ГЛАВА 01. ПРОЦЕССЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАЗВИТИЕ ПАТОЛОГИИ

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД В ИССЛЕДОВАНИЯХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

Основополагающим принципом изучения всех проявлений жизнедеятельности в норме и условиях патологии является системный подход (от греч. systema - целое, составленное из частей, соединение) к проблеме. Он заключается в исследовании любого объекта как единого образования, сформированного упорядоченным взаимодействием его составных частей. Системным мышлением называют осмысление любого феномена в контексте более обширного целого, поэтому такой подход имеет фундаментальное значение для формирования клинического мышления, диагностики, лечения и профилактики заболеваний.

По мере развития науки трактовка понятия "система" неоднократно менялась. До начала ХХ в. в естественных науках, особенно в физике, доминировал механистичный подход, предполагавший детерминированность любой системы свойствами её материальных компонентов; при этом внутрисистемные взаимодействия, в том числе и информационные, представлялись заведомо вторичными и не имеющими существенного значения. Допускалась даже возможность точной оценки состояния всей Вселенной в любой момент времени на основе одномоментного измерения импульса и координат составляющих её частиц (полная гиббсовская теория). Подобные представления концентрировали внимание исследователей на всё более мелких частях систем (молекулах, атомах, элементарных частицах) и на определённом этапе сыграли прогрессивную роль не только в физике и химии, но также в биологии, физиологии и медицине, стимулировав изучение морфологических и биохимических основ жизнедеятельности.

Современную трактовку системный подход получил благодаря успехам теории информации и кибернетики - науки об управлении, связи и переработке информации в живых организмах и машинах. Стало общепринятым, что изучение даже простых систем нельзя сводить к анализу свойств их составных частей. Напротив, процесс изучения должен базироваться на сведениях о деятельности системы в целом, без чего невозможно как первичное выявление соответствующих компонентов, так и все последующие этапы исследования (устройство зрительной системы можно понять только на основе её функционирования как целостного образования). Благодаря работам Н. Винера, К. Шеннона, Л. Берталанфи, И. Пригожина, П.К. Анохина, Г.Н. Крыжановского и других учёных под системой стали понимать целостное образование, наиболее существенные признаки которого формируются упорядоченным взаимодействием его частей. Иными словами, система представляет собой не просто сумму отдельных компонентов - дополнительным и решающим критерием оказываются организующие взаимодействия. Отметим, что многие биологи (Ж. Ламарк, Ч. Дарвин и др.), существенно повлиявшие на развитие медицины, рассматривали живые организмы (включая входящие в их состав ткани и органы), популяции и среду обитания с позиций интегрированного целого, по существу предвосхищая современные воззрения. С ними консолидировались отдельные патоморфологи, осознававшие значение управляющих связей (Р. Вирхов).

В медицине критериями системы являются функция и её морфологическое обеспечение. Вместе с тем, факторы внешней и внутренней среды влияют на любую функцию через предшествующее воздействие на структуры, осуществляющие эту функцию (Д.C. Саркисов), поэтому морфологические изменения всегда оказываются первичными, а функциональные - вторичными. Однако любая система - это динамическое, самоорганизующееся, саморегулирующееся образование, все компоненты которого взаимодействуют достижению определённого результата (К.В. Судаков). Поэтому более универсальным является "функциональный" подход, основанный на оценке результата системной деятельности.

Ключевые критерии систем определяют соответствующую терминологию и классификации. Первичное и доминирующее значение морфологических аспектов отражают такие анатомические по своей сути термины, как нервная, сердечно-сосудистая, мышечная и другие системы. Однако многие из них формируются из динамичной мобилизации структур в масштабе всего организма, причём их деятельность и конечный результат не определяются исключительным влиянием какой-либо структуры анатомического типа. Например, в реализации локомоторной функции участвуют одновременно нервная, лёгочная, миокардиальная, костная, мышечная и другие ткани. Кроме того, один и тот же орган (ткань) обычно оказывается компонентом сразу многих систем. Поэтому "функциональный" подход к трактовке системы, не отрицая решающего значения морфологического обеспечения функций, облегчает анализ генеза и клинического значения большинства структурных изменений.

Выделяют несколько уровней системной деятельности: молекулярный, клеточный, гомеостатический, поведенческий, психический и социальный. Несмотря на определённую условность, такая градация отражает специфику каждого уровня. Как классический пример молекулярных систем выступает цепь последовательных биохимических реакций, когда накопление конечного продукта тормозит предшествующие стадии реакций; расстройства молекулярных систем лежат в основе многочисленных врождённых и приобретённых болезней обмена. Наиболее важное медицинское значение имеют системы, ответственные за поддержание параметров гомеостаза: внешнего дыхания, полостного пищеварения, регуляции артериального давления, кроветворения, поддержания температуры тела, его массы, кислотно-основного состояния. При этом для характеристики ключевого параметра регуляции часто используется понятие "установочная точка". Например, установочной точкой системы терморегуляции считают температуру тела, поддерживаемую на неизменном уровне деятельностью всех элементов системы. При лихорадочных состояниях значение установочной точки может существенно варьировать.

Системы всех уровней (молекулярного, клеточного и др.) находятся в состоянии иерархической упорядоченности. Появление патологических пейсмекеров и связей, а также изменение афферентной импульсации нарушает субординационные отношения, что обычно вызывает дополнительные морфо-функциональные расстройства.

В зависимости от индивидуального и социального значения результата выделяют физиологические, патологические и амбивалентные (смешанные) системы.

•  Физиологическая система. Характеризуется полезными (адаптивными) результатами.

•  Патологическая система. Имеет отрицательное (патогенное, дизадаптивное) значение для организма; её деятельность лежит в основе наследственных болезней обмена, аутоиммунных повреждений, шоковых состояний, злокачественных опухолей, некоторых форм эпилепсии, патологического чесательного рефлекса и других расстройств.

•  Амбивалентная система. Характеризуется одновременно адаптивными и патогенными эффектами. Например, аллергическое повреждение ткани сопровождается элиминацией аллергена, хотя и "болезненным" способом. Алкоголизм, наркомании и даже некоторые формы патологического чесательного рефлекса имеют адаптивную компоненту, особенно на начальных этапах своего развития (ослабление психо-эмоционального напряжения).

МЕХАНИЗМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Основным и наиболее сложным этапом формирования живых систем является устранение избыточных степеней свободы, не нужных для получения соответствующего результата. Системообразующий фактор играет решающую роль в формировании целостной системы из первоначально хаотично взаимодействующих компонентов.

Следует отметить дискуссионность представления о процессе упорядочивания межкомпонентных взаимодействий как основном и наиболее сложном этапе образования любых систем. В ряде случаев решающее значение приобретает формирование исходно отсутствовавших ключевых морфологических структур (компонентов). Например, хорошо известно значение переднего гипоталамуса для терморегуляторной системы, тимуса - для иммунной и т.д. Образование многих патологических и амбивалентных систем (врождённые уродства, паркинсонический синдром, фантомный болевой синдром) также предполагает решающее значение первичных морфологических изменений. Всё это заставляет усомниться в утверждении о том, что на системной деятельности и окончательном результате не отражается исключительное влияние какой-нибудь участвующей анатомической структуры. Нередко всё обстоит строго наоборот, что вынуждает изменить общую концепцию системообразующего фактора.

Мнение о том, что системообразующий фактор обеспечивает прохождение наиболее критичного (ключевого, лимитирующего) этапа формирования систем, является правомерным. Однако в зависимости от конкретных условий природа этого критичного этапа существенно варьирует, что позволяет выделить три основных варианта.

•  Первый вариант. В случае если наиболее сложным в процессе формирования системы может оказаться устранение избыточных межкомпонентных связей (степеней свободы), тогда как исходное морфологическое обеспечение оказывается вполне достаточным. Это наблюдается при выработке простых условных рефлексов, обучении человека в вероятностно организованной среде, в большинстве случаев осознанного целенаправленного поведения и т.п.

•  Второй вариант. Когда наиболее сложным этапом может оказаться формирование ключевых морфологических компонентов, а последующее упорядочивание соответствующих связей происходит относительно легко и быстро. Подобная ситуация иллюстрируется удачной пересадкой донорских органов (вилочковой железы), посттравматической регенерацией тканей, морфологическими изменениями при хронической гипоксии, гипертрофии миокарда, образованием новых систем в процессе мутагенеза и т.д.

•  Третий вариант. Если возможна примерно одинаковая степень "проблемности" формирования межкомпонентных связей и самих исходных компонентов будущей системы. Например, после локальных повреждений головного мозга постепенное восстановление утраченных функций основывается на частичном восстановлении травмированных участков и на достаточно сложной перегруппировке межкомпонентных связей.

Таким образом, зависимость природы решающего этапа формирования систем от конкретных условий не позволяет сводить значение системообразующего фактора исключительно к упорядочиванию межкомпонентных связей. Не меньшее значение может иметь исходное отсутствие у индивидуума необходимых для системной деятельности морфологических структур (компонентов). Такая трактовка дополняет концепцию о системообразующем факторе и согласуется с современной тенденцией к выделению нескольких его разновидностей. В частности, мутации играют ключевую роль преимущественно при изначальном отсутствии одного или нескольких морфологических компонентов будущей системы, тогда как цель деятельности - в упорядочивании взаимодействий между уже существующими компонентами (устранении лишних степеней свободы).

В настоящее время выделяют несколько системообразующих факторов: мутации, генератор патологически усиленного возбуждения, цель деятельности, достижение полезного результата и др. Каждый из них может инициировать образование разных систем (физиологической, патологической или амбивалентной) в зависимости от параметров окружающей среды, особенностей гомеостаза и других условий.

•  Мутации. Они являются системообразующими факторами для наследственно детерминированных систем. Если мутации полезные, то формируют физиологические, а если вредные - патологические системы. В ряде случаев возможна амбивалентность конечных результатов. Вредными мутациями объясняются многочисленные наследственные болезни обмена веществ, их роль несомненна в формировании врождённых пороков сердца, предрасположенности к шизофрении и т.п. Возможны и нестандартные ситуации. Например, патологическая мутация, вызывая серповидно-клеточную анемию, обусловливает также невосприимчивость к малярии.

•  Генератор патологически усиленного возбуждения. Системообразующий фактор в случаях приобретённых патологических состояний (синдром Паркинсона, эпилепсия, фантомные боли, патологический чесательный рефлекс и другие). Обычно он формируется после черепно-мозговых травм, инфекционного или химического повреждения нервных структур, играя ключевую роль в образовании и поддержании стабильности патологической системы. Одновременно формируется и соответствующее морфо-функциональное образование, ограничивающее патогенные эффекты, которое является физиологической системой, имеющей адаптивное значение. Следовательно, патологические морфо-функциональные образования тесно связаны с соответствующими физиологическими, причём их взаимодействие означает существование более крупных амбивалентных систем.

•  Достижение полезного результата. Системообразующий фактор для случаев условнорефлекторного обучения. При этом могут образовываться не только физиологические, но также амбивалентные и даже патологические системы (некоторые варианты наркомании, алкоголизма). Широко известен опыт с вживлением электродов в зоны гипоталамуса, раздражение которых вызывает положительные эмоции. Стимулируя указанные зоны нажатием на рычаг, животное достигает субъективно положительного результата, хотя длительное продолжение эксперимента обычно приводит к истощению животного и даже к его гибели. При этом формируется физиологическая система, поскольку первоначально образуется условный рефлекс. Вместе с тем, эта система является патологической, поскольку продолжительная самостимуляция приводит к негативным последствиям. При этом формирование и стабилизация патологических связей определяется регулярным достижением субъективно положительного результата; в начальный период обычно наблюдаются также "объективные" положительные изменения (ослабление эмоционального стресса). Именно результат инструментальной деятельности в решающей степени определяет специфику формирования системы с её последующей трансформацией; напротив, прекращение безусловного подкрепления инициирует относительно быстрый распад внутрисистемных связей. Складывается парадоксальная ситуация: патологическая система принципиально может постепенно образовываться благодаря постоянному достижению субъективно положительного результата, т.е. в роли системообразующего фактора выступает достижение положительного результата.

•  Цель деятельности. Системообразующим фактором для наиболее сложных вариантов поведения человека, выходящих за рамки врождённых и условнорефлекторных форм, считают цель деятельности (модель будущего результата). Процесс достижения цели основывается на методе проб и ошибок, что предполагает образование "промежуточных" амбивалентных и даже патологических систем. Кроме того, возможна поведенческая деятельность на основе изначально ложных целей, достижение которых заведомо не способствует удовлетворению доминирующей потребности человека и имеет преимущественно дизадаптивный эффект. При этом напрашивается аналогия с наследственно детерминируемыми функциональными системами, которые также формируются методом проб и ошибок (однако благодаря принципиально иному механизму - мутагенезу).

Существует тесное взаимодействие и вероятность взаимной трансформации физиологических, амбивалентных и патологических систем, что определяет их функциональное и морфологическое единство. Возможно превращение физиологических систем в амбивалентные и патологические, а также обратные трансформации. Например, отмена подкрепления условного рефлекса превращает обычно адаптивную деятельность соответствующей системы в дизадаптивную. Аналогичная ситуация наблюдается при трансформации стресса в дистресс, некоторых вариантах наркомании и алкоголизма. Болевой синдром при инфаркте миокарда первоначально имеет преимущественно адаптивное (сигнальное) значение, однако в дальнейшем способствует увеличению зоны некроза и поэтому подлежит медикаментозной терапии.

Кроме того, совместная деятельность нескольких физиологических систем может оказаться конкурирующей, что приводит к амбивалентному или даже дизадаптивному конечному эффекту. Например, при перегревании организма терморегуляторная система инициирует усиленный приток крови к коже и потоотделение, увеличивая теплоотдачу (в чём и заключается их адаптивный эффект). При этом одновременно происходят ишемия жизненно важных органов из-за децентрализации кровообращения, а также водно-электролитные расстройства. Возникает противоречие между системами терморегуляции и сердечно-сосудистой, нарастающее по мере дальнейшего повышения температуры тела. Это противоречие лежит в основе развития теплового удара с возможным смертельным исходом.

Вместе с тем, деятельность систем, имеющих адаптивное значение для биологического вида в целом у отдельных людей может вызывать негативные последствия. Например, воспаление как эволюционно сформированная системная реакция на повреждение ткани имеет адаптивное значение, однако у отдельных индивидуумов в силу их особенностей могут доминировать дизадаптивные изменения, даже приводящие к их смерти.

Многие системы имеют свой структурно-функциональный "антипод", ингибирующий соответствующие реакции. Прессорная система контролируется депрессорной, стрессорная - антистрессорной, кейлоны - антикейлонами и т.д. Взаимодействие системных "антиподов" обеспечивает воспроизведение многочисленных эффектов. Например, доминирование прессорных механизмов инициирует артериальную гипертензию, а депрессорных - гипотензию. Фактически, при определённых условиях результат функционирования любого такого "антипода" может менять своё биологическое значение на противоположное. Ещё основоположник кибернетики Н. Винер описал возможность трансформации функционального значения открытого им механизма отрицательной обратной связи: при определённых условиях этот механизм способствует не стабилизации, а разрушению систем (феномен "рысканья"). Биологическим аналогом этого явления являются клонические судороги, некоторые гормональные нарушения и другие расстройства.

"БОЛЕЗНИ ЦИВИЛИЗАЦИИ" И СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД

Развитие цивилизации стимулирует появление новых патогенных факторов, а также резкое изменение условий их действия. Этот процесс резко ускорился за последние 100-150 лет, что способствовало распространению "болезней цивилизации", ранее отсутствовавших или встречавшихся относительно редко (гипертоническая болезнь, ИБС, язвенная болезнь желудка, невроз, наркомания, СПИД). В основе их специфики лежит относительная новизна соответствующих патогенных факторов и, как следствие - отсутствие сформированных в процессе предшествовавшей эволюции эффективных и унифицированных в пределах биологического вида (Homo Sapiens) механизмов адаптации. Отсутствие таких механизмов обусловливает значительные индивидуальные особенности течения заболеваний у разных людей, что затрудняет своевременную диагностику и лечение.

Примером последствия резкого (по эволюционным критериям) изменения условий жизни может служить результат действия одного из "традиционных" патогенных факторов - переедания. Избыточное питание обычно не вызывает ожирения у людей, организм которых имеет много бурых адипоцитов, разлагающих субстраты с выделением тепла (клетки содержат термогенины, разобщающие процессы окисления и фосфорилирования). У большинства современных людей такой вариант теплопродукции практически отсутствует. Это объясняется тем, что наши предки имели нерегулярный доступ к пищевым ресурсам: либо пир, либо голод. Поэтому для поддержания оптимального энергообмена оказался выгоден генотип, обеспечивающий быстрое увеличение обычной (не бурой) жировой ткани в краткосрочных ситуациях избыточного питания. Естественный отбор привёл к распространению среди людей именно такого генотипа. Однако в современных условиях регулярного и обильного питания, часто сочетающегося с гиподинамией, подобная селекция обернулась своей негативной стороной, способствуя развитию ожирения и ассоциированных с ним заболеваний (атеросклероз, сахарный диабет).

ПСИХОГЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПАТОЛОГИИ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ

Естественнонаучный подход основан на максимальной объективизации изучаемых явлений, что предполагает абстрагирование от субъективных факторов, не поддающихся количественной оценке (психики, сознания, мышления). Это облегчает выявление и изучение общебиологических закономерностей, в том числе патологических процессов (воспаление, гипоксия, опухолевый рост, нарушение регионарного кровообращения и др.). Различные сочетания этих процессов лежат в основе большинства заболеваний, причём их общебиологическое значение обосновывает использование экспериментальных животных в медицинских исследованиях.

Вместе с тем, заболевания человека имеют существенную специфику, качественно отличающую медицину от ветеринарии. "Условия и образ жизни человека как вида - явились фундаментальными предпосылками для возникновения болезней человека. Общность некоторых их этих условий создала и общность ряда болезней человека и доместицированных животных (травма, опухоли, многие инфекции). Однако в отношении количества и качественного разнообразия болезней человек остается непревзойдённым. Всё расширяющаяся сфера деятельности человека, рост его "сапиентации", фактор долголетия помогают ему сохранять "превосходство"" (И.В. Давыдовский). Патология как фундаментальная наука не может игнорировать эту специфику и психические аспекты многих заболеваний. Такой подход особенно актуален с системных позиций, ориентирован на выявление многообразных типов связей и сведение их в единую теоретическую картину.

Особенность психических (от греч. psyche - душа) расстройств определяется тем, что первичные структурные изменения обычно проявляют себя на уровне регуляторных связей: варьированием числа и формы шипиков дендритов нейронов, дегенерацией отдельных клеток гиппокампа, изменениями содержания нейромедиаторов в разных отделах головного мозга и т.д. Эти и последующие морфологические изменения представляются неспецифичными, поскольку их аналоги обнаруживаются практически при всех заболеваниях и даже в условиях нормы (в процессе выработки сложных условных рефлексов). В определённой степени эта не специфичность даже закономерна, поскольку психическая патология первично затрагивает высшие ассоциативные отделы головного мозга, ответственные за наиболее интегративные сферы информационной деятельности. Любые психические и сопутствующие им поведенческие и эмоциональные расстройства неразрывно связаны с материальными носителями, трансформация которых является опережающей последующие функциональные изменения. Однако отсутствие патогномоничных морфологических признаков и наличие выраженных и существенно более специфичных в клиническом отношении функциональных расстройств высшей нервной деятельности, определяет доминирование интереса именно к информационно-функциональным аспектам психической патологии. Некоторые варианты психической патологии (неврозы) являются факторами риска соматических расстройств или, наоборот, их следствием (неврозоподобные состояния, алкогольный психоз).

Вопрос о том, каким образом психические процессы, идеальные по своей природе, вызывают изменения на материальном уровне, решается в рамках системного подхода. Любая система благодаря своей целостности приобретает новые свойства, качественно отличные от свойств составляющих её компонентов. При этом деятельность системы в решающей степени определяется этими новыми, присущими только ей свойствами, осуществляющими нисходящий контроль составных компонентов. Поскольку психика и особенно сознание - высшие свойства целостной системы, то они неизбежно влияют на деятельность соответствующих системных компонентов (мозговых структур, нейронов). В свою очередь, это вызывает нейрогуморальные, вегетативные, эндокринные и другие соматические изменения.

Промежуточным звеном, опосредующим влияние психики на мозг и сому, является поведенческая деятельность. Каждое явление психической жизни, так или иначе, связано с поведенческими реакциями и обеспечивающими их элементарными физиологическими актами. Вегетативные, эндокринные, гуморальные, мышечные и другие корреляты психических переживаний являются производными от явных или скрытых поведенческих устремлений, обусловленных этими переживаниями. В свою очередь, поведение и его корреляты способствуют биохимическим и морфологическим изменениям нервной ткани, участвуя тем самым в организации самой психической жизни.

Классический анализ поведенческой деятельности был проведен П.К. Анохиным в рамках теории функциональных систем. Он ввёл понятие о системообразующем факторе, а также выделил универсальные блоки (этапы) поведения: афферентный синтез, механизм принятия решения, акцептор результата действия, параметр результата. К сожалению, при этом отрицалось значение вероятностного прогнозирования в реализации сложных форм поведения. Между тем, вероятностные оценки широко используются человеком в условиях субъективной неопределённости, т.е. дефицита или противоречивого характера используемой информации. В настоящее время выявлены нейрофизиологические структуры (лобные доли коры головного мозга, гиппокамп), ответственные за вероятностное прогнозирование, а также доказано их решающее значение в организации наиболее сложных форм поведения.

На рис. 1-1 представлена модель поведения в условиях субъективной неопределённости, разработанная в рамках современной теории функциональных систем, допускающей вероятностное прогнозирование на всех этапах поведенческой деятельности. При этом вероятностное решение об изменении (сохранении) программы действий принимается с учётом предшествующих поведенческих актов, информация о результатах которых хранится в "буфере памяти".

Рис. 1-1. Модель поведения в условиях субъективной неопределённости.

Срыв высшей нервной деятельности (ВНД) возможен на этапе афферентного синтеза, если у человека имеется сразу несколько актуальных потребностей, конкурирующих друг с другом за первоочередное удовлетворение. Известно, что подобная конкуренция осуществляется на уровне порождаемых этими потребностями эмоций с привлечением вероятностных оценок. "Зависимость эмоций не только от величины потребности, но и от вероятности её удовлетворения чрезвычайно усложняет конкуренцию соответствующих мотивов, в результате чего поведение нередко оказывается переориентированным на менее важную, но легко достижимую цель: "синица в руках" побеждает "журавля в небе" (П.В. Симонов). Субъективная неопределённость с необходимостью вероятностного прогнозирования становится максимальной, если эмоции, соответствующие конкурирующим потребностям, оказываются примерно равными по своей интенсивности.

Особый вариант расстройств обусловлен неоднозначностью процесса идентификации индивидуумом доминирующей потребности. Известно, что даже взрослые люди испытывают неопределённые эмоции (ощущения) в ответ на первую в их жизни актуализацию какой-либо потребности. Известно, что в XIX в. беременные женщины, страдая от дефицита кальция, добавляли в пищу штукатурку. Идентификация доминирующей потребности дополнительно затрудняется внутренними психическими конфликтами (сексуальными и др.), о чём писал ещё З. Фрейд. Характерными проявлениями этих состояний являются значительная субъективная неопределённость, перенапряжение аппарата вероятностного прогнозирования, эмоциональный стресс с возможным срывом ВНД, причём на этапе идентификации доминирующей потребности.

Следующая стадия поведенческой деятельности - формирование цели. Цель как субъективная модель желаемого результата не всегда дублирует доминирующую потребность. В случае сложных форм поведения возможна расплывчатость цели, поскольку она "конструируется" лишь мысленно, предположительно, без опоры на реально достигнутый результат. При этом у человека достаточно часто параметры искомой цели становятся очевидными лишь после её достижения, что неизбежно провоцирует дополнительное психо-эмоциональное напряжение. Наконец, на основе доминирующей потребности может сформироваться не одна, а две и более модели желаемого результата, т.е. возникнуть конкуренция на уровне целей.

Психо-эмоциональное перенапряжение может возникнуть на этапе формирования программы действий (конкретного способа достижения цели). Наибольшее значение имеет конкуренция разных способов удовлетворения одной и той же потребности или расплывчатый характер программы действий. Кроме того, субъективная неопределённость возможна на этапе оценки достигнутых результатов, особенно если они являются промежуточными.

Модель поведения также допускает анализ других, относительно редких вариантов срыва ВНД, вызванных нарушениями афферентной и/или эфферентной нервной импульсации, расстройствами памяти и т.д.

Наиболее фундаментальным механизмом психо-эмоциональных расстройств является срыв ВНД, т.е. нарушение силы, подвижности и уравновешенности процессов возбуждения и торможения. Подобное расстройство (если оно не связано с первичными соматическими повреждениями) возникает у человека в ситуации сложного и эмоционально значимого выбора из разных альтернатив, т.е. субъективной неопределённости. Обычно субъективная неопределённость максимальна в процессе выявления доминирующей потребности, последующего выбора цели и/или оптимальной программы действий из числа конкурирующих альтернатив.

РЕАКТИВНОСТЬ

Реактивность (от лат. activus - деятельный) - сформировавшееся в эволюции свойство живого организма реагировать на воздействие факторов внешней и внутренней среды и поддерживать равновесие с внешней средой. При этом окружающая среда, является не только источником энергетических ресурсов, но и оказывает различные воздействия, в том числе и болезнетворные или патогенные (от греч. pathos - страдание, и genesis - происхождение, развитие).

Вместе с тем, совершенствование живых существ в процессе эволюции идёт по пути возникновения видов, представители которых менее зависимы от вредных влияний окружающих факторов. Обладая совершенными средствами поддержания постоянства внутренней среды, они более устойчивы к повреждающим воздействиям внешней среды. На основе первичной раздражимости в многоклеточных организмах сформировались органы чувств, позволявшие различать физиологические и патогенные раздражители, а также формы последних. Таким путём сформировались структурные компоненты реакций организма, образовались морфофункциональные системы, которые вовлекаются в реакции в зависимости от вида раздражителя. Вновь образовавшиеся структуры и функции закреплялись путём мутационных преобразований, образуя иногда целую цепь причинно-следственных связей. Каждый вновь сформированный механизм закреплялся путём отбора наиболее приспособленных особей. При этом внешние факторы, в ответ на которые сформировались физиологические или патологические процессы, в течение эволюции вида заменялись эндогенными факторами (гормонами и биологически активными веществами), а за внешними раздражителями сохранилась лишь пусковая роль.

Реактивность - свойство целостного организма, потому что только в нём формируется специфичность ответа на тот или иной раздражитель. В зависимости от вида раздражителя можно выделить реактивность к воспалительным, иммунным, температурным и др. факторам. По степени выраженности ответа на раздражители различают гипергию, нормергию и гиперергию.

Основным механизмом реактивности и проявлением её приспособления к воздействию окружающей среды является типовой патологический процесс, формы которого усложнялись в ходе эволюции и закреплялись на генетическом уровне. Способность организма отвечать сравнительно небольшим количеством типовых общепатологических процессов на множество внешних раздражителей делает эти процессы стереотипными практически для всех болезней. Важным свойством типовых патологических процессов является их гомеостатическая направленность.

Становление типовых патологических процессов было показано И.И. Мечниковым на примере воспаления: у одноклеточных организмов функция питания совмещена с функцией защиты (фагоцитоз). У простейших многоклеточных организмов (у кишечнополостных) сохраняются клетки, обладающие фагоцитарной способностью, несмотря на уже образовавшуюся пищеварительную систему. С появлением сосудов и нервной системы обеспечивается быстрая доставка фагоцитов и энергетических субстратов в очаг воспаления. Таким образом, внешний раздражитель запускает целую систему взаимосвязанных между собой реакций на разных уровнях организации живого существа (тканевом, гуморальном, эндокринном, нервном). Так, воспаление, отёк, лихорадка возникают при многих болезнях в качестве звена патогенеза, а иногда составляя их сущность (гепатит, гастрит и др.).

В каждом общепатологическом процессе содержатся элементы повреждения и приспособления. В процессе эволюции люди постоянно сталкиваются с повреждениями, вызванными недостатком кислорода (гипоксия), возникающим при физических нагрузках, кровопотере, проживании в горах и т.п. Однако в результате той же гипоксии сформировались причинно-следственные связи, направленные на её устранение (облегчение диссоциации оксигемоглобина, дыхательные, сердечно-сосудистые и др. механизмы) или энергодефицита (гликолиз и др.). Эти механизмы включаются рефлекторно и предупреждают нарушения тканей, в чём и состоит их значение, поэтому они являются двойственными.

Реактивность отражает потенциальную способность организма к той или иной форме реагирования. Реакция же означает действие. Отдельные системы или органы отвечают на различные воздействия реакциям, например, температурной, лейкоцитарной, сосудистой и др. Реакции могут быть простыми и сложными в зависимости от количества участвующих в них компонентов. Реактивность определяет такие свойства организма как предрасположение к болезни и его устойчивость к повреждающему фактору (резистентность).

Предрасположение - повышенная вероятность возникновения болезни, обусловленная реактивностью организма. Оно бывает наследственным (генетическим) и приобретённым.

•  Наследственное предрасположение к болезни. Может быть кодировано одним геном или комплексом генов (полигенно). При полигенном наследовании кодирующие гены могут быть расположены в разных хромосомах, вероятность передачи признака потомству по правилам Менделя отсутствует, но имеется повышенная внутрисемейная заболеваемость. По такому типу передаётся предрасположение ко многим терапевтическим и психическим заболеваниям (язвенной болезни, гипертонической болезни, шизофрении и др.). Одним геном передаётся предрасположение к некоторым болезням кожи, глаз, скелета. При заболевании пигментной ксеродермой имеется наследственный дефект ферментов репарации ДНК кожи и каждая мутация генома находит своё выражение. Дефект проявляется повышенной вероятностью к заболеванию раком кожи.

•  Приобретённая предрасположенность к заболеванию. Возникает вследствие перенесённых болезней, лечения, вредных привычек и др. Недоедание, авитаминоз, проживание людей вместе с туберкулёзными больными в условиях перенаселённости предрасполагают к заражению туберкулёзом. Постоянные стрессы ослабляют иммунную систему, усиливают образование свободных радикалов, предрасполагая к инфекционным болезням.

Реактивность изменяется в условиях здоровья и процессе развития болезни. Одной из теорий, пытающейся объяснить механизм изменчивости является теория саногенеза (от лат. sano - оздоровление), предложенная С.М. Павленко.

Саногенез - комплекс защитно-приспособительных механизмов, формирующийся при воздействии патогенного раздражителя и направленный на восстановление. Саногенез обеспечивает противодействие повреждению. Механизмы саногенеза присутствуют в каждом типовом общепатологическом процессе, что способствует формированию адаптационных механизмов на различные воздействия. Поэтому к саногенетическим механизмам относят защитные и приспособительные процессы. При ослаблении этих механизмов в результате воздействия неблагоприятных факторов или генетических дефектов возникает преморбидное состояние (предболезнь), которое может закончиться нормализацией жизнедеятельности, либо перейти в болезнь.

Различают также видовую, групповую, индивидуальную формы реактивности человека и животных.

•  Видовая реактивность. Примером является невосприимчивость холоднокровных животных к столбнячному токсину, устойчивость крыс и мышей к дифтерийному токсину.

•  Групповая реактивность. Различают возрастную, половую, конституциональную. Например, в старческом возрасте многие болезни принимают затяжное течение, воспалительные заболевания часто протекают в стёртой форме, без температуры, старики легче переносят голодание, потому, что у них снижена интенсивность обменных процессов. Значение конституциональных особенностей темперамента в развитии патологии проявляется в том, что меланхолики и холерики чаще страдают невротическими расстройствами.

•  Индивидуальная реактивность. Выделяют нормальную (физиологическую) и патологическую. Индивидуальная реактивность зависит от наследственных и приобретённых особенностей организма человека. Например, ребёнок становится устойчивым к инфекционной болезни, если он перенёс эту инфекцию или был вакцинирован против этой инфекции.

◊  Нормальная реактивность. Определяют по способности индивида реагировать на раздражители типичные для статистического большинства данной популяции населения.

◊  Патологическая реактивность. Это качественно и количественно изменённая реактивность является индивидуальной, потому что на её формирование влияет и наследственность, и приобретённые в течение жизни качества конкретного человека. Воздействия внешней среды могут изменить состояние механизмов поддержания нормальной реактивности организма к определённому воздействию. Например, у человека, сенсибилизированного к антигену, при повторном его введении может развиться анафилактический шок, на фоне авитаминозов чаще возникают простудные заболевания. Закаливающие процедуры, наоборот, снижают вероятность развития простудных заболеваний. Реактивность влияет на резистентность организма к повреждающим факторам.

ОСНОВЫ ИММУННОГО ОТВЕТА

Иммунная система развилась у человека в качестве защиты от микробных инфекций. Она обеспечивает две формы иммунитета: специфическую и неспецифическую. Специфический иммунный ответ защищает организм от конкретного возбудителя и вступает в действие обычно тогда, когда неспецифический иммунный ответ исчерпывает свои возможности.

НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

Неспецифический иммунный ответ обеспечивают механический, гуморальный, клеточный факторы защиты.

Механическая защита. Нормальная кожа и эпителиальные покровы слизистых оболочек образуют первый, простой и весьма эффективный барьер на пути инвазии патогенных возбудителей. В большинстве случаев в слизистых оболочках используются механизмы, облегчающие очищение от таких возбудителей.

К механизмам механической защиты относят: движение стенок органов, выстланных эпителием, при кашле, чихании, рвоте, а также постоянное движение слизи в дыхательных путях с помощью ресничек респираторного эпителия. Сходная функция осуществляется в кишечнике с помощью перистальтики. Ток стерильной мочи способствует очищению мочевых путей, а ток слёзной жидкости - очищению глаз.

Гуморальные механизмы. Жидкости, вырабатываемые большинством тканей организма, содержат факторы, способные убивать или тормозить рост патогенных возбудителей.

Пот, выделяемый потовыми железами кожи, обладает противомикробными свойствами, а кровь, слёзная жидкость, слюна и секреторные продукты кишечника богаты лизоцимом, полиаминами и прочими антибактериальными субстратами.

Ряд защитных белков, имеющихся в крови и других жидких средах организма, содержит компоненты комплемента, С-реактивный белок и интерфероны. Например, в состав кишечных секреторных продуктов входят факторы, обладающие неспецифическими иммунными воздействиями (желудочный сок, панкреатические ферменты, соли жёлчных кислот). Их наличие делает местную окружающую среду неприемлемой для возбудителей, попавших в кишечник.

Клеточные механизмы. Множество типов клеток участвуют в механизмах неспецифического иммунитета: все полиморфноядерные лейкоциты (нейтрофилы, базофилы и эозинофилы), мононуклеарные фагоциты (макрофаги), тучные клетки и естественные киллеры.

В тканях организма широко распространены клетки системы мононуклеарных фагоцитов. В зависимости от органной принадлежности, они имеют разные обозначения: в соединительной ткани и лимфоидной системе - гистиоциты, в печени - купфферовские клетки, в лёгких - альвеолярные макрофаги, в головном мозге - клетки микроглии, в почечных клубочках - мезангиоциты, в других тканях - макрофаги.

Лейкоциты и макрофаги способны поглощать и уничтожать возбудителей путём фагоцитоза. С помощью неспецифических механизмов они могут уничтожать клетки организма хозяина, инфицированные каким-либо возбудителем.

Все перечисленные механизмы действуют быстро и на ранних этапах инфекции. Подчас они функционируют при отсутствии специфического иммунного ответа. Но многие из них бывают инициированы или усилены компонентами специфической иммунной системы.

СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИММУННЫЙ ОТВЕТ

Признаками специфического иммунного ответа, отличающими его от неспецифических иммунных реакций, являются: специфичность, иммунологическая память, различение "своего" и "чужого".

•  Специфичность. Проявляется в том, что инфекция, вызванная каким-либо возбудителем, приводит к развитию защиты только против этого возбудителя или близкородственного агента.

•  Иммунологическая память. Возникает после реализации иммунного ответа на какой-либо конкретный возбудитель и сохраняется в течение всей последующей жизни в качестве защиты от повторной инфекции, вызываемой этим же возбудителем. Механизм иммунологической памяти обусловливает ускоренный и сильный ответ (вторичный иммунный ответ) при повторной инфекции. Иммунизация - естественно или искусственно созданная иммунологическая защита против конкретной инфекции. В её основе лежит вторичный иммунный ответ.

•  Различение "своего" и "чужого". Важный механизм специфического иммунного ответа, выражающийся в распознавании компонентов собственных тканей организма и чужеродных продуктов. Иммунологическая толерантность - состояние стабильной специфической невосприимчивости к своим тканям. Если организм воспринимает собственные компоненты клеток или тканей как чужеродные, развивается аутоиммунный ответ.

Специфические иммунные ответы запускаются антигенами и проявляются в гуморальных и клеточных реакциях. Специфические гуморальные иммунные ответы выражаются в синтезе специфических антител, которые нейтрализуют антиген, запустивший их синтез. Защита с помощью антител может создаваться искусственным путём: после введения сыворотки крови от иммунного (т.е. имеющего антитела) индивидуума неиммунному человеку, у которого в этом случае развивается пассивный иммунитет. Клеточные иммунные механизмы не зависят от выработки антител. Они реализуются с помощью лимфоцитов.

Нормальная защитная реакция на инфекцию включает в себя обе формы иммунного ответа и является сложным процессом, в котором происходят взаимодействия между разными видами лимфоцитов, а также между лимфоцитами, макрофагами и другими клетками.

СТРОЕНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Тимус - место созревания T-лимфоцитов.

Тимус состоит из отдельных долек, имеющих внешнюю корковую и внутреннюю медуллярную (мозговую) части. Кора тимуса представляет собой зону, в которой происходит интенсивный лимфопоэз. В коре и медуллярной части тимуса развита сеть нелимфоидных эпителиальных клеток, макрофагов и лимфоидных дендритных клеток. Тимусные лимфоциты часто называют тимоцитами. Медуллярная ткань тимуса содержит тельца Гассаля, представляющие собой плотно упакованные эпителиальные клетки. Во внутренней части тимуса происходит окончательная дифференцировка T-лимфоцитов, большое количество которых перемещается в периферические ткани и органы.

Кора вилочковой железы представляет собой зону, в которой происходит интенсивный лимфопоэз. Тимусные лимфоциты часто называют тимоцитами. В медуллярной части тимуса происходит окончательная дифференцировка T-лимфоцитов, большое количество которых перемещается в периферические ткани и органы.

Лимфатические узлы обладают двумя главными функциями: перехватом и удалением инородного материала, проходящего через них в потоке лимфы, а также участием в формировании иммунного ответа. В поверхностных корковых отделах имеются очаговые скопления лимфоцитов, называемые первичными фолликулами. После антигенной стимуляции внутри первичных фолликулов появляются округлые зоны лимфопоэза - центры размножения, или герминативные центры. Преимущественно фолликулы состоят из B-клеток.

Более глубокие отделы корковой зоны заполнены T-клетками и интердигитирующими дендритными клетками, представляющими антиген T-клеткам.

Каждый лимфатический узел состоит из поверхностной (корковой) и центральной (медуллярной) зон. Большинство свободных клеток лимфатического узла составляют лимфоциты. В поверхностных корковых отделах имеются очаговые скопления лимфоцитов, называемые первичными фолликулами. После антигенной стимуляции внутри первичных фолликулов появляются округлые зоны лимфопоэза - центры размножения, или герминативные центры. Первоначально фолликулы состоят из B-клеток. Центры размножения содержат B-лимфобласты и фолликулярные дендритные клетки, участвующие в улавливании антигенов и представлении их B-клеткам.

Более глубокие отделы корковой зоны, называемые иногда паракортикальными, представлены нечётко очерченными мономорфными участками ткани, лежащей между поверхностной корковой и медуллярной зонами. Эти отделы называют также тимусзависимыми. Они заполнены T-клетками и интердигитирующими дендритными клетками, представляющими антиген T-клеткам.

Селезёнка. Лимфоидная часть селезёнки - белая пульпа (лимфоидные фолликулы). Она подразделяется на T- и B-клеточные зоны. T-клетки обнаруживаются в периартериолярных лимфатических оболочках, т.е. вокруг артериол, проходящих в центре лимфоидных фолликулов селезёнки. B-клетки определяются в периферических зонах фолликулов.

Полоски ткани, располагающиеся между лимфоидными фолликулами и остальной тканью органа (красной пульпой) называются маргинальными зонами. Именно здесь происходит эмиграция лимфоцитов крови.

Лимфоидные образования в слизистых оболочках. Большинство антигенов поступает в организм через слизистые оболочки, в которых для защиты от антигенов имеется развитый и сложный лимфоидный аппарат. Мукозо-ассоциированные лимфоидные ткани имеют в своем составе самое большое количество лимфоцитов. Они представляют собой диффузно распределённую самостоятельную часть иммунной системы. Мукозо-ассоциированные лимфоидные ткани имеются в желудочно-кишечном и дыхательном трактах, урогенитальной системе, в молочной железе и других экзокринных органах, включая слюнные и слёзные железы.

Из органных разновидностей мукозо-ассоциированные лимфоидные ткани лучше всего изучены кишечно-ассоциированные лимфоидные ткани. Они состоят из пейеровых бляшек, солитарных лимфоидных фолликулов, брыжеечных лимфатических узлов и червеобразного отростка слепой кишки. Эти образования обладают общими особенностями строения и относятся к вторичным лимфоидным тканям.

КЛЕТОЧНЫЕ ОСНОВЫ ИММУННОГО ОТВЕТА

Все специфические иммунные ответы обеспечиваются взаимодействием лимфоцитов. Антитела вырабатываются с помощью B-лимфоцитов, а клеточные иммунные реакции реализуются с помощью T-лимфоцитов. Развитие T- и B-клеточных клонов представляет собой сложный процесс пролиферации и дифференцировки, приводящий к возникновению популяций эффекторных клеток. В системе B-лимфоцитов такими эффекторными элементами являются плазматические клетки, а в системе T-лимфоцитов - цитотоксические T-клетки и T-клетки, участвующие в реакции гиперчувствительности. При T-клеточной дифференцировке также вырабатываются лимфоциты, обладающие регуляторными функциями - хелперные T-клетки. Кроме того, клональная пролиферация T- и B-клеток приводит к возникновению популяций антигенспецифических клеток памяти. Их функция заключается в быстром ответе на будущее воздействие существующего в памяти антигена, иными словами, в обеспечении вторичного иммунного ответа.

Клеточные механизмы, начинающие свою работу в ходе и после распознавания антигена, реализуются во вторичных лимфоидных органах: лимфатических узлах, селезёнке, нёбных миндалинах, пейеровых бляшках тонкой кишки и лимфатическом аппарате червеобразного отростка слепой кишки.

Различные отделы лимфоидной системы находятся в непрерывном динамическом взаимодействии, и между ними существует постоянный обмен лимфоидными клетками. Это повышает возможность контакта небольшого количества антигенспецифических лимфоцитов, находящихся в любой части организма с антигеном.

ФАКТОРЫ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ИММУННЫЙ ОТВЕТ

Форма иммунного ответа зависит от природы антигена, его дозы, пути проникновения в организм, от генетической конституции индивидуума.

АНТИГЕНЫ

Антигеном считается любая субстанция, способная специфически взаимодействовать с антителами или T-клеточными рецепторами. Несмотря на то, что все антигены способны к таким взаимодействиям с антителами, не каждый из них может активировать T-клетки после своего попадания в организм. Для того чтобы это произошло, антиген должен обладать иммуногенностью.

Любой антиген вызывает развитие гуморального (антительного) или клеточно-опосредованного иммунного ответа, который является результатом кооперации нескольких типов клеток. Гуморальная форма ответа реализуется B-клеточной системой иммунитета, а клеточно-опосредованная - T-клеточной системой иммунитета. Функциональная активность клеточного иммунитета направлена на противовирусную защиту, элиминацию чужеродных (трансплантатов) и генетически изменённых клеток, тканей. Гуморальный иммунитет направлен, в первую очередь, против бактериальных антигенов и их токсинов. Полноценное развитие гуморального иммунного ответа зависит от участия в нём T-хелперов.

В иммунном ответе T-клетки играют двоякую роль - эффекторную и иммунорегуляторную (T-хелперы). Эффекторные T-клетки, определяющие клеточно-опосредованный иммунный ответ, подразделяются на: цитотоксические T-клетки и T-клетки, вырабатывающие цитокины (T-клетки, участвующие в реакции гиперчувствительности замедленного типа).

Главный комплекс гистосовместимости (МНС) включает в себя ряд генов, кодирующих группу высокополиморфных гликопротеинов плазмолеммы клеток. У человека эти гены называют лейкоцит-ассоциированными, или HLA-антигенами. Они играют центральную роль в иммунном распознавании.

ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ АНТИГЕНА В ОРГАНИЗМ

Пути поступления антигена в организм оказывают влияние на иммунный ответ с качественной и количественной стороны. Возможно, это обусловлено различиями у добавочных клеток, встречающих антиген и участвующих в его представлении. Подкожный, внутримышечный и внутрикожный пути поступления сопровождаются сильно выраженными иммунными ответами, в то время как внутривенное попадание (или введение) антигена обычно вызывает слабое ответное образование антител и специфическую иммунологическую толерантность.

ДОЗА АНТИГЕНА

В общих чертах, чем выше доза антигена, попадающего в организм, тем сильнее иммунный ответ. Однако исключительно низкие или, наоборот, слишком большие дозы антигена могут приводить к иммунологической толерантности, соответственно толерантности низкой и высокой зоны.

РОЛЬ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ КОНСТИТУЦИИ ЧЕЛОВЕКА

Разнообразие специфических иммунных ответов, которые могут проявляться у индивидуума, зависит от ряда генетически детерминированных факторов. Последние включают в себя различные антигенсвязующие сайты, имеющиеся на молекулах антител и рецепторах клеточной поверхности T-клеток. Иммунитет ко многим патогенным возбудителям может быть также детерминирован генами, контролирующими неспецифические иммунные факторы, например, фагоцитарную и расщепляющую функции макрофагов. Кроме того, гены специфического иммунного ответа (Ir-гены), локализующиеся внутри главного комплекса гистосовместимости (МНС) на хромосоме 6, хотя и не кодируют антигенсвязующие сайты антител или T-клеток, но оказывают влияние на представление антигенов этим клеткам.

Главный комплекс гистосовместимости (МНС) включает в себя ряд генов, кодирующих группу высокополиморфных гликопротеинов плазмолеммы. У человека эти гены называются лейкоцит-ассоциированными, или HLA-антигенами. Они играют центральную роль в иммунном распознавании. Комплекс генов HLA из районов классов I и II кодируют белки, распознающие антиген, а белки, кодируемые генами района класса III, имеют отношение к эффекторному плечу иммунного ответа и тканевому ответу на повреждение.

ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУНИТЕТ

Попадание в организм человека антигена, ранее неизвестное этому индивидууму, приводит к первичному антительному ответу. Выделяют 5 классов антител (иммуноглобулинов): IgG, IgM, IgA, IgD и IgE. Во время развития антительного ответа, примерно через 7 дней после попадания антигена, в крови появляется небольшое количество специфических антител IgM, а через две недели - высокая концентрация антител, в основном класса IgG. Повторное попадание того же антигена в организм в более отдалённый срок приводит к вторичному, или анамнестическому ответу (ответ памяти). В этом случае в короткий срок появляется много специфического IgG. Такой вторичный ответ развивается примерно через 3-4 дня и может продолжаться в течение нескольких недель.

Образование антител требует пролиферации и дифференцировки B-клеток. Антитела, циркулирующие в кровотоке, вырабатываются в основном плазматическими клетками селезёнки, костного мозга и лимфатических узлов, а также в лимфатических образованиях слизистых оболочек. Их много в зонах воспаления.

КЛЕТОЧНО-ОПОСРЕДОВАННЫЙ ИММУНИТЕТ

Содержание раздела "Клеточно-опосредованный иммунитет" смотрите в книге.

РАСПОЗНАВАНИЕ АНТИГЕНА T-КЛЕТКАМИ

Несмотря на то, что распознавание антигена с помощью МНС и T-клеточного рецептора даёт первоначальный стимул для активации T-лимфоцитов, этого ещё недостаточно, чтобы вызвать пролиферацию клеток. Размножение T-лимфоцитов требует наличия определённых неспецифических костимулирующих факторов (CD28, CD80/CD86, CD54, CD40L). Некоторые из таких факторов, в частности ИЛ-1 и CD40, вырабатываются антигенпредставляющими клетками после взаимодействия с T-лимфоцитами.

Антигенпредставляющие клетки экспрессируют антигены МНС класса II и способны поглощать, обрабатывать сложные антигены. Среди антигенпредставляющих клеток наилучшим образом изучены интердигитирующие дендритические клетки, выявляемые в T-клеточных зонах лимфоидных органов. Сходные дендритические клетки макрофагальной природы можно обнаружить и в других тканях. Одним из наиболее изученных типов дендритических элементов является клетка Лангерганса эпидермиса. Дендритические клетки не единственные антигенпредставляющие элементы, способные к активации T-хелперов. При определённых обстоятельствах макрофаги сами могут действовать на антигенпредставляющие клетки. Поскольку макрофаги экспрессируют молекулы МНС класса II после активации медиаторами T-клеток - например, ИФ-γ - представление антигена на их поверхности происходит, главным образом, в очагах хронического воспаления.

B-клетки тоже способны представлять антиген T-хелперам. Это может иметь существенное значение для индукции большинства первичных иммунных ответов. В результате, представление B-лимфоцитами специфического антигена CD4⁺ T-хелперам оценивается как в тысячи раз более эффективное, нежели представление других неспецифических антигенов.

В иммунном ответе T-лимфоциты играют двоякую роль: иммунорегуляторную и эффекторную. Среди эффекторных T-клеток, определяющих клеточно-опосредованный иммунный ответ, помимо цитолитических T-лимфоцитов, имеются и T-лимфоциты, вырабатывающие цитокины (T-клетки, участвующие в гиперчувствительности замедленного типа).

Цитолитические T-клетки представляют собой популяцию полностью дифференцированных, антигенспецифических T-лимфоцитов, функция которых состоит в реализации антигенспецифического лизиса клеток-мишеней путём непосредственного межклеточного контакта. Эти лимфоциты зачастую содержат немногочисленные цитоплазматические гранулы и, как правило, относятся к T-клеткам, ограниченным типом CD8 МНС класса I.

Благодаря экспрессии МНС класса I на всех клетках, содержащих ядра, и способности МНС связываться с эндогенно синтезированными мембранными гликопротеинами CD8, цитолитические T-лимфоциты выполняют важные защитные функции в тканях при вирусных инфекциях. Более того, поскольку многие вирусные антигены, распознаваемые цитотоксическими T-лимфоцитами, синтезируются на ранних стадиях вирусной репликации, элиминация инфицированных клеток может происходить до освобождения и выделения инфицирующего вируса. Менее изученной, но тоже важной представляется роль цитотоксических T-лимфоцитов в отторжении трансплантатов и клиренсе от бактериальных и паразитарных патогенных возбудителей.

Реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) и T-лимфоциты, принимающие в них участие относят ко второму компоненту клеточно-опосредованного иммунитета. Типичным примером механизмов таких реакций и работы лимфоцитов ГЗТ является кожная реакция на введение туберкулина. Ответы ГЗТ характеризуются выраженной инфильтрацией тканей T-лимфоцитами и макрофагами. Как следует из названия, реакции развиваются медленно, в течение 24-48 ч.

В основе тканевых проявлений ГЗТ лежат значительно более сложные процессы, нежели изменения при ответах с помощью цитотоксических T-лимфоцитах. В большинстве случаев местная реакция инициируется популяцией T-лимфоцитов, ограниченных типом CD4⁺ МНС класса II. Важнейшей функцией этих клеток является выделение множества цитокинов, которые дополняют и активируют функции других клеток воспалительного инфильтрата: макрофагов, эозинофилов, базофилов и тучных клеток. Наиболее изученным из цитокинов является ИФ-γ. Он важен для реализации эффективного клеточно-опосредованного иммунного ответа. ИФ-γ активирует макрофаги, стимулируя тем самым их фагоцитарную активность. Он повышает экспрессию молекул МНС класса II и стимулирует выработку других воспалительных цитокинов, включая: ИЛ-1, ФНО-α и ИФ-α/β. В результате, ИФ-γ усиливает не только воспалительные и антимикробные функции макрофагов, но и их способность к обработке и представлению антигенов T-клеткам. ИФ-γ вызывает также факультативную экспрессию антигенов МНС класса II на тканевых клетках и обладает противовирусными и антипролиферативными свойствами.

Биологическая роль ГЗТ выражается в защите от устойчивых инфекций и микробов, способных размножаться внутри фаголизосом макрофагов. Продукция цитокинов лежит в основе способности небольшого числа антигенспецифических T-клеток индуцировать заметный воспалительный ответ, направленный против ограниченных количеств антигена, "ускользающего" от лизосом. Однако сильная активация таких неспецифических иммунных механизмов таит в себе риск нежелательных тканевых повреждений уже в процессе первоначального защитного ответа.

Естественные киллеры (NK) в ходе клеточно-опосредованных ответов тоже способны проявлять цитотоксическую активность. NK клетки являются лимфоцитами среднего размера, содержащими цитоплазматические гранулы. Эти клетки раньше называли "большими гранулярными лимфоцитами". Из-за отсутствия у них наиболее типичных маркёров T- и B-клеток их относят к группе нулевых клеток ("ни T-, ни B-клеточных лимфоцитов", null cells). NK реализуют тот же механизм, что и "классические" цитотоксические T-лимфоциты. Цитотоксичность NK не ограничена МНС и не является антигенспецифичной. Таким образом, NK явно представляют собой третью популяцию лимфоцитов. Но выделяют ещё одну линию киллерных клеток, представляющих собой популяцию, родственную NK и тоже относимую к нулевым лимфоцитам. Киллерные клетки обладают Fc-рецепторами и обеспечивают своё киллерное действие посредством антителозависимых механизмов.

Кроме механизмов цитотоксичности и реакций ГЗТ, T-клетки отвечают и за регуляцию других компонентов иммунного ответа. Благодаря своей способности непосредственно активировать B-клетки, некоторые и нечасто встречающиеся антигены способны индуцировать ответ антител при отсутствии T-клеток. Указанные тимуснезависимые антигены обычно являются полимерными молекулами, содержащими множество идентичных детерминант. Они позволяют им формировать перекрёстные связи с поверхностным иммуноглобулином на B-клетках. Поскольку тимуснезависимые антигены включают в себя многие бактериальные поверхностные молекулы - эндотоксины, полимеризованный флагеллин, пневмококковый полисахарид и некоторые другие, этот тип T-независимого антительного ответа занимает важное место в иммунитете человека.

Вместе с тем, тимуснезависимые антигены встречаются редко и вызывают лишь продукцию IgM. Для инициирования продукции IgG-антител и развития гуморального ответа также на воздействие других уже тимусзависимых антигенов, нужны антигенспецифические CD4⁺-клетки.

Для воспроизведения эффективного антительного ответа необходим тесный контакт между специфическими T-хелперами (Тh) и B-клетками.

В начале этой главы упоминалось, что стабильная специфическая невосприимчивость организма к собственным тканям относится к иммунологической толерантности. Неспособность отвечать на воздействия аутоантигенов лежит в основе предотвращения аутоиммунных болезней. Напомним, что такая "аутотолерантность" зависит, прежде всего, от клональной селекции аутореактивных T-клеток в тимусе плода. "Безответность" аутореактивных B-клеток тоже может являться частью феномена аутотолерантности.

Способность иммунной системы к развитию приобретённой толерантности такого типа может быть необходима для предотвращения реакций гиперчувствительности во время первоначально защитного ответа на воздействие патогенного агента. Организму выгоднее становиться толерантным к некоторым типам чужеродных антигенов, нежели проявлять иммунологическую реактивность к ним. Например, приём через рот растворимых белковых антигенов вызывает оральную толерантность, поскольку иммунный ответ на пищевые антигены может спровоцировать нежелательные реакции гиперчувствительности на повторные контакты с антигенами.

ГИПОКСИЯ

Гипоксия - патологический процесс, возникающий в результате недостаточности и/или неэффективности биологического окисления, приводящий к энергетической необеспеченности жизненных процессов. Она сопровождается метаболическими, функциональными и морфологическими нарушениями, а также разнообразными компенсаторными и приспособительными процессами. Гипоксия является одним из самых распространённых патологических процессов и важным компонентом множества заболеваний.

Классификация. Гипоксию выделяют по распространённости (общая и местная), степени выраженности расстройств (лёгкая, средняя, тяжёлая), скорости развития (молниеносная, острая, подострая, хроническая). В зависимости от происхождения она может быть экзогенная и эндогенная.

•  Экзогенная гипоксия. Возникает вследствие уменьшения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. Она бывает двух видов: нормобарическая и гипобарическая.

◊  Нормобарическая гипоксия. Развивается при нормальном атмосферном барометрическом давлении и сниженном парциальном давлении кислорода во вдыхаемом воздухе. При этом концентрация СО₂ во вдыхаемом воздухе повышена.

◊  Гипобарическая гипоксия. Обусловлена снижением общего барометрического давления, что наблюдается при подъёмах в горы или на высоту без кислородообеспечивающих систем. При уменьшении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, уменьшается его напряжение в артериальной крови, формируется гипоксемия. Она приводит к гипервентиляции лёгких, усиливающей выведение СО₂ из организма. Это вызывает снижение артериального давления и кровоснабжения мозга, миокарда, уменьшение диссоциации оксигемоглобина, газовый алкалоз.

•  Эндогенная гипоксия. Развивается в результате нарушения транспорта кислорода к тканям или использования субстратов метаболизма, а также может сформироваться при увеличении потребности в энергии в связи с усилением функции органов. Она имеет несколько видов: респираторная, циркуляторная, гемическая, тканевая, субстратная, перегрузочная, смешанная (табл. 1-1).

◊  Респираторная (дыхательная) гипоксия. Возникает при недостаточном транспорте кислорода из атмосферного воздуха в кровь, протекающую через сосуды лёгкого, вследствие нарушения функции системы внешнего дыхания. Недостаточность газообмена в лёгких возникает в связи с альвеолярной гиповентиляцией, нарушением лёгочной перфузии, вентиляционно-перфузионных отношений, затруднением диффузии кислорода через альвеолярно-капиллярную мембрану, приводящих к дыхательной недостаточности. Патогенетической основой респираторной гипоксии является артериальная гипоксемия сочетающаяся с гиперкапнией.

◊  Циркуляторная (сердечно-сосудистая) гипоксия. Возникает в результате нарушений гемодинамики, приводящих к недостаточному снабжению органов и тканей кислородом при нормальном насыщении им артериальной крови. Гемодинамической основой развития циркуляторной гипоксии является снижение объёмной скорости кровотока. Циркуляторная гипоксия является следствием уменьшения объёма крови (гиповолемия), увеличения ёмкости сосудистого русла, сердечной недостаточности, различных расстройств микроциркуляции. Для этой гипоксии характерным газовым показателем является нормальное напряжение О₂ в артериальной крови и низкое его содержание в венозной, в результате чего увеличивается артерио-венозная разница по кислороду.

◊  Гемическая (кровяная) гипоксия. Возникает в результате уменьшения кислородной ёмкости крови, которая при нормальном напряжении кислорода в лёгочных капиллярах теряет способность связывать, переносить и отдавать кислород. Причинами этого могут быть уменьшение количества гемоглобина, изменение его свойств и нарушения физико-химических условий, необходимых для нормального поглощения кислорода гемоглобином из плазмы крови лёгочных капилляров и отдачи его в ткани. Газовый состав крови характеризуется сочетанием нормального парциального напряжения кислорода в артериальной крови с пониженным парциальным напряжением кислорода в венозной крови и уменьшением насыщения крови кислородом.

Наиболее часто образуются такие патологические формы гемоглобина, как метгемоглобин и карбоксигемоглобин. Метгемоглобин возникает в результате наследственно обусловленной недостаточности восстанавливающих систем эритроцитов (метгемоглобиноредуктаз) или при действии на оксигемоглобин большой группы веществ, называемых метгемоглобинообразователями (нитраты, нитриты, амидопирин, сульфаниламиды). Карбоксигемоглобин образуется при соединении гемоглобина с окисью углерода при отравлении угарным газом.

◊  Тканевая гипоксия. Возникает в результате нарушения использования кислорода в клетках при нормальном транспорте его к месту утилизации. Это может быть связано с ингибированием или нарушением синтеза ферментов биологического окисления, разобщением процессов фосфорилирования и окисления в дыхательной цепи, дезорганизацией мембранных структур клетки, изменением физико-химических параметров внутренней среды. Признаками тканевой гипоксии является нормальное содержание кислорода в артериальной крови, повышенное - в венозной крови и уменьшение артерио-венозной разницы по кислороду.

◊  Субстратная гипоксия. Обусловлена расстройствами поступления и утилизации основных субстратов биологического окисления при нормальной доставке кислорода в ткани. Веществами, недостаточность которых вызывает гипоксию, являются глюкоза, жирные кислоты и аминокислоты. В клинической практике речь чаще всего идёт о глюкозе. При субстратной гипоксии увеличивается парциальное напряжение кислорода в венозной крови и уменьшается артерио-венозная разница по кислороду.

◊  Перегрузочный тип гипоксии. Возникает, когда нагрузка на системы обеспечения транспорта и утилизации кислорода оказывается несоразмерной возросшим потребностям организма в результате перехода его на интенсивную работу. При перегрузочной гипоксии снижается парциальное напряжение кислорода в венозной крови и уменьшается степень насыщения гемоглобина в ней, увеличивается артерио-венозная разница по кислороду.

◊  Смешанный тип гипоксии. Встречается наиболее часто, представляя собой сочетание двух или более основных видов гипоксии.

Таблица 1-1. Изменения основных показателей кислородного обеспечения при гипоксии

Дефицит АТФ, повреждение мембран и их ионных каналов, изменение содержания в организме гормонов, регулирующих обмен ионов, приводит к нарушению обмена электролитов: увеличению внутриклеточных натрия и кальция и внеклеточного калия.

НАРУШЕНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА

•  Высшая нервная деятельность первая реагирует на недостаток кислорода, т.к. нервная ткань наиболее чувствительна к ней. Появляются эйфория, неадекватное поведение, помрачение сознания. Происходит расстройство координации движений, возникающее вначале моторное возбуждение сменяется гипо- и адинамией. Возможно развитие клонических и тонических судорог.

•  Сердечно-сосудистая система. Вначале появляется тахикардия, нарастающая параллельно с ослаблением механической деятельности сердца и уменьшением ударного объёма. Часто появляется аритмия, вплоть до фибрилляции желудочков, являющаяся результатом повреждения проводящей системы сердца. Артериальное давление в начале гипоксии имеет тенденцию к повышению (если гипоксия не вызвана первичной недостаточностью кровообращения), а по мере её прогрессирования снижается, вплоть до развития коллапса.

•  Дыхательная система. Изменения характеризуются первоначальной активацией, проявляющейся углублением и учащением дыхания. По мере прогрессирования гипоксии возникают нарушения ритма и амплитуды дыхательных движений. После кратковременной остановки появляется агональное дыхание в виде редких глубоких вдохов, которые постепенно ослабевают и прекращаются.

•  Выделительная система. Функция почек изменяется при гипоксии неоднозначно - от увеличения количества мочи (полиурия) до полного прекращения образования (анурия). Возможно развитие почечной недостаточности.

•  Система пищеварения. Наблюдаются потеря аппетита, ослабление секреторной деятельности всех пищеварительных желёз и моторной функции пищеварительного тракта. При глубокой гипоксии могут возникать эрозии и язвы в желудке и кишечнике.

•  Иммунная система. Угнетается синтез антител, снижается содержание иммуноглобулинов, падает фагоцитарная активность, уменьшается количество лизоцима, комплемента и в результате происходит подавление иммуногенной реактивности организма.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ

Морфологические проявления в органах и тканях при гипоксии неспецифичны. Одним из ранних признаков кислородного голодания является нарушение микроциркуляции (стаз и сладж крови). Гипоксия вызывает деполимеризацию гликозаминогликанов сосудистых стенок, что обусловливает повышение их проницаемости. Это типовая патологическая реакция на недостаток кислорода приводит к выходу плазмы, а иногда и клеток крови в межклеточное пространство. Развиваются точечные периваскулярные кровоизлияния (петехии). При острой гипоксии из клеток паренхиматозных органов в первую очередь исчезает гликоген, падает активность окислительно-восстановительных ферментов, могут возникать участки некроза. В стенках сосудов и экстрацеллюлярном матриксе развиваются отёк, мукоидное или фибриноидное набухание.

