Кафедра патологической физиологии ПГМА им академика Е А

Кафедра патологической физиологии ПГМА им. академика Е. А. Вагнера Особенности регуляции жизнедеятельности организма при патологии. Реактивность. Адаптация. Резистентность.

Схема реализации механизмов, регулирующих жизнедеятельность (ж/д) организма Взаимосвязь, взаимозависимость мембранных, клеточных и системных структур (У. Кеннон) Механизмы, регулирующие ж/д организма Механизм Нервной регуляции Гомеостаз Механизм гуморальной регуляции «Портрет живой клетки» Биоэлектрический потенциал – потенциал покоя Биоэлектрический импульс – Потенциал действия Гормоны, ферменты, медиаторы, мессенджеры

Понятие об аварийной регуляции функций организма при патологии Аварийная регуляция функций организма при патологии – § изменение интенсивности работы органов для достижения оптимального результата жизнедеятельности организма при патологии § в соответствии с его потребностями в изменившихся условиях существования, с целью формирования адаптации к действующему повреждению

Аварийное регулирование (АР), понятие Аварийное регулирование – § способ регуляции жизнедеятельности организма при патологии, § позволяющий сохранить жизнь ценой приспособляемости к изменяющимся к условиям его существования

Особенности регуляции жизнедеятельности организма при патологии Нарушение гомеостаза Аварийное регулирование Первичное действие повреждения на организм Реакция нервной эндокринной и иммунной систем Изменение структуры, функций, метаболизма Аварийная адаптация к повреждению

Схема регуляции жизнедеятельности организма при патологии ЗС Выход показателей ж/д за границы г/ст норм ГНЖ АР П АД, ЧСС, ЧД, p. H, t и т. д. П Выход показателей ж/д за границы г/ст норм ГНЖ ЗС ГР - Зона гомеостатической регуляции П - Повреждение АР - Зона аварийного регулирования ГНЖ - Границы несовместимые с жизнью ЗС - Зона смерти ГР АР

Характеристика аварийного регулирования Спасает организм от гибели в условиях патологии Идет предельная трата всех ресурсов быстрое истощение Показатели смещаются к границам несовместимыми с жизнью Может возникнуть вторичное повреждение Включение регуляторных систем, процессов нейтрализации Реакции со стороны активированной соединительной ткани Изменение структуры, функций, метаболизма новая структурная адаптация

Принципы, типы, механизмы регуляции функций организма при патологии § Принцип: единство во взаимодействии 4 -х регуляторных механизмов. § Типы регуляторных механизмов: 1) Нервный механизм регуляции; 2) Гуморальный механизм регуляции; 3) Иммунный механизм регуляции; 4) Миогенный тип регуляция

Роль нервной регуляции (НР) в патогенезе различных форм патологии Обеспечивается совокупностью анализаторов, интегрирующих все функции организма и его связь с внешней средой Пусковое и регулирующее влияние на возникающие реакции организма НР Модулирующее влияние на интенсивность ж/деятельности через: электрогенное, трофическое, сосудодвигательное действие

Роль гуморальной регуляции в патогенезе различных форм патологии Гуморальная регуляция определяется действием и активностью БАВ – гуморальных регуляторов ж/деятельности. Выделяют: 1) Гормоны – БАВ, вырабатываемые эндокринными железами или специализированными клетками различных органов, выбрасываемые в кровь; 2) Медиаторы – БАВ, выбрасываемые нерв. окончаниями в син. щель → интерстиций → кровеносное русло; 3) Метаболитов – БАВ, образующиеся в процессе обмена веществ в результате биохимических реакций

Роль гуморальной регуляции (ГР) в патогенезе различных форм патологии Пусковое, регулирующее и поддерживающее влияние гормонов на возникающие реакции организма ГР Модулирующее влияние Г-нов на интенсивность биохимических процессов Пермиссивное влияние – способность одного Г-на обеспечить реализацию эффекта другого Морфогенетическое влияние Г-нов на фенотипические проявления генотипа (рост, физ. , половое развитие)

Классификация гормонов (Г-ны) Гормоны, вырабатываемые неспециализированными клетками – тканевые гормоны О Р Г А Н И З М Гормоны, вырабатываемые специализированными клетками APUD-системы Гормоны, выбрасываемые в син. щель – нейрогормоны Гормоны, выбрасываемые в кровь эндокринными железами

Роль иммунной регуляции (ИР) в патогенезе различных форм патологии Сохранение антигенного гомеостаза ИР Сохранение клеточномолекулярной однотипности

