Предмет и методы патологической физиологии. Общие принципы и типы медико-биологических экспериментов. Моделирование болезней и патологических процессов. Примеры моделей. Значение патофизиологии для клиники

Этиология. Общим свойством ионизирующего излучения является способность проникать в облучаемую среду и производить ионизацию. Такой способностью обладают лучи высокой энергии (рентгеновские и γ-лучи); а также α и β-частицы (радионуклиды). Различают внешнее облучение, когда источник находится вне организма, и внутреннее, когда радиоактивные вещества попадают внутрь организма (последнее называют инкорпорированным облучением). Последний вид облучения считается более опасным. Возможно комбинированное облучение. Характер и степень радиационного поражения зависят от дозы облучения. Однако прямая зависимость от дозы существует только для больших и средних доз. Действие малых доз излучения подчиняется другим закономерностям и станет понятным после изучения патогенеза лучевых поражений.
Патогенез. Физико-химические и биохимические нарушения. Энергия ионизирующего излучения превышает энергию внутримолекулярных и внутриатомных связей. Поглощаясь макромолекулой, она может мигрировать по молекуле, реализуясь в наиболее уязвимых местах. Результатом являются ионизация, возбуждение, разрыв наименее прочных связей, отрыв радикалов, называемых свободными. Это прямое действие радиации.
Первичной мишенью могут стать высокомолекулярные соединения (белки, липиды, ферменты, нуклеиновые кислоты, молекулы сложных белков — нуклеопротеидные комплексы, липопротеиды). Если мишенью оказывается молекула ДНК, то генетический код может быть нарушен.
Основное действие на воду (ионизация воды), Нарушение б/х процессов , нарушение активности ферментов, угнетение митотической активности (органы кроветворения, половые железы,кожа, эпителий жкт.
Лучевая болезнь: -Острая Костномозговая форма( в костном мозге быстро прогрессир опустошение костн тк, норм кроветворн тк почти нет – панмиелофтиз) => расстройства кровообращения и геморрагический синдром. Если преоблад в гол мозге, то это нервная (мозговая) форма. + геморрагиям некроз и изъязвления – в жкт (кишечная форма). Множ кровоизлия+ снижен им-та – аутоинфекции => токсемия (токсическая форма) Воспалит процесс происход без лейкоцитов, грануляций не образуется. -Хроническая – патологии в тех же местах, но изменения стойкие, регенерации полной не м/б. (апластическая анемия, лейкозы, опухоли идр.) Инкорпорированные радионуклиды (радиотоксины) непрерывно бомбардируют высокоэнергонасыщенными корпускулами, альфа-частицами, нейтронами клеточные и тканевые структуры организма человека, что ведёт к их разрушениям, в т.ч. ДНК хромосом, нарушают гисто-гематические барьеры, а при отсутствии условий для выведения и репарации вызывают онкотрансформацию клеток, вызывают не только рак щитовидной железы, но и опухоли молочных желез, вызывают развитие первично-множественных раков (ПМР) и прочих новообразований, в т.ч. доброкачественных, а также могут стать причиной внезапной смерти, разрушают иммунитет. Более того, употребляемый алкоголь различной концентрации способствует ускоренному продвижению радиоактивных веществ в головной мозг, проникновению их через гемато-энцефалический барьер из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), что приводит к алкогольно-лучевой энцефалопатии сложного генеза, полинейропатии, ослаблению зрения и слуха, демиелинизации, гибели нейронов, атрофии центральной нервной системы, слабоумию, очаговому и диффузному размягчению головного мозга, уменьшению его в объеме, т.н. "УСЫХАНИЮ", синдрому Альцгеймера, ДЦП, общей деградации, быстро прогрессирующему старению. Антимутагенное действие – гены антионкогены, гены репарации, гены апоптоза.

