В зависимости от скорости развития и выраженности основных проявлений повреждение клетки может быть острым и хроническим. В зависимости от степени нарушения внутриклеточного гомеостаза повреждение бывает обратимым и необратимым.

Выделяются два патогенетических варианта повреждения клеток.

Насильственный вариант развивается в случае действия на исходно здоровую клетку физических, химических и биологических факторов, интенсивность которых превышает обычные возмущающие воздействия, к которым клетка адаптирована. Наиболее чувствительны к данному варианту повреждения функционально малоактивные клетки, обладающие малой мощностью собственных гомеостатических механизмов.

Цитопатический вариант возникает в результате первичного нарушения защитно-компенсаторных гомеостатических механизмов клетки. В этом случае фактором, запускающим патогенетические механизмы повреждения, являются естественные для данной клетки возмущающие стимулы, которые в этих условиях становятся повреждающими. К нему относятся все виды повреждения клетки вследствие отсутствия каких-либо необходимых ей компонентов (гипоксическое, при голодании, гиповитаминоз, нейротрофическое, при антиоксидантной недостаточности, при генетических дефектах и др.). К цитопатическому повреждению наиболее чувствительны те клетки, интенсивность возмущений которых (а, следовательно, и функциональная активность) в естественных условиях очень высоки (нейроны, миокардиоциты).

На уровне клетки повреждающие факторы «включают» несколько патогенетических звеньев. К их числу относят:

Расстройство процессов энергетического обеспечения клеток;

Повреждение мембран и ферментных систем;

Дисбаланс ионов и жидкости;

Нарушение генетической программы и (или) ее реализации;

Расстройство механизмов регуляции функции клеток.

Нарушение энергетического обеспечения процессов, протекающих в клетках, часто является инициальным и ведущим механизмом их альтерации. Энергоснабжение может расстраиваться на этапах синтеза АТФ, ее доставки и использования. Нарушение процессов энергообеспечения, в свою очередь, может стать одним из факторов расстройств функции мембранного аппарата клеток, их ферментных систем (АТФазы актомиозина, Na + /К + - зависимой АТФазы плазмолеммы, Mg 2+ -зависимой АТФазы «кальциевой помпы» саркоплазмати-ческого ретикулума и др.), баланса ионов и жидкости, снижения мембранного потенциала, а также механизмов регуляции клетки.

Повреждение мембран и ферментов играет существенную роль в расстройстве жизнедеятельности клетки. Это обусловлено тем, что основные свойства клетки в существенной мере зависят от состояния ее мембран и связанных с ними энзимов.

Одним из важнейших механизмов повреждения мембран и ферментов является интенсификация перекисного окисления их компонентов. Образующиеся в больших количествах радикалы кислорода (супероксид и гидроксильный радикал) и липидов вызывают:

Изменение физико-химических свойств липидов мембран, что обусловливает нарушение конформации их липопротеидных комплексов и в связи с этим снижение активности белков и ферментных систем, обеспечивающих рецепцию гуморальных воздействий, трансмембранный перенос ионов и молекул, структурную целостность мембран;

Изменение физико-химических свойств белковых мицелл, выполняющих структурную и ферментные функции в клетке;

Образование структурных дефектов в мембранах – простейших каналов (кластеров) вследствие внедрения в них продуктов ПОЛ. Указанные процессы, в свою очередь, обусловливают нарушение важных для жизнедеятельности клеток процессов – возбудимости, генерации и проведения нервного импульса, обмена веществ, восприятия и реализации регулирующих воздействий, межклеточного взаимодействия и др.

В норме состав и состояние мембран модифицируется не только свободнорадикальными и липоперексидными процессами, но также мембраносвязанными, свободными (солюбилизированными) и лизосомальными ферментами: липазами, фосфолипазами, протеазами. Под влиянием патогенных факторов их активность в гиалоплазме клетки может повыситься (в частности, вследствие развития ацидоза, способствующего увеличению выхода ферментов из лизосом и их последующей активации, проникновению Ca ++ в клетку). В связи с этим интенсивному гидролизу подвергаются глицерофосфолипиды и белки мембран, а также ферменты клеток. Это сопровождается значительным повышением проницаемости мембран и снижением кинетических свойств ферментов.

В результате действия гидролаз (главным образом, липаз и фосфолипаз) в клетке накапливаются СЖК и лизофосфолипиды, в частности, глицерофосфолипиды (фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин). Они получили название амфифильных соединений в связи со способностью проникать и фиксироваться в обеих – как в гидрофобной, так и в гидрофильной средах мембран клеток (амфи означает «оба», «два»). Накопление в большом количестве амфифилов в мембранах, что так же, как и избыток гидроперекисей липидов, ведет к формированию кластеров и микроразрывов в них. Повреждение мембран и ферментов клеток является одной из главных причин существенного расстройства жизнедеятельности клеток и нередко приводит к их гибели.

Дисбаланс ионов и жидкости в клетке . Как правило, нарушение трансмембранного распределения, а также внутриклеточного содержания и соотношения различных ионов развивается вслед за или одновременно с расстройствами энергетического обеспечения и сочетается с признаками повреждения мембран и ферментов клеток. В результате этого существенно изменяется проницаемость мембран для многих ионов. В наибольшей мере это относится к калию, натрию, кальцию, магнию, хлору, то есть ионам, которые принимают участие в таких жизненно важных процессах, как возбуждение, его проведение, электромеханическое сопряжение и др.

Следствием дисбаланса ионов является изменение мембранного потенциала покоя и действия, а также нарушение проведения импульса возбуждения. Эти изменения имеют существенное значение, поскольку они нередко являются одним из важных признаков наличия повреждения клеток. Примером могут служить изменения ЭКГ при повреждении клеток миокарда, ЭЭГ при нарушении структуры и функций нейронов головного мозга.

Нарушения внутриклеточного содержания ионов обусловливают изменение объема клеток вследствие дисбаланса жидкости. Это может проявляться гипергидратацией клетки. Так, например, повышение содержания ионов натрия и кальция в поврежденных клетках сопровождается увеличением в них осмотического давления. В результате этого в клетках накапливается вода. Клетки при этом набухают, объем их увеличивается, что сопровождается растяжением, нередко микроразрывами цитолеммы и мембран органелл. Напротив, дегидратация клеток (например, при некоторых инфекционных заболеваниях, обусловливающих потерю воды) характеризуется выходом из них жидкости и растворенных в ней белков (в том числе ферментов), а также других водорастворимых соединений. Внутриклеточная дегидратация нередко сочетается со сморщиванием ядра, распадом митохондрий и других органелл.

Одним из существенных механизмов расстройства жизнедеятельности клетки является повреждение генетической программы и (или) механизмов ее реализации . Основными процессами, ведущими к изменению генетической информации клетки, являются мутации, дерепрессия патогенных генов (например, онкогенов), подавление активности жизненно важных генов (например, регулирующих синтез ферментов) или внедрение в геном фрагмента чужеродной ДНК (например, ДНК онкогенного вируса, аномального участка ДНК другой клетки). Помимо изменений в генетической программе, важным механизмом расстройства жизнедеятельности клеток является нарушение реализации этой программы, главным образом, в процессе клеточного деления при митозе или мейозе.

Важным механизмом повреждения клеток является расстройство регуляции внутриклеточных процессов. Это может быть результатом нарушений, развивающихся на одном или нескольких уровнях регуляторных механизмов:

На уровне взаимодействия БАВ (гормонов, нейромедиаторов и др.) с рецепторами клетки;

На уровне клеточных «вторых посредников» (мессенджеров) нервных влияний – цАМФ и цГМФ, образующихся в ответ на действие «первых посредников» – гормонов и нейромедиаторов. Примером может служить нарушение формирования мембранного потенциала в кардиомиоцитах при накоплении в них цАМФ, что является, в частности, одной из возможных причин развития сердечных аритмий;

На уровне метаболических реакций, регулируемых циклическими нуклеотидами или другими внутриклеточными факторами. Так, нарушение процесса активации клеточных ферментов может существенно изменить интенсивность метаболических реакций и, как следствие, привести к расстройству жизнедеятельности клетки.

Рассмотрев патохимические аспекты повреждения клетки, необходимо не забывать, что проблема клеточного повреждения имеет и другую, очень важную сторону – информационный аспект проблемы повреждения клетки. Связь между клетками, те сигналы, которыми они обмениваются, тоже могут быть источниками болезни.

В большинстве случаев клетки в организме управляются химическими регуляторными сигналами, а именно: гормонами, медиаторами, антителами, субстратами, ионами. Недостаток или отсутствие того или иного сигнала, как и избыток, может воспрепятствовать включению тех или иных адаптивных программ или способствовать излишне интенсивному, а, возможно, ненормально долгому их функционированию, что приводит к определенным патологическим последствиям. Особый случай представляет достаточно распространенная ситуация, когда клетка ошибочно принимает один сигнал за другой – так называемая мимикрия биорегуляторов, приводящая к серьезным регуляторным расстройствам. Примерами болезней, вызванных патологией сигнализации, могут служить: паркинсонизм, ИЗСД (патология, обусловленная дефицитом сигнала), болезнь фон Базедова, синдром Иценко-Кушинга, ожирение (патология, обусловленная избытком сигнала).

В ряде случаев, даже при адекватной сигнализации, клетка не в состоянии ответить должным образом, если она «слепа и глуха» по отношению к данному сигналу. Именно такая ситуация создается при отсутствии или дефиците рецепторов, соответствующих какому-либо биорегулятору. В частности, примером такой патологии может служить семейная наследственная гиперхолестеринемия, патогенез которой связан с дефектом белка-рецептора, ответственного за распознавание клетками сосудистой стенки и некоторых других тканей и органов белкового компонента ЛПНП и ЛПОНП – апопротеина В, а также ИНСД.

Однако, даже при адекватной сигнализации и правильном распознавании сигналов клеточными рецепторами, клетки не в состоянии подключить надлежащие адаптационные программы, если отсутствует передача информации от рецепторов поверхностной мембраны внутрь клетки. По современным представлениям механизмы, опосредующие внутриклеточную передачу сигнала на геном клетки, разнообразны. Особое значение имеют пути пострецепторной передачи сигналов в клетке через систему G-белков (гуанозинтрифосфатсвязывающих белков). Эти белки – передатчики занимают ключевое положение в обмене информацией между поверхностно раположенными на клеточных мембранах рецепторами и внутриклеточным регуляторным аппаратом, потому что они способны интегрировать сигналы, воспринимаемые несколькими различными рецепторами, и в ответ на определенный рецепторно-опосредованный сигнал могут включать множество различных эффекторных программ, вводя в действие сеть различных внутриклеточных модуляторов, посредников, таких, как цАМФ и цГМФ.

Повреждение клетки

Клетка является структурно-функциональной единицей тканей и органов. В ней протекают процессы, лежащие в основе энергетического и пластического обеспечения структур и функций тканей. Различные патогенные факторы, действующие на клетку могут обусловить повреждение. Под повреждением клетки понимают такие изменения ее структуры, обмена веществ, физико-химических свойств и функций, которые ведут к нарушению жизнедеятельности. Нередко процесс повреждения обозначают термином альтерация, что не совсем точно, поскольку alteratio переводится как изменение, отклонение и является, таким образом, более широким понятием. Однако в медицинской литературе эти термины применяются обычно как синонимы.

Общие механизмы повреждения клеток

На уровне клетки повреждающие факторы “включают” несколько патогенетических звеньев. К их числу относят:

-расстройство процессов энергетического обеспечения клеток;
-повреждение мембран и ферментных систем;
-дисбаланс ионов и жидкости;
-нарушение генетической программы и/или ее реализации;
-расстройство механизмов регуляции функции клеток.

Нарушение энергетического обеспечения процессов, протекающих в клетках, часто является инициальным и ведущим механизмом их альтерации. Энергоснабжение может расстраиваться на этапах синтеза АТФ, транспорта, а также утилизации его энергии. Синтез АТФ может быть нарушен в результате дефицита кислорода и/или субстратов метаболизма, снижения активности ферментов тканевого дыхания и гликолиза, повреждения и разрушения митохондрий, в которых осуществляются реакции цикла Кребса и перенос электронов к молекулярному кислороду, сопряженный с фосфорилированием АДФ. Креатинфосфокиназа эффекторных клеточных структур транспортирует фосфатную группу креатинфосфата на АДФ с образованием АТФ, который и используется в процессе жизнедеятельности клетки. Ферментные системы транспорта энергии могут быть повреждены различными патогенными агентами, в связи, с чем даже на фоне высокого общего содержания АТФ в клетке может развиваться его дефицит в энергорасходующих структурах. Нарушение энергообеспечения клеток и расстройства их жизнедеятельности может развиваться и в условиях достаточной продукции и нормального транспорта энергии АТФ. Это может быть результатом повреждения ферментных механизмов утилизации энергии, главным образом за счет снижения активности АТФазы (АТФазы актомиозина, К+ - Na+ - зависимой АТФазы плазмолеммы, Mg2+ - зависимой АТФазы “кальциевой помпы” саркоплазматического ретикулума и др.).Нарушение процессов энергообеспечения, в свою очередь, может стать одним из факторов расстройств функции мембранного аппарата клеток, их ферментных систем, баланса ионов и жидкости, а также механизмов регуляции клетки. Дисбаланс ионов и жидкости в клетке. Как правило, нарушение трансмембранного распределения, а также внутриклеточного содержания и соотношения различных ионов развивается вслед за или одновременно с расстройствами энергетического обеспечения и сочетается с признаками повреждения мембран и ферментов клеток. В результате этого существенно изменяется проницаемость мембран для многих ионов. В наибольшей мере это относится к калию, натрию, кальцию, магнию, хлору, то есть ионам, которые принимают участие в таких жизненно важных процессах, как возбуждение, его проведение, электромеханическое сопряжение и др. Повреждение генетической программы и /или механизмов ее реализации. Основными процессами, ведущими к изменению генетической информации клетки, являются мутации, депрессия патогенных генов (например, онкогенов), подавление активности жизненноважных генов (например, регулирующих синтез ферментов) или внедрение в геном фрагмента чужеродной ДНК (например, ДНК онкогенного вируса, аномального участка ДНК другой клетки).Помимо изменений в генетической программе, важным механизмом расстройства жизнедеятельности клеток является нарушение реализации этой программы, главным образом, в процессе клеточного деления при митозе или мейозе. Важным механизмом повреждения клеток является расстройство регуляции внутриклеточных процессов. Это может быть результатом нарушений, развивающихся на одном или нескольких уровнях регуляторных механизмов:

-на уровне взаимодействия биологически активных веществ (гормонов, нейромедиаторов и др.) с рецепторами клетки;
-на уровне клеточных т.н. “вторых посредников” (мессенджеров) нервных влияний: циклических нуклеотидов-аденозинмонофосфата (цАМФ) и гуанозинмонофосфата (цГМФ), образующих в ответ на действие “первых посредников” - гормонов и нейромедиаторов.
-на уровне метаболических реакций, регулируемых циклическими нуклеотидами или другими внутриклеточными факторами.

1. Расстройство процессов энергетического обеспечения клеток.

a) Снижение интенсивности процессов ресинтеза АТФ;

b) Нарушение транспорта АТФ;

c) Нарушение использования энергии АТФ;

2. Повреждение мембран и ферментов клеток.

a) Интенсификация свободнорадикальных реакций и свободнорадикального перекисного окисления липидов (СПОЛ);

b) Активация гидролаз (лизосомальных, мембраносвязанных, свободных);

c) Внедрение амфифильных соединений в липидную фазу мембран и их детергентное действие;

d) Перерастяжение и разрыв мембран набухших клеток и их органелл;

e) Торможение процессов ресинтеза поврежденных компонентов мембран и (или) синтеза их заново;

3. Дисбаланс ионов и жидкости.

a) Изменение соотношения отдельных ионов в гиалоплазме;

b) Изменения трансмембранного соотношения ионов;

c) Гипер- и гипогидратация;

4. Нарушение генетической программы клеток или механизмов ее реализации.

a) Нарушение генетической программы.

i) Изменение биохимической структуры генов;

ii) Дерепрессия патогенных генов;

iii) Репрессия “жизненноважных” генов;

iv) Внедрение в геном чужеродной ДНК с патогенными свойствами;

b) Нарушение механизмов реализации генетической программы.

i) Расстройства митоза:

a) повреждение хромосом;

b) повреждение структур, обеспечивающих течение митоза;

c) нарушение цитотомии.

ii) Нарушение мейоза.