Роль миогенной регуляции (МР) в патогенезе различных форм патологии МР Предварительное умеренное растяжение скелетных или сердечной мышц ↑ силу их сокращений При растяжении полого органа → тонус гладких мышц сначала ↑ → затем возвращается к исходному уровню Регуляция тонуса сосудов и наполнение полых внутренних органов Регуляция гидростатического давления в полых органах и сосудах

Особенности нервного и гуморального механизмов регуляции функций организма Гуморальная регуляция Нервная регуляция § Запуск и регуляция реакций при экзо- и эндогенных изменениях § Связь через биоэлектрический импульс – ПД (нервн. импульс) § Нервный импульс чаще оказывает точное локальное влияние на орган или группу его клеток, реже – может оказывать и генерализное действие § Скорость распространения нервного импульса до 160 м/с § Не может длительно удерживать необходимый – «хвост» нерв. возбуждения § Регуляция и поддержание реакций при эндогенных изменениях § Связь через образующиеся БАВ (химические в-ва) § При попадании в кровь БАВ часто оказывают системный - генерализованный характер, но может быть и «адресное» их влияние § Скорость распространения БАВ от 0, 30 – 0, 50 мм/с до 0, 25 м/с § Может длительно удерживать необходимый

Формы участия нервной системы в патогенезе заболеваний и патологических процессов • Возбуждение Генерализованное Локализованное Регулирующее Запредельное • Торможение • Трофическая функция Выделение нейропептидов стимуляция обменных процессов «Партитура оркестра» • Адекватные кортико висцеральные отношения

Формы участия нервной системы в патогенезе заболеваний и патологических процессов Возбудимость – это способность клеточных мембран отвечать на действие раздражителей специфическими изменениями ионной проводимости и мембранного потенциала. Возбуждение – электрохимический процесс, идущий исключительно на цитоплазматической мембране нервной клетки, характеризующийся изменениями ее электрического потенциала, что запускает специфическую для каждой ткани функцию.

Роль возбуждения в патогенезе заболеваний и патологических процессов Возбуждение Генерализованное (диффузное) Начальное регулирующее защитное Локализованное Физиолог. доминанта ЗП доминанта Патологич. доминанта, детерминанта

Формы участия нервной системы в патогенезе заболеваний и патологических процессов Торможение – § Возникает как следствие возбуждения; § активный нервный процесс, результатом которого является прекращение или ослабление возбуждения; § выполняет охранительную роль, при отсутствии торможения происходит истощение медиаторов в аксонах нейронов и прекращение деятельности ЦНС

Роль торможения в патогенезе заболеваний и патологических процессов Регулирующее (активное) торможение – регулируется центр. механизмами Запредельное торможение

Роль торможения в патогенезе заболеваний и патологических процессов Регулирующее активное торможение (РАТ) Запредельное Торможение (ЗТ) РАТ – торможение в нервных центрах, не участвующих в защитной деятельности ЗТ – торможение в нервных центрах, участвующих в защитной деятельности Предохраняет НС от перевозбуждения и гибели Приводит к вторичному повреждению, угнетает деятельность ж/важных функций к Нарушен адекватный ответ на раздражители, фазность явлений Сохранен адекватный ответ на раздражители

Формирование реактивности – сочетанное усложнение кардинальных характеристик живых существ Реактивность – форма связи и взаимодействия организма с внешней средой Реакция Чувствительность Раздражимость Возбудимость Реактивность Резистентность – важнейший качественный показатель совершенства реактивности

Формирование реактивности – сочетанное усложнение кардинальных характеристик живых существ Реакция – ответ организма на какое-либо воздействие Чувствительность – способность воспринимать и определять характер воздействующего агента Раздражимость – ответ организма в виде генерализованной, малодифференцированной реакции Возбудимость – это способность клеточных мембран отвечать на действие адекватных раздражителей специфическими изменениями ионной проводимости и мембранного потенциала. Резистентность – устойчивость организма к действию факторов среды

Реактивность (R) организма, понятие Реактивность – свойство организма, § обладающего нервной системой дифференцированно (количественно и качественно) должным образом реагировать изменениями жизнедеятельности на воздействие любых альтерирующих (повреждающих) факторов, § в ходе чего формируется приспособление (адаптация) организма к меняющимся условиям существования. § Видовые особенности реактивности человека обусловлены наличием у него второй сигнальной системы и влиянием социальной среды

