Патофизиология
| БМП / ЭЛЕКТРОЛИТЫ : | |||
| Уже + = 140 | кл. − = 100 | ХОРОШО = 20 | / Глу = 150 \ |
| К + = 4 | СО 2 = 22 | ПКр = 1,0 | |
| ГАЗ АРТЕРИАЛЬНОЙ КРОВИ : | |||
| HCOHCO3 − = 24 | р а CO 2 = 40 | р а О 2 = 95 | рН = 7,40 |
| АЛЬВЕОЛАРНЫЙ ГАЗ : | |||
| р А СО 2 = 36 | р А О 2 = 105 | Аа г = 10 | |
| ДРУГОЙ: | |||
| Ас = 9,5 | мг 2+ = 2.0 | ПО 4 = 1 | |
| СК = 55 | БЭ = −0,36 | АГ = 16 | |
| ОСМОЛЯРНОСТЬ СЫВОРОТКИ / ПОЧКИ : | |||
| ПМО = 300 | ПКО = 295 | ПОГ = 5 | ХОРОШО: Кр = 20 |
| АНАЛИЗ МОЧИ : | |||
| А + = 80 | УКЛ − = 100 | УАГ = 5 | ФЭНа = 0,95 |
| Великобритания + = 25 | США = 1,01 | УКр = 60 | ДРУЗЬЯ = 800 |
| БЕЛКОВЫЕ / ГИ / ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕЧЕНИ : | |||
| ЛДГ = 100 | ТП = 7,6 | АСТ = 25 | ТБИЛ = 0,7 |
| АЛП = 71 | Белый = 4,0 | ВСЕ = 40 | БК = 0,5 |
| АСТ/АЛТ = 0,6 | БЕ = 0,2 | ||
| OF алб = 3,0 | ПАВ = 1,0 | СОГ = 60 | |
| КСФ : | |||
| Белый СМЖ = 30 | ЦСЖ глю = 60 | CSF/S алб = 7,5 | CSF/S глу = 0,6 |
Патофизиология (или физиопатология ) — это отрасль исследования, находящаяся на стыке патологии и физиологии , изучающая нарушения физиологических процессов , которые вызывают, являются результатом или иным образом связаны с заболеванием или травмой . Патология — это медицинская дисциплина, описывающая состояния, обычно наблюдаемые во время болезненного состояния, тогда как физиология — это биологическая дисциплина, описывающая процессы или механизмы, действующие внутри организма . Патология описывает аномальное или нежелательное состояние, тогда как патофизиология пытается объяснить функциональные изменения, происходящие внутри человека из-за заболевания или патологического состояния. [1]
Этимология
[ редактировать ]Термин патофизиология происходит от древнегреческих слов пафос ( pathos ) и физиология ( phisiologia ).
История
[ редактировать ]Девятнадцатый век
[ редактировать ]Редукционизм
[ редактировать ]В Германии в 1830-х годах Йоханнес Мюллер возглавил создание физиологических исследований, независимых от медицинских исследований. В 1843 году Берлинское физическое общество было основано частично для того, чтобы очистить биологию и медицину от витализма , а в 1847 году Герман фон Гельмгольц , присоединившийся к Обществу в 1845 году, опубликовал статью «О сохранении энергии», оказавшую большое влияние на сокращение физиологических исследований. фундамент физических наук. В конце 1850-х годов немецкий патологоанатом Рудольф Вирхов , бывший ученик Мюллера, сосредоточил внимание на клетке, сделав цитологию центром физиологических исследований, а Юлиус Конгейм стал пионером экспериментальной патологии в научных лабораториях медицинских школ. [ нужна ссылка ]
Теория микробов
[ редактировать ]К 1863 году, вдохновленный отчетом Луи Пастера о брожении до масляной кислоты , француз Казимир Давен идентифицировал микроорганизм как решающий возбудитель сибирской язвы, болезни крупного рогатого скота , но его регулярное исчезновение из крови заставило других ученых сделать вывод, что это всего лишь побочный продукт гниения. . [2] В 1876 году, после сообщения Фердинанда Кона о крошечной споровой стадии бактериального вида, немец Роберт Кох Давена изолировал бактериды в чистой культуре — решающий шаг, который сделал бактериологию отдельной дисциплиной — определил стадию спор, применил Якоб Постулаты Генле и подтвердили выводы Давена, что стало крупным достижением в области экспериментальной патологии . Пастер и его коллеги продолжили экологические исследования, подтвердившие его роль в естественной среде через споры в почве.
