patology

12

Експеримент широко використовується для моделювання патологічних про-

цесів, дає можливість більш глибоко вивчити морфогенез і патогенез окремих за-

хворювань, дію на організм різноманітних лікарських препаратів, розробити методи оперативних втручань та вивчити їхні наслідки. Недоліком цього методу є те, що далеко не всі захворювання, які зустрічаються в людини, можна отримати в експе-

рименті. „Експеримент – це спровоковане спостереження” (Клод Бернал). Першим для підтвердження існування в організмі кровообігу В.Гарвей провів експерименти на собаках і людях. Він довів, що кров відходить від серця до тканин по артеріям повертається назад по венах. У експерименті: К.Берналом (1848) була доведена глі-

когенсинтезуюча функція печінки; отримано цукровий діабет після видалення підш-

лункової залози в собак (Й.Мерінг, О.Мінковський, 1889); створена холестеринова модель атеросклерозу (М.Анічков, С.Халатов, 1912), з’ясована медіаторна роль аце-

тилхоліну (О. Леві, 1902). Неперевершеним майстром хронічного експерименту був І.П.Павлов.

Методи вивчення патологічної анатомії можна поділити на дві групи: основні та додаткові.

До основних морфологічних методів дослідження відносяться:

-макроскопічний (огляд і вивчення неозброєним оком);

-мікроскопічний (світлова та електронна мікроскопія).

До найдавніших методів морфологічного пізнання хвороби слід віднести дос-

лідження померлих як джерело знань про анатомію людини, яке почали виконувати ще в стародавні часи, а після цього відродили в часи ренессанса. Перші анатомічні атласи створювалися великими митцями того часу, наприклад, Рембрандт створив

“Атлас анатомії доктора Тульпа”. Цих митців, якоюсь мірою, слід розглядати і як перших патологоанатомів і патогістологів, оскільки в їх малюнках нерідко зустрі-

чаються і патологічно змінені органи і тканини.

13

СВІТЛОВА МІКРОСКОПІЯ. Використовується для першочергового аналізу

матеріалу.

ІНТРАОПЕРАЦІЙНА КОНСУЛЬТАТИВНА ДІАГНОСТИКА опираючись на сучасні гістологічні технології дає можливість встановити патогістологу точний гістологічний діагноз під час операції. Для цього використовуються наступні мето-

дики:

- виготовлення “заморожених” зрізів, при цьому блоки тканин швидко замо-

рожуються, що надає можливість швидкого виготовлення тонких зрізів;

-виготовлення “контактних відбитків” зрізу тканини на склі;

-взяття мазків;

-дослідження аспіраційної рідини.

ЦИТОПАТОЛОГІЯ базується на тому, що морфологічні зміни клітин коре-

люють з патологічними процесами в органах або тканинах. Можливість взяття мате-

ріалу з глибоко розташованих внутрішніх органів є достатньо безпечним і тому ци-

топатологія стала розповсюдженим методом діагностики.

Для досліджень в цитопатології використовують:

- клітини, які в нормі злущуються з епітеліальних покривів, наприклад, в мо-

кроті або сечі;

-клітини, які зішкрібають із слизових оболонок, наприклад, при взятті мазків з шийки матки;

-клітини, які беруть при тонкоголковій аспірації з органів, таких як молочна залоза, лімфовузли, печінка, нирки, легені або підшлункова залоза.

ЕЛЕКТРОННА МІКРОСКОПІЯ використовується в діагностики як допов-

нення до світлової мікроскопії та імуноцитохімії. Найчастіше вона використовується

при дослідженні:

-біопсій нирок у хворих на гломерулонефрит;

-деяких пухлин;

-біопсій нервів та м’язів;

15

1. В біопсії визначається вторинна пухлина, проте відсутні клінічні прояви первин-

ного вогнища. Наприклад у біопсії виявлена недиференційована аденокарцинома,

що не дозволяє визначити місце її походження. Однак при визначенні клітинних ма-

ркерів була встановлена позитивна реакція на простатичний антиген, що свідчить що первинна пухлина утворилась у передміхуровій залозі.

2. Визначається низькодиференційована пухлина, гістогенез якої з’ясувати не мож-

ливо. Використовуючи певний набір антитіл вдається встановити спершу клас пух-

лини, а потім проводити ще більш точний діагноз.

3. Пухлина має морфологічну будову, при якій неможливо визначити епітеліальна вона чи лімфоїдна. У цьому випадку використовують антитіла до цитокератинів або загального лейкоцитарного антигену (LCA), що є на лімфоцитах. При лімфоцитар-

ному походженні пухлину досліджують за допомогою антитіл, які визначають дже-

рело: В-клітина чи Т-клітина або моноцитарно-макрофагальна.

4. Відкриття мікрометастазів у кістковому мозку або лімфатичних вузлах, якщо ознаки дисемінації (розповсюдження) пухлини не визначаються. У 80% хворих на рак молочної залози після видалення первинної пухлини починається розвиток вто-

ринних метастазів, тому дуже важливо їх виявити для запобігання цього процесу.

5. Рівень експресії деяких антигенів може давати прогностичну інформацію і впли-

вати на вибір терапії. Наприклад, відомо, що злоякісніть раку молочної залози пря-

мо корелює зі ступенем експресії клітинами пухлини рецепторів до епідермального фактору росту. Пухлини гормонозалежних органів збільшують експресію до відпо-

відних гормонів.

МОЛЕКУЛЯРНІ ТЕХНОЛОГІЇ

До даного класу відносяться дві технології: гібридизація in situ та полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР).

ГІБРИДИЗАЦІЯ IN SITU

Гібридизаційні технології всіх типів базуються на тому, що основи нуклеїно-

вих кислот в одному ланцюзі ДНК і РНК комплементарні одні до одних. Використо-

вування позначених проб нуклеїнових кислот дозволяє виявити в клітинах компле-

16

ментарні нуклеїнові кислоти. Ці комплементарні кислоти можуть бути частиною на-

тивної ДНК клітини, частиною і-РНК, яка несе інформацію з певних генів, або час-

тиною генома вірусів. За технологією гібридизації in situ послідовність-мішень може бути визначена в інтактній клітині, тобто не потрібно попередньої екстракції цих генів з клітини, як, наприклад, при використовуванні таких методів, як фільтраційна гібридизація (західний і східний блоттинг) і полімеразна ланцюгова реакція. Також важливо те, що при даному дослідженні послідовність-мішень мікроскопічно визна-

чається саме там, де вона локалізується в клітині, тоді як інші методи тільки визна-

чають її наявність або відсутність.

Гібридизація in situ найбільш широко використовується у вивченні ролі віру-

сів при різних захворюваннях людини, за її допомогою можуть бути визначені:

- вірус папіломи людини, який викликає різні проліферативні ураження епіте-

лію шийки матки, піхви, статевого члена і прямої кишки;

-цитомегаловірус в різних тканинах, особливо у хворих на СНІД;

-вірус Епштейна-Барра, герпеса, який має велику роль у розвитку інфекцій-

ного мононуклеозу, лімфоми Беркітта;

- JC-вірус, який є причиною прогресивної мультифокальної лейкоенцефало-

патії. Це рідкісне демієлінізуюче захворювання головного мозку, пов’язане з імунодефіцитом, стало широко поширеним у хворих на СНІД.

ПОЛІМЕРАЗНА ЛАНЦЮГОВА РЕАКЦІЯ (ПРЛ)

З появою ПЛР, з’явилася можливість визначення невеликої кількості ДНК-

мішеней, проте для остаточного дослідження використовуються гібридизаційні тех-

нології. Послідовність-мішень повинна бути відома та існувати у формі двохнитко-

вої ДНК.

ПЛР складається з трьох фаз:

1) денатурація подвійної спіралі ДНК при 94оС протягом 30-90 секунд для роз’єднання ниток;

17

2) введення олігонуклеотидного праймера, який з’єднується з послідовністю-

мішенню; праймер з’єднується з трьома кінцями обох ланцюгів ДНК. Цей процес триває 30-120 секунд при температурі 55оС;

3) подовження праймера шляхом додавання вільних нуклеотидів. Даний процес від-

бувається при дії ферменту tag-полімерази (ДНК-полімераза, яка виділяється з мік-

роорганізму Thermus aquaticus, який живе при високій температурі, наприклад, в га-

рячих гейзерах) і триває біля 60-180 секунд при температурі 72оС. Подовження праймера призводить до формування додаткових послідовностей-мішеней, які діють як шаблони для наступних циклів. При виконанні 30 циклів, теоретично, послідов-

ність-мішень збільшується в більйон разів.

ПЛР можна застосовувати і для визначення РНК, однак заздалегідь РНК кон-

вертують в ДНК за допомогою ферменту зворотної транскриптази. Існує велика кі-

лькість модифікацій ПЛР: in situ ПЛР, гніздова ПЛР. Полімеразна ланцюгова реак-

ція використовується для визначення:

-генетичної характеристики пухлин з кровотворної тканини;

-транслокацій в пухлинах з кровотворної тканини і пухлинах м’яких тканин;

-різних мікроорганізмів в тканинах (бактерії, віруси, найпростіші і гриби).

За допомогою ПЛР нещодавно були відкриті мікроорганізми Tropheryma whipplei і Rochalimaea henselae, які спричиняють розвиток бацилярних ангіоматозів.

СТАТИСТИЧНИЙ АНАЛІЗ. Нові можливості морфологічного дослідження відкрили методи морфометрії і її розділів – стереології і стереометрії, які вивчають просторові властивості структур і їх взаємозв’язки. Морфометрична характеристика нормальної і патологічної морфології людини завдяки застосуванню сучасної комп’ютерної техніки дозволяє використовувати весь комплекс сучасного матема-

тичного аналізу об’єктів і явищ, що сприяє підняттю вивчення морфології людини на якісно новий рівень, розвиткові теоретичної (математичної) патології.

Вивчення структурних основ хвороб здійснюють на різних рівнях: органі-

змовому, системному, органному, тканинному, клітинному, субклітинному та моле-

кулярному.

18

Організмовий рівень дозволяє виявити хворобу цілісного організму у взає-

мозв’язку всіх органів і систем.

Системний рівень – це вивчення змін у тій чи іншій системі органів і тканин,

об’єднаних спільністю функцій (наприклад, система сполучної тканини, системи крові, системи травлення та ін.).

Органний рівень дозволяє виявляти такі зміни органів, які в одних випадках можна добре бачити неозброєним оком, а в інших випадках застосовувати мікрос-

копічні дослідження.

Тканинний та клітинний рівні – це рівні вивчення змін у тканинах, клітинах і міжклітинній речовині за допомогою комплексних методів дослідження.

Субклітинний рівень за допомогою електронного мікроскопа та інших мето-

дів дозволяє виявляти перші ультраструктурні зміни у клітинах і міжклітинній речо-

вині, що є морфологічними проявами хвороби.

Молекулярний рівень дозволяє виявляти молекули ДНК і РНК при викорис-

танні комплексних методів дослідження – електронної мікроскопії, імуноцитохімії,

радіоавтографії тощо.

Становлення патологічних дисциплін в Україні

Розвиток різних патологічних дисциплін як самостійної дисципліни відбував-

ся дуже повільно у зв’язку з забороною проведення розтинів. Тому до XVIII ст. па-

тологоанатомічні спостереження були дуже примітивними і зводились, головним чином, до опису різних вад розвитку та вивчення пухлинних змін. У цей період з’являється робота Дж.Б.Морганьї (1766) “Про локалізацію та причини захворю-

вань, виявлених анатомом”, у якій автор описує морфологічні зміни в органах при різних захворюваннях. Він спробував встановити зв’язок між виявленими морфоло-

гічними змінами з клінічними проявами захворювань.

Розтини трупів в Російській імперії почали проводити з 1706 р., коли за указом Петра І були організовані перші медичні госпітальні школи.

Поряд з визначними дослідженнями з патологічної гістології та анатомії Р. Ві-

рхова стоять роботи віденського патолога К.Рокитанського (1804-1878) . Йому на-

19

лежить більш повне вивчення патологоанатомічних змін у внутрішніх органах, які не втратили свого значення і до нашого часу. К.Рокитанський був представником гуморального напрямку в патології – він робив до 1800 розтинів трупів за рік, що дало йому можливість зробити класичний опис морфологічної картини різних за-

хворювань, а також описати характерні компоненти патологічних процесів, зокрема запалення (гіперемію, інфільтрацію, стаз).

У ХХ ст. розпочався бурхливий розвиток патологічної анатомії, який пов’язаний з використанням досягнень біохімії та біофізики, імунології та генетики,

молекулярної біології, статистичних методів. У багатьох країнах світу створені ін-

ститути патології, з’явилися фундаментальні підручники та журнали з патологічної анатомії; створено Всесвітнє, Європейське та національні наукові товариства пато-

логоанатомів.

Київську школу патоморфологів започаткував Г.М.Мінх (1836-1896) – видат-

ний патологоінфекціоніст, перший професор кафедри патологічної анатомії Київсь-

кого університету. Його наукова діяльність була зосереджена навколо питань етіо-

логії, патогенезу і патоморфології чуми, прокази, сибірки, висипного і поворотного тифів. У 1874 р. щоб довести, що поворотний тиф передається кровососними кома-

хами, він здійснив подвиг: прищепив собі кров хворого.

Другий відомий представник київської школи В.К.Високович (1854-1912) був не тільки патологоанатомом, але й бактеріологом і епідеміологом. Його наукові праці присвячені патоморфології сифілісу й туберкульозу, а також епідеміології ін-

фекційних хвороб. В.К.Високович тримав у полі зору й загальнопатологічні пробле-

ми. Він, зокрема, помітив, що при введені у кров бактерії поглинаються фагоцитами деяких органів – печінки, селезінки, лімфатичних вузлів. Цими дослідженнями був зроблений вагомий внесок у майбутнє вчення про ретикуло-ендотеліальну систему,

яке сформулював Л.Ашов (1924).

Першим професором кафедри патологічної анатомії Харківського університе-

ту, заснованої в 1869 р. став Д.Ф.Лямбль (1824-1895). Будучи водночас терапевтом,

він надав науковій діяльності кафедри клінічного спрямування. Д.Ф.Лямбль описав найпростіших класу джгутикових, які паразитують у кишечнику людини і виклика-

20

ють запалення дванадцятипалої кишки і жовчного міхура. Їх назвали лямбліями, а

хворобу, яку вони спричиняють – лямбліозом.

Серед представників української школи патофізіологів особливе місце нале-

жить В.В.Підвисоцькому (1857-1913). Головними напрямками наукової діяльності В.В.Підвисоцького та його учнів були питання регенерації печінки, нирок і слинних залоз, а також етіології пухлин. У 1891 р. він видав чудовий підручник під назвою

“Основы общей патологии”, який був перекладений на німецьку, французьку, гре-

цьку та японську мови.

Із школи В.В.Підвисоцького вийшов майбутній президент АН України

О.О.Богомолець (1881-1946). Основним науковим напрямком його досліджень бу-

ло вивчення сполучної тканини. Експериментально довівши, що від стану сполучної тканини значною мірою залежить опірність організму проти інфекційних збудників,

О.О.Богомолець створив антиретикулярну цитотоксичну сироватку, яка в малих до-

зах стимулювала сполучну тканину. Його стараннями засновано Інститут фізіології АН України в Києві. За редакцією О.О.Богомольця було видано тритомне “Руковод-

ство патологической физиологии”. З його ініціативи стара назва дисципліни “Зага-

льна патологія” замінена новою – “Патологічна фізіологія” (1925). Багато учнів О.О.Богомольця очолили науково-дослідні установи і кафедри патологічної фізіоло-

гії у вузах України (М.М.Горєв, Р.Є.Кавецький, Є.О.Татаринов,

В.П.Комісаренко, М.М.Сиротинін, М.Н.Зайко).

З Україною пов’язана діяльність ще одного видатного патолога –

І.І.Мечнікова (1845-1916), випускника Харківського університету. Коло його нау-

кових зацікавлень було надзвичайно широким, він досліджував холеру, сифіліс, че-

ревний тиф, туберкульоз, чуму, вивчав проблему старіння. Тріумфом його наукових узагальнень стало створення фагоцитарної теорії імунітету. Безперечною заслугою І.І.Мечнікова було впровадження в медичну науку методу порівняльної патології,

який виявився надзвичайно цінним при вивченні запалення.

ЛЕКЦІЯ N2

Тема: ”Ультраструктурні основи патології клітини. Порушення структури та функції мембран”