5. Расстройство механизмов регуляции функций клеток.

a) Нарушение рецепции регуляторных воздействий.

b) Нарушение образования вторичных посредников (цАМФ, цГМФ)

c) Нарушение на уровне метаболических реакций.

1. Нарушение энергетического обеспечения процессов, протекающих в клетках может происходить на этапах синтеза АТФ, транспорта и утилизации его энергии.

Синтез АТФ может быть нарушен в результате дефицита кислорода, субстратов метаболизма, снижения активности ферментов тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, гликолиза, повреждения и разрушения митохондрий. Известно, что доставка энергии АТФ к эфферентным структурам осуществляется с помощью ферментных систем: АДФ-АТФ-транслоказы (адениннуклеотидтрансферазы) и креатинфосфокиназы (КФК). Адениннуклеотидтрансфераза обеспечивает транспорт энергии макроэргических фосфатной связи АТФ из матрикса митохондрий через их внутреннюю мембрану, а КФК переносится далее на креатин с образованием креатинфосфата, который поступает в цитозоль. КФК эффекторных клеточных структур транспортирует фосфатную группу креатинфосфата на АДФ с образованием АТФ, который и используется в процессах жизнедеятельности. Указанные ферментные системы транспорта энергии также могут быть повреждены различными патогенными агентами, в связи с чем на фоне высокого содержания АТФ в клетке может развиться его дефицит в энергорасходующих структурах.

Нарушение энергообеспечения клеток и расстройство их жизнедеятельности может развиться в условиях достаточной продукции и нормального транспорта энергии АТФ. Это может быть результатом повреждения ферментных механизмов утилизации энергии, главным образом за счет снижения активности АТФ-аз (АТФ-азы актомиозина, K + -Na + -зависимой АТФ-азы плазмолеммы, Mg 2+- зависимой АТФ-азы “кальциевой помпы” саркоплазматического ретикулума и др.)

2. Повреждение мембрагн и ферментов играет существенную роль в нарушении жизнедеятельности клетки. Одной из важнейших причин таких изменений являются свободно-радикальные реакции (СРР) и перекисное окисление липидов (ПОЛ). Эти реакции протекают в клетках и в норме, являясь необходимым звеном таких жизненноважных процессов, как транспорт электронов в цепи дыхательных ферментов, синтез простагландинов и лейкотриенов, пролиферация и созревание клеток, фагоцитоз, метаболизм катехоламинов.

Интенсивность ПОЛ регулируется соотношение факторов, активирующих (прооксиданты) и ингибирующих (антиоксиданты) этот процесс. К числу наиболее активных прооксидантов относятся легко окисляющиеся соединения, индуцирующие свободные радикалы, в частности, нафтохиноны, витамины А и Д, восстановители - НАДФН2, НАДН2, липоевая кислота, продукты метаболизма простагландинов и катехоламинов.

Процесс ПОЛ условно можно разделить на следующие этапы:

1) кислородной инициации (“кислородный” этап), 2) образование свободных радикалов (”свободнорадикальный” этап), 3) продукции перекисей липидов (“перекисный” этап) Инициальным звеном свободнорадикальных перекисных реакций при повреждении клетки является образование в процесса оксигеназных реакций активных форм кислорода: супероксидного радикала кислорода (О 2 -), гидроксильного радикала (ОН-), перекиси водорода (Н 2 О 2), которые взаимодействуют с различными компонентами структур клеток, главным образом с липидами, белками и нуклеиновыми кислотами. В результате образуются активные радикалы, в частности липидов, а также их перекиси. Реакция может приобрести цепной “лавинообразный” характер. Однако, в клетках действуют факторы, ограничивающие свободнорадикальные и перекисные реакции, т.е. оказывают антиоксидантный эффект. В нижеприведенной таблице представлены ферментные и неферментные механизмы антиоксидантной защиты.

ЗВЕНЬЯ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ И ЕЕ НЕКОТОРЫЕ ФАКТОРЫ

Чрезмерная активация свободнорадикальных и перекисных реакций, а также несостоятельность системы антиоксидантной защиты является одним из главных факторов повреждения мембран и ферментов клеток. Ведущее значение при этом имеют следующие процессы:

1) изменение физико-химических свойств липидов мембран, что обуславливает нарушение конформации их липопротеидных комплексов и соответственно снижение активности ферментных систем, обеспечивающих рецепцию гуморальных воздействий, трансмембранный перенос ионов и молекул, структурную целостность мембран;

2) изменение физико-химических свойств белковых мицелл, выполняющих структурную и ферментативную функции в клетке; 3) образование структурных дефектов в мембране - простейших каналов (кластеров) вследствие внедрения в них продуктов ПОЛ. Так накопление липидных гидроперекисей в мембране приводит к их объединению в мицеллы, создающие трансмембранные каналы проницаемости, по которым возможен неконтролируемый ток катионов и молекул в клетку и из нее, что сопровождается нарушением процессов возбудимости, генерации регулирующих воздействий, межклеточного взаимодействия и др. вплоть до фрагментации мембраны и гибели клетки.

В норме состав и состояние мембран и ферментов модифицируется не только свободнорадикальными и липоперекисными процессами, но также и лизосомальными ферментами, как свободными (солюбилизированными) так и мембраносвязанными: липазами, фосфолипазами, протеазами. Под действием различных патогенных факторов их активность или содержание в гиалоплазме может резко возрасти (например: вследствие ацидоза, способствующего повышению проницаемости лизосомальных мембран). В результате этого глицерофосфолипиды и белки мембран, а также ферменты клеток подвергаются интенсивному гидролизу. Это сопровождается значительным повышением проницаемости мембран и снижением кинетических свойств ферментов.

В результате действия гидролаз (главным образом липаз и фосфолипаз) в клетке накапливаются свободные жирные кислоты и лизофосфолипиды, в частности, глицерофосфолипиды: фосфатидилхолины, фосфатидилэтаноламины, фосфатидилсерины. Эти амфифильные соединения способны проникать и фиксироваться как в гидрофобной, так и в гидрофильной средах мембран. Внедряясь в биомембраны, они изменяют нормальную структуру липопротеиновых комплексов, увеличивают проницаемость, а также меняют конфигурацию мембран в связи с “клинообразной” формой липидных молекул. Накопление в большом количестве амфифильных соединений ведет к формированию в мембранах кластеров и появлению микроразрывов.

3. Дисбаланс ионов и жидкости в клетке.

Нарушение трансмембранного распределения и внутриклеточного содержания и соотношения различных ионов развивается вследствие или одновременно с расстройствами энергетического обмена и сочетается с признаками повреждения мембран и ферментов клеток. Как правило, дисбаланс ионов проявляется накоплением в клетке натрия и потерей калия вследствие нарушения работы K,Na-зависмой АТФ-азы плазмолеммы, увеличением содержания кальция, в частности, в результате расстройства функционирования натрий-кальциевого ионообменного механизма клеточной мембраны, который обеспечивает обмен двух ионов натрия, входящих в клетку, на один ион кальция, выходящий из нее. Увеличение внутриклеточного содержания Na+, конкурирующего с Са2+ за общий переносчик, препятствует выходу кальция из клетки. Нарушение трансмембранного распределения катионов сопровождается также изменением содержания в клетке анионов Cl - , НCО 3 - и др.

Следствием дисбаланса ионов является изменение мембранного потенциала покоя действия, а также нарушение проведения импульса возбуждения. Нарушение внутриклеточного содержания ионов обуславливает изменение объема клеток вследствие дисбаланса жидкостей. Он проявляется либо гипергидратацией (отеками), либо гипогидратацией (уменьшение содержания жидкости) клетки. Так, повышение содержания ионов натрия и кальция в поврежденных клетках сопровождается увеличением в них осмотического давления, что приводит к накоплению в них воды. Клетки набухают, объем их увеличивается, что сопровождается растяжением и нередко микроразрывами цитолеммы и мембран органелл. Дегидратация клеток (например при некоторых инфекционных заболеваниях, обуславливающих потерю воды) характеризуется выходом из них жидкости и растворенных в ней белков и др. органических и неорганических водорастворимых соединений. Внутриклеточная дегидратация нередко сочетается со сморщиванием ядра, распадом митохондрий и др. органелл.

4. Повреждение генетической программы или механизмов ее реализации.

К основным процессам, ведущим к изменению генетической информации клетки относятся мутации, дерепрессия патогенных генов (например онкогенов), подавление активности жизненноважных генов или внедрение в геном фрагмента чужеродных ДНК с патогенными свойствами.

Помимо изменений в генетической программе, важных механизмом расстройства жизнедеятельности клеток является нарушение реализации этой программы, главным образом в процессе клеточного деления при мейозе или митозе. Выделяют три группы нарушений митоза:

1. Изменения в хромосомном аппарате

2. Повреждения структур, обеспечивающих процесс митоза

3. Нарушение деления цитоплазмы и цитолеммы (цитотомии).

5. Расстройства регуляции внутриклеточных процессов.

Это может быть результатом нарушений, развивающихся на одном из следующих уровней регуляторных механизмов:

1. На уровне взаимодействия БАВ (гормонов, нейромедиаторов и др.) с рецепторами клетки. Изменение чувствительности, числа и конформации молекул рецептора, его биохимического состава ли липидного окружения в мембране может существенно модифицировать характер клеточного ответа на регулирующий стимул;

2. На уровне клеточных “вторичных посредников” (мессенджеров) нервных влияний в роли которых выступают циклические нуклеотиды - аденозинмонофосфат (цАМФ) и гуанозинмонофосфат (цГМФ) м которые образуются в ответ на действие “первых посредников” - гормонов и нейромедиаторов.

3. НА уровне метаболических реакций, регулируемых циклическими нуклеотидами или другими внутриклеточными факторами.

Энергия, которую надо дополнительно сообщить химической системе, чтобы “запустить” реакцию, называется энергией активации для данной реакции и служит своего рода энергетическим гребнем, который надо преодолеть .

В некатализируемых реакциях источником энергии активации служат столкновения между молекулами. Если соударяемые молекулы должным образом сориентированы, и столкновение достаточно сильное, есть шанс, что они вступят в реакцию.

Понятно, почему химики для ускорения реакций нагревают колбы: при повышении температуры скорость теплового движения и частота соударений возрастают. Но в условиях человеческого тела клетку не нагреешь, для нее это недопустимо. А реакции идут, при этом со скоростями, недостижимыми при проведении их в пробирке. Здесь работает еще одно изобретение природы - ферменты , о которых мы упоминали ранее.

Как уже говорилось, при химических превращениях самопроизвольно могут протекать те реакции, в которых энергия, заключенная в продуктах реакции меньше, чем в исходных веществах. Для остальных реакций необходим приток энергии извне. Самопроизвольную реакцию можно сравнить с падающим грузом. Первоначально покоящийся груз стремится падать вниз, понижая тем самым свою потенциальную энергию.

Так и реакция, будучи инициирована, стремится протекать в сторону образования веществ с меньшим запасом энергии. Такой процесс, в ходе которого может совершаться работа, называют спонтанным.

Но если определенным образом соединить два груза, то более тяжелый, падая, будет поднимать более легкий. И в химических, в особенности в биохимических, процессах реакция, протекающая с выделением энергии, может вызвать протекание связанной с ней реакции, требующей притока энергии извне. Такие реакции называют сопряженными.

В живых организмах сопряженные реакции очень распространены, и именно их протекание обусловливает все тончайшие явления, сопутствующие жизни и сознанию. Падающий “тяжелый груз” вызывает поднятие другого, более легкого, но на меньшую величину. Питаясь, мы поглощаем вещества с высоким качеством энергии, обусловленным Солнцем, которые затем в организме распадаются и, в конечном счете, выделяются из него, но при этом успевают высвободить энергию в количестве, достаточном для обеспечения процесса, называемого жизнью.

В клетке основным энергетическим посредником, то есть “ведущим колесом” жизни, являетс аденозинтрифосфат (АТФ) . Чем интересно это соединение? С биохимической точки зрения АТФ - молекула средних размеров, способная присоединять или “сбрасывать” концевые фосфатные группы, в которых атом фосфора окружен атомами кислорода.

Образование АТФ происходит из аденозиндифосфата (АДФ) за счет энергии, высвобождающейся при биологическом окислении глюкозы. С другой стороны, разрыв фосфатной связи в АТФ приводит к высвобождению большого количества энергии. Такую связь называют высокоэнергетической или макроэргической. Молекула АТФ содержит две таких связи, при гидролизе которых высвобождается энергия, эквивалентная 12-14 ккал.

Неизвестно, почему природа в процессе эволюции “выбрала” АТФ энергетической валютой клетки, но можно предположить несколько причин. Термодинамически эта молекула достаточно нестабильна, о чем свидетельствует большое количество энергии, выделяющейся при ее гидролизе.

Но в то же время скорость ферментативного гидролиза АТФ в нормальных условиях очень мала, то есть молекула АТФ обладает высокой химической стабильностью, обеспечивая эффективное запасание энергии.

Малые размеры молекулы АТФ позволяют легко диффундировать в разные участки клетки, где необходим подвод энергии для выполнения какой-либо работы. И, наконец, АТФ занимает промежуточное положение в шкале высокоэнергетических соединений, что придает ему универсальность, позволяя переносить энергию от более высокоэнергетических соединений к низкоэнергетическим.

Таким образом АТФ - это основная универсальная форма сохранения клеточной энергии, топливо клетки, доступное для использования в любой момент. А основным поставщиком энергии в клетку, как мы уже упоминали, служит глюкоза , получаемая при расщеплении углеводов. “Сгорая” в организме, глюкоза образует двуокись углерода и воду, и этот процесс обеспечивает реакции клеточного дыхания и пищеварения. Слово “сгорает” в данном случае образ, пламени внутри организма не возникает, а энергия извлекается многоступенчато химическими способами.

На первом этапе, протекающем в цитоплазме без участия кислорода, молекула глюкозы распадается на два фрагмента (две молекулы пировиноградной кислоты), и эта стадия называется гликолизом . При этом высвобождается 50 ккал/моль энергии (то есть 7% энергии, заключенной в глюкозе), часть которой рассеивается в виде тепла, а другая расходуется на образование двух молекул АТФ.

Последующее извлечение энергии из глюкозы происходит главным образом в митохондриях - силовых станциях клетки, работу которых можно сравнить с гальваническими элементами. Здесь на каждой стадии отщепляется электрон и ион водорода, и в конечном счете глюкоза разлагается до двуокиси углерода и воды.

В митохондрии электроны и ионы водорода вводятся в единую цепь окислительно-восстановительных ферментов (дыхательная цепь), передаваясь от посредника к посреднику, пока они не соединятся с кислородом. И на этом этапе для окисления используется не кислород воздуха, а кислород воды и уксусной кислоты.

Кислород воздуха является последним акцептором водорода, завершая весь процесс клеточного дыхания, именно поэтому он так необходим для жизни. Как известно, взаимодействие газообразного кислорода и водорода сопровождается взрывом (мгновенным выделением большого количества энергии).

В живых организмах этого не происходит, так как газообразного водорода не образуется, и к моменту связывания с кислородом воздуха запас свободной энергии уменьшается настолько, что реакция образования воды протекает совершенно спокойно (смотри рисунок 1 ).

Глюкоза является основным, но не единственным субстратом для выработки энергии в клетке. Вместе с углеводами в наш организм с пищей поступают жиры, белки и другие вещества, которые после расщепления также могут служить источниками энергии, превращаясь в вещества, включающиеся в биохимические реакции, протекающие в клетке.

Фундаментальные исследования в области теории информации привели к появлению понятия информационной энергии (или энергии информационного воздействия), как разности между определенностью и неопределенностью. Здесь же хотелось бы отметить, что клетка потребляет и тратит информационную энергию на ликвидацию неопределенности в каждый момент своего жизненного цикла. Это приводит к реализации жизненного цикла без увеличения энтропии.

Нарушение процессов энергетического обмена под влиянием различных воздействий приводит к сбоям на отдельных стадиях и вследствие этих сбоев к нарушению подсистемы жизнедеятельности клетки и всего организма в целом. Если количество и распространенность этих нарушений превышают компенсаторные возможности гомеостатических механизмов в организме, то система выходит из под управления, клетки перестают работать синхронно. На уровне организма это проявляется в виде различных патологических состояний.

Так, недостаток витамина B 1 , участвующего в работе некоторых ферментов, приводит к блокированию окисления пировиноградной кислоты, избыток гормонов щитовидной железы нарушает синтез АТФ и т.д. Смертельные исходы при инфаркте миокарда, отравлении угарным газом или цианистым калием также связаны с блокированием процесса клеточного дыхания путем ингибирования или разобщения последовательных реакций. Через подобные механизмы опосредованно и действие многих бактериальных токсинов.

Таким образом, функционирование клетки, ткани, органа, системы органов или организма как системы поддерживается саморегуляторными механизмами, оптимальное течение которых, в свою очередь, обеспечивается биофизическими, биохимическими, энергетическими и информационными процессами.

Реконвалесценция (исход)

№27. Объяснить причины и механизмы развития горной болезни.

Гипобария возникает при: подъеме на высоту (горы), разгерметизация летательных аппаратах, в специальных барокамерах.

Проявления:

3000-4000 - Расширение газов и увеличение их давления в замкнутых и полузамкнутых полостях (боли в гайморовых и лобных пазухах, в среднем ухе, ЖКТ, плевр. полости)

9000 м – декомпрессия (газовая эмболия азотом)

19000м – высотная тканевая эмфизема (закипание жидких сред организма)

Причина горной болезни: снижение атмосферного давления (декомпрессия) и уменьшение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе.

Условия: скорость и высота подъема, место жительства, тренированность, состояние здоровья, климатические условия, фактор пола и возраст (более устойчивы женщины и новорожденные).

Ведущее звено патогенеза: гипоксемия→гипоксия

Стадия приспособления - от 1000 до 4000 м/ ↓ давления кислорода в воздухе→ ↓ давления кислорода в верхних дыхательных путях →гипоксемия и гиперкапния→ раздражения хеморецепторов сосудов каротидного синуса и дуги аорты→ стимуляция дыхательного и сосудодвигательного центров → одышка, тахикардия, АД; выход эритроцитов из депо

4000-5000м – растормаживание и возбуждение корковых клеток (раздражительность), активируется эритропоэз

Стадия декомпенсации - развивается на высоте ≥5000 м/ гипервентиляция → гипокапния и усиление гипоксемии →газовый алкалоз →экзогенная гипобарическая гипоксия. Появляется усталость, сонливость, малоподвижность, торможение рефлексов, дыхание Чейна-Стокса и Биота. Смерть от паралича дыхательного центра.

При высотной болезни в результате очень быстрого подъема без кислородных приборов развивается декомпенсация (приспособительные механизмы не успевают развиться)

№28. Назвать основные защитно-приспособительные реакции при горной болезни и объяснить их механизмы.

↓ давления кислорода в воздухе→ ↓ давления кислорода в верхних дыхательных путях →гипоксемия и гиперкапния→ раздражения хеморецепторов сосудов каротидного синуса и дуги аорты→ стимуляция дыхательного и сосудодвигательного центров → одышка, тахикардия, АД; выход эритроцитов из депо→ гипокапния и усиление гипоксемии →газовый алкалоз →экзогенная гипобарическая гипоксия

№29. Назвать явления повреждения в организме при отравлении кислородом и азотом.

Отравление кислородом :

1. избыток кислорода вызывает увеличение количества окисленного гемоглобина и снижение количества восстановленного гемоглобина. Именно восстановленный гемоглобин осуществляет транспорт углекислого газа, а снижение его содержания в крови приведет к задержке углекислого газа в тканях - гиперкапнии. Проявляется гиперкапния в виде одышки, покраснения лица, головной боли, судорог и, наконец, - потери сознания.

2. При избытке кислорода усиливаются окислительные процессы в организме и увеличивается образование свободных радикалов, которые повреждают мембраны клеток.

Отравление азотом (сатурация): повышение парциального давления азота→ повышение его содержание в крови → наркозные эффект - эйфория →ослабление внимания, головная боль, головокружение, нарушение координации и потеря сознания, наркотический сон.

№30. Причины и механизм кессонной болезни, меры профилактики в терапии.

Причина: переход из области повышенного в давления в область нормального (десатурация и декомпрессия) → снижение растворимости азота и кислорода в крови

Механизм: азот не успевает диффундировать из крови через легкие наружу, возникает газовая эмболия. Проявления: мышечно-суставные и загрудинные боли, нарушение зрения, кожный зуд, вегетососудистые и мозговые нарушения, поражения периферических нервов.

Профилактика: медленный подъем, гипербарическая оксигенация - вдыхание кислорода под повышенным давлением; использование дыхательных смесей.

№31. Причины, условия электротравмы. Зависимость от функционального состояния организма.

Причина: действие электрического тока. Может быть природный (молния) и технический. Особенности:

Не измерим

Может превращаться в другие виды энергии

Оказывает повреждающее действие через другие предметы

Несоответствие между тяжестью и длительность действия

Условия: параметры тока, время, место действия, исходное состояние организма.

От состояния реактивности организма: снижают резистентность - утомление, ослабление внимания, легкое и умеренное алкогольное опьянение, гипоксия, перегревание, тиреотоксикоз, сердечно-сосудистая недостаточность. Повышают: эмоциональное напряжение, вызванное ожиданием действия тока, состояние наркоза и глубокого (близкого к наркозу) опьянения.

Сопротивление тканей: импеданс складывается из омического и емкостного сопротивления. Наибольшее – кожа (влажная имеет меньшее сопротивление), наименьшее – спинномозговая жидкость.

№32. Зависимость повреждающего действия тока от параметров тока и времени его действия.

Сила тока: переменный ток опаснее. Ток силой 100 мА является смертельно опасным. Переменный ток 50-60 Гц силой 12-25 мА вызывает судороги («неотпускающий»); основная опасность его заключается в «приковывании» пораженного к захваченному им токоведущему предмету.

Напряжение : до 40 В смертельных поражений не вызывает, при напряжении 1000 В летальность достигает 50%, при напряжении 30 000 В - 100%. До 450-500 В опаснее переменный ток, более – постоянный.

Частота переменного тока: патогенный эффект (возникновение фибрилляции желудочков) при 40-60 Гц. Высокочастотный (1 млн Гц) не являются патогенными, но при высоком напряжении (токи Тесла, д"Арсонваля, диатермические токи) они оказывают тепловое действие и применяются с лечебной целью.

Фактор времени: С увеличением времени патогенный эффект возрастает.

№33. Зависимость повреждающего действия электрического тока от путей его прохождения.

Восходящий (анод+ выше катода) постоянный ток опаснее нисходящего, поскольку возбуждение, поступающее из синусового узла, сталкивается с встречной волной электрического тока, что вызывает остановку сердца или фибрилляцию желудочков. При нисходящем токе волна возбуждения, исходящая из синусового узла, усиливается электрическим током, при этом в момент размыкания цепи возможно возникновение фибрилляции сердца. Асинхронное возбуждение мышечных волокон объясняется тем, что после отключения источника электричества исчезающее электромагнитное поле, рассеиваясь в пространстве, будет индуцировать токи различной силы в кардиомиоцитах. В участках сердца, находящихся в центре магнитных линий, будет индуцироваться более сильный ток, а его направление будет таким же, каким оно было в момент размыкания цепи.

