Задачи, объекты и методы патологоанатомических исследований. Демонстрация микропрепаратов и электронограммы

Общая патология изучает общепатологические процессы, частная патология — конкретные болезни. «Общая патология является основной для формирования теоретического мировоззрения врача, … так называемого клинического мышления» (Д.С. Саркисов). Также и предмет патологической анатомии делят на общий курс — патологическую анатомию общепатологических процессов и частный курс — патологическую анатомию болезней.

Общая патологическая анатомия, как и общая патология, изучает общепатологические (типовые, стереотипные для всех болезней) процессы:

1. повреждение;

2. нарушения крово- и лимфообращения;

3. воспаление и иммунопатологические процессы;

4. процессы адаптации (компенсаторные и приспособительные процессы) и регенерации,

5. опухолевый рост (онкология и онкогенез).

Задачи патологической анатомии— изучать и диагностировать причины и условия (этиологию), механизмы развития (патогенез и морфогенез) болезней, их проявления, осложнения и исходы, а также патоморфоз, а в случае смерти — определить причину смерти и механизм умирания (танатогенез).

Этиология (от греч. «aitia» — причина) — причины и условия развития болезней или патологических процессов.

Патогенез — механизмы возникновения и развития болезней, комплекс последовательных структурно-функциональных изменений на разных стадиях развития болезней или патологических процессов.

Морфогенез — структурные основы патогенеза, последовательные структурные изменения на разных стадиях развития болезней или патологических процессов.

Патоморфоз — изменения клинико-морфологической картины болезней вследствие изменений окружающей среды или самого человека (естественный патоморфоз), а также под влиянием медицинских мероприятий, в частности, лекарственных препаратов (индуцированный, лекарственный патоморфоз).

Танатогенез (от греч. «thanatos» — смерть) — механизм умирания, комплекс последовательных структурно-функциональных изменений при умирании.

Объектами исследований в патологической анатомии служат:

1. операционный материал,

2. материал диагностических биопсий,

3. материал, получаемый при вскрытии трупов,

4. цитологический материал,

5. экспериментальный материал,

6. клеточные и тканевые культуры.

Операционный и биопсийный материалиспользуется для прижизненной диагностики широкого круга болезней (например, онкологических, заболеваний желудочно-кишечного тракта, печени, почек и т.д.), что делает патологоанатома незаменимым участником диагностического процесса в клинике и придает ему статус клинического патолога.

Биопсия (от греч. «bios» — жизнь и «opsis» — зрение) — прижизненное патологоанатомическое (патогистологическое, морфологическое) исследование тканей. Исследуются биоптаты — срезы тканей (замороженные, парафиновые и др.).

В отличие от биопсийного, при цитологическом исследовании изучают не срезы тканей, а цитологический материал — тонкоигольные пунктаты, мазки, мазки-отпечатки или центрифугаты.

Термины «биопсия», «биопсийный материал» в широком смысле обозначают любой прижизненный диагностический или операционный материал, а также плаценты (последы). Кроме того, на практике операционный материал нередко является одновременно и диагностическим, если до оперативного вмешательства не проводилось биопсийное исследование.

Исследование биопсийного (диагностического, операционного) материала — важнейшая задача патологической анатомии в настоящее время. Это обусловлено возрастающей ролью морфологических исследований в обследовании и лечении больных. Врач-патологоанатом – клинический патолог, стал равноправным участником диагностического и лечебного процесса.

Прижизненные морфологические исследования базируются на комплексном гистологическом, гистохимическом, иммуноморфологическом (если необходимо — электронно-микроскопическом, цитогенетическом и др.) методах исследования. Такие исследования называются патолого-анатомическими или патогистологическими (синонимы — патоморфологическими, морфологическими, гистологическими).