Нарушения обмена электролитов сопровождаются избыточным поступлением воды в клетки и развитием внутриклеточного отёка. Цистерны эндоплазматической сети растягиваются жидкостью, приобретая вид вакуолей (гидропическая дистрофия). В цитоплазме резко снижается количество гранул гликогена, иногда они исчезают полностью. Митохондрии набухают и лишаются матрикса. В одних митохондриях на кристах депонируется кальций, и они перестают функционировать ("кальциевая смерть" клетки). Другие митохондрии гиперфункционируют, в результате чего вымывается их матрикс и разрушаются кристы. Острая гипоксия лежит в основе таких заболеваний как инфаркт миокарда, нарушения мозгового кровообращения, гангрены конечностей и внутренних органов, недостаток кислорода является важнейшим звеном в механизмах развития шока, коллапса, комы и внезапной смерти.

Жировая дистрофия. При хронической гипоксии в клетках угнетается образование и резко снижается количество гликогена. Резервным субстратом для образования энергии становятся липиды. Подострая, и особенно хроническая гипоксия стимулирует выброс катехоламинов, что приводит к поступлению в кровь липидов из жировых депо. Возникает гиперлипидемия и путём инфильтрации липиды загружают клетки. Однако для утилизации жиров необходим кислород, дефицит которого испытывает организм. В результате поступившие в клетки нейтральные липиды не могут служить энергетическим субстратом, они загружают клетки, что лежит в основе жировой дистрофии миокарда, печени, почек и снижает функцию этих органов. Кроме того, поступающие в цитоплазму гидролазы лизосом способствуют вторичному гипоксическому повреждению клеток.

Фиброз стромы. Хроническая кислородная недостаточность всегда активизирует систему фибробластов, что приводит к нарастанию фиброза стромы органов и постепенному развитию капиллярно-паренхиматозного блока, в результате чего прогрессивно ухудшается кровоснабжение тканей и нарастает их ишемия. Одновременно нарушается отток лимфы. Возникающий лимфостаз также является стимулятором активации фибробластов. Замыкается порочный круг, если не ликвидирована причина гипоксии, то нарастающие метаболические, атрофические и склеротические изменения приведут к прекращению функции органа.

Нарушения метаболизма, обусловленные хронической гипоксией, ухудшают течение многих заболеваний.

Гипоксия, вызывая различные повреждения в органах и тканях, нередко способствует развитию приспособительных реакций организма, позволяющих ему выжить в условиях болезни.

ПРИСПОСОБИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ ПРИ ГИПОКСИИ

На возникновение гипоксии организм реагирует включением комплекса защитных и приспособительных реакций, с помощью которых осуществляется адаптация к патогенному воздействию. Существуют механизмы экстренной и долговременной адаптации к гипоксическому состоянию.

Экстренная адаптация организма к гипоксии развивается при остром развитии. Увеличивается альвеолярная вентиляция за счёт углубления и учащения дыхательных экскурсий и мобилизации резервных альвеол, в результате чего минутный объём дыхания возрастает. Увеличение альвеолярной вентиляции сопровождается усилением лёгочного кровообращения, повышением перфузионного давления в лёгочных капиллярах и возрастанием проницаемости альвеолярно-капиллярных мембран для газов. Приспособительные реакции кровообращения на острую гипоксию направлены на восполнение дефицита кислорода и субстратов биологического окисления путём увеличением частоты и силы сердечных сокращений, при этом возрастает ударный и минутный объёмы сердца. Увеличивается масса циркулирующей крови за счёт опорожнения кровяных депо, возрастает скорость кровотока, повышается системное артериальное давление и возникают перераспределительные реакции, обеспечивающие преимущественное кровоснабжение головного мозга и сердца посредством расширения в них артериол и капилляров. При глубокой гипоксии сердце и дыхательный центр могут в значительной степени освободиться от внешней регуляции и перейти на автономную деятельность. Такая функциональная изоляция может рассматриваться как экстремальная форма адаптации в условиях критического энергодефицита.

Система крови реагирует на острую гипоксию повышением кислородной ёмкости за счёт усиленного поступления эритроцитов из костного мозга, а также увеличения насыщения гемоглобина кислородом в лёгких и интенсификацией диссоциации оксигемоглобина в тканях. Экстренной адаптации служит также ограничение функциональной активности органов и тканей, не участвующих в транспорте кислорода, увеличение сопряжённости окисления и фосфорилирования, повышение активности ферментов дыхательной цепи и усиление анаэробного синтеза АТФ. Хотя гликолиз имеет по сравнению с тканевым дыханием несравненно меньшую эффективность, однако в условиях гипоксии даже умеренный вклад в общий энергетический баланс имеет определённое значение. Усиление поступления в клетку кислорода и субстратов окисления достигается благодаря активации симпато-адреналовой и гипофиз-надпочечниковой систем.

Долговременная адаптация организма к гипоксии заключается в появлении реакций, повышающих его устойчивость к длительному или повторяющемуся кислородному голоданию. Адаптированный организм способен сохранять нормальную жизнедеятельность при гипоксии такой интенсивности, которая у неадаптированного человека вызывает тяжёлые нарушения и гибель. Главным механизмом долговременной адаптации является увеличение массы структур, обеспечивающих срочные приспособительные реакции. Увеличивается ёмкость грудной клетки и мощность дыхательной мускулатуры, что сопровождается повышением дыхательного объёма. В лёгких возрастает количество альвеол и общая дыхательная поверхность, увеличивается капиллярное русло и возрастает диффузионная способность альвеолярно-капиллярных мембран. Хроническая гипоксия способствует развитию гипертрофии миокарда за счёт увеличения в кардиомиоцитах количества митохондрий, объёма ядра, количества миофиламентов в миофибриллах, усиления мощности Са²⁺-насоса. Всё это повышает сократительную активность сердца, увеличивается сила и скорость сердечных сокращений. Во всех тканях увеличивается количество функционирующих капилляров, возрастает ёмкость тканевого русла, значительно увеличивается число капилляров на единицу тканевой массы. Это создаёт оптимальные условия для усиленной экстракции кислорода из крови. Основой долговременной адаптации организма к гипоксии в системе крови является повышение кислородной ёмкости крови вследствие усиления эритропоэза. При сформировавшейся долговременной адаптации к гипоксии снижается основной обмен и уменьшается потребность организма в кислороде при экономном и эффективном его использовании в тканях. Это происходит благодаря увеличению сродства конечного фермента цепи переноса электронов цитохромоксидазы к кислороду, возрастанию числа митохондрий и их крист.

ЗНАЧЕНИЕ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ В ПАТОЛОГИИ

Факторы среды обитания в значительной мере определяют состояние здоровья человека, что особенно актуально в XXI в., когда потребительский подход к природным ресурсам привёл к созданию экологически опасных зон, изменению уровня рождаемости, смертности, продолжительности жизни. В современных условиях жизни особое значение приобретают факторы питания, окружающей среды, химические, физические и другие.

ФАКТОРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Факторы окружающей среды включают в себя экологические, вытекающие из взаимодействия человека с окружающей природой, и производственные.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ

Среди факторов внешней среды возрастает доля вредностей, являющихся продуктами деятельности самого человека, среди которых основную роль играют промышленные отходы, являющиеся причиной 20% заболеваний системы органов дыхания и 9% патологии системы кровообращения. Примерно 40% городского населения проживает в экологически опасных зонах. В городах преобладает загрязнение тяжёлыми металлами и оксидом углерода, а в сельской местности - пестицидами, гербицидами. Ведущую роль в загрязнении городов играют бензпирен, свинец, ртуть, хром и никель. Загрязнения промышленными отходами в зависимости от их выбросов определяют структуру заболеваемости отдельных регионов страны.

Тяжёлые металлы накапливаются в организме, они обладают мутагенным, тератогенным, канцерогенным, гонадотоксическим и эмбриотоксическим действием. Депонируясь в тканях эмбриона, металлы способствуют появлению неполноценного потомства.

Органические соединения выбрасывают в воздух нефтеперерабатывающие и химические предприятия. В структуре отходов наибольшую долю составляет сернистый ангидрид (продукт сгорания каменного угля), твёрдые вещества (пыль), оксид углерода, оксид азота.

Около 5-10% химических соединений, используемых человеком в хозяйственной деятельности, являются мутагенами и способны вызывать нарушения в генетическом аппарате. Нарушения в половых клетках приводят к гибели эмбрионов, бесплодию, рождению детей с наследственными дефектами. Цитогенетические исследования спонтанных абортов показывают, что в среднем каждый второй дефект связан с мутацией в половых клетках родителей или оплодотворённой яйцеклетки на ранних стадиях её развития. Причём в 95% случаев это вновь возникшие геномные мутации. Чем выше частота хромосомных аномалий у эмбриона, тем раньше происходит прерывание беременности, достигая 70% на сроке беременности до 8 нед. С загрязнением среды обитания промышленными отходами связано снижение репродуктивной функции населения, причём не только женщин, но и мужчин. В результате снижается количество детей в семьях, где женщины и мужчины заняты на вредном производстве. В жилых массивах, расположенных вблизи предприятий газодобывающей промышленности, органического синтеза, нефтехимии у детей чаще возникают болезни органов дыхания, и растёт заболеваемость других органов и систем. Изменение показателей здоровья регистрируется на значительном расстоянии от источников загрязнения. Таким образом, оценка опасности мутагенов в окружающей среде является важнейшей задачей, которая стоит перед медицинскими работниками.

Гипокинезия (снижение двигательной активности) и гиподинамия (снижение мышечной нагрузки) являются серьёзными патогенными факторами, причём в условиях производственной деятельности они часто сочетаются. Гиподинамия вызывает атрофию мышечной ткани, распад белка, снижение энергозатрат, нарушение газообмена, нарушение функции сердечно-сосудистой системы, снижение массы миокарда и снижение тонуса сосудов. Происходит изменение структуры костной ткани с вымыванием кальция и фосфора, снижается прочность костей. Нарушаются обратные связи мышц с вегетативными центрами головного мозга. Увеличивается активность системы гипофиз-надпочечники с последующим её истощением. Это ведёт к снижению адаптивных возможностей организма, предрасположенности к инфекциям.

Психо-эмоциональное напряжение является вторым по значению патогенным фактором современного производства. Эта вредность возникает в связи с необходимостью переработки человеком большого объёма информации в условиях дефицита времени. Адекватное напряжение мобилизует адаптационные процессы, но чрезмерные психо-эмоциональные напряжения, особенно длительные или часто повторяющиеся вызывают декомпенсацию механизмов адаптации и служат причиной неврозов и болезней адаптации (Г. Селье).

Особенность производственных факторов состоит в том, что они не вызывают сразу грубых изменений в организме, но действуя постепенно и в течение длительного времени, исподволь формируют ограничение функциональных возможностей организма, связанное со снижением защитно-приспособительных процессов. В результате развивается преморбидное состояние (состояние между здоровьем и болезнью), протекающее без выраженных проявлений патологии и характеризующееся изменением реактивности организма и устойчивости к нагрузкам. Однако позднее формируются профессиональные заболевания.

Преморбидные состояния возникают в результате изменения наиболее чувствительных механизмов управления деятельностью органов и физиологических систем, в первую очередь интегрирующих нервных связей, определяющих системность реагирования на производственные раздражители. Обнаружение наиболее уязвимых звеньев регуляции, лимитирующих функциональные возможности систем разного уровня важно для профилактики производственных заболеваний. В приспособлении человека играет роль перенапряжение не только доминирующих систем, ведущих к адаптации организма, но и не доминирующих, которые могут снижать свою функциональную активность и ограничивать резервные возможности организма.

ХИМИЧЕСКИЕ И ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ

Среди химических и лекарственных факторов наибольшее значение принадлежит интоксикации алкоголем, наркотиками и наркотически действующими веществами, окисью углерода, свинцом, метиловым спиртом и органическими растворителями.

Отравляющее действие химических веществ зависит от дозы, способа проникновения в организм, защитных процессов. Одно и тоже вещество в зависимости от дозы может проявлять либо лечебный, либо токсический эффект. Реактивность организма (возраст, состояние защитных систем) в значительной степени модифицирует действие отравляющего вещества, также важен путь его введения. Препараты, применяющиеся парентерально или ректально, оказывают более выраженный эффект, по сравнению с гастроэнтеральным введением, так как могут попадать в кровоток, минуя печень, через ректальное сплетение.

Токсические вещества имеют неорганическое (кислоты, щёлочи, соли свинца, ртути, мышьяка) или органическое происхождение (алкоголь, эфир диэтиловый, хлороформ, фенольные и цианистые соединения), а также растительное (бледной поганки, семейства псилоциба) или животное (змеиный яд, кураре).