1. 
   железодефицитные анемии
   

. Железодефицитная анемия - это анемия вызванная недостатком железа в организме в результате нарушения баланса между его поступлением, потреблением и потерей. Это самый распростран-неный вид анемии (80% всей заболевемости анемией). Этиология. 1. Хронические кровопотери, приводящие к потере железа вместе с эритроцитами. 2. Повышенная потребность в железе (в период роста, созревания, беременности, лактации). 3. Алиментарная недостаточность железа. 4. Неусвоение железа: а) при ахлоргидрии (соляная кислота ионизирует железо, что необходимо для его усвоения); б) при авитаминозе витамина C (витамин C стабили-зирует железо в двухвалентной форме, а трехвалетное железо организмом не усваевается); в) при энтеритах и резекции тонкой кишки. 5. Нарушение транспорта железа (наследственная атрансферринемия, гипотрансферринемия при пораже-ниях печени). 6. Недостаточная утилизация железа из его резерва (при инфекции, интоксикации). 7. Нарушение депонирования железа (при гепатитах, циррозах). Пато-генез. Недостаток железа в организме проявляется исчезновением гемоси-дерина в клетках печени и селезенки, снижением количества сидеробластов и сидероцитов в костном мозге. В крови уменьшается содержание сывороточного железа и степень насыщения им трансферрина (белка-переносчика железа), что ведет к снижению транспорта железа в костный мозг. Нарушается вклю-чение железа в эритроцитарные клетки, при этом снижается синтез гема и глобина, уменьшается активность некоторых ферментов в эритроцитах,что вызывает повыше-ние их чувствительности к окислителям (т.к. неполноценность ферментативных процессов ведет к неустойчивости клеточных мембран), и эритроциты подвергаются гемолизу под действием окислителей. Продолжительность жизни эритро-цитов уменьшается. На ряду с патологическими изменениями эрит-ропоэза, дефицит железа в организме приводит к уменьшению миоглобина и активности железосодержащих факторов тканевого дыхания. Развивается гемическая анемическая гипоксия, а это ведет к атрофическим и дистрофическим процессам в тканях и органах (особенно в ЖКТ и миокарде). Картина крови. Железодефицитная анемия - это анемия нормобластическая, гипо-хромная (из-за недостаточной гемоглобинизации). В мазке крови наблюдается анизоцитоз (микро-цитоз), пойкилоцитоз. Количество ретикулоцитов зависит от регене-рирующей способности костного мозга (анемия может быть сначала регенераторной, а затем гипореге-нераторной). Снижение железа сыворотки(железо связан с трансферрином) ниже нормы (норма у м – 14-26мкмоль/л, у ж – 11-21 мкмоль/л), снижение общей железосвязывающей способности сыворотки( мера количества трансферрина) ниже нормы (норма 31-85 мкмоль/л), снижение ферритина (общий запас железа в организме) ниже нормы (норма у м -94-150мкг/л, у ж – 34-76мкг/л).

Хлороз - устаревшее название железодефицитной анемии, преимущественно у лиц юношеского возраста.