На формирование реактивности организма влияет Эволюция цивилизации Мышление Конституциональная детерминация Реактивность человека Социальная ориентированность Сознание Накопленный личный «жизненный опыт»

Классификация реактивности I По биологическим свойствам организма 1) Видовая (биологическая) 2) Групповая 3) Индивидуальная II По биологической значимости ответа индивидуальная реактивность может быть 1) Физиологической 2) Патологической III По степени специфичности возникающего ответа 1) Специфическая 2) Неспецифическая IV По природе, воздействующего на организм агента 1) Неиммуногенная 2) Иммуногенная V По выраженности реакций организма на воздействие 1) Нормергическую 2) Гиперергическую 3) Гипергическую

I. Видовая реактивность формируется в результате: Изменчивости (в связи с мутациями) Наследственного закрепления кардинальных свойств вида Естественного отбора Видовая реактивность детерминируется видовыми признаками, свойственными особям одного вида

II. Понятие и виды групповой реактивности Групповая реактивность свойственна группе особей вида, объединяемой по какому-либо признаку. Конституциональному Возрастному Половому Климатическому Географическому Расовому и др.

Конституциональная реактивность – Относительно стабильные морфофункциональные, психические особенности организма, определяемые: 1) Наследственностью 2) Изменчивостью 3) Длительным влиянием факторов внешней среды

III. Понятие, механизмы, и виды индивидуальной реактивности (ИР) ИR – реактивность, свойственная конкретному человеку Адекватный (нормергический) ответ По характеру По интенсивности - Конституциональными особенностями - Инд. Изменчивостью - «Жизненным опытом» Неадекватный ответ (и/или) По характеру По интенсивности Адаптация К альтерирующим факторам Восстановление гомеостаза , адаптационных возможностей Изменения в гомеостазе Физиологическая реактивность Патологическая реактивность

Классификация реактивности (R) по специфичности ответа и природе, воздействующего на организм агента Специфическая • Развитие иммунного ответа на антигенное воздействие → Формирование Т- и В-типа адаптивного иммунитета R Неспецифическая • Активация факторов врожденного иммунитета (напр. : активация ФАЛ) R Иммуногенная • Изменения ж/д организма, вызванные действием антигена R Неиммуногенная • Изменения ж/д организма, вызванные факторами неантигенного характера R

Механизмы реактивности организма определяют 5 уровней регуляции: § 1 -й уровень – нервный, связанный с деятельностью центральной и периферической Н. С. ) § 2 -й уровень – гормональный, связанный с эндокринным, паракринным и аутокринным типами секреции § 3 -й уровень – иммунный, обеспечиваемый факторами врожденного приобретенного иммунитета § 4 - й уровень – соединительнотканный, обеспечивающий функциональную взаимосвязь различных тканевых структур во всех органах § 5 - й уровень – метаболитов, отражающий скорость обменных процессов Первые 3 уровня объединяются в понятие СПРОЗО – система первичного реагирования, оповещения и защиты организма

Механизмы формирования и проявления физиологической и патологической реактивности Физиологическая реактивность Патологическая реактивность Сущность Способность организма реагировать на воздействие различных агентов с восстановлением или сохранением гомеостаза и его адаптационных возможностей Неадекватное реагирование организма с нарушением гомеостаза, срывом его адаптационных механизмов, влекущих образование порочных кругов и запуск процессов саморазрушающих организм Проявления физиологические, защитноприспособительные, адаптивные реакции (нормергическое реагирование) Патологические реакции: гипергические, гиперергические, дизергические, анергические; различные формы патологии Характеристика

1 -й уровень Нервная регуляция 2 -й уровень Гормональная регуляция 3 -й уровень Иммунная регуляция • Начальное регулирующее (защитное) возбуждение, физиологическая доминанта, защитно-приспособительная доминанта; • регулирующее центральное торможение (активное, пассивное) • адекватные кортиковисцеральные взаимоотношения • высокая трофическая функция • Патологическая доминанта, патологическая детерминанта • запредельное торможение Адекватное гормональное обеспечение в норме и при изменении условий существования организма Изменение гормонального обеспечения (избыток или недостаток гормонов) с нарушением механизмов срочной и долговременной адаптации Оптимальное функционирование системы ИБН (подсистемы врожденного и приобретенного иммунитета) • нарушения кортиковисцеральных взаимоотношений • нарушение трофической функции Нарушение функционирования системы ИБН

