1.4 Методы изучения патофизиологии

Патофизиология является главной экспериментальной дисциплиной в медицине, а ее основным методом служит патофизиологический эксперимент или моделирование. Патофизиологи используют 4 основные группы методов:

1. Эксперимент на живых объектах осуществляется на различных видах животных, на отдельных органах, тканях, клетках и субклеточных структурах. Патофизиологи издавна стремятся воспроизводить на животных типовые патологические процессы (воспаление, лихорадка, аллергия и т.д.), отдельные симптомы и синдромы заболеваний (артериальную гипер– и гипотензию, клонические судороги, почечную и печеночную недостаточность), а также адекватные модели отдельных заболеваний человека (пневмонии, атеросклероза, инфаркта миокарда, некоторых инфекционных заболеваний и т.д.). Вместе с тем следует отметить, что организм человека много сложнее самых высокоорганизованных животных (человекообразных обезьян) и подвергается воздействию социальных факторов. В этой связи моделировать болезни человека в полном объеме на животных просто нереально. И тем не менее, благодаря патофизиологическому эксперименту получен материал, составляющий содержание патофизиологии, – это во–первых, а во–вторых, моделирование позволяет разрешать проблемы, возникающие в клинике. Для постановки эксперимента и познания закономерностей возникновения и течения патологических процессов необходимы:

а) рабочая гипотеза или идея;

б) метод, обеспечивающий возможность проверки гипотезы;

в) правильная оценка результатов эксперимента. Рабочая гипотеза является отправной точкой любого эксперимента. Гипотеза – это попытка объяснить какой–либо процесс на основании имеющихся в данное время фактических данных, результатов. Нельзя проводить опыт в надежде, что вдруг неожиданно получится интересный результат – необходимо иметь четкое представление о цели намечаемого исследования. Если исследователь не знает, что он ищет, то он не поймет и того, что найдет. Академик И.П.Павлов говорил: "Если нет в голове идей, то не увидишь и фактов". Однако гипотеза не является чем–то абсолютно истинным. Гипотеза, – говорил И.П.Павлов, – иногда бывает нужна для того, чтобы иметь право поставить опыт. А к вечеру она зачастую уже негодна".

Исключительно важное значение при выполнении эксперимента имеет методика его постановки, т.е. правильный выбор животного, форма осуществления эксперимента (острый или хронический опыт), использование соответствующих приборов, инструментария и правильная организация контрольных опытов.

Выбор животного имеет исключительно важное значение для успешного изучения закономерностей развития патологических процессов. Например, экспериментальные язвы желудка следует вызывать у крыс, а не у кроликов – у них часто наблюдаются спонтанные язвы желудка. Инфекционные процессы не следует изучать на крысах – они устойчивы к инфекции (лучше всего на кроликах, мышах). Аллергию, анафилактический шок лучше всего моделировать на морских свинках, неврозы – на собаках, опухолевый процесс – на мышах.

Формы осуществления эксперимента могут быть различными в зависимости от цели исследования и проводиться в условиях острого или хронического опыта. Для изучения патологических процессов используют следующие основные методы эксперимента:

• метод выключения – удаление или повреждение какого–либо органа (хирургическое, химическое, механическое) и сравнение появившихся симптомов с клинической картиной заболевания при предполагаемом поражении функции того же органа у человека (удаление поджелудочной железы, введение аллоксана или дитизона – сахарный диабет);

• метод включения – введение в организм животных различных веществ, экстрактов из тканей, гормонов и сравнение этих результатов с результатами аналогичных воздействий при тех или иных заболеваниях человека (введение тиреоидных гормонов – симптомы тиреотоксикоза);

• метод раздражения – путем различных воздействий изменяют функции того или иного органа (например, при раздражении блуждающего нерва возникает брадикардия);

• метод изолированных или "переживающих" органов (изолированное сердце, печень, легкие и т.д.) позволяет оценить истинный характер, глубину повреждения этого органа и его вклад в развитие недостаточности кровообращения, пищеварения, дыхания и т.п.;

• метод парабиоза – соединение и совместное функционирование двух животных (парабионтов), что позволяет выяснить ряд вопросов о гуморальной или нервной природе различных воздействий на организм;

• метод тканевых культур (эксплантации) позволяет изучать процессы малигнизации и оценивать эффективность противоопухолевых препаратов;

• метод сравнительной патологии – изучение в сравнительном (эволюционном) аспекте лихорадки, воспаления, гипоксии и т.д. Используются и другие методы исследования на животных.