2. 
   Мехнаизмы гиперфункции миокарда
   

При перегрузке объемом крови срабатывает гетерометрический механизм компенсации (Франка — Старлинга). При этом во время диастолы наблюдается повышенное кровенаполнение полостей (или одной полости) сердца, что ведет к увеличенному растяжению мышечных волокон. Следствием такого растяжения является более сильное сокращение сердца во время систолы. Этот механизм обусловлен свойствами клеток миокарда. В известных пределах нагрузки имеется линейная зависимость между количеством притекающей крови и силой сокращения сердца. Однако если степень растяжения мышечного волокна превышает допустимые границы, то сила сокращения снижается. Уменьшение активно развиваемого напряжения происходит при растяжении сегмента миокарда более чем на 25% его исходной длины, что соответствует увеличению объема полости левого желудочка примерно на 100%. При допустимых же перегрузках линейные размеры сердца увеличиваются не более чем на 15—20%. Происходящее при этом расширение полостей сердца сопровождается увеличением ударного объема и называется тоногенной дилатацией.
При повышении сопротивления оттоку крови включается гомеометрический механизм компенсации. В этом случае длина мышечного волокна сердца увеличивается не так резко, но повышаются давление и напряжение, возникшие при сокращении мышцы в конце диастолы. Повышение силы сердечных сокращений происходит не сразу, а увеличивается постепенно с каждым последующим сокращением сердца, пока не достигнет уровня, необходимого для сохранения постоянства минутного объема сердца. В известных пределах нагрузки мощность, развиваемая при сокращении сердца, линейно связана с величиной сопротивления оттоку. При выходе за эти пределы сила сокращения сердца снижается. Если стимулировать полоску миокарда при равном растяжении с все увеличивающейся частотой, то можно наблюдать увеличение силы каждого последующего сокращения («лестница» Боудича).
Энергетически оба механизма компенсации повышенной нагрузки неравноценны. Так, при одинаковом увеличении внешней работы сердца, рассчитанном по произведению минутного объема крови на среднее систолическое давление в аорте, потребление кислорода сердцем изменяется по-разному, в зависимости от того, чем обусловлен рост работы — увеличением притока крови к сердцу или увеличением аортального сопротивления. Если работа удвоилась вследствие увеличения в 2 раза конечного диастолического объема, то потребление кислорода возрастает всего на одну четверть, если же работа удвоилась в результате увеличения в 2 раза сопротивления оттоку, то потребление кислорода миокардом увеличивается на 200%. Это объясняется тем, что при гомеометрическом механизме компенсации для преодоления повышенного сопротивления оттоку необходимо значительное повышение систолического давления, которое может быть достигнуто путем повышения величины и скорости развития напряжения мышечного волокна. А именно фаза изометрического напряжения является наиболее энергоемкой и служит фактором, определяющим расход АТФ и потребление кислорода миокардом. Следовательно, гетерометрический механизм компенсации экономнее гомеометрического, чем, возможно, и объясняется более благоприятное течение тех патологических процессов, которые сопровождаются включением механизма Франка — Старлинга, например недостаточности клапанов по сравнению со стенозом отверстия. Компенсаторным механизмом, обеспечивающим поддержание постоянного уровня минутного объема крови, также может служить учащение сокращений сердца — тахикардия. Она может возникнуть как за счет прямого действия повышенного давления крови в полости правого предсердия на водитель ритма — синусно-предсердный узел, так и за счет нервных и гуморальных экстракардиальных влияний. С энергетической точки зрения это наименее выгодный механизм компенсации, так как он, во-первых, сопровождается расходованием большого количества кислорода, а во-вторых, значительным укорочением диастолы — периода восстановления и отдыха миокарда.
В-третьих, ухудшается гемодинамическая характеристика сердца: во время диастолы желудочки не успевают заполняться кровью, систола становится менее полноценной, так как при этом невозможна мобилизация гетерометрического механизма компенсации.
На внутрисердечные механизмы регуляции накладываются внесердечные регуляторные влияния — нервные и гуморальные. Среди них особенно важная роль принадлежит симпатической части вегетативной нервной системы, выделяющей норадреналин нервными окончаниями и адреналин мозговым веществом надпочечников. Эти симпатические медиаторы (катехоламины) взаимодействуют с рецепторами на поверхности миокардиоцита. Рецепторы симпатической нервной системы подразделяются на два класса: α- и β-рецепторы, каждый из которых делится на подклассы: α₁, а₂; β₁, β₂. В сердце млекопитающих содержатся преимущественно β₁-рецепторы, а в гладких мышцах сосудов — α₁- и β₂-рецепторы. Внутриклеточные эффекты стимуляции рецепторов обусловлены повышением цАМФ, увеличением активности цАМФ-зависимой протеинкиназы, изменением потоков Са²⁺ и связывания Са²⁺ клеточными структурами. При симпатическом возбуждении значительно увеличиваются сила и скорость сердечных сокращений, уменьшается объем остаточной крови в полостях сердца за счет более полного изгнания крови во время систолы (при обычной нагрузке около половины крови в желудочке остается в конце систолы), повышается частота сокращений сердца. При повышении тонуса симпатических нервов и выделении большого количества катехоламинов более эффективно происходит компенсация перегрузки и за счет внутрисердечных регуляторных механизмов.