Механизмы формирования и проявления физиологической и патологической реактивности Характеристика 4 -й уровень Соединительнотканный 5 -й уровень Метаболитов Физиологическая реактивность Патологическая реактивность Обеспечение структурного и функционального гомеостаза различных по происхождению тканей Нарушение коррелятивных взаимодействий тканей с нарушением их структуры и функций Адекватное количество метаболитов Нарушение обмена веществ (избыток или недостаток метаболитов)

Адаптация, понятие Адаптация (приспособление) – изменение структуры и метаболизма, соответствующее оптимальному функционированию организма при действии тех или иных альтерирующих факторов

Характеристика Механизмы Адаптация Генотипическая Фенотипическая (биологическая) (индивидуальная) Формируется на основе: 1. Наследственной Взаимодействия изменчивости организма с 2. Мутаций окружающей средой 3. Естественного отбора Генетическая детерминированность признаков Закрепляются по наследству Приобретенные в процессе жизни изменения не передаются по наследству, но «наслаиваются» на наследственные признаки Достижения Популяция людей, современные виды животных, растений Индивидуальный облик человека – фенотипические проявления его генотипа

Ф. З. Меерсон (1926 – 2010). Автор учения об адаптации. § Руководитель лаборатории (1963 -1993 гг. ) патофизиологии сердца в НИИ общей патологии и патологической физиологии АМН СССР.

Стадии и механизмы фенотипической адаптации (по Ф. З. Меерсону) 1 стадия: Аварийная (срочная) адаптация – возникает вслед за действием раздражителя и протекает на пределе функциональных резервов организма. Механизмы Фактор среды → Изменение гомеостаза → Активация высших центров регуляции → Активация САС → ↑ концентрации КА → Усиление гемодинамики, метаболизма → гиперфункция готового резерва с максимальным потреблением энергетических и пластических ресурсов организма → дефицит АТФ → явления функциональной недостаточности органов или тканей, ответственных за адаптацию.

2 стадия: Переход от срочной к долговременной адаптация – на фоне гормональной перестройки (стресс – синдрома) через активацию внутриклеточных регуляторных механизмов формируется системный структурный след (основа долговременной адаптации). Механизмы Активация адренергической и ГГН систем → высокие концентрации КА, АКТГ, ГК → прямое влияние на метаболизм с ↑ функциональной активности системы, обеспечивающей адаптацию → активация генетического аппарата клеток → стимуляция синтеза НК и белков → ↑ числа митохондрий, полисом → ↑ массы клеток (гипертрофия) – структурный след при адаптации

3 стадия: Сформировавшаяся долговременная адаптация Механизмы Наличие структурного следа → долговременная оптимизация функциональной мощности системы, обеспечивающей адаптацию → оптимальная скорость транскрипции РНК и синтеза белка → обновление увеличенной массы клеточных структур (гиперплазия) → отсутствие стресс - синдрома → приспособление к альтерирующему фактору

4 стадия: Истощение (изнашивание) долговременной адаптации и функциональной недостаточности (не является обязательной) Механизмы Чрезмерно напряженная и длительная адаптация → чрезмерная гипертрофия клеток → изменение функций генетического аппарата клеток → ↓ скорости синтеза НК и белков → нарушение обновления клеточных структур → гибель некоторых клеток и замещение их рубцовой тканью → функциональная недостаточность системы, обеспечивающей адаптацию

Механизмы «стирания» структурного следа Исчезновение воздействия на организм альтерирующих факторов → изменение нейроэндокринной регуляции → прекращение усиленной функции гипертрофированных клеток → накопление неизрасходованной АТФ → включение механизмов обратной связи → генетический аппарат клетки перепрограммирует синтез РНК и белка на более низкий уровень, недостаточный для обновления внутриклеточных структур → постепенная ликвидация гипертрофии → исчезновение структурного след

Классификация резистентности (r) § I Виды: 1. Пассивная; 2. Активная § II По происхождению: 1. Первичная; 2. Вторичная § III По степени специфичности: 1. Специфическая; 2. Неспецифическая § IV По заинтересованности организма: 1. Общая; 2. Местная

Диалектическое взаимодействие реактивности и резистентности Сочетание: 1) высокая реактивность – высокая резистентность (↑ R – ↑ r) 2) высокая реактивность – низкая резистентность (↑ R – ↓ r) 3) низкая реактивность – высокая резистентность (↓ R – ↑ r) 4) низкая реактивность – низкая резистентность (↓ R – ↓ r)