Кроме того, что касается сепсиса , Давейн вводил кроликам сильно разбавленное небольшое количество гнилостной крови, дублируя болезнь, и использовал термин «фермент гниения» , но было неясно, относится ли это к термину Пастера «брожение» к микроорганизму или, как то же самое произошло со многими другими химическими веществами. [3] В 1878 году Кох опубликовал «Этиологию травматических инфекционных болезней» , в отличие от любой предыдущей работы, где на 80 страницах Кох, как отмечает историк, «смог показать практически убедительным образом, что ряд заболеваний, различающихся клинически, анатомически , а в этиологии может быть получен экспериментально путем инъекции гнилостных материалов животным». [3] Кох использовал бактериологию и новые методы окрашивания анилиновыми красителями , чтобы идентифицировать отдельные микроорганизмы для каждого из них. [3] Микробная теория болезней кристаллизовала концепцию причины, которую, по-видимому, можно определить с помощью научных исследований. [4]
Научная медицина
[ редактировать ]Американский врач Уильям Уэлч обучался немецкой патологии с 1876 по 1878 год, в том числе под руководством Конгейма , и открыл первую в Америке научную лабораторию — лабораторию патологии — в больнице Бельвью в Нью-Йорке в 1878 году. [5] На курс Уэлча поступили студенты из других медицинских школ, которые в ответ открыли собственные патологоанатомические лаборатории. [5] назначил После того, как Дэниел Койт Гилман по совету Джона Шоу Биллингса его деканом-основателем медицинской школы недавно формирующегося Университета Джонса Хопкинса , который Гилман, как его первый президент, планировал, Уэлч снова отправился в Германию для обучения бактериологии Коха в 1883. [5] Уэлч вернулся в Америку, но переехал в Балтимор, стремясь пересмотреть американскую медицину, объединив анатомическую патологию Вичоу, экспериментальную патологию Конгейма и бактериологию Коха. [6] Медицинская школа Хопкинса, возглавляемая «Четыреми всадниками» — Уэлчем, Уильямом Ослером , Говардом Келли и Уильямом Холстедом — открылась наконец в 1893 году как первая медицинская школа в Америке, посвященная преподаванию так называемой немецкой научной медицины. [5]
Двадцатый век
[ редактировать ]Биомедицина
[ редактировать ]Первые биомедицинские институты — Институт Пастера и Берлинский институт инфекционных болезней , первыми директорами которых были Пастер и Кох , были основаны в 1888 и 1891 годах соответственно. Первый биомедицинский институт Америки, Институт медицинских исследований Рокфеллера , был основан в 1901 году под руководством Уэлча, прозванного «деканом американской медицины», в качестве его научного директора, который назначил своего бывшего студента Хопкинса Саймона Флекснера директором лабораторий патологии и бактериологии. Благодаря Первой и Второй мировым войнам Институт Рокфеллера стал мировым лидером в области биомедицинских исследований. [ нужна ссылка ]
Молекулярная парадигма
[ редактировать ]Пандемия 1918 года вызвала лихорадочные поиски ее причины, хотя большинство смертей было вызвано крупозной пневмонией , уже приписываемой пневмококковой инвазии. В Лондоне патологоанатом из Министерства здравоохранения Фред Гриффит пневмококка в 1928 году сообщил о трансформации из вирулентного в авирулентный и между антигенными типами (почти смена видов), что поставило под сомнение конкретную причину пневмонии. [7] [8] Лаборатория Освальда Эйвери из Института Рокфеллера , ведущего американского эксперта по пневмококку, была настолько обеспокоена этим сообщением, что отказалась повторять его. [9]
Когда Эйвери был на летних каникулах, Мартин Доусон , британец канадского происхождения, убежденный, что все, что происходит в Англии, должно быть правильным, повторил результаты Гриффита, а затем также осуществил трансформацию in vitro , открыв ее для точного исследования. [9] Вернувшись, Эйвери держал фотографию Гриффита на своем столе, пока его исследователи шли по следу. В 1944 году Эйвери, Колин МакЛауд и Маклин Маккарти сообщили о факторе трансформации как о ДНК , что вызывало большие сомнения на фоне оценок того, что с ней что-то должно действовать. [10] На момент публикации доклада Гриффита еще не признавалось, что у бактерий вообще есть гены. [11]
Первая генетика, менделевская генетика , началась в 1900 году, однако к 1903 году наследование менделевских признаков было локализовано в хромосомах , то есть хромосомная генетика . Биохимия возникла в том же десятилетии. [12] В 1940-х годах большинство ученых рассматривали клетку как «мешок с химическими веществами» — мембрану, содержащую только свободные молекулы, находящиеся в хаотическом движении , — и единственные особые клеточные структуры — хромосомы, которых у бактерий как таковых нет. [12] Хромосомная ДНК считалась слишком простой, поэтому гены искали в хромосомных белках . Тем не менее, в 1953 году американский биолог Джеймс Уотсон , британский физик Фрэнсис Крик и британский химик Розалинда Франклин сделали вывод о молекулярной структуре ДНК — двойной спирали — и предположили, что она представляет собой код. В начале 1960-х годов Крик помог взломать генетический код ДНК генетику , тем самым создав молекулярную .
В конце 1930-х годов Фонд Рокфеллера возглавил и профинансировал в области молекулярной биологии программу исследований , направленную на поиск фундаментального объяснения организмов и жизни, которую в основном возглавлял физик Макс Дельбрюк из Калифорнийского технологического института и Университета Вандербильта . [13] Тем не менее, реальность органелл в клетках была спорной на фоне неясной визуализации с помощью обычной световой микроскопии . [12] Примерно в 1940 году, в основном благодаря исследованиям рака в Институте Рокфеллера, клеточная биология возникла как новая дисциплина, заполнившая огромный разрыв между цитологией и биохимией путем применения новых технологий — ультрацентрифуги и электронного микроскопа — для идентификации и деконструкции клеточных структур, функций и механизмов. [12] Две новые науки переплелись: клеточная и молекулярная биология . [12]
Помня о Гриффите и Эйвери , Джошуа Ледерберг подтвердил бактериальную конъюгацию – о которой сообщалось десятилетиями ранее, но противоречиво – и был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине 1958 года . [14] В лаборатории Колд-Спринг-Харбор на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк, Дельбрюк и Сальвадор Лурия возглавляли группу фагов , в которой работает Уотсон , раскрывая детали физиологии клеток, отслеживая изменения в бактериях при заражении их вирусами , процесс трансдукции . Ледерберг возглавил открытие кафедры генетики в медицинской школе Стэнфордского университета и способствовал налаживанию связей между биологами и медицинскими факультетами. [14]
Механизмы заболевания
[ редактировать ]В 1950-х годах исследования ревматической лихорадки , осложнения стрептококковых инфекций, показали, что она опосредована собственным иммунным ответом хозяина, что стимулировало исследование патологоанатома Льюиса Томаса , которое привело к идентификации ферментов, выделяемых врожденного иммунитета клеток макрофагами и которые разрушают ткани хозяина. . [15] В конце 1970-х годов, будучи президентом Мемориального онкологического центра Слоана-Кеттеринга , Томас сотрудничал с Ледербергом , который вскоре стал президентом Университета Рокфеллера , чтобы перенаправить фокус финансирования Национальных институтов здравоохранения США на фундаментальные исследования механизмов, действующих во время болезненных процессов. , о котором в то время ученые-медики почти ничего не знали, поскольку биологи почти не интересовались механизмами заболеваний. [16] Томас стал для фундаменталистов покровителем . американских [17]
Примеры
[ редактировать ]болезнь Паркинсона
[ редактировать ]Патофизиология болезни Паркинсона заключается в гибели дофаминергических в нейронов результате изменения биологической активности головного мозга по отношению к болезни Паркинсона (БП). Существует несколько предполагаемых механизмов нейронов гибели при БП; однако не все из них хорошо поняты. Пять предполагаемых основных механизмов гибели нейронов при болезни Паркинсона включают агрегацию белков в тельцах Леви , нарушение аутофагии , изменения клеточного метаболизма или функции митохондрий , нейровоспаление и разрушение гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), приводящее к неплотности сосудов. [18]
Сердечная недостаточность
[ редактировать ]Патофизиология сердечной недостаточности заключается в снижении эффективности сердечной мышцы вследствие повреждения или перегрузки. Таким образом, это может быть вызвано широким рядом состояний, включая инфаркт миокарда (при котором сердечная мышца испытывает недостаток кислорода и умирает), гипертонию (которая увеличивает силу сокращения, необходимую для перекачки крови) и амилоидоз (при котором неправильно свернутая мышца). белки откладываются в сердечной мышце, вызывая ее жесткость). Со временем такое увеличение нагрузки приведет к изменениям в самом сердце.
Рассеянный склероз
[ редактировать ]Патофизиология рассеянного склероза представляет собой воспалительное демиелинизирующее заболевание ЦНС , при котором активированные иммунные клетки проникают в центральную нервную систему и вызывают воспаление, нейродегенерацию и повреждение тканей. Основное условие, вызывающее такое поведение, в настоящее время неизвестно. Современные исследования в области невропатологии, нейроиммунологии, нейробиологии и нейровизуализации, а также клинической неврологии подтверждают представление о том, что рассеянный склероз — это не отдельное заболевание, а скорее целый спектр заболеваний. [19]
Гипертония
[ редактировать ]Патофизиология гипертонии представляет собой хроническое заболевание, характеризующееся повышением артериального давления . Гипертонию можно классифицировать по причине как эссенциальную (также известную как первичная или идиопатическая ) или вторичную . Около 90–95% гипертонии является эссенциальной гипертензией. [20] [21] [22] [23]
ВИЧ/СПИД
[ редактировать ]Патофизиология ВИЧ/СПИДа предполагает, что после заражения вирус размножается внутри и убивает Т-хелперные клетки , которые необходимы почти для всех адаптивных иммунных реакций . Существует начальный период гриппоподобного заболевания , а затем латентная, бессимптомная фаза. Когда количество лимфоцитов CD4 падает ниже 200 клеток/мл крови, ВИЧ-носитель перешел в стадию СПИДа. [24] состояние, характеризующееся дефицитом клеточного иммунитета и, как следствие, повышенной восприимчивостью к оппортунистическим инфекциям и некоторым формам рака .
Укусы паука
[ редактировать ]Патофизиология укусов пауков обусловлена действием его яда . Отравление пауком возникает всякий раз, когда паук впрыскивает яд в кожу. Не при всех укусах паука выделяется яд — это сухой укус, и количество впрыскиваемого яда может варьироваться в зависимости от типа паука и обстоятельств встречи. Механическая травма от укуса паука не представляет серьезной опасности для человека.
Ожирение
[ редактировать ]Патофизиология ожирения включает множество возможных патофизиологических механизмов, участвующих в его развитии и поддержании. [25] [26]
Эта область исследований была практически неисследована до тех пор, пока лептина . в 1994 году в лаборатории Дж. М. Фридмана не был открыт ген [27] Эти исследователи предположили, что лептин является фактором насыщения. У мышей ob/ob мутации в гене лептина привели к фенотипу ожирения, что открыло возможность терапии лептином при ожирении у человека. Однако вскоре после этого лаборатория Дж. Ф. Каро не смогла обнаружить никаких мутаций в гене лептина у людей с ожирением. Напротив, экспрессия лептина была увеличена, что указывает на возможность резистентности к лептину при ожирении у человека. [28]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Патофизиология – Медицинский словарь» . TheFreeDictionary.com . Фарлекс, ООО
- ^ Теодоридес Ж (1966). «Казимир Давен (1812-1882): предшественник Пастера» . Медицинская история . 10 (2): 155–65. дои : 10.1017/S0025727300010942 . ПМЦ 1033586 . ПМИД 5325873 .
- ^ Перейти обратно: а б с Буллох, Уильям, История бактериологии (Оксфорд: Oxford University Press, 1938 и 1960 / Нью-Йорк: Dover Publications, 1979), стр. 143–144, 147–148.
- ^ Картер К.С. (1980). «Теория микробов, истерия и ранние работы Фрейда в области психопатологии» . Медицинская история . 24 (3): 259–74. дои : 10.1017/S002572730004031X . ПМЦ 1082654 . ПМИД 6997653 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Сильверман Б.Д. (2011). «Уильям Генри Уэлч (1850-1934): Дорога в Джонса Хопкинса» . Слушания . 24 (3): 236–42. дои : 10.1080/08998280.2011.11928722 . ПМК 3124910 . ПМИД 21738298 .
- ^ Бенсон КР (1999). «Уэлч, Седжвик и модель гигиены Хопкинса» . Йельский журнал биологии и медицины . 72 (5): 313–20. ПМК 2579023 . ПМИД 11049162 .
- ^ «В бактериологии 1920-х годов преобразование формы R в форму S можно было рассматривать как адаптацию к окружающей среде. Однако преобразование типа I в тип II было эквивалентом трансформации одного вида в другой, явление, никогда ранее не наблюдавшееся. Эйвери первоначально скептически относился к выводам Гриффита и в течение некоторого времени отказывался признать обоснованность его утверждений, полагая, что они были результатом неадекватного экспериментального контроля. Исследования Эйвери по терапевтическим сывороткам привели его к выводу, что пневмококковые типы были. Таким образом, можно было бы разработать специфические терапевтические агенты для борьбы с различными типами. Преобразование от типа к типу in vivo представило тревожную клиническую картину, а также бросило вызов теоретическим формулировкам современной бактериологии» [Коллекция Освальда Т. Эйвери, «. Смещение фокуса: ранние работы по бактериальной трансформации, 1928-1940 гг.» , «Профили в науке », Национальная медицинская библиотека США, Интернет: 24 января 2013 г.].
- ^ Дюбо, Рене Дж. , Освальд Т. Эйвери: Его жизнь и научные достижения (Нью-Йорк: Издательство Рокфеллеровского университета, 1976), стр. 133, 135-136.
- ^ Перейти обратно: а б Дюбо, Рене, «Воспоминания о работе в лаборатории Освальда Эйвери» , Симпозиум, посвященный тридцать пятой годовщине публикации «Исследований химической природы вещества, вызывающего трансформацию типов пневмококков», 2 февраля 1979 г.
- ^ Ледерберг Дж. (1956). «Заметки о биологической интерпретации открытия Фреда Гриффита» . Американский учёный . 44 (3): 268–269.
- ^ Не хватает SA (январь 2003 г.). «Беседка и борьба в бактериальной трансформации — исторические и личные мемуары» . J Бактериол . 185 (1): 1–6. дои : 10.1128/jb.185.1.1-6.2003 . ПМК 141969 . ПМИД 12486033 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Бектель, Уильям, Открытие клеточных механизмов: создание современной клеточной биологии (Нью-Йорк: издательство Кембриджского университета, 2005).
- ^ Кей, Лили, Молекулярное видение жизни: Калифорнийский технологический институт, Фонд Рокфеллера и развитие новой биологии (Нью-Йорк: Oxford University Press, 1993)
- ^ Перейти обратно: а б Форум Медицинского института по микробным угрозам (2009 г.). «Жизнь и наследие Джошуа Ледерберга» . Микробная эволюция и совместная адаптация: дань уважения жизни и научному наследию Джошуа Ледерберга: Краткое содержание семинара . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. ISBN 978-0-309-13121-6 .
- ^ Зауэрвальд А., Хёше С., Ошвальд Р., Килиманн М.В. (2007). «Льюис Томас и обвисшие кроличьи уши» . Журнал экспериментальной медицины . 204 (12): 2777. doi : 10.1084/jem.20412fta . ПМК 2118519 .
- ^ Письмо: Льюис Томас (MSKCC) Джошуа Ледербергу (Стэнфордский университет), 7 августа 1978 г., стр. 1
- ^ Вайсманн Г (2006). «Наука планирования (поколение после Льюиса Томаса)» . Журнал клинических исследований . 116 (6): 1463. дои : 10.1172/JCI28895 . ПМК 1449953 . ПМИД 16648878 .
- ^ Тэнси М.Г., Голдберг М.С. (2010). «Нейровоспаление при болезни Паркинсона: его роль в гибели нейронов и последствия для терапевтического вмешательства» . Нейробиология болезней . 37 (3): 510–518. дои : 10.1016/j.nbd.2009.11.004 . ПМЦ 2823829 . ПМИД 19913097 .
- ^ Голан, Дэниел; Стаун-Рам, Эльзебет; Миллер, Ариэль (2016). «Смена парадигм рассеянного склероза». Современное мнение в неврологии . 29 (3): 354–361. doi : 10.1097/WCO.0000000000000324 . ПМИД 27070218 . S2CID 20562972 .
- ^ Карретеро О.А., Опарил С. (январь 2000 г.). «Эссенциальная гипертония. Часть I: определение и этиология» . Тираж . 101 (3): 329–35. дои : 10.1161/01.CIR.101.3.329 . ПМИД 10645931 . Проверено 5 июня 2009 г.
- ^ Опарил С., Заман М.А., Калхун Д.А. (ноябрь 2003 г.). «Патогенез гипертонической болезни». Энн. Стажер. Мед. 139 (9): 761–76. дои : 10.7326/0003-4819-139-9-200311040-00011 . ПМИД 14597461 . S2CID 32785528 .
- ^ Холл, Джон Э.; Гайтон, Артур К. (2006). Учебник медицинской физиологии . Сент-Луис, Миссури: Эльзевир Сондерс. п. 228 . ISBN 0-7216-0240-1 .
- ^ «Гипертония: электронная медицина, нефрология» . Проверено 5 июня 2009 г.
- ^ Дойтш, Г; Грин, WC (2016). «Разбираем, как Т-клетки CD4 теряются во время ВИЧ-инфекции» . Микроб-хозяин клетки . 19 (3): 280–91. дои : 10.1016/j.chom.2016.02.012 . ПМЦ 4835240 . ПМИД 26962940 .
- ^ Флиер Дж.С. (2004). «Войны с ожирением: Молекулярный прогресс противостоит расширяющейся эпидемии» . Клетка (обзор). 116 (2): 337–50. дои : 10.1016/S0092-8674(03)01081-X . ПМИД 14744442 .
- ^ Родригес-Муньос, А.; Мотахари-Рад, Х.; Мартин-Чавес, Л.; Бенитес-Поррес, Дж.; Родригес-Капитан, Дж.; Гонсалес-Хименес, А.; Инсенсер, М.; Тинахонес, Ф.Дж.; Мурри, М. (2024). «Систематический обзор протеомики при ожирении: раскрытие молекулярной загадки» . Текущие отчеты об ожирении . дои : 10.1007/s13679-024-00561-4 . ПМИД 38703299 .
- ^ Чжан, Ю; Проэнка, Р; Маффеи, М; Барон, М; Леопольд, Л; Фридман, Дж. М. (1 декабря 1994 г.). «Позиционное клонирование гена ожирения мыши и его человеческого гомолога». Природа (научно-исследовательская поддержка). 372 (6505): 425–32. Бибкод : 1994Natur.372..425Z . дои : 10.1038/372425a0 . ПМИД 7984236 . S2CID 4359725 .
- ^ Консидайн, Р.В.; Консидайн, Эл.; Уильямс, CJ; Найс, MR; Магосин, С.А.; Бауэр, ТЛ; Розато, Эль; Колберг, Дж; Каро, JF (июнь 1995 г.). «Доказательства против преждевременного стоп-кодона или отсутствия мРНК гена ожирения при ожирении у человека» . Журнал клинических исследований (исследовательская поддержка). 95 (6): 2986–8. дои : 10.1172/jci118007 . ПМК 295988 . ПМИД 7769141 .
