продолговатом мозге. В случае прохождения тока через сердце наступают тяжелые нарушения электрической активности миокарда, и развиваются фатальные нарушения сердечного ритма (фибрилляция желудочков, асистолия). Нарушения функции сердца и асистолия могут возникнуть без прохождения тока через сердечную мышцу. Такие явления могут быть результатом рефлекторного нарушения коронарного кровотока или повышения тонуса блуждающего нерва.

Степень нарушений, вызванных электрическим током, зависит также от продолжительности действия. Известно, что ток даже высокого напряжения и большой силы не является смертельным, если он действует менее 0,1 секунды.

Действие высокого атмосферного давления человек испытывает при погружении под воду во время проведения водолазных и кесонных работ. При резком повышении атмосферного давления возможен разрыв легочных альвеол. Кроме того, в условиях гипербарии человек дышит воздухом или другой газовой смесью под повышенным давлением, в результате чего в крови и тканях растворяется большее количество газов (сатурация). Наибольшее значение имеет азот. В условиях высокого атмосферного давления азот накапливается в тканях, богатых липидами. Поскольку липиды в большом количестве содержатся в нервной ткани, на первый план выходят симптомы поражения центральной нервной системы. На начальных этапах развивается эйфория, ослабление способности концентрировать внимание, позднее наблюдается депрессия, различные степени нарушения сознания. Для предупреждения этих состояний дыхательные приборы заправляются кислородно-гелиевыми смесями, так как гелий менее тропен к нервной ткани.

Токсичен в больших количествах для организма и кислород. Это связано с тем, что ткани в первую очередь утилизируют кислород, растворенный в плазме крови, количество которого в условиях гипербарии возрастает. Затрудняется диссоциация оксигемоглобина. Количество восстановленного гемоглобина, необходимого для выведения углекислоты недостаточно. Развивается своеобразное удушье. Кроме того, гипероксия вызывает образование свободных радикалов и перекисей, повреждающих липиды клеточных мембран, нуклеиновые кислоты, белки.

Во время возвращения в условия нормального атмосферного давления (декомпрессия) наблюдается десатурация – выведение избыточного количества растворенных газов крови легкими. Декомпрессия должна проводиться медленно, чтобы скорость выхода газов из растворенного состояния не превышала возможности легких выводить их. В противном случае развивается декомпрессионная болезнь, вызванная множественной газовой эмболией. При этом наблюдаются кожный зуд, боль в суставах, в тяжелых случаях - нарушения зрения, потеря сознания, параличи.

Действие низкого атмосферного давления человек испытывает на больших высотах. Патологические изменения, развивающиеся в таких условиях, обусловлены экзогенной гипоксией (снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе) и декомпрессией (непосредственное снижение атмосферного давления).

При снижении атмосферного давления газы, находящиеся во внутренних средах организма расширяются. В связи с этим при снижении атмосферного давления развиваются высотный метеоризм (расширение кишечных газов), болевые ощущения в лобных пазухах, носовые кровотечения. На высоте 19000м при разгерметизации кабины летательного аппарата практически мгновенно наступает смерть. Это вызвано тем, что на этой высоте кровь закипает при температуре тела.

Во время быстрого перепада атмосферного давления развивается синдром взрывной декомпрессии. При этом наблюдаются баротравмы легких (разрыв альвеол и легочных сосудов, который приводит к развитию газовой эмболии), сердца и крупных сосудов.

Действие на организм факторов космического полета. На старте и во время приземления космонавт испытывает воздействие перегрузок, вибрации, шума, высокой температуры. Во время орбитального полета на человека воздействуют невесомость и гипокинезия.

Перегрузка – сила, которая действует на организм во время движения с ускорением. Основным механизмом перегоезки является смещение органов и жидких сред организма в направлении, противоположном движению. Большое значение в патогенезе воздействия ускорения имеет нарушение внешнего дыхания, легочного кровотока и газообмена. Не менее важным является раздражение интерорецепторов и интенсивная афферентная импульсация, вызванные смещением внутренних органов.