Особым видом морфологического исследования является цитологическое исследование – изучение не гистологических срезов кусочков тканей, а мазков, отпечатков, пунктатов, центрифугатов клеток. Полученные разными способами клеточные препараты изучаются с помощью различных морфологических и особых (например, проточная цитометрия) методов исследования. Развитие цитологического метода морфологического исследования чрезвычайно перспективно, так как, по сравнению с гистологическим, для установления диагноза нужно значительно меньше материала (повышается безопасность взятия биопсии) и ответ бывает готов в сроки от 15 минут до нескольких часов (практически, как при срочных интраоперационных биопсиях, в то время, как нормативные сроки ответа плановых биопсий составляют от 2-х до 6 суток). Сдерживает развитие цитологического метода необходимость в части случаев иметь информацию о тканевых, а не клеточных изменениях, а также — все еще недостаточно разработанные диагностические критерии ряда патологических процессов. В результате цитологические исследования дают достаточно много (более 30% по международным данным) неинформативных, «ложноположительных» или «ложноотрицательных» ответов, что важно учитывать клиницисту при планировании метода морфологического диагностического исследования и трактовке ответа.

Очень важно строго соблюдать правила взятия, маркировки, фиксации и транспортировки биопсийного материала в патологоанатомическое отделение (лабораторию). Ответственность за эти процедуры несет клиницист, взявший и направивший биопсийный материал. Недопустимо, например, накапливать биопсийный материал до конца рабочего дня (даже если его помещать в фиксирующий раствор) и тогда, или даже на следующий день, «оптом» относить его в патологоанатомическое отделение.

В России цитологические исследования нередко производятся не в патологоанатомических отделениях, а в клинико-диагностических или цитологических лабораториях врачами особой специальности — врачами-цитологами. При этом цитологическая диагностика относится к клинико-лабораторной диагностике, а не к патологоанатомической службе. Однако во многих странах цитология — составная часть клинической патологии (патологической анатомии) и цитологические исследования обязаны проводить врачи-патологоанатомы.

Долгое время биопсийные исследования были единичными и производились, главным образом, с целью верификации опухолей.

Однако уже с 30-40-х годов ХХ века во многих странах, в т.ч., в России были приняты нормативные акты, предписывающие строго обязательное патологоанатомическое (гистологическое) исследование любых удаленных у больного тканей и органов (операционного материала), а также последов и самопроизвольно отторгнувшихся у больного фрагментов тканей. Кроме того, морфологический (биосийный) метод стал чаще применяться в диагностическом процессе. Это привело к значительному росту числа биопсийных исследований.

Были разработаны безопасные и малотравматичные методы взятия биопсий из любого органа, прежде всего, при эндоскопических исследованиях. Прицельное взятие биопсии в ходе эндоскопического исследования или тонкой иглой под контролем рентгена или УЗИ, позволяет в настоящее время получить материал из любого патологического очага.

Были накоплены знания о морфологических диагностических критериях различных патологических процессов и болезней. Разработаны алгоритмы морфологической диагностики, морфометрических исследований, международные гистологические классификации опухолей, других патологических процессов и заболеваний, появились компьютерные диагностические программы, что позволило значительно объективизировать патологоанатомическую (патогистологическую) диагностику. Хотя и в настоящее время, качество диагностики по-прежнему во многом зависит от опыта врача-патологоанатома (клинического патолога) и подготовка таких врачей занимает длительное время — более 5-6 лет.

Были значительно расширены методические возможности патологоанатомического исследования. Внедрены в практику патологической анатомии не только гистологические и гистохимические методы, но и электронно-микроскопический, иммуноморфологический, ауторадиографический, морфометрический, методы молекулярной биологии (гибридизации ДНК in situ, хромосомного анализа и др.). Новые методы позволили диагностировать патологические изменения на субклеточном и молекулярном уровнях, математически обрабатывать полученные результаты, что значительно повысило точность и информативность морфологических исследований.

Кроме того, современные компьютерные и телекоммуникационные технологии (телепатология, телемедицина) позволяют в режиме «on line» изучать гистологические препараты одновременно врачам-патологоанатомам, работающим в разных клиниках и даже в разных странах, оперативно проводить консультации у ведущих специалистов, а также учебные семинары и лекции по морфологической диагностике.

Врач любой специальности, во избежание диагностических ошибок, должен знать возможности и ограничения биопсийной диагностики, уметь правильно взять материал, направить его в патологоанатомическое отделение так, чтобы взятая ткань была пригодной для применения различных морфологических методов исследования, а после получения заключения — верно его трактовать.

