Материал: 03. ПФ альтерации

Методическая разработка практического занятия для студентов (кафедра патофизиологии)

Тема занятия: Патофизиология повреждения.

Цель занятия: Изучить особенности повреждения при действии различных экстремальных факторов, его виды и механизмы.

Вопросы к занятию:

1.Определение понятия "повреждение". Классификация и уровни повреждения. 2.Патофизиологические показатели повреждения клетки и субклеточных структур.

3.Основные механизмы повреждения клетки.

4.Специфичность и механизмы повреждающего действия на организм механических и химических факторов.

5.Специфичность и механизмы повреждающего действия на организм высоких и низких температур.

6. Специфичность и механизмы повреждающего действия на организм повышенного барометрического давления.

7. Специфичность и механизмы повреждающего действия на организм пониженного атмосферного давления.

8.Специфичность и механизмы повреждающего действия на организм лучевой энергии.

9.Местное и общее повреждающее действие электрического тока. Чем обусловлена остановка дыхания и действительности сердца при электротравме.

Теоретическая часть Патофизиология повреждения

Патофизиология повреждения (механизмы повреждения). Болезнь - это жизнь поврежденного организма. В основе любой патологии лежит повреждение и реакция на это повреждение. Повреждением (alteratio - изменение) называется нарушение гомеостаза, вызванное действием этиологического фактора в определенных условиях. Это может быть нарушение морфологического гомеостаза, то есть нарушение анатомической целостности тканей и органов, повлекшее за собой нарушение их функции, нарушение биохимического гомеостаза - патологические отклонения содержания в организме различных веществ в виде избытка или недостатка (гипергликемия → диабет → диабетическая кома; гипогликемия → гипогликемическая кома). Нарушение функционального гомеостаза - это патологические отклонения функций различных органов и систем в виде повышения или понижения.

Виды повреждения, классификация повреждений:

I) во времени :

1. первичное, вызванное непосредственным действием этиологического фактора: ожог, кислоты, щелочи, электрический ток, микробы - определяют специфику повреждения,

2. вторичное - как следствие избыточной или извращенной, неадекватной реакции на первичное повреждение.

II) специфическое и неспецифическое .

III) по характеру процесса: острое и хроническое.

IV) по степени выраженности: обратимое - некробиоз и паранекроз и необратимое - некроз.

V) по исходу: полное или неполное восстановление и гибель.

Острое повреждение - результат мгновенных изменений гомеостаза при действии мощных повреждающих факторов (остро развивающая ишемия клетки): а) резкое снижение макроэргов, б) нарушение перекисного окисления липидов, в) снижение мембранного потенциала и гибель клетки.

Хроническое повреждение - медленно развивающаяся ишемия клетки проявляется: 1)накоплением липидов в результате снижения их перекисного окисления; 2) отложением пигментов (например пигмента старения клетки липофусцина, который постепенно накапливается и определяет продолжительность жизни клеток.

Острое набухание клетки обратимо, когда при прекращении ишемии исчезают признаки набухания. Необратимое острое набухание сопровождается снижением макроэргов пуриновых оснований и приводит к гибели клетки из-за неспособности продолжать жизнь. Смерть сопровождается некрозом клетки, необратимыми изменениями клеточных структур в результате аутолиза белков, углеводов, липидов ферментами лизосом - гидролазами. Смерть - гибель клетки, может наступить и без некроза под действием таких фиксаторов, как формальдегид, глютаровый альдегид, которые быстро разрушают ферменты тканей и препятствуют некрозу.

Повреждение клеточных мембран. Клеточная мембрана - это слой фосфолипидов, в которые встроены белковые молекулы и липопротеиды. Белковые молекулы выполняют 3 функции:

1) ферментативную, 2) насосную или транспортную, 3) рецепторную.

Упаковка этих структур осуществляется за счет гидрофобных связей. При повреждении этих структур страдают прежде всего белковые молекулы, нарушается их способность поддерживать гидрофобный гомеостаз клетки. Нарушается:

1) ферментативная активность,

2) проницаемость (мембрана неповрежденной клетки не пропускает коллоидные краски),

3) электропроводимость и

4) заряд.

Все это ведет к нарушению ионного гомеостаза, в клетке накапливаются ионы натрия, вне клетки K⁺, Ca²⁺, возникает угроза лизиса клетки, выход воды при травме тканей, отек тканей мозга. За сутки 3-4 л жидкости превращается в лимфу.

Патофизиологические показатели повреждения клеток и субклеточных структур:

1) общий показатель - нарушение неравновесного состояния клетки с окружающей ее средой: состав и энергетика клетки не соответствуют окружающей среде - выше энергетика, иной ионный состав, воды в 10 раз больше, K⁺ в 20-30 раз, глюкозы в 10 раз больше, чем в окружающей среде, зато Na⁺ в клетке меньше в 10-20 раз.

2) поврежденная клетка утрачивает свою неравновесность и приближается к показателям окружающей среды, а мертвая клетка имеет точно такой же состав за счет простой диффузии. Равновесие организма с внешней средой и обеспечивается этой неравновесностью клетки по отношению к окружающей среде. Потеря неравновесности в следствие повреждения ведет к утрате клеткой K⁺, воды, глюкозы, энтропического потенциала, рассеиванию энергии во внешнюю среду (энтропия - выравнивание энергетического потенциала).