Действие невесомости во время длительного космического полета приводит к перестройке систем организмана новый уровень функционирования. Значительные изменения претерпевает система кровообращения. В результате выпадения гидростатического компанента артериального давления происходит перераспределение крови с увеличением кровенаполнения сосудов верхней половины тела. Раздражение волюморецепторов приводит к снижению выделения вазопрессина и альдостерона и перестройке водно-электролитного обмена.

Происходят значительные изменения в опорно-двигательном аппарате. Из костной ткани выводятся кальций и фосфор, возникает остеопороз. Наблюдается уменьшение массы скелетных мышц, снижается сила их сокращений, что является следствием гипокинезии и нарушения нервная нервной трофики мышц. Последнее развивается в результате снижения интенсивности афферентной импульсации.

Патогенное действие химических факторов. Химические вещества могут оказывать различное действие, нередко являясь причиной отравлений. Отравления могут быть вызваны веществами, поступающими в организм из вне (экзогенные яды) или образующимися в самом организме (эндогенные яды). Аутоинтоксикация (вызванная эндогенными ядами) возникает в результате нарушения функции выделительных органов, барьерной функции кишечника, врожденных ферментопатий (фенилкетонурия).

Отравляющее действие ядов проявляется нарушением разнообразных функций. На этом основании различают химические вещества общеядовитого действия (цианиды), гепатотоксические (толуилендиамин, флоридзин, четыреххлористый углерод), нейротоксические (стрихнин, мышьяк) и т. д.

Токсичность – способность химических соединений вызывать изменения процессов клеточного метаболизма, приводящие к нарушению функций и гибели клетки.

Молекулы инородных соединений, проникшие в организм, подвергаются распределению. Они или равномерно разносятся по организму, или, в силу своих химических свойств, связываются с определенными структурами, в результате чего эти соединения накапливаются в различных органах (например, связывание ионов тяжелых металлов промежуточным веществом соединительной ткани). При равномерном распределении токсичное вещество разводится, и его концентрация во внутренней среде организма снижается. При неравномерном распределении этого не происходит. Например, радиоактивные вещества аккумулируются в промежуточном веществе костей и в коллойде щитовидной железы, откуда и оказывают вредное воздействие. При выведении чужеродных соединений почками там их концентрация может превышать таковую в крови.

Следующим этапом является трансформация чужеродного соединения. До недавнего времени существовало мнение, что она приводит к образованию веществ менее активных, чем исходные. Сегодня известно, что может сложиться и противоположная ситуация.

Элиминация – совокупность процессов, с помощью которых чужеродные соединения выводятся из организма. Часто в целях элиминации трансформированная молекула подвергается последующим биосинтетическим изменениям (конъюгация).

Попадая в ткань, яд, кроме прямого действия на различные системы, может вызывать раздражение рецепторов различных областей организма, особенно синокаротидной и аортальной зон.

Повторное введение химических веществ, нередко сопровождается привыканием к ним. Это объясняется постепенным снижением проницаемости поверхности кожи и слизистых оболочек (мышьяк), ускорением разрушения вещества (этанол), а также ускорением выведения (атропин) или снижением чувствительности к ним.

Патофизиологические аспекты алкоголизма.

Эндогенный этанол относится к незаменимым метаболическим факторам. В норме его концентрация в крови составляет 0,01-0,03% (0,01-0,03 г/л). В организме этанол подвергается быстрому и эффективному окислению, преимущественно в печени (до 80%), примерно 10% метаболизируется в других тканях и столько же выделяется легкими и мочой. Основным ферментом, принимающим участие в метаболизме этанола является алкогольдегидрогеназа. Наибольшее количество фермента находится в печени, хотя он присутствует во всех тканях. С помощью алкогольдегидрогеназы окисляется 75-90% этанола, поступающего в организм. Окисление этанола осуществляется такжемикросомальной этанолокисляющей системой (МЭОС), которая локализуется на мембранах

гладкого цитоплазматического ретикулума и представляет собой фрагмент общей детоксицирующей системы микросомальной фракции печени. В здоровой печени эта система окисляет около 10-20% этанола.

Несмотря на быструю утилизацию этанола в организме, у больных алкоголизмом обнаруживается обширный спектр нарушений обмена веществ. Это объясняется тем, что алкоголь распадается до Н20 и С02 только при небольшом его потреблении (примерно до 20 г/сут). при превышении этой дозы в организме накапливается избыток этанола и продуктов его распада (прежде всего ацетальдегида), вторые вызывают патологические эффекты. В организме у этанола существует много точек приложения. Это связано с его физико-химическими особенностями. В связи с повышенным сродством этанола к липидам, при отравлении этиловым спиртом страдают прежде всего органы, богатые ими. При введении этанола в кровоток, если его концентрацию в крови принять за единицу, то в печени она составит 1,5, а в головном мозге — 1,75. Взаимодействие этанола с гидрофобными участками липопротеидов, составляющих структурную основу мембран клеток, лежит в основе повреждающего действия на них этилового спирта. В результате такого взаимодействия в последних происходят конформационные изменения, сопровождающиеся нарушением работы мембранных насосов и других мембранных ферментных систем.

Патогенетические механизмы наркомании и токсикоманий. В организме человека обнаружены эндогенные морфиноподобные вещества, выполняющие роль антистрессоров, анальгетиков и эйфоригенов. К ним относятся мет- и лей-энкефалины и эндорфины. В настоящее время обнаружено еще несколько эндогенных морфиноподобных соединений, свойства которых изучаются. Производные опия и морфина способны стимулировать опиатные рецепторы гипоталамуса.

Наркотические и токсические вещества, взаимодействуя с липопротеидными компонентами клеточных мембран, вызывают их конформационные изменения, что нарушает нормальное функционирование нейронов за счет нарушения мембранных насосных систем. Воздействуя в дозах, не вызывающих тяжелых поражений нейронов, эти вещества нарушают прежде всего самые сложные нервные процессы, протекающие с взаимосвязанным участием многих нервных клеток. К ним относятся многие процессы активного коркового торможения, процессы тонкой регуляции работы отдельных корковых зон и подкорковых центров. При нарушениях такого рода возможно растормаживания "центра удовольствия" (индукция эйфории), несбалансированность работы чувствительных центров (индукция галлюцинаций).В более высоких концентрациях наркотики и токсические вещества подавляют корковую активность в целом, что клинически проявляется состоянием оглушенности. Наконец, еще более высокие концентрации этих соединений угнетают работу подкорковых жизненно важных центров (дыхательного и сосудодвигательного),что и является нередко причиной смерти при передозировке наркотиков и токсических веществ. В своем развитии наркоманы проходят через фазу привыкания к наркотику. Организм автоматически отвечает повышением толерантности к этому веществу (за счет активации метаболизирующих систем, снижения чувствительности рецепторов к этим веществам, синтеза медиаторов, проявляющих конкурентный или функциональный антагонизм к ним). В результате этого наркоманы и токсикоманы вынуждены увеличивать дозы наркотических веществ.

Роль свободных радикалов в патологических процессах. Свободные радикалы – это молекулярные частицы, имеющие непарный электрон на внешней орбитали и поэтому обладающие высокой окислительной активностью. Свободные радикалы – физиологические метаболиты и образуются в эндоплазматическом ретикулуме в ходе работы микросомальной окислительной системы цитохрома P 450, при функционировании митохондрий с участием убисемихинона, в лизосомах и пероксисомах под действием мембранных НАДФН-зависимых оксидаз. В нормальных условиях электроны от субстратов окисления передаются по дыхательной цепи на молекулярный кислород с образованием воды. Но при торможении дыхательной цепи в результате интоксикации или повреждения митохондрий, электроны передаются по одному на молекулярный кислород от радикала коэнзима Q; при этом образуется супероксидный радикал (ֹООֿ). В норме супероксидный радикал под воздействием фермента супероксиддисмутазы превращается перекись водорода (H2O2). Фагоциты используют перекись водорода, превращая ее с помощью миелопероксидазы в гипохлорит (CLOֿ) – соединение, разрушающее бактериальную стенку. Избыток перекиси водорода удаляется под действием глутатион-пероксидазы или каталазы.

В условиях патологии могут произойти нарушения либо системы защитных ферментов (в частности, снижение активности супероксиддисмутазы), либо ферментных систем, связывающих ионы железа в плазме крови (церулоплазмин, трансферрин). В этом случае супероксидные радикалы и перекись водорода вступают в альтернативные реакции, продуктами которых являются радикалы гидроксила (HOֹ), которые способны повреждать нуклеиновые кислоты и инициируют реакции перекисного окисления липидов.

Радикал гидроксила вступает во взаимодействие с полиненасыщенными жирными кислотами клеточных мембран. При этом образуются липидные радикалы: HOֹ + LH = H2O + Lֹ

Липидный радикал (Lֹ) вступает в реакцию с молекулярном кислородом. В результате образуется новый свободный радикал – радикал липоперекиси: Lֹ + LH = LOOֹ

Этот радикал атакует соседнюю молекулу липида с образованием гидроперекиси липида и нового липидного радикала:

LOOֹ + LH = LOOH + Lֹ Таким образом реакция приобретает цепной характер.

В присутствии ионов двухвалентного железа происходит разветвление цепей при их взаимодействии с гидроперекисями липидов:

Fe2+ + LOOH = Fe3+ + HOֿ + LOֹ Образующиеся радикалы LOֹ инициируют новые цепи окисления липидов.

Кроме непосредственного участия в процессе перекисного окисления липидов свободные радикалы способны вызывать повреждение ДНК, остановку ее репликации, что приводит к тератогенному, канцерогенному, цитостатическому эффекту.

Патогенному действию свободных радикалов противостоят механизмы антиоксидантной защиты. Основными разрушителями активных кислородных радикалов служат ферменты каталаза, глутатионпероксидаза, супероксиддисмутаза. Каталаза и глутатионпероксидаза восстанавливают АКР (перекись водорода), провоцирующий цепной свободно-радикальный процесс, до неактивного состояния. Супероксиддисмутаза восстанавливает супероксидный анион до менее активной перекиси водорода, разрушаемой каталазой. Основными антиоксидантными субстратами клеток являются тиоловые соединения (глутатион, цистеин). Другая группа веществ, используемая клетками для защиты от свободных радикалов – это витамины. Для восстановления и реактивации глутатиона необходима аскорбиновая кислота. Сильнейшим антиоксидантом является токоферол, который служит для инактивации липоперекисей. Витамин Е способен улавливать свободный электрон и не участвует в дальнейшей цепи окислительных реакций. Липидными антиоксидантами считаются женские половые стеройды.

Патогенное действие биологических факторов. К основным патогенным биологическим факторам относят инфекционных возбудителей и паразитов.

Инфекционный процесс – типический патологический процесс, характеризующийся комплексом взаимосвязанных функциональных, морфологических, иммунобиологических, биохимических изменений, возникающих под действием микроорганизмов.

К возбудителям инфекционных болезней относят простейшие, грибы, бактерии, вирусы и прионы. Каждый из перечисленных возбудителей обусловливает специфические черты инфекционного процесса. В значительной мере они определяются природой микроорганизма. Важным отличительным свойством микроорганизмов-паразитов является патогенность.

Патогенность – видовой признак микроорганизма, обусловливающий способность вызывать определенную инфекционную болезнь. Патогенность обеспечивает проникновение микроорганизма в макроорганизм (инфективность), размножение в нем, развитие болезни с патогенезом, характерным для данного заболевания. Мерой патогенности является фенотипическое свойство – вирулентность.

Вирулентность – свойство, характеризующее степень болезнетворности данного микроорганизма.