Если строго руководствоваться определением биопсии, то изучение прижизненно взятых (иссеченных) у больного фрагментов тканей в виде их макроскопических описаний известно с глубокой древности и имеет такую же историю, как и патологическая анатомия, и вся медицина в целом. Однако историю биопсийных исследований принято начинать с внедрения в биологию и медицину микроскопического метода исследования, которое стало возможным после изобретения микроскопа и методов специальной подготовки тканей и клеток для микроскопического изучения.

Изобретение микроскопа приписывают отцу и сыну Янсенам (1590 г.) и Галилею (1610 г.), его усовершенствовали Дреббель (1619 г.) и Левенгук (1687 г.). Долгое время и микроскоп, и методы подготовки тканей и клеток для их микроскопического изучения были недостаточно совершенными. Р.Вирхов (1821–1902), создатель целлюлярной патологии и активно использовавший микроскопический метод исследования, еще весьма негативно отзывался о возможностях микроскопического исследования. Русские ученые Эйлер и Эпинус в конце XVIII века впервые рассчитали оптическую систему микроскопа, первые ахроматические линзовые системы для микроскопов были созданы в 1791 – 1807 гг. Билдснейдером и Ван-Дейлом, а французский оптик Шевалье в 1824 г. впервые изготовил микроскоп, отвечающий задачам биопсийных исследований. Современные объективы и окуляры, другие элементы микроскопов, используемые в настоящее время, были разработаны и внедрены Цейссом в ХIX веке. В последующем было создано множество моделей микроскопов для различных целей. Используется как проходящий свет, так и метод фазового контраста, ультрафиолет, лазерный луч. Современные микроскопы позволяют получать четкие изображения с увеличением в сотни и даже тысячи раз, с помощью цифровых компьютерных технологий записывать изображения, архивировать его, сравнивать с ранее полученными или передавать через компьютерную сеть.

Ткань для биопсийного исследования вначале резали вручную бритвой, предварительно уплотнив ее кипячением или в спирте. Первый микротом, позволявший изготовлять тонкие и одинаковой толщины срезы ткани появился только в 60-е годы ХIX века (немецкие микротомы Ранвье и Гиса). В 1881 г. немецкие патолог Тома и техник Юнг, немного позже – Райхерт, создали прообраз современного микротома, который, однако, не сразу получил общее признание. В России первый микротом, не уступавший немецким аналогам, был создан в 1878 г. профессором гистологии Киевского университета П.И.Перемежко. В настоящее время различными фирмами производится множество модификаций санных и ротационных микротомов, которые позволяют получить гистологические срезы нужной толщины (обычно — 3-5 мкм). Последние модели микротомов совмещены с компьютерами и полностью автоматизированы. Ультрамикротомы для электронной микроскопии позволяют получать значительно более тонкие срезы тканей.

Для изготовления на микротоме срезов ткани необходимой толщины было необходимо изобрести способы ее уплотнения. Метод замораживания был предложен в 1790-х годах голландцем Римером, а метод заливки в парафин — в 1869 г. Клебсом. В настоящее время метод замораживания (уже не с помощью углекислоты, как ранее, а в специальных криостатах и криокатах – микротомах с электроохлаждением) используют для изготовления срочных гистологических препаратов. Методы заливки в парафин или другие новые пластические среды является основным для получения плановых гистологических препаратов. При заливке в парафин ткань после фиксации вначале обезвоживается в спиртах восходящей крепости и ксилоле («проводка ткани»), а после изготовления микротомных срезов и расправления их на специальных гистологических стеклах вновь через батарею спиртов доводится до воды для окраски. После окраски гистологические препараты помещаются под покровные стекла, для чего снова обезвоживаются. Для заключения гистологических срезов под покровное стекло чешский ученый Пуркинье впервые применил канадский бальзам. Формалин для фиксации тканей и клеток был применен в микроскопической технике немецким ученым Блюмом в 1890 г.