№34. Виды и механизмы местного повреждающего действия электрического тока.

Знаки тока, ожоги возникают на местах входа и выхода тока в результате превращения электрической энергии в тепловую (тепло Джоуля-Ленца). Знаки тока появляются на коже, если температура в точке прохождения тока не превышает 120 °С, и представляют собой небольшие образования серовато-белого цвета («пергаментная» кожа), твердой консистенции, окаймленные волнообразным возвышением. В ряде случаев по окружности поврежденной ткани проступает ветвистый рисунок красного цвета, обусловленный параличом кровеносных сосудов.

При температуре в точке прохождения тока свыше 120 °С возникают ожоги : контактные - от выделения тепла при прохождении тока через ткани, оказывающие сопротивление, и термические - при воздействии пламени вольтовой дуги. Последние являются наиболее опасными.

№ 35. Виды и механизмы общего повреждающего действия электрического тока.

Общее действие – электромеханическое, электротермическое и электрохимическое действие. Механизм : возбуждение нервных рецепторов и проводников, скелетной и гладкой мускулатуры, железистых тканей→ возникновение судорог скелетных и гладких мышц→ отрывной переломом и вывихи конечностей, спазмом голосовых связок, остановкой дыхания, АД, непроизвольным мочеиспусканием и дефекацией. Возбуждение нервной системы и органов внутренней секреции приводит к «выбросу» катехоламинов (адреналин, норадреналин).

Электрохимическое действие (электролиз): поляризация клеточных мембран: на одних участках тканей - у А - скапливаются отрицательно заряженные ионы (возникает щелочная реакция, колликвационный некроз), у К скапливаются положительно заряженные ионы (возникает кислая реакция, коагуляционный некроз). Процессы электролиза в кардиомиоцитах вызывают укорочение рефрактерной фазы сердечного цикла, что приводит к нарастающей тахикардии.

Электротермическое – обугливание тканей, жемчужные бусы на костях.

При несмертельной электротравме возникает судорожное сокращение мышц с временной потерей сознания, нарушением сердечной деятельности и (или) дыхания; может наступить клиническая смерть. При своевременном оказании помощи пострадавшие ощущают головокружение, головную боль, тошноту, светобоязнь; могут сохраняться нарушения функций скелетной мускулатуры.

Смерть от остановки дыхания или сердца. Остановка дыхания : 1) поражением дыхательного центра; 2) спазмом позвоночных артерий, снабжающих кровью дыхательный центр; 3) спазмом дыхательной мускулатуры; 4) нарушением проходимости дыхательных путей вследствие ларингоспазма. Остановка сердца : 1) фибрилляции желудочков; 2) спазма коронарных сосудов; 3) поражения сосудодвигательного центра; 4) повышения тонуса блуждающего нерва.

№36. Признаки мнимой смерти и принципы оживление организма при электротравме.

Признаки: потеря сознания, фибрилляция желудочков, поверхностное дыхание.

Принципы терапии: этиотропная, патогенетическая, саногенетическая, симптоматическая.

№37. Перечислить основные виды лучистой энергии, объяснить механизм повреждающего действия инфракрасного излучения.

Виды:

Действие на организм ИК-излучения обусловлено тепловым эффектом. Повышение температуры в результате поглощение инфракрасных лучей тканями вызывает реакции местного (гиперемия, увеличение проницаемости сосудов) и общего характера (интенсификация обмена, терморегуляция). +ожог глаз (катаракта), солнечный удар.

№38. Перечислить основные виды лучистой энергии, объяснить механизм повреждающего действия УФ излучения.

Виды: ионизирующее (электромагнитное – Х и гамма-лучи; корпускулярные – альфа, бета, протоны, нейтроны) и неионизирующее излучение (инфракрасное, УФ, резонансное излучение).

УФ -излучение делится на 3 области: А (длинноволновая 400-320) - загарная – из тирозина образуется меланин; В(средневолновая 320-280 нм) – общестимулирующий эффект – стимуляция обменных и трофических процессов, роста и регенерации, сопротивляемости, образование витамина Д; С(коротковолновая – 280-200 нм) – бактерицидная.

Фотохимический ожог – эритема, волдыри, температуры, головная боль, общее недомогание. Усиливается перекисное окисление липидов (повреждение мембран, распад белков, гибель клетки). Фотоофтальмия – покраснение и отечность конъюнктивы, песок в глазах, жжение, слезотечение, светобоязнь. Возможно обострение хронических процессов. При длительном облучении – рак кожи. +фотосенсибилизаторы, фотоаллергия, солнечный удар.

№ 39. Виды ионизирующего излучения, причины и механизм развития лучевой болезни.

Ионизирующее: электромагнитное – Х и гамма-лучи; корпускулярные – альфа, бета, протоны, нейтроны); источники – внешние и внутренние.

Причина: действие ионизирующего излучения с дозой облучения 1-10 Гр, повреждение ДНК клетки

Условия:

Вид, доза и мощность излучения, проникающая способность, относительная биологическая эффективность

Облучаемая площадь, плотность ионизации, радиочувствительность клеток (наиболее чувствительны – клетки крови, половые, эпителий; наименее – мышцы, нервы и кости)

Длительность облучения

Факторы индивидуальной реактивности

Патогенез: а) первичное действие ионизирующего излучения; б) влияние радиации на клетки; в) действие радиации на целый организм.

Первичное действие проявляется ионизацией, возбуждением атомов и молекул и образованием при этом свободных радикалов – прямое действие радиации, пусковой механизм. Непрямое действие: нарушение структуры ДНК, ферментов, белков свободными радикалами. При окислении ненасыщенных жирных кислот и фенолов первичные радиотоксины, угнетающие синтез нуклеиновых кислот, подавляющие активность различных ферментов, повышающие проницаемость биологических мембран и изменяющие диффузионные процессы в клетке.

Действие ионизирующей радиации на клетки: от временной задержки размножения до их гибели в зависимости от радиочувствительности клетки. Малые дозы вызывают обратимые ингибирование нуклеинового обмена, изменение проницаемости клеточных мембран, возникновение липкости хромосом, образование зерен и глыбок в ядерном веществе, задержка митозов. При больших дозах облучения в клетках наступают летальные изменения - угнетается клеточное дыхание, наблюдается деградация дезоксирибонуклеинового комплекса в ядре.

Действие на организм: местное (лучевые ожоги, некрозы, катаракты) и общим (лучевая болезнь).

Течение лучевых ожогов характеризуется развитием последовательно сменяющихся периодов (ранняя лучевая реакция, скрытое, острое воспаление, восстановление), у больных развиваются лихорадка, высокий лейкоцитоз, тяжелый болевой синдром.

№40. Перечислить периоды костномозговой формы острой лучевой болезни и охарактеризовать картину крови при каждом из них.

По тяжести костномозговая форма (1-10Гр): I - легкой степени (1-2 Гр); II - средней степени (2-4 Гр); III - тяжелой степени (4-6 Гр); IV - крайне тяжелой степени (свыше 6 Гр). Периоды:

Фаза первичной острой реакции: возникает в течение первых минут и часов. Возникают некоторое возбуждение, головная боль, общая слабость. Затем наступают диспепсические расстройства (тошнота, рвота, потеря аппетита), со стороны крови - кратковременный нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом влево, абсолютная лимфоцитопения . Клиника: повышенная возбудимость нервной системы, колебания АД, ритма сердца, усиление секреции катехоламинов. При дозах 8-10 Гр наблюдается развитие шокоподобного состояния с падением артериального давления, кратковременной потерей сознания, повышением температуры тела, развитием поноса. Продолжительность фазы первичной острой реакции 1-3 дня.
Фаза мнимого клинического благополучия : проходят клинически видимые признаки болезни. Длительность от 10-15 дней до 4-5 недель. Кровь: прогрессирует лимфоцитопения на фоне лейкопении, снижается содержание ретикулоцитов и тромбоцитов . В костном мозгу развивается опустошение (аплазия). Могут наблюдаться атрофия гонад, подавление ранних стадий сперматогенеза, атрофические изменения в тонком кишечнике и коже. Неврологическая симптоматика постепенно сглаживается.
Фаза разгара : нарастает слабость, повышается температура тела, появляются кровоточивость и кровоизлияния в кожу, слизистые оболочки, ЖКТ, мозг, сердце и легкие. В результате нарушения обмена веществ и диспепсических расстройств (потеря аппетита и поносы) резко снижается масса тела. Кровь: глубокая лейкопения, тромбоцитопения, выраженная анемия; увеличивается СОЭ; в костном мозгу - картина опустошения с начальными признаками регенерации. Наблюдаются гипопротеинемия, гипоальбуминемия, повышение содержания остаточного азота и снижение уровня хлоридов. Угнетается иммунитет. Продолжительность: от нескольких дней до 2-3 недель. При неоказании помощи возможна смерть.
Фаза восстановления : снижение до нормы температура тела, исчезают геморрагические и диспепсические проявления, со 2-5-го месяца нормализуется функция потовых и сальных желез, возобновляется рост волос. Постепенно происходит восстановление показателей крови в обратном порядке (Э и Гем→ Рет и Тр→ Лим и Лей) и обмена веществ. Продолжительность: от 3-6 месяцев до 1-3 лет, возможен переход в хроническую форму.

Кишечная форма: при облучении в дозах 10-20 Гр, смерть чаще наступает на 7-10-е сутки. Признаки: тошнота, рвота, кровавый понос, повышение температуры тела, могут наблюдаться полная паралитическая непроходимость кишечника и вздутие живота. Развиваются геморрагия и глубокая лейкопения с полным отсутствием лимфоцитов в периферической крови, а также картина сепсиса. Причина смерти: дегидратация организма и необратимый шок.

Токсемическая форма : гемодинамические нарушения в кишечнике и печени, парез сосудов, тахикардия, кровоизлияния, тяжелая интоксикация и отек мозга, олигурия и гиперазотемия. Смерть наступает на 4-7-е сутки.

Церебральная форма: доза выше 80 Гр. Смерть через 1-3 дня, а при действии очень больших доз -

смерть под лучом (также при локальном облучении головы в дозах 100-300 Гр). Признаки: судорожно-паралитический синдром, нарушения крово- и лимфообращения в центральной нервной системе, сосудистого тонуса и терморегуляции, функциональные нарушения пищеварительной и мочевыделительной систем, происходит прогрессивное снижение кровяного давления.

Причина смерти: тяжелые и необратимые нарушения центральной нервной системы, характеризующиеся значительными структурными изменениями, гибелью клеток коры головного мозга и нейронов ядер гипоталамуса.

Хроническая: при длительном облучении организма в малых, но превышающих допустимые дозах.

Начальный период заболевания характеризуется развитием нестойкой лейкопении, признаками вегетативно-сосудистой неустойчивости. Разгар: недостаточность регенерации и изменения в деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем. Восстановление: отчетливое преобладание репаративных процессов в наиболее радиочувствительных тканях.

1 степень: нервно-регуляторные нарушения, нестойкая лейкопения, тромбоцитопения

2 степень: нарушения нервной, ССС, пищеварительной систем. Лейкоцитопения, лимфоцитопения, в костном мозге гипоплазия

3 степень: анемия, атрофические процессы в ЖКТ, инфекционно-септические осложнения, геморрагический синдром, нарушения кровообращения.

Последствия:

Неопухолевые: сокращение продолжительности жизни, гипопластические состояния в кроветворной ткани, слизистых; склеротические процессы (цирроз печени, нефросклероз, атеросклероз, лучевые катаракты), дисгормональные состояния (ожирение, гипофизарная кахексия, несахарное мочеизнурение).
Опухолевые - опухоли и лейкозы

№41. Привести примеры повреждающего действия химических факторов как причины.

патология обмена билирубина →желтуха

Серная кислота →химический ожог

Алкоголизм (этиловый спирт)→цирроз печени

Асбест→асбестоз (пневмокониоз)

№42. Привести примеры повреждающих действий биологических факторов как причины.

Малярийный плазмодий→малярия (гемолиз)

Гемолитический стрептококк→гломерулонефрит

Бледная трепонема→сифилис

Клостридии→ботулизм

№43. Факторы, действующие на организм человека в условиях космического полета, механизм перегрузок, кинетозов, невесомости.

Факторы:

1) ускорения и перегрузки

2) невесомость;

Изменения ритма суток, сенсорная изоляция, замкнутость, шум, вибрация, ионизирующая радиация

Перегрузка - это сила инерции, возникающая при движении с ускорением, действует в направлении, противоположном движению. Отражает во сколько раз при данном ускорении возрастает вес тела по сравнению с весом в условиях обычной земной гравитации. Перегрузки различают по величине и длительности (длительные - более 1 с, ударные - менее 1 с), скорости и характеру нарастания (равномерные, пикообразные). По соотношению вектора к продольной оси тела человека различают перегрузки: перегрузки продольные положительные (в направлении от головы к ногам), продольные отрицательные (от ног к голове), поперечные положительные (грудь-спина), поперечные отрицательные (спина-грудь), боковые положительные (справа налево) и боковые отрицательные (слева направо).

Механизм:

перераспределение массы крови в сосудистом русле: переполнение одних участков, ишемия других, изменяются возврат крови к сердцу и величина сердечного выброса, реализуются рефлексы с барорецепторных зон
нарушение оттока лимфы
смещение органов и мягких тканей.

Легче переносятся поперечные положительные перегрузки (в направлении грудь-спина, 5-8ед). При превышении пределов нарушается функция внешнего дыхания, изменяется кровообращение в сосудах легких, резко учащаются сокращения сердца. При возрастании величины поперечных перегрузок возможны механическое сжатие отдельных участков легких, нарушение кровообращения в малом круге, снижение оксигенации крови. При этом в связи с углублением гипоксии учащение сокращений сердца сменяется замедлением.

При продольных перегрузках (в направлении от головы к ногам 4-5 ед) затрудняется возврат крови к сердцу, уменьшаются кровенаполнение полостей сердца и соответственно сердечный выброс, снижается кровенаполнение сосудов краниальных отделов тела и головного мозга. На снижение артериального давления в сонных артериях реагирует рецепторный аппарат синокаротидных зон. В результате возникает тахикардия, в ряде случаев появляются нарушения ритма сердца. При

превышении предела наблюдаются выраженные аритмии сердца, нарушения зрения в виде пелены, нарушения дыхания, появляются боли в эпигастральной области.

Продольные отрицательные перегрузки (в направлении ноги-голова, 2 ед). В этих случаях происходит переполнение кровью сосудов головы. Повышение артериального давления в области рефлексогенных зон сонных артерий вызывает рефлекторное замедление сокращений сердца. При превышении пределов индивидуальной устойчивости возникают головная боль, расстройства зрения в виде пелены перед глазами, аритмии сердца, нарушается дыхание, возникает предобморочное состояние, а затем происходит потеря сознания.

Невесомость (состояние «нулевой гравитации»). Статическая невесомость: находясь в космосе на большом удалении от Земли, тело не испытывает земного притяжения. Динамическая невесомость возникает в условиях, когда действие силы земного притяжения уравновешивается противоположно направленными центробежными силами. В орбитальном космическом полете тела движутся в основном под влиянием инерционной силы, которая уравновешивается силой притяжения Земли.

Кровообращение: соотношение фильтрации и реабсорбции изменяется. Это проявляется в возрастании абсорбции жидкости на уровне капилляров и венул и является одним из факторов, вызывающих в начале полета возрастание объема циркулирующей крови и обезвоживание тканей определенных регионов организма (преимущественно ног). Высота столба жидкости перестает оказывать влияние на давление и в мелких, и в крупных кровеносных сосудах. В условиях невесомости оно зависит от нагнетательной и присасывающей функций сердца, эластических свойств стенок сосудов и давления окружающих тканей. Отток крови из вен головы в условиях невесомости затруднен. Это вызывает увеличение объема крови в сосудах головы, отечность мягких тканей лица, иногда головную боль.

Сердце: изменяется соотношение нагрузки на левые и правые отделы сердца. В результате изменяются фазы сердечного цикла, биоэлектрическая активность миокарда, диастолическое кровенаполнение полостей сердца, переносимость функциональных проб. В раннем периоде пребывания в невесомости существенное перераспределение крови в сосудистом русле и изменение кровенаполнения полостей сердца воспринимаются афферентными системами организма как информация об увеличении объема циркулирующей крови и вызывают рефлексы, направленные на сброс жидкости.

ВСО: уменьшением секреции антидиуретического гормона и ренина, а затем и альдостерона, а также увеличением почечного кровотока, возрастанием клубочковой фильтрации и снижением канальцевой реабсорбции.

Мышцы: исчезает нагрузка на позвоночник, прекращается давление на межпозвоночные хрящи, становятся ненужными статические усилия антигравитационных мышц, снижается общий тонус скелетной мускулатуры, уменьшаются усилия на перемещение тела и предметов. При отсутствии нагрузки на кости скелета снижается минеральная насыщенность костной ткани, наблюдаются выход кальция из костей и общие потери кальция, возникают генерализованные изменения белкового, фосфорного и кальциевого обмена.

Кинетоз (болезнь движения): Информация от различных структур вестибулярного аппарата рассогласована (в условиях невесомости сохраняется функция полукружных каналов, реагирующих на угловые ускорения при быстрых движениях головы, и выпадает функция отолитов). В ранние сроки полета изменения состояния сенсорных систем могут сопровождаться нарушениями пространственной ориентации, иллюзорными ощущениями перевернутого положения тела, трудностями координации движения.

Иммунологическая реактивность: снижение функциональной активности клеточных популяций, относящихся к Т-системе иммунитета, и в некоторых случаях появляются признаки сенсибилизации к микробным и химическим аллергенам.

Проявления гипокинезии: 1) изменения системной гемодинамики, снижение нагрузки на миокард, детренированность сердечно-сосудистой системы, ухудшение переносимости ортостатических проб; 2) изменения регионарного кровообращения (в бассейнах сонных и вертебральных артерий), что вызвано затруднением венозного оттока из сосудов головы и соответствующими компенсаторными изменениями регуляции сосудистого тонуса; 3) изменения объема циркулирующей крови и уменьшение эритроцитарной массы; 4) изменения водноэлектролитного обмена (потеря калия); 5) изменения состояния центральной нервной системы и вегетативно-сосудистых сдвигов, явления вегетативной дисфункции и астенизации; 6) частичная атрофия мышц и нервно-мышечные нарушения; 7) разбалансированность регуляторных систем.

№44. Какую роль играют социальные факторы в происхождении болезни человека. Примеры.

Социальные факторы играют роль условия, либо роль причины. Особенность социального факторы как причины является его непрямое опосредованное действие. Например, стресс является причиной язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Условие труда →сколиоз, нарушение зрения. Нарушение рациональное питание (недостаток витаминов) приводят к развитию авитаминозов. Условие: недостаток вит. С→снижение иммунитете→ условие для развития простудных заболеваний. Несоблюдение режима труд/отдых.

№45. Определения общий патогенез, причинно-следственные связи, начальное звено, главное звено.

Общий патогенез – общие механизмы возникновения болезни, пат. процессов, реакций и состояний. Складывается из механизмов повреждения и механизмов защиты. Свойства: начальное звено, ведущее звено, порочный круг, причинно-следственная связь, местное и общее, специфическое и неспецифическое.

Начальное звено – первичное повреждение организма при действии повреждающего фактора. Например, нач. звено горной болезни – снижение парциального давления во вдыхаемом воздухе и верхних дыхательных путях; кровопотере – разрыв сосуда; повреждение клетки – действие гемолитического яда.

Главное звено – механизм, которые определяет развитие последующих механизмов повреждения. Например, горная болезнь – гипоксия; острая кровопотеря – гиповолемия;

Причинно-следственная связь – каждый предыдущий фактор является причиной последующего (триада Вирхова) : первичные пирогенны →вторичный пирогены→действуют на гипоталамус →лихорадка

Порочный круг: последующий фактор усиливает действие предыдущего. Гиповолемия→включение симпато-адреналовой системы→спазм периферических сосудов и централизация кровообращения →нарушение венозного возврата →сердечная недостаточность → ← артериальная гипотензия и гипоксемия

Местное и общее : фурункул/фурункулез, ожог/ожоговая болезнь; обморожение/гипотермия, воспаление/воспалительная реакция

Специфическое и неспецифическое (типовые нарушения)

№46. Определение саногенез, его роль в патогенезе и исходе.

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

№47. Определение «повреждение клетки», причины повреждения, классификация.

Клетка – структурная саморегулирующаяся и самовоспроизводящаяся система. Повреждение клетки – это генетически детерминированные или приобретённые изменения метаболизма, физико-химических параметров, конформации макромолекул, структуры клетки, ведущие к нарушению её функций и жизнедеятельности.

Причины повреждения клетки могут быть

1. По происхождению:

а) экзогенные и эндогенные;

б) наследственные и приобретённые;

в) инфекционные и неинфекционные;

2. По характеру:

Физические

Химические

Механические

Биологические

Социальные

3. В зависимости от действия повреждающего фактора

Прямое повреждающее воздействие;

Опосредованное (через нервную систему, изменения кровоснабжения клетки, биологически активные вещества, отклонения рН среды)

Физический фактор:

Высокая температура (45-46˚С и выше вызывает повреждение мембраны клетки, денатурация белка);
Низкая температура (температура биологического нуля – 24-25˚С блокирует все жизненно важные процессы в клетке; а т.ж. кристаллизация воды в клетке приводит к механическому повреждению структуры клетки); набухание и разрыв
Ионизирующее излучение (прямое воздействие на нуклеиновые кислоты и белки, вызывают радиолиз воды с образованием активных радикалов, с другой стороны активируют перекисное окисление липидов и образование вторичных радиотоксинов, которые нарушают целостность мембран клетки и её органелл)
Электрохимическое действие – коагуляционный и колликвационный некроз

Биологический фактор

Онкогенные вирусы интегрируются с ДНК соматической кл-ки, нарушая генетический код
Малярийный плазмодий, проникая в клетку (эритроцит) и размножаясь там, нарушает целостность клетки и её функцию
Микроорганизмы образуют экзо и эндотоксины
При аллергии и аутоаллергии повреждение мембран кл-ки, вызываемое иммунным комплексом - повышение проницаемости, цитолиз кл-ки
Стрептококк→повреждение клубочков почки

Механический фактор

Укол, разрез, удар – вызывает повреждение мембран клетки, внутриклеточных органелл
Если сила незначительная, то нарушение начинается с повышения проницаемости мембраны клетки с последующими расстройствами водно-электролитного баланса, энергетического обмена

Социальный фактор: стресс опосредованно ч/з НС – активация симпато-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы → выброс адреналина→изменение кровотока → язвы в желудке

Химический фактор:

Кислоты, щелочки, соли →некроз
Канцерогены →нарушение генома
Ферменты при панкреатите → лизис белков
Цианистый калий → ингибирование цитохромоксидазы и нарушение тканевого дыхания

№48. Специфические механизмы повреждения клетки.

Зависит от: вида повреждающего фактора, вида клеток, из которого состоит орган (система), структурной единицы, на которую действует повреждающий фактор. Например, цианистый калий действует на клетки нервной системы, ингибирует цитохромоксидазу и тканевое дыхание (влияет на ферментные структуры).

Фенилгидразин вызывает гемолитическую анемию (действует на клетки крови), усиление свободнорадикального окисления (нарушение мембранного аппарата и дисбаланс ионов и воды)

№49. Неспецифические механизмы повреждения.

Расстройства энергетического обеспечения клетки.

Снижение транспорта О2 и субстратов окисления через цитолемму;

Нарушение депонирования субстратов окисления и их мобилизации;

Уменьшение процессов окисления;

Разобщение окислительного фосфорилирования и свободного окисления;

Нарушение транспорта макроэргов;

Снижение утилизации макроэргов.