Кроме вида животного и метода исследования, важное значение имеет вид наркоза, выбор приборов и соответствующего инструментария. Например, обменные процессы изучаются с использованием ФЭК, спектрофотометра, флюориметра, газоанализатора, хроматографа и т.д.; структура – с помощью световых и электронных микроскопов; функции – с помощью электроэнцефалографа, электрокардиографа, реографа, эхокардиографа и т.д.

Параллельно ставятся контрольные эксперименты, которые должны отличаться лишь одним условием от опытов. Если контроль отличается от опыта по двум условиям – эксперимент грязный, а по трем – это просто невежество.

В эксперименте, в отличие от наблюдения, пытаются воспроизводить патологические процессы, синдромы, болезни; создавать особые условия; изучать причины и следствия, патогенез; усиливать одни функции и ослаблять другие; апробировать новые лекарственные препараты.

Осуществление эксперимента сопряжено со многими трудностями, которые обусловлены сложностью патологических процессов; необходимостью одновременно исследовать многие стороны патологического процесса и невозможностью сделать это сразу; невоспроизводимостью ряда патологических процессов, наблюдаемых у человека; наличием возможных источников ошибок.

Правомерно ли переносить на человека данные и выводы патофизиологического эксперимента, проведенного на животном? Патофизиологический эксперимент не воспроизводит полностью болезни человека. Законы развития заболеваний в человеческом обществе принципиально отличны от закономерностей развития патологических процессов в животном мире:

• в человеческом обществе в определенной мере отсутствует естественный отбор;

• огромна роль социального строя;

• у животных отсутствует II сигнальная система, играющая у человека большую роль в процессах приспособления и защиты;

• ряд заболеваний (язвенная и гипертоническая болезнь, подагра, ишемическая болезнь сердца) лишь с известным приближением могут быть получены в эксперименте;

• некоторые заболевания человека (корь, скарлатина) вообще невозможно воспроизвести в эксперименте.

Однако экспериментальное моделирование патологических процессов у животных остается могучим орудием для выяснения закономерностей возникновения, развития и исхода болезней у человека. Данные эксперимента – средство для более глубокого анализа механизмов развития болезней у человека.

Если бы не было животных, то человек был бы еще более непонятен.

2. В последние годы быстрое развитие получает клиническая патофизиология и широкое использование современных высокоинформативных биофизических, биохимических, электрофизиологических и других методов исследования непосредственно в клинике, что позволяет проводить безвредные целенаправленные функционально–диагностические исследования на больных и получать, как говорится, из первых рук ценные данные для углубленного понимания типовых форм патологии и отдельных заболеваний.

3. Большое будущее принадлежит методам физического и математического моделирования, т.е. созданию четкого формализованного описания изучаемого объекта. Построение математических моделей осуществляется тогда, когда имеется возможность связать математическими соотношениями основные параметры изучаемого объекта и условия, определяющие возможность его функционирования (модель работы головного мозга, сердца). При этом используется современная вычислительная техника, что позволяет воспроизводить в моделях различные патологические процессы, состояния, изучать их механизмы, прогнозировать течение и исход.

4. Важное значение для медицинской науки и практики имеет теоретическая разработка философских и методологических аспектов патологии, ее фундаментальных понятий и категорий, системного принципа в патологии, что позволит со временем создать отсутствующую в настоящее время общую теорию медицины.