Вначале гистологические исследования производились без специальной окраски препаратов. Левенгук подкрашивал срезы настоем шафрана. Гематоксилин был применен только в 1865 г. Бемером. В дальнейшем происходило постоянное совершенствование методов окраски тканей и клеток. Широко известны методы ван Гизон, Вейгерта, Пирса, Перлса, Гримелиуса, Гимзе, Романовского и многие другие. В настоящее время наиболее широкое распространение получили методы фиксации ткани в нейтральном (забуференном) 10% растворе формалина и окраска, прежде всего, гематоксилином и эозином (основная обзорная окраска). При необходимости используются другие методы фиксации (спирт и специальные многокомпонентные растворы) и окраски (специальные окраски).

Время появления и автор термина «биопсия» точно не известны. С 20-х годов ХХ века этот термин появляется в медицинской европейской литературе. В России он впервые упомянут в учебнике по патологической анатомии А.И.Абрикосова в 1923 г.

По-видимому, одним из первых, кто начал исследовать и пропагандировать морфологическое изучение биопсий на примере операционного материала, был русский врач А.А.Чаруковский (1836 г.). Исследовал операционный материал в диагностических целях и Р.Вирхов, о чем он указал в «Целлюлярной патологии» в 1858 г. Он описал биопсии коньюнктивы глаза и некоторых опухолей. Известный немецкий патологоанатом И.Мюллер (1801-1858) и его ученик Р.Вирхов произвели одно из первых в мире диагностических исследований операционного материала опухоли в 1844 г.

Уже в 1860-70 гг. диагностические биопсии опухолей (а не только изучение операционного материала) стали применять М.М.Руднев (1837-1878), заведующий кафедрой патологической анатомии Медико-хирургической академии в Санкт-Петербурге (сейчас — Военно-медицинская академия), и его ученики. В частности, А.В.Якобсон в 1875 г. произвел диагностическое исследование иссеченного фрагмента опухоли мягких тканей полости рта и диагностировал рак.

Несколько позже этот метод диагностики рака (на примере рака шейки матки и эндометрия) стали использовать и пропагандировать немецкие гинекологи и патологи Шредер, Руге и Файт (1876 г. и 1878 г.), считающиеся родоначальниками метода диагностической биопсии.

Метод пункционной биопсии с помощью специальных толстых и тонких игл впервые применили в 1895 г. итальянский ученый Люпателло и в 1904 г. немецкий врач Ганземан. Активное использование метода диагностической пункционной биопсии для изучения изменений костного мозга стало применяться после работ М.И.Аринкина (1927 г.), а опухолей — после работ американских врачей Мартина и Эллиса (1934 г.). Позднее, в 40-е —50-е гг. ХХ века, по мере развития способов малотравматичного и безопасного получения биопсийного материала, этот метод стал широко использоваться для диагностики самых разных патологических процессов и болезней.

Таким образом, метод биопсийного исследования в его современном понимании был разработан учеными России и Германии в середине ХIX века и стал бурно прогрессировать в ХХ веке. В частности, в клиниках Москвы в 20-е годы производилось около 100 биопсий в год, а в 30-е — уже более 20.000. В 50-ые годы ежегодно производились уже сотни тысяч биопсийных исследований. В настоящее время во всех лечебных учреждениях Москвы ежегодно производится более 3 млн. биопсийных исследований. По данным Всемирной организации здравоохранения те или иные биопсийные исследования производятся в настоящее время каждому третьему госпитализированному больному, и сохраняется тенденция к росту числа таких морфологических исследований.

Вскрытие трупа, или аутопсия (от греч. «autopsia» — видение собственными глазами, синоним: секция) — исследование тела умершего, заключающееся в последовательном извлечении и препаровке органов и тканей с выявлением имеющихся в них патологических изменений и установление причины смерти.

Вскрытие трупа патологоанатомическое— вскрытие трупа врачом-патологоанатомом (прозектором) с целью установления патологоанатомического диагноза (причины смерти) и сопоставления с ним заключительного клинического диагноза. Оно включает в себя макроскопическое и микроскопическое (гистологическое) исследования. При необходимости, используются и многие другие методы исследования: иммуноморфологическое, биохимическое, бактериологическое и т.д.

Патологоанатомическое вскрытие трупов умерших позволяет исследовать заболевания на разных уровнях — от организменного, системного, до молекулярного, изучать патоморфоз болезней.