Значительную роль в развитии инфекционного процесса играет снижение резистентности макроорганизма, которое может быть вызвано разнообразными факторами (врожденные дефекты иммунного ответа, голодание, перерохлаждение, интоксикации, лечение иммунодепрессантами и т. д.).

Кроме того, необходимым условием развития инфекционного процесса является наличие входных ворот инфекции – места проникновения микробов в макроорганизм. Такими воротами могут быть:

· Кожные покровы (возбудители сыпного тифа, кожного лейшманиоза);

· Слизистые оболочки дыхательных путей (грипп, корь, скарлатина);

· Слизистая оболочка мочеполовых органов (возбудители гонореи, трихомониаза);

· Стенки кровеносных и/или лимфатических сосудов (при укусах членистоногих и животных, инъекциях);

· Раневые поверхности.

Известны следующие пути распространения бактерий:

· По межклеточному пространству;

· По лимфатическим капиллярам;

· По кровеносным сосудам;

· По жидкостям серозных полостей и спинномозгового канала.

Большинство возбудителей имеет тропность к определенным тканям организма. Это определяется наличием молекул адгезии у микроорганизмов и специфических рецепторов у клеток макроорганизма.

Стадийность течения инфекционных болезней является одной из патогномоничных их особенностей. При развитии инфекционной болезни выделяют несколько периодов:

1. Инкубационный период – интервал времени от инфицирования до первых клинических признаков болезни. В этот период происходит размножение и избирательное накопление микроорганизмов в определенных органах и тканях, а также мобилизация защитных механизмов организма.

2. Продромальный период – этап инфекционного процесса от появления первых клинических проявлений до полного развития симптомов. В этот период происходит снижение эффективности защитных реакций организма, нарастание степени патогенности возбудителя (размножение, выделение экзо- и эндотоксинов).

3. Период основных проявлений характеризуется развитием типичных для данной болезни признаков, которые зависят от специфических патогенных свойств возбудителя и характера ответных реакций организма, фрмирующихся на фоне недостаточности его адаптативных механизмов.

4. Период завершения, который имеет несколько вариантов: выздоровление, гибель организма, развитие осложнений, бактерионосительство.

Основными общими звеньями инфекционного процесса являются лихорадка, воспаления, гипоксия, нарушения обмена веществ, а также расстройства функций органов и систем. Степень их выраженности определяет проявления инфекционного процесса (см. соотв. темы).

Одним из прогностически неблагоприятных осложнений инфекционного процесса является сепсис. Сепсис – синдром, обусловленный постоянным или периодическим поступлением микроорганизмов из очага гнойного воспаления в кровь. Характерно образование метастатических очагов гнойного воспаления в различных органах и тканях. В патогенезе преобладают тяжелые полиорганные нарушения, тогда как местные воспалительные изменения выражены слабо. Происходит глубокое нарушение обмена веществ вследствие выраженной интоксикации, преобладание процессов катаболизма. Тяжелые дистрофические изменения дополнительно ухудшают функции органов, что даже при отсутствии в них гнойных метастазов приводит к полиорганной недостаточности, характерной для поздних необратимых стадий сепсиса.

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Патологическая физиология под. ред. проф.Н.Н.Зайко - Киев "Логос",1996.-с.40 - 59.

2. Патологическая физиология под ред. проф. Адо А.Д. Москва "Триада-Х" 2001 - с.16 –44.

3. Гомеостаз/ Под ред.П.Д.Горизонтова.-М.:Медицина,1981.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА.

1. Ажаев А. Н., Брязгунов И. П. Перегревание организма // БМЭ / Под ред. Б. В. Петровского. -3-е изд. - М., 1982. -т. 18.- с.489-492.

2. Романцев Е. Ф., Блохина В. Д. Жуланов З. И. Молекулярные механизмы лучевой болезни. -М.: Медицина, 1984.-207с.

3. Патологическая физиология экстремальных состояний / Под ред. П.Д. Горизонтова, Н.Н. Сиротинина. -М.: Медицина, 1973. - 383с.

Дата добавления: 2015-07-08