В зависимости от клинической картины отравлений различают вещества общетоксического действия (наркотики, цианиды), кровяные яды (окись углерода, метгемоглобинообразователи), гепатотропные яды (четырёххлористый углерод, органические растворители), удушающие (хлор, фосген), нервные (стрихнин, героин и др.). Это разделение по группам относительно, так как токсические вещества могут иметь несколько органов мишеней (гепатотропные токсические вещества поражают печень и почки).

Повторное проникание веществ в организм может сопровождаться понижением первоначального эффекта (повышением толерантности), что объясняется повышением активности ферментов, разрушающих эти вещества, или усилением выведения ядов почками или кишечником, связыванием с глюкуроновой кислотой с последующим выведением, нейтрализацией буферными системами и пр. Повышение чувствительности может быть связано с повышением чувствительности, аллергизацией к этому веществу. У некоторых веществ наблюдается способность кумулироваться в организме из-за плохого выведения или разрушения в печени (наперстянка, ртуть, свинец).

Некоторые вещества (наркотики и наркотически действующие) способны вызывать пристрастие. С юридической точки зрения, к наркотикам относятся вещества, занесённые в специальный список наркотиков организациями здравоохранения каждого государства, эти вещества запрещены для нелегального производства и торговли. К наркотикам относятся вещества седативного, возбуждающего действия и психодислептики. Остальные вещества, вызывающие одурманивающий эффект, относятся к наркотически действующим, а злоупотребление ими - токсикомания, широкое производство и распространение таких веществ не запрещается государством. В эту категорию попадают алкоголь (пищевой продукт), многие медицинские препараты, органические растворители, некоторые лекарственные вещества, вызывающие пристрастие (снотворные, транквилизаторы, антидепрессанты, тригексифенидил и др.).

Наркотики вмешиваются в медиаторный обмен всех клеток. В результате при отсутствии наркотика или наркотически действующего вещества возникает нарушение функции организма, включая соматические, что проявляется в эйфории, стремлении к повторному их использованию, абстиненции.

Значительное место в патологии человека занимает ятрогенная патология, вызванная лекарственными препаратами. Частота побочных реакций при назначении лекарственных препаратов составляет 10-20%, а 1-3% всех поступлений в больницу вызвано побочным действием лекарств.

Побочные реакции на лекарственные препараты можно разделить на группы A и B.

•  Группа A. Входят симптомы преувеличенного, но закономерного основного фармакологического действия препарата. К этой группе относится до 80% побочных лекарственных реакций. Частота развития относительно большая, но летальность невысокая.

•  Группа B. Вызваны новым, неожиданным и извращенным действием препарата, поэтому предугадать их обычно не удаётся. Примером реакций этого типа являются злокачественная гипертермия при использовании общих анестетиков, агранулоцитоз, вызванный хлорамфениколом или бутадионом. Хотя эти реакции встречаются реже, чем реакции типа A, они нередко приводят к смерти больных.

ФАКТОРЫ ПИТАНИЯ

Факторы питания приводят к чрезмерному или недостаточному отложению жира в жировых депо.

Изменение состава пищи делает её некачественной, в ней может содержаться недостаточное количество полноценных белков, жиров, витаминов, микроэлементов или избыток калорий. Болезни, связанные с питанием, могут возникать при голодании, избыточном поступлении питательных веществ с пищей, недостаточном усвоении питательных веществ.

ГОЛОДАНИЕ

Голодание - состояние организма, возникающее при полном отсутствии, недостаточном поступлении в организм пищевых веществ, необходимых для нормального обмена, или нарушении их усвоения.

По форме голодание различают:

∨ абсолютное (отсутствие пищи и воды);

∨ полное (отсутствие пищи, но с приёмом воды);

∨ неполное (при сниженной калорийности пищи);

∨ частичное (при недостаточном поступлении отдельных составных частей пищи, т.е. белков, углеводов, витаминов, минералов).

При абсолютном голодании человек может жить в течение 6-7 дней, при полном голодании продолжительность жизни составляет 2-3 мес. Смерть наступает при падении веса на 50%, что соответствует потере 45% пластического белка. Снижение веса происходит за счёт уменьшения массы жировых депо, внутренних органов. Меньше всего изменятся вес органов нервной системы и сердца, в этих органах сохраняется высокий уровень энергетических процессов. Старые люди лучше переносят голодание из-за снижения интенсивности обмена веществ.

Полное голодание. В первые дни у голодающих наблюдаются раздражительность, бессонница, а в последующем - заторможенность, прострация. Диурез сохраняется обычным, этому способствует увеличенное образование эндогенной воды при сгорании жира.

Стадийно меняется энергетический обмен. В первом периоде наблюдают приспособительные изменения обменных процессов, во втором периоде имеет место равномерное экономное расходование энергетических ресурсов, в третьем - возникают предагональные расстройства обмена веществ.

В первом периоде (1-3 сут) дыхательный коэффициент (отношение выдыхаемого СО₂ к потребляемому O₂) равен 1,0 (при смешанной пище он составляет 0,85-0,9). Это повышение коэффициента соответствует окислению резервных углеводов. Выделение азота с мочой снижается на 40%. Во втором периоде дыхательный коэффициент снижается до 0,7, что соответствует использованию жиров в качестве основного источника энергии или продуктов неполного окисления жиров. Наблюдаются кетонемия, компенсированный ацидоз, но уровень глюкозы в крови сохраняется нормальным. Снижается устойчивость к инфекции, падает аллергическая реактивность. Второй период может длиться долго (до 50-70 сут). В третьем периоде наблюдается декомпенсация приспособительных процессов, температура тела падает до 30 °C и ниже, в связи с истощением жировых депо повышается распад белка, с мочой выделяются в повышенном количестве продукты распада белка и липоидов (сернистые соединения, фосфаты), возникает интоксикация продуктами распада органических веществ и коматозное состояние. Снижение продукции белков плазмы крови приводит к онкотическим голодным отёкам. Этот период длится 2-3 сут.

Приспособительные процессы при голодании направлены на поддержание работы жизненно важных органов и систем. В начальном периоде голодания значительно усиливаются распад белка и экскреция азота, в дальнейшем, по мере развития приспособительных реакций, они снижаются. Для обеспечения головного мозга и сердца глюкозой меняется характер обменных процессов. Одновременно со снижением катаболизма белка и уменьшением образования аминокислот в печени, возрастает способность головного мозга к использованию кетоновых тел в качестве энергетического источника. Снижается основной обмен до 50% от исходного, что способствует более экономному использованию белка. Возникает ограничение активности организма, что связано со снижением силы и подвижности нервных процессов, уменьшением выработки некоторых гормонов, влияющих на основной обмен (адреналин, тироксин и др.).

Возрастает интенсивность глюконеогенеза. Среди аминокислот образующихся при распаде мышц преобладают аланин и глютамин. Аланин активирует образование глюкагона (стимулятора глюконеогенеза) в поджелудочной железе, а глюкокортикоиды надпочечников потенцируют действие аланина на α-клетки поджелудочной железы, усиливая образование глюкагона, увеличивающего уровень глюкозы в крови, действующего подобно адреналину.

При голодании снижается концентрация инсулина в крови из-за уменьшения концентрации глюкозы, развивается относительная резистентность жировой и мышечной тканей к инсулину. В этом голодание имеет сходство по своим обменным проявлениям с лёгкой формой диабета. Адаптивное значение гипоинсулинемии заключается в том, что она не препятствует мобилизации жирных кислот из жировой ткани, кетозу и снижению синтетических процессов в мышцах. Глютамин, также образующийся в мышцах из других аминокислот, поступает в почки, где участвует натрийсберегающих обменных процессах, необходимых для пополнения бикарбонатов крови и нейтрализации кислых продуктов обмена веществ, образующихся в организме.

При голодании снижается потребление глюкозы периферическими тканями, за исключением головного мозга. Освобождающиеся свободные жирные кислоты угнетают использование углеводов в мышечной ткани, оказывая глюкозосберегающий эффект. В тканях усиливается окисление жирных кислот, замедляется окисление глюкозы, необходимой для работы нервной системы.

Абсолютное голодание характеризуется теми же закономерностями, но протекает тяжелее и менее длительно. Это связано с нарушением выделения азотистых продуктов обмена веществ почками и возникающей интоксикацией организма продуктами распада органических веществ. Вместе с тем, обезвоживание организма приводит к распаду белка, гиперкалиемии, падению артериального давления и нарушению микроциркуляции, гипоксии органов с нарушением их функции.

Неполное голодание (при недоедании, непроходимости пищи по пищеварительному тракту, нарушении процессов всасывания) проявляется симптомами белковой недостаточности. Страдает образование ферментов, гормонов, и, следовательно, все виды обмена веществ. С первого же дня устанавливается отрицательный азотистый баланс, затем его выделение падает. Интенсифицируется распад жиров, уменьшается усвоение углеводов, возникает алиментарная дистрофия, снижается масса тела и резистентность к инфекции (часто присоединяется туберкулёз), появляются голодные отёки (отёчная болезнь), нарушается нервно-психическая деятельность (алиментарный маразм).

У детей при белково-калорийной недостаточности возникает квашиоркор - заболевание, которое характерно для стран, где в рационе имеется недостаток белков животного происхождения (белок самый дорогой из продуктов питания). Заболевание возникает в раннем детском возрасте после прекращения грудного вскармливания. Характерны крайняя степень общей жировой дистрофии, нарушение роста волос, изменение цвета кожного покрова (у чернокожих жителей Ганы название этой болезни переводится как "красный мальчик"), физическое и умственное недоразвития, отёки.

Частичное жировое голодание. При недостаточном поступлении липидов и липоидов в организме падает сопротивляемость инфекциям. Нарушается поступление полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой), холестерина, и в связи с этим страдает структура мембран, всасывание жирорастворимых витаминов, витамин K-зависимый синтез факторов свёртывания крови, синтез стероидных гормонов надпочечников и половых гормонов.

Частичное углеводное голодание приводит к неустойчивому уровню глюкозы в крови, гипогликемии, мобилизации жиров и белков в качестве энергетических источников. Использование жира для восполнения энергетического дефицита приводит к перестройке жирового и белкового обмена для продукции углеводов, возникают кетонемия, кетоацидоз, напряжение буферных систем ("жиры сгорают в огне углеводов"). Возникающая гиперлипидемия приводит к жировой инфильтрации клеток печени.

Нарушения обмена витаминов. Витамины - группа веществ, которые входят в состав коферментов. Необходимость их введения объясняется тем, что они не синтезируются а организме или не поступают в достаточном количестве. Они могут растворяться в воде (C, группа B и др.) и жирах (A, D, E, K). Нарушения обмена выражаются в гипо- и гипервитаминозах. При недостатке витаминов возникают заболевания с характерными симптомами: гиповитаминозы витамина С - цинга, витамина В₁ - бери-бери, витамина РР - пеллагра, витамина D - рахит.

Частичное витаминное голодание вызывает патологический процесс, называемый гиповитаминоз, причины которого могут быть экзогенными и эндогенными.

•  Экзогенные. Недостаточное содержание витаминов в пище (отсутствие зелёных растений, жиров в рационе, температурная обработка продуктов).

•  Эндогенные. Плохое усвоение витаминов в связи с заболеваниями желудочно-кишечного тракта и печени (отсутствие липазы и жёлчных кислот при панкреатитах, холециститах, энтеритах); повышение потребности в витаминах у беременных, спортсменов, при инфекционных заболеваниях; расстройства функции органов, синтезирующих витамин из предшественников (синтеза витамина A из каротина в печени, превращение витаминов группы B в коферменты); повышенная потеря витаминов (при сильном потоотделении - витамина C, полиурии - витамина B₁); присутствие химических веществ, подавляющих активность витаминов или вытесняющих их из обменного процесса (овидин для биотина, дикумарин для витамина K).

Гипервитаминозы могут быть при избыточном потреблении витаминов A и D, чаще с лечебной целью.

ИЗБЫТОЧНОЕ ПИТАНИЕ

Избыточное потребление калорийной пищи приводит к ожирению. Значительная часть населения экономически развитых государств, производящих и потребляющих чрезмерное количество продуктов питания, страдает ожирением.

За критерий ожирения принимается избыточная масса тела, что нельзя считать правильным, так как масса тела может быть увеличена за счёт мышечной ткани, и в таком случае человек не страдает изменениями обмена веществ и функций, характерными для ожирения. Расчёт избыточной массы по индексам даёт не точное представление о количестве жира в организме. В настоящее время получил распространение индекс Кетле, согласно которому значение массы тела (в кг) делят на возведённую в квадрат величину роста (в м). Интервал индекса Кетле, характеризующий нормальное питание, для мужчин составляет 20,1-25,0, для женщин 18,7-23,8. Превышение максимального значения индекса Кетле на 15% и более свидетельствует об ожирении. При умеренном ожирении индекс составляет 31,0-40,0, при патологическом ожирении 41,0-45,0.

Ожирение - патологическое состояние, которое характеризуется избыточным отложением жира в клетках, являющихся его естественными депо (адипоцитах). Ожирение может иметь наследственный, конституциональный характер, который возникает по причине гиподинамии и переедания, либо на фоне нервно-эндокринных нарушений (патология гипоталамуса, гипофиза, щитовидной и половых желёз, надпочечников). Таким образом, ожирение является многофакторным патологическим состоянием.

По причине возникновения ожирение различают алиментарное, гиподинамическое, нейрогенное, эндокринное.

•  Алиментарное. Связано с потреблением пищи, по суммарной калорийности превышающей энерготраты человека.

•  Гиподинамическое. Вызвано преимущественно малоподвижным образом жизни с низкими энерготратами (при болезнях, ограничивающих подвижность или переходе от деятельного к малоподвижному образу жизни).

•  Нейрогенное (гипоталамическое, диэнцефальное). Пациенты с такими неврологическими заболеваниями ведут малоактивный образ жизни, сонливы. Они обычно страдают и другими вегетативными нарушениями, проявляющимися в неустойчивости температуры тела, артериального давления, повышении аппетита и др.

•  Эндокринное. Ожирение связано с нарушениями функций гипоталамуса, надпочечников, щитовидной, половых и поджелудочной желёз.

◊  Снижение функции половых гормонов передней доли гипофиза и половых желёз - адипозо-генитальная дистрофия Фрелиха. Это ожирение проявляется в раннем детском и подростковом возрасте. Имеется ожирение живота, бёдер, недоразвитие гениталий.

◊  Гипоталамическое расстройство регуляции секреции адренокортикотропного гормона (АКТГ) в передней доле гипофиза - болезнь Иценко-Кушинга. АКТГ действует путём увеличения синтеза стероидных гормонов надпочечников.

◊  Синдром Иценко-Кушинга возникает в результате первичной гиперфункции коры надпочечников или при лечении стероидными гормонами надпочечников ("кушингоид"). Характерно отложение жира в области шеи и лица ("лунообразное лицо"), на груди и животе (верхнее ожирение). Глюкокортикоиды, стимулируя глюконеогенез, мобилизуют глюкозу из печени и мышц, которая переходит в жир под действием инсулина. В нижних конечностях отложения жира не наблюдается.

◊  Гипотиреоидное ожирение возникает при снижении основного обмена, сопровождается микседемой и другими признаками гипотиреоза.

◊  Гипогенитальное ожирение связано со снижением обменных процессов, возникает в период возрастного снижения функции половых желёз у женщин, при кастрации по медицинским показаниям у мужчин, при врождённом гипогенитализме у мальчиков (евнухоидизме). В случае поздней недостаточности половых желёз в период климакса или после кастрации жир откладывается на животе, ягодицах, с внутренней поверхности бёдер.

◊  При гиперфункции островкового аппарата поджелудочной железы, общее ожирение связано с повышенным потреблением пищи и способностью инсулина стимулировать липогенез.

При алиментарной, гиподинамической и нейрогенной формах распределение жира равномерно по всему телу. Однако у мужчин преобладает абдоминальный, а у женщин - генитальный тип ожирения с отложением в области бёдер и ягодиц.

Кроме общего существуют формы с локальным нарушением отложения жира. Липоматоз характеризуется появлением липом в подкожной клетчатке, растущих в капсуле или без неё. Он связан с наследуемыми дефектами жировой ткани. Например, синдром Маделунга ("жирная шея") - множественные болезненные разрастания жировой ткани в области лимфатических узлов шеи, отложения болезненны. Локальные отложения жира связаны с особенностями трофики и иннервации этих зон. Известно, что абдоминальный тип ожирения часто сопровождается метаболическими нарушениями (диабет, гиперлипидемия, гипертония) по сравнению с нижним (генитальным) типом ожирения. Адипоциты живота и бёдер отличаются по чувствительности к липолитическому действию адреналина.

Исследования связи ожирения у детей с аналогичной патологией родителей выявили роль наследственной предрасположенности в его происхождении. Кроме того, исследования на людях, которым искусственно создавали избыточную массу тела путём повышения калорийности пищи, показали обратное развитие массы тела после прекращения опытов.

Определённую отрицательную роль в развитии ожирения играет внешняя для человека среда, в том числе социальная, изменившая образ его жизни. Пропаганда потребления алкогольных напитков, высококалорийной пищи, малоподвижный образ жизни, отсутствие времени и места для физических упражнений, способствуют распространению ожирения в популяции. Необходимо помнить, что ожирение создаёт благоприятную почву для развития сахарного диабета, гипертонической болезни, атеросклероза, ишемической болезни сердца.

ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Высокие или низкие температуры, а также химические и электрические воздействия оказывают вредное влияние на рабочих производств или работников сельского хозяйства (тепловой удар, ожоги, гипотермия).

Тепловой удар возникает при нарушении или прекращении потоотделения и одновременном повышении температуры тела у людей, занимающихся физической работой в условиях высокой внешней температуры. Возникает спутанность сознания, судороги, кома. Температура тела может превышать 40,6 °C. Патогенетическое лечение должно быть направлено на снижение температуры тела до нормальной.

Термические ожоги кожи могут быть с частичным поражением толщи кожи, заживающие без образования рубца, и повреждением всей толщи кожи, заживающие с образованием глубоких рубцов. Глубокие ожоги могут поражать толщу мышц и приводить к обугливанию костей. Ожоги верхних дыхательных путей возникают при воздействии пламени, горячего воздуха, пара.

Гипотермия возникает при работе в холодильных камерах на производстве или при пребывании в условиях пониженной температуры вне помещений, особенно при недостаточно тёплой одежде. При снижении температуры тела ниже 30 °C развиваются тяжёлые нарушения сердечного ритма. Возможность переохлаждения может возникать при нормальной температуре воздуха, но при потере значительного количества влаги с поверхности тела.

Химические ожоги вызывают кислоты, щёлочи, фенол и его производные. Эти ожоги особенно опасны, так как возникает всасывание этих веществ через повреждённую кожу, что может привести к почечной недостаточности, вплоть до смертельного исхода.

Электрический ток может стать причиной несчастных случаев на производстве. Его свойства определяются характером тока (постоянный или переменный) напряжением и силой, направлением и длительностью действия. Сопротивление кожного покрова и других тканей переменному току меньше, чем сопротивление постоянному, поэтому действие переменного тока опаснее, чем постоянного тока такой же силы. При влажных кожных покровах, токи даже сравнительно небольших напряжений (40 В) могут оказаться смертельно опасными для человека.

ИЗМЕНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Синдром дисбарии может быть вызван как пониженным, так и повышенным атмосферным давлением.

Пониженное атмосферное давление развивается при пребывании на высоте 4-5 тыс. метров над уровнем моря. При этом снижается парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе. На высоте 5000 м над уровнем моря парциальное давление кислорода составляет 70% от обычного. На высоте 6000 м над уровнем моря возникают выраженные признаки горной или высотной болезни. Возникают головные боли, головокружение, одышка, шум в ушах, сердцебиение, ослабление внимания, нарушение обмена веществ. Длительное пребывание на высоте 7000-8000 м вызывает потерю сознания. Приспособительные явления выражаются в усилении лёгочной вентиляции, сердечной деятельности, тахикардии, мобилизации эритроцитов из костного мозга, крови из депо (селезёнки, печени).

Повышенное атмосферное давление может развиваться при подводных работах, когда на глубине возникают колебания окружающего давления, либо при несоблюдении условий безопасности. При работах при повышенном атмосферном давлении в замкнутом пространстве (кессоне) или при подводных работах с последующей быстрой декомпрессией, могут возникать баротравма лёгких (может сопровождаться газовой эмболией) и болезнь декомпрессии (кессонная болезнь).

•  Баротравма лёгких возникает в результате того, что воздух не успевает выйти через дыхательные пути и разрывает лёгкое. Возникает пневмоторакс (воздух в плевральной полости), смещение средостения, газовая эмболия лёгких, иногда сердца и головного мозга. Сразу после декомпрессии наступают дыхательная недостаточность, потеря сознания, симптомы коркового и стволового поражения головного мозга.

•  Болезнь декомпрессии развивается через 1-1,5 ч после декомпрессии. Причиной её являются пузырьки азота, растворённого в крови и выделяющиеся при высоком барометрическом давлении. При снижении окружающего давления азот может не успеть вновь раствориться в крови и происходит закупорка сосудов. Возникает нарушение микроциркуляции, в тяжёлых случаях - гемоконцентрация и гиповолемия. Проявлением патологии являются боли в мышцах и костях, пятнистые высыпания на коже, отёк подкожной ткани и конечностей, повреждения ЦНС в виде спинальной патологии (головокружения, нарушения зрения, головной боли, спутанности сознания). Поражение лёгких проявляется удушьем, болями за грудиной, приступами одышки, гиповолемия может вызвать гипотензию. Радикальным средством лечения кессонной болезни является рекомпрессия, приводящая к растворению пузырьков газов в крови, и последующая медленная декомпрессия.

ДЕЙСТВИЕ ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ

Организм может подвергаться воздействию лучистой энергии в виде электромагнитных волн и корпускулярных частиц (электронов, протонов, нейтронов и др.). В излучении солнечного спектра содержатся инфракрасные и ультрафиолетовые лучи.

•  Инфракрасные солнечные лучи обладают большой длиной волны, вызывая тепловой или солнечный удар.

•  Ультрафиолетовые лучи относятся к коротковолновым лучам, обладающим высокой энергией, и поэтому могут вызывать генетические мутации. Интенсивное ультрафиолетовое облучение большой поверхности тела вызывает общее расстройство кровообращения, иногда шок, связанный с солнечным ожогом.

Действие ионизирующего излучения, возникающего при радиоактивном распаде, было продемонстрировано при военных действиях (Хиросима и Нагасаки) и техногенных катастрофах (Чернобыль). Ионизирующие лучи, возникающие при радиоактивном распаде, включают радиоактивные частицы, которые вызывают поражение в местах воздействия, попадая в организм, через кишечник, или воздействуя на кожные покровы. Высокой проникающей способностью обладают γ-лучи и рентгеновские лучи. Поэтому они могут вызвать не только кожные поражения (язвы, рак), но и мутации клеток в глубине тканей.

При воздействии радиации на клетки происходит образование химически активных свободных радикалов, которые могут взаимодействовать с липидами клеточных мембран, вызывая их разрушение путём образования цепных реакций с липидами, ДНК и другими макромолекулами. Большие дозы радиации вызывают гибель клетки, нарушая обменные процессы и разрушая мембраны. Умеренные и малые дозы вызывают генеративные или соматические мутации. Генеративные мутации могут вызвать генетические болезни, передающиеся детям, а соматические мутации могут вызвать нарушения тканевого роста в виде доброкачественных или злокачественных опухолей. Страдает также тканевая строма, сосуды. Вначале повышается проницаемость капилляров, клеточные элементы и жидкая часть крови поступает в ткань, вызывая отёк. Позднее возникает артериолосклероз и атрофия тканей.

В результате ионизирующего излучения, при несоблюдении режимов допустимого облучения во время работы в атомных центрах, подводных лодках, или во время медицинских воздействий, при массивном облучении всего организма возникает лучевая болезнь.

При слабых локальных облучениях в пределах нескольких часов после воздействия происходит восстановление структур. Погибшие клетки замещаются за счёт размножения соседних необлучённых клеток. Если погибло большое количество клеток, то происходит замещение их соединительной тканью с образованием рубца и деформацией ткани. Последствия могут быть причинно связаны с дозой облучения, т.е. предсказуемыми и мало связанными - вероятностные. Например, развитие фиброза лёгких количественно зависит от полученной дозы облучения, а канцерогенный эффект может возникать или не возникать, хотя вероятность его возрастает.

При облучении больше всего страдают быстро обновляющиеся клетки. Их хромосомный аппарат оказывается более чувствительным к облучению по сравнению с покоящимися клетками. Поэтому в коже в первую очередь страдают волосяные луковицы, возникает облысение, в желудочно-кишечном тракте и мочевыводящих путях наблюдается поражение эпителия слизистых оболочек, соответственно с диспепсическими и дизурическими явлениями. Значительно повреждаются быстро делящиеся клетки костного мозга и других кроветворных органов, что выражается в малокровии, нарушении свёртывания крови, иммунодефиците с развитием септических осложнений. При облучении яичек у мужчин и яичников у женщин страдает репродуктивная функция. У мужчин эндокринная функция яичек более устойчива по сравнению со сперматогенезом, который может полностью прекратится при обучении, возникает бесплодие. При облучении яичников у женщин полностью может прекратиться детородная функция, а при малых дозах облучения возрастает вероятность генетических дефектов у новорождённых. У беременных облучение повышает вероятность мертворождений и выкидышей. Отдалёнными последствиями облучения малыми дозами являются развитие солидных опухолей и лейкозов. Так, у людей, получивших облучение тимуса, увеличивается вероятность раковой опухоли щитовидной железы, а количество лейкозов у рентгенологов выше, чем у врачей других специальностей. Сейчас общепризнано, что беременным нельзя проводить рентгеновское исследование органов малого таза, а аналогичное рентгеновское исследование женщин можно проводить только в первые 10 дней после менструации, чтобы исключить облучение эмбриона.