Значение аутопсий для здравоохранения чрезвычайно велико. Патологоанатомическое вскрытие — вид экспертизы качества диагностики и лечения больных, а также основа медицинской статистики причин смерти населения. Никакие современные прижизненные диагностические методы не позволяют заменить аутопсию.Минимальный процент расхождений диагнозов после вскрытия даже в условиях ведущих мировых клиник составляет около 10-15%.

Другое значение аутопсий, как единственного достоверного источника информации о смертности населения — эпидемиологическое (не только для инфекционных, но и для неинфекционных заболеваний). Специальные работы, проведенные во многих странах, выявили недостоверность эпидемиологических данных, основанных на анализе смертности без использования аутопсий, и ошибки, как результат, в планировании развития здравоохранения. Естественно, кроме экономических последствий важно учитывать и риск несвоевременной информации о возможности эпидемий инфекционных заболеваний.

Третья важная роль аутопсий — это обеспечение медицинского образования. Студенты-медики, которые во время своей учебы были недостаточно ознакомлены с аутопсиями, оказались хуже подготовлены для своей последующей работы врачами.

Особая роль аутопсий, усилившаяся в последние годы — выявление действия на человеческий организм новых лекарственных препаратов, медицинских диагностических и лечебных манипуляций (растет «агрессивность» современной медицины по отношению к пациенту), а также экологических и географических факторов.

И, наконец, не уменьшилось значение аутопсий в углублении наших знаний о заболеваниях, их течении, стадиях, патоморфозе, выявлении их новых форм. Большинство заболеваний, как давно известных, так и ежегодно вновь описываемых, еще не до конца изучены, не ясны многие вопросы их этиологии и патогенеза.

Поэтому крайне неблагоприятной тенденцией в современном здравоохранении является сокращение числа патологоанатомических вскрытий. Процент вскрытий упал в некоторых медицинских учреждениях настолько, что не позволяет объективно проводить анализ летальных исходов. В результате, теряется истинная картина смертности населения и качества оказания медицинской помощи. Особенно тревожны факты выдачи без вскрытия лиц, умерших от инфекционных заболеваний, после проведения хирургических вмешательств, даже при не ясных причинах смерти. Появляется, в частности, реальная возможность возникновения очагов и распространения инфекционных заболеваний. В 1997 г. известный Российский патологоанатом Д.С.Саркисов писал: «В современных условиях роль аутопсии не только сохранилась в полном объеме, но и приобрела новые грани своего научно-практического значения. Вскрытие остается главной и единственной возможностью видеть всю панораму болезни в ее динамике как таковой и под влиянием лечения. Антинаучно объяснить уменьшение числа вскрытий экономическими причинами, а еще хуже и ошибочней — тем, будто бы методы клинической диагностики стали столь совершенны, что надобность в аутопсии становится меньшей. Аутопсия была и остается важнейшим, и даже все возрастающим по своему значению инструментом решения проблем медицины».

Уровни изучения патологических процессовмогут быть различными и зависят от используемых методов:

1. организменный;

2. системный;

3. органный;

4. тканевой;

5. субклеточный;

6. генетический и молекулярный.

Методы патологической анатомии:

1. аутопсия;

2. макроскопическое исследование органов и тканей;

3. гистологическое исследование;

4. цитологическое исследование;

5. гистохимические и цитохимические исследования;

6. иммуногистохимическое (иммуноморфологическое) исследование (иммунопероксидазный, иммунофлуоресцентный методы);

7. электронно-микроскопическое исследование (и электронно- иммуногистохимическое);

8. ауторадиографическое исследование;

9. морфометрическое исследование (например, цито(фото)метрическое, гисто(фото)метрическое, плоидометрическое исследования, метод проточной цитофотометрии);

10. биоинформатика с разработкой математических моделей;

11. методы молекулярной биологии (например, метод флуоресцентной insituгибридизации —FISH-метод, полимеразная цепная реакция — ПЦР);

12. метод клеточных и тканевых культур.

Использование современных методов молекулярной биологии стало основой для создания нового раздела патологической анатомии (патологии) – молекулярной патологии.