Повреждение на уровне клетки может быть специфическим. Эта специфичность определяется этиологическим фактором. Например, для механического повреждения таким специфическим нарушением будет нарушение целости структуры ткани, клеток, межклеточных образований: сдавление, размозжение, ушиб, растяжение, разрыв, перелом, ранение. Для термического повреждения специфическим его выражением будет коагуляция и денатурация белково-липоидных структур клеток.

Неспецифические проявления альтерации:

1) ацидоз,

2) повышение осмотического давления в клетке,

3) накопление воды в свободном состоянии - вакуолизация,

4) изменение коллоидного состава протоплазмы.

Дистрофические изменения: белковая дистрофия, мутное набухание, зернистое перерождение, жировая декомпозиция, инфильтрация, разрушение ядра: кариолизис - растворение, кариорексис - распад, кариопикноз - сморщивание. Развивается некробиоз, некроз, повреждение клеточных структур, вакуолизация цитоплазмы, потеря распознаваемости органелл, разрыв гистоплазматических мембран.

Переходным компонентом от клеточного уровня повреждения является повреждение функционального элемента органа. В состав функционального элемента органа входит:

1. паренхиматозная клетка, обеспечивающая специфику данного органа: в печени - гепатоцит, в нервной системе - нейрон, в мышце - мышечное волокно, в железах - железистая клетка, в почках - нефрон.

2. соединительно-тканные компоненты: фибробласты и фиброциты, гиалиновые и коллагеновые волокна - соединительно-тканный остов, выполняющий роль опорного аппарата.

3. нервные образования:

а) рецепторы - чувствительные нервные окончания начало афферентной части рефлекторной дуги;

б) эффекторные нервные окончания, регулирующие различные функции: сокращение мышц, отделение слюны, слез, желудочного сока;

4. микроциркуляторное русло и

5. лимфатические капилляры.

Микроциркуляция - это кровообращение на участке: 1) артериол, 2) прекапилляров, 3) капилляров, 4) посткапилляров, 5) венул. Прекапилляры заканчиваются прекапиллярным сфинктером, при сокращении которого кровь, минуя капилляры, сбрасывается в венулы по артерио-венозным шунтам. Возникает патологическое депонирование крови, стаз в капиллярах, гипоксия.

Система микроциркуляции обеспечивает функциональный элемент органа кислородом и питательными веществами и удаляет углекислый газ и продукты обмена веществ, обеспечивает движение биологически активных веществ и медиаторов (катехоламинов, биогенных аминов, гормонов, кининов, простагландинов, метаболитов и параметаболитов, ионов, ферментов и других элементов), определяющих состояние гомеостаза.

Практическая часть Патофизиология повреждения

Опыт № 1. Действие концентрированных кислот и щелочей на раствор белка в пробирке.

В три пробирки вносят по 1 мл яичного белка. В опытные пробирки добавляют по 5 капель концентрированных кислоты и щелочи. Оценивают характер изменений белка в сравнении с контролем.

ВЫВОДЫ. Оба химических агента вызывают денатурацию белка - один из универсальных механизмов повреждения. Повреждение белковых структур протекает по типу колликвации или коагуляции.

Опыт 2. Местное действие переменного тока.

Цель опыта: Изучить особенности местного повреждающего действия пере­менного тока.

Методика: Лягушку фиксируют на дощечке животом вверх. Прикладывают 2 изолированных игольчатых электрода к коже живота лягушки на расстоя­нии 1 см, подключают ток от городской сети на 3-5 сек. Изучают характер поврежденных тканей.

Опыт 3. Местное и общее действие постоянного тока.

Цель опыта: Показать особенности повреждающего действия на ткани постоянного тока и возможность образования в тканях токсических продуктов распада.

Методика: Лягушку фиксируют животом вверх, вскрывают грудную полость, обнажают сердце. На одну из задних конечностей накладывают лигатуру в области верней трети бедра. В эту лапку ниже лигатуры вводят игольчатые электроды: один в бедро, другой - в икроножную мышцу голени. Пропускают через электроды постоянный электрический ток от импульсатора в течение 10 минут, наблюдают за местными изменениями в тканях (обратить внимание на выделение газов в месте приложения электродов). После окончания пропускания электрического тока лигатуру снимают, а наблюдения ведут еще 15 минут. Об общем действии электрического тока на организм судят по изменению частоты сердечных сокращений, для чего подсчитывают число сердцебиений перед пропусканием электрического тока, а затем через каждые 5 минут.

Результаты заносят в таблицу, делают выводы.

Опыт 4. Действие электрического тока на сердце лягушки.

Цель опыта: Пронаблюдать особенности повреждающего действия электри­ческого тока при прохождении его через сердце.

Методика: Лягушку закрепить на дощечке животом вверх, вскрыть брюш­ную полость и обнажить сердце. Игольчатые электроды ввести в передние конечности, пропускать электрический ток от городской сети. Наблюдать за сокращениями сердца, отметить возникновение стойкой фибрилляции миокарда. Объяснить механизм возникновения фибрилляции.

Опыт 5. Действие электрического тока на центральную нервную систему лягушки.

Цель опыта: Изучить динамику изменения рефлекторной деятельности спинного мозга после пропускания через него переменного электрического тока.

Методика: У лягушки определяют время рефлекса по Тюрку на 0,25 % и 1 % раствор серной кислоты. Затем через спинной мозг лягушки пропус­кают сетевой ток в течение 3 - 5 секунд. Время рефлекса определяют непосредственно сразу после травмы, а затем через каждые 5 минут в течение 25 минут.

Основная литература: