Тема № 4. Местные и системные реакции организма на повреждение

Цель: Изучение основ патологии клетки и системных реакций организма на повреждение.

План лекции:

1. Основные формы повреждения клеток.

2. Понятия некроза и апоптоза.

3. Системные реакции на повреждение. Общий адаптационный синдром (стресс).

Основные тезисы лекции

1. Основные формы повреждения клеток

1. ишемическое и гипоксическое;

2. токсическое;

3. повреждение, вызванное свободными радикалами, в том числе активированным кислородом.

1. Основные этапы гипоксического повреждения клетки:

Гипоксия → ↓ аэробного дыхания за счет ↓ окислительного фосфорилирования в митохондриях → ↓ или отсутствие образования АТФ → это приводит к набуханию (отеку клетки) за счет нарушения работы К/Na насоса и потуплению Na в клетку → набухание и разрушению ультраструктур (лизосом) выброс ферментов → аутолиз клетки + фагоцитоз нейтрофилами клеточного детрита.

Особую роль в повреждении играет нарушение гомеостаза Са.

Свободный Са в цитозоле находится в незначительных концентрациях по сравнению с таковым вне клетки. Это состояние поддерживается связанными с мембраной энергозависимыми Сa/Mg АТФ-фазами. При ишемии и токсикозах Са проникает через плазматическую мембрану и высвобождается из митохондрий и эндоплазматической сети. Повышение содержания Са ведет к активации ряда ферментов, повреждающих клетку: фосфолипаз (повреждают клеточную мембрану), протеаз (разрушают мембрану и белки цитоскелета), эндонуклеаз (повреждение хроматина). Как итог развивается коагуляционный некроз. См. табл. «Повреждение клетки»

При токсических повреждения развиваются сходные изменения, обусловленные в первую очередь повреждением клеточной мембраны и митохондрий.

2. Повреждение клетки вызванное свободными радикалами кислорода.

Свободные радикалы представляют собой молеулы кислорода, имеющие один непарный электрон (очень активная форма). Возникает на фоне недостатка кислорода в ткани.

Для повреждения клетки наибольшее значение имеют три реакции, в которые вступают свободные радикалы:

• Свободнорадикальное перикисное окисление липидов (СПОЛ) мембран. Свободные радикалы в присутствии кислорода вызывают перикисное окисление липидов плазматических мембран и органел.

• Окислительное повреждение белков. Разрушаются ключевые ферменты, посредством нейтральных протеаз, содержащихся в цитозоле.

• Повреждение ДНК. Свободные радикалы вступают в реакци. С тимином, входящим в состав ДНК. Повреждается также митохондриальная ДНК.

Следует отметить, что антигенная стимуляция резко активирует потребление кислорода фагоцитами с последующим превращением большей его части в перекись водорода. Основной путь утилизации перекиси водорода, образующейся в процессе фагоцитоза – ферментативный, с участием пероксидазы. При неферментативном распаде инициируются процессы перикисного окисления.

2. Понятия некроза и апоптоза

Некроз - представляет собой спектр морфологических изменений, которые развиваются вслед за гибелью клетки в живой ткани. Это результат разрушающего действия ферментов на летально поврежденную клетку.

Апоптоз - генетично запрограмированая смерть клеток в живом организме.

• Апоптоз – форма смерти, при которой элиминируются отдельные клетки с живой ткани.

• Основная роль апоптоза в норме – установление равновесия между процессами пролиферации и гибели клеток, что в одних случаях обеспечивает стабильное состояние организма, в других – рост, в третьих – атрофию тканей и органов

• Подавление механизмов смерти клеток путем апоптоза может привести к равитию опухолей

Отличия некроза от апоптоза.

• Апоптоз захватывает всегда только отдельные клетки или их группы.

• В отличии от некроза разрушение клеток осуществляется не активированными гидролитическими ферментами, а с участием специальных кальций-магний зависимых эндонуклеаз, которые разделяют ядро на большое количество фрагментов.

• Фрагменты клеток которые которые образовались – апоптозные тельца – фагоцитируются рядом расположенными клетками – паренхиматозными и стромальными макрофагами.

• Апоптоз не сопровождается развитием воспаления.

3. Системные реакции на повреждение. Общий адаптационный синдром (стресс).

Стресс – это неспецифическая реакция организма, возникающая при действии различных экстремальных факторов, угрожающих нарушением гомеостаза, и характеризующаяся стереотипными изменениями функции эндокринной и нервной систем.

Общий адаптационный синдром – сочетание стереотипных реакций, возникающих в организме в ответ на действие черезвычайных раздражителей (стрессоров) и обеспечивающих ему устойчивость не только к стрессорному агенту, но и по отношению к другим болезнетворным факторам.

Стадии общего адаптационного сидрома:

1. Стадия тревоги – в организме наблюдаются изменения, характерные для первого контакта со стрессором.Сопротивляемость снижается и если стрессор достаточно сильный (обширные ожоги), может наступить смерть. Стадия продолжается от 6 до 48 ч. и, в свою очередь, состоит из стадий шока и противошока. Во время стадии противошока мобилизуются оновные функциональные системы организма: нервная, симпато-адреналовая, эндокринная (адрено-кортикотропная).

2. Стадия устойчивости – наступает, если продолжающееся влияние стрессора соизмеримо с адаптацией. Признаки, характерные для реакции тревоги исчезают и сопротивляемость становится выше нормы.

3. Стадия истощения – после долговременного возействия стресса, в конечном итоге, адаптационная энергия исчерпывается. Вновь появляются признаки реакции тревоги, но теперь они необратимы, и организм умирает.

Шок - патологический процесс, развивающийся в ответ на воздействие чрезвычайных раздражителей и сопровождающийся прогрессивным нарушением жизненно важных функций нервной системы, кровообращения, дыхания, обмена веществ и некоторых других функций. По сути, это срыв компенсаторных реакций организма в ответ на повреждение.

Схема патогенеза стресса

Воздействие стрессора

Центральная и персферическая нервная система

Гипоталамус

Гипофиз

ТТГ

Кора надпочечников

Щитовидная железа

АКТГ ТТГ β- эндорфин

Катехоламины

Глюкокортикоидные гормоны

Тироксин, глюкагон, СТГ и др.

Стресс-лимитирюшие факторы

СТГ

Повышение артериального давления

Стимуляция ОВ

Стимуляция ЦНС

Глюконеогенез

Инволюция тимуса и лимфатических узлов

Подавление воспаления

Подавление иммунных реакций

Развитие язв ЖКТ

Ограничение повреждающих эффектов глюкокотикоидов и катехоламинов

табл. «Повреждение клетки»

Повреждающие факторы:

• Гипоксия

• Токсические повреждения

• Повреждения вызванные свободными радикалами кислорода

Поступая в клетку тянет за собой воду, как следствие гидратация кл., набухание органел

С нижение окислительного фосфорилирования Na

Ацидоз клетки К

Н

Поступая в клетку активирует ряд фер-ов, повреждающих клетку: - фосфолипазы повреждают клет. мембр.;

- протеазы – разрушают белок цитоскелета кл.;

- эндонуклеазы – повреждают хроматин

абухание и разрушение ультрaструктур

А ктивизация протеолитических ферментов лизосом Ca

Mg

Аутолиз и фагоцитоз клетки

Литература:

Основная

1.Савойский А.Г., .Патологическая физиология: Учебник для вузов Байматов В.Н. Савойский А.Г., М.: КолосС, 2009.- 540 с.

2.Лютинский С.И., Патологическая физиология: Учебник для вузов Лютинский С.И., М.:Колос,2004.- 495 с.

Дополнительная

1. Фундаментальная и клиническая физиология (под ред. А. Г. Камкина, А. А. Каменского); изд-во «Академия» М.

2. Порядин Г. В. Стресс и патология. — М., «Минипринт», 2002. С. 3—22

Тема № 5. РОЛЬ РЕАКТИВНОСТИ ОРГАНИЗМА В ПАТОЛОГИИ

Цель: Выяснение роли реактивности организма в возникновении и развитии заболеваний.

План лекции:

1. Понятие о реактивности и резистентности. Формы ответной реакции организма на раздражитель.

2. Виды реактивности, их характеристика.

3. Роль нервной и эндокринной системы в реактивности.

Основные тезисы лекции

1. Реактивность (Re – против; action - действие) - это свойство организма отвечать определенным образом на воздействие факторов окружающей среды; выражает собой приспособление организма к внешней среде, может быть специфической и неспецифической, характеризуется функциональными проявлениями, но иногда и приспособительной морфологической перестройкой.

О реактивности судят по реакциям на конкретный раздражитель (скорость, интенсивность и длительность реакций).

Формы ответных реакций:

Нормергия - это адекватный ответ организма на воздействие раздражителя при этом имеет место нормергическая ответная реакция.

Патергия - неадекватная ответная реакция:

• гиперергия – бурные физиологические реакции значительно превышающие необходимый уровень реагирования;

• гипоергия – слабые реакции физиологических систем, недостаточные для полноценного ответа организма на повреждающее воздействие (вялое течение болезней с неясными, стертыми признаками);

• анергия – отсутствие ответных реакций (носительство, отсутствие реакций в состоянии комы, в наркозе);

• дизергия – извращенные ответные реакции (расширение зрачка на свет).

Резистентность - устойчивость организма против болезнетворных воздействий (resisteo-сопротивление). Различают резистентность активную и пассивную, первичную (естественную) и вторичную (приобретенную.)

• Активная резистентность – активация эритропоэза в условиях гипоксии, фагоцитоз при воспалении, иммунитет, нейтрализация ядов;

• Пассивная резистентность – определяется в основном барьерными приспособлениями – физиологическими механизмами неспецифической защиты организма от действия болезнетворных факторов, в частности инфекционных начал и их токсинов.

2. Виды реактивности:

• Видовая – наиболее общий вид реактивности, оссобенности реагирования целого вида (Н. видовой иммунитет).

• Групповая - особенности реагирования отдельных групп индивидуумов в пределах вида (пол, возраст, конституция, группа крови и др.)

• Индивидуальная - особенности реагирования индивидуума, определяет уникальность индивидуума

Реактивность может быть физиологической (адекватные реакции организма) и патологической (неадекватные реакции организма).

Специфическая или иммунологическая реактивность - это ответ на действие антигена выработкой антител или комплексом клеточных реакций (физиологическая реакция иммунитета).

Патологическая специфическая реактивность - аномалии иммунитета (аллергия, иммунодепрессивные, иммуннодефицитные состояния).

Неспецифическая реактивность - это изменения в организме на действие внешних факторов, не связанные с иммунным ответом.

3. Роль нервной и эндокринной системы в реактивности.

• Роль нервной системы. Ослабление высшей нервной деятельности вследствие пере­напряжения приводит к ослаблению реактивности.  При удалении коры т.н. "таламическое" животное легко возбуждается (лимби­ческая система регулирует поведение и реактивность). Повреж­дение лимбической системы, гиппокампа, гипоталамуса оказывает сильное влияние на поведение, сон, реактивность. Повреждение спинного мозга приводит к угнетению  иммунологической  реак­тивности. Вегетативная нервная система также влияет на имму­нитет.

• Влияние эндокринной системы. Гормоны коры надпочечни­ков увеличивают защитные силы по отношению к травме, но угнетают воспаление и иммунитет. Гормоны щитовидной железы увеличивая основной обмен и интенсивность окислительно-восстановительных процессов, по­вышают устойчивость к ядам и инфекциям.

Литература:

Основная

1.Савойский А.Г., .Патологическая физиология: Учебник для вузов Байматов В.Н. Савойский А.Г., М.: КолосС, 2009.- 540 с.

2.Лютинский С.И., Патологическая физиология: Учебник для вузов Лютинский С.И., М.:Колос,2004.- 495 с.

Дополнительная

Воложин А.И., Патофизиология// Учебник Воложин А.И., Порядин Г.И., Войнов В.А. и др..- М.: Издательский центр Академия, 2007.-т.1-271с., т.2-255с., т.3- 301 с.

Тема № 6. РОЛЬ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И КОНСТИТУЦИИ В ПАТОЛОГИИ

Цель: Выяснение роли наследственности и конституции в патологии.

План лекции:

1. Наследственные аномалии.

2. Врожденные аномалии.

3. Роль конституции в патологии сельскохозяйственных животных.

4. Значение возраста в патологии.

Основные тезисы лекции

1. Наследственные аномалии – отклонения при которых патологические признаки закреплены в наследственной основе индивидума (хромосомах) и передаются потомкам через половые клетки.

• Причины - наследственные нарушения и влияние среды.

В зависимости от преобладания причин различают три гуппы аномалий:

1. наследственные (генетические) – их основа нарушения в генотипе (генные и хромосомные мутации);

По типу наследования различают:

• наследование по аутосомоно-рецессивному типу;

• наследование по аутосомно-доминантному типу;

• сцепленный с полом тип наследования.

2. наследственно–средовые - причина наследственные дефекты в сочетании с факторами внешней среды;

3. средовые (экзогенные (болезни с наследственной предрасположенностью)) – результат действия внешней среды, не передаются по наследству.

Наиболее важное значение для животноводства и ветеринарии имеют болезни с наследственной предрасположенностью их доля составляет ок. 92%. К этим болезням относят: мастит, туберкулез, бруцеллез, злокачественные новообразования и др. В этой связи стоит уделить особое внимание изучению наследственной резистентности (популяционно-статистический метод) и селекции животных на устойчивость к заболеваниям (на основании генетических и биохимических маркеров).

Для повышения устойчивости животных к болезням селекционер должен выполнять следующие мероприятия:

• организовать диагностику болезней и учет их в племенных карточках;

• проводить генеалогический анализ стада и выявлять семейства и линий устойчивые и восприимчивые к болезням;

• постоянно оценивать производителей по устойчивости и восприимчивости потомства к болезням и признакам продуктивности.

2. Врожденные аномалии (пороки развития) – не наследуются, возникают вследствие действия различных неблагоприятных факторов на организм (эмбрион).

Материнский эффект – весь комплекс воздействий на организм матери во время беременности.

Механизм развития аномалий – происходит преимущественно в период эмбрионального морфогенеза (3-10-я неделя бременности) в результате нарушения процессов размножения, миграции, дифференцировки и гибели клеток.

3. Роль конституции в патологии сельскохозяйственных животных

Конституция (от лат. constitutio – состояние, свойство) - это совокупность морфологических и функциональных особенностей организма, формирующих состояние его реактивности, сложившихся на основе наследственных и приобретенных свойств.

В ветеринарной медицине конституцию животных классифицируют по характеру обменных процессов и по типу высшей нервной деятельности.

В производственных условиях типы конституции определяют по классификации, предложенной профессорами П. Н. Кулешовым и М. Ф. Ивановым. Выделяют грубую, нежную, плотную, рыхлую и крепкую конституции, и их сочетания.

4. Значение возраста в патологии

Возраст определяет особенности ответных реакций.

Реактивность у молодняка определяется следующими факторами:

• незаконченным морфологическим и функциональным развитием нервной и эндокринной систем;

• функциональной незрелостью иммунной системы;

• высокой проницаемостью физиологических барьеров.

Для возрастных животных характерна следующая оссобенность патологии:

• бедная симптоматика (гипоергические реакции);

• хроническое течение болезни;

• множественность патологии;

• быстрое истощение систем адаптации во время болезни;

• недостаточность системы иммунитета, большая частота опухолевых заболеваний.

Литература:

Основная

1.Савойский А.Г., .Патологическая физиология: Учебник для вузов Байматов В.Н. Савойский А.Г., М.: КолосС, 2009.- 540 с.

2.Лютинский С.И., Патологическая физиология: Учебник для вузов Лютинский С.И., М.:Колос,2004.- 495 с.

3.Лютинский С.И., Практикум по патологическая физиологии сельскохозяйственных животных// Практикум Лютинский С.И., М.: ВО Агропромиздат, 2005.- 271 с.

Тема № 7. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Цель: Усвоение вопросов патоморфологии иммунной системы.

План лекции:

1. Иммунологическая реактивность (иммунитет).

2. Структурная организация иммунной системы.

3. Иммунный ответ. Клеточное и гуморальное звенья иммунитета.

4. Иммунодефицитные состояния.

5. Виды иммунитета.

Основные тезисы лекции

1. Иммунологическая реактивность (иммунитет).

Иммунитет обозначается как комплекс реакций, направленных на защиту организма от антигенов различного происхождения (ифекционных и неинфекционных).

Антигены – вещества различной природы, несущие на себе признаки генетической чужеродности.

Свойства антигенов:

1. Чужеродность – антиген должен быть для организма чужеродным;

2. Антигенность – способность антигенов вызывать синтез антител;

3. Иммуногенность – способность антигенов вызывать формирование иммунитета (в основном для антигенов инфекционной природы);

4. Специфичность – способность антигенов вступать в реакцию с соответствующими им антителами.

Антитела – белки, которые образуются клетками лимфоидных органов в ответ на попадание в организм антигенов, парентеральным путем и вступающие с ним в специфическую реакцию.

Антитела делятся на:

1. агглютины – вызывают склеивание антигенов

2. преципитины – вызывают осаждение антигенов на антителах

3. лизины – вызывают лизис антигенов (РСК)

4. антитоксины – антитела разрушают токсины

5. Обсанины – антитела ускоряют фагоцитоз

Сывороточные антитела называют иммуноглобулинами (Jg). Их 5 классов: Jg A, Jg M, Jg G, Jg E, Jg D.

• Jg G – (80% от всех Jg) – они вырабатываются на введение вирусов, бактерий, экзотоксинов.

• Jg M – (7-10%) – появляются в крови самыми первыми при попадании в организм антигенов.

• Jg A – (10-15%) – находятся в сыворотке крови, слизистых дыхательных путей, ЖКТ, мочеполовых органах, в молозиве, слюне, поте и др.

• Jg D и Е – (0,2%) – участвуют в аллергических реакциях.

При попадании в организм антигеннов в течение 3-4дн антитела не обнаруживаются. В этот период организм воспринимает и изучает антигены, происходит синтез и накопление антител в иммунологических органах.

2. Структурная организация иммунной системы.

Иммунная система представлена лимфоидными органами, которые подразделяются на центральные (тимус, фабрициева сумка у птиц, пейеровы бляшки, миндалины, костный мозг), периферические (лимфоузлы, селезенка, кровь).

• Тимус (вилочковая, зобная железа). В нем образуются Т-лимфоциты (тимусзависимые) и гормоноподобные вещества, способствующие их созреванию. Тимус развит только у молодняка, с возрастом атрофируется.

• Сумка Фабрициуса – развит у птиц до 7нед возраста. Синтезирует В-лимфоциты.

• Пейеровы бляшки – лимф. Фолликулы в стенке тонкого кишечника – функциональный аналог сумка Фабрициуса (синтезируют В-лимфоциты).

• Костный мозг – в нем образуются стволовые клетки, а из них все клетки крови.

• Лимфоузлы – вырабатывают лимфоциты и ретикулярные клетки, выполняют барьерную функцию, участвуют в синтезе Jg.

• Селезенка – вырабатывает антитела при в/в введении антигенов, участвует в иммунных реакциях.

• Кровь - в ней содержатся:

Клетки, выполняющие функцию иммунитета.

Стволовые кроветворные клетки, являющиеся предшественниками всех иммунокомпетентных клеток. Они вырабатываются в красном косном мозге и разносятся по лимфоидным органам, в которых дифференцируются на Т- или В-лимфоциты. Большую роль в иммунитете играют малые лимфоциты (их 30-40% от всех лимфоцитов). Они распознают антигены и являются хранителями иммунологической памяти. Из лимфоцитов образуются плазматические клетки, синтезирующие антитела.

Плазматические клетки (плазмоциты) – находятся в большом количестве в мозговом веществе лимфоузлов ,селезенки, красном косном мозге. Синтезируют специфические Jg.

Ретикулярные клетки селезенки, лимфоузлов, костного мозга. Из них образуются плазматические клетки, лимфоциты и макрофаги. Основная их функция – фагоцитоз чужеродных частиц и передача обработанного антигена плазматическим клеткам (фагоцитоз – способность клеток захватывать, поглощать и переваривать чужеродные клетки).

Макрофаги – клеточные элементы, способные к фагоцитозу микроорганизмов, чужеродных клеток и их остатков. К ним относят:

1. Моноциты крови (подвижные макрофаги)

2. Клетки лимфоузлов, селезенки, красного косного мозга и печени

Макрофаги содержат ферменты и цитотоксические вещества. Они фагоцитируют чужие агенты и передают информацию о них Т- и В-лимфоцитам. Последние преобразуются в плазматические клетки, которые вырабатывают антитела.

Все макрофаги образуются в красном костном мозге. Они поступают в кровь в виде моноцитов, разносятся в ткани, где из них образуются: в соединительной ткани – гистиоциты, в печени – купферовские клетки, в лимфоузлах, селезенке и легких – свободные и фиксированные макрофаги.

3. Иммунный ответ. Клеточное и гуморальное звенья иммунитета.

Иммунным ответом называют специфическую реакцию, направленную на удаление антигена из внутренний среды и формирование иммунологической памяти об этих антингенах. Иммунный ответ имеет две взаимосвязанные составляющие, основой которых служат механизмы естественной резистентности и специфической иммуной реактивности.

см. схему (по А.Д. Адо): «Развитие иммунного ответа».

4. Иммунодефицитные состояния

Выделяют четыре основных типа иммунопатологии:

• иммунная недостаточность (иммуноефициты) вследствие дефектов развития или действия повреждающих факторов;

• гиперчувствительность, или измененная реактивность, основной формой которой является аллергия;

• аутоиммунная патология;

• опухоли иммунной системы, прежде всего лимфопролиферативные процессы.

5. Виды иммунитета

См. схему: «Виды иммунитета».

Литература:

Основная

1.Савойский А.Г., .Патологическая физиология: Учебник для вузов Байматов В.Н. Савойский А.Г., М.: КолосС, 2009.- 540 с.

2.Лютинский С.И., Патологическая физиология: Учебник для вузов Лютинский С.И., М.:Колос,2004.- 495 с.

Дополнительная:

1. Иммунология / под ред. Е. С. Воронина. – М.: Колос-Пресс, 2002 – 408 с.