Клиническая физиология

КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Friday, March 20, 2015
Клиническая физиология как учебная дисциплина предназначена для «закрытия бреши», которая образовалась между фундаментальными предметами (нормальной и патологической физиологиями) и клиническими дисциплинами. Этот разрыв увеличивается в связи с тем, что в последние десятилетия разработаны методические подходы и созданы приборы, которые позволили ранее почти сугубо экспериментальную науку – физиологию - превратить в клинико-экспериментальную, то есть позволили проводить исследования почти всех органов и систем не только на животном, но и непосредственно на человеке без риска нанести вред его здоровью.

Причем эти исследования стало возможно прово­дить не только на больном, что оправдано с точки зрения постановки точного диагноза, но и на здоровом человеке.
Поэтому появилась возможность проследить на людях переход механизмов функционирования органов и систем от нормы к предпатологии и патологии, то есть, проследить динамику развития патологических процессов, не только модели­руя его на животном, но и непосредственно на человеке.
Friday, March 20, 2015
Эксперименты на людях

1 - роль и характер изменения физиологических процессов как основу для возникновения предпатологических и патологических состояний организма;
2 – механизмы взаимодействия между органами и функциональными системами при разви­тии предпатологических и патологических состояний в каком-либо одном (одной) из них;
3 - особенности функционирования механизмов регуляции функций в организ­ме больного;
4 - компенсаторные механизмы нарушенных физиологических функций.
Friday, March 20, 2015
Клиническая физиология изучает:

Организм человека является целостной структурно-функциональной системой.
А обязательным условием устойчивости любой системы является неравномерность развития и разнообразие элементов ее. Это один из постулатов кибернетики – науки об управлении.
При этом «незначительные» поломки в одном звене её не отразятся на ней если система устойчива, но если система находится в неустойчивом равновесии – отразятся.
Устойчивость системе придают механизмы ее регулирующие.
Friday, March 20, 2015
Системообразование целостного организма

Friday, March 20, 2015
Механизмы регуляции функций (по В.И. Филимонову)

Схема прямых и обратных связей поддержания гомеостаза
Friday, March 20, 2015
Положительная обратная связь усиливает эффект.
Отрицательная обратная связь заключается в противоположном эффекте: рост регулируемого параметра приводит к снижению функциональной активности органа. Подобный тип обратной связи наиболее типичен для организма человека.

К сожалению по-видимому – нет.
И ниже это можно показать на некоторых примерах.
Friday, March 20, 2015
Всегда ли нервно-рефлекторные механизмы могут компенсировать изменения структуры органов или их функцию?

Наглядным примером ухудшения ситуации при включении внутриклеточных механизмов регуляции, приводящих к развитию патологии, является гипертрофия миокарда левого желудочка при дефекте аортальных клапанов. Так, чрезмерная гипертрофия приводит к ухудшению поступления кислорода и питательных веществ. Обусловлено это с нарушением соотношения поверхности/объема. При гипертрофии площадь поверхности увеличивается в квадратической пропорции, а объем – в кубической.
Friday, March 20, 2015
При патологии механизмы регуляции нормальных функций могут открывать своеобразный «ящик Пандоры»

Несовершенства глазного яблока и патология аккомодации
1 - норма,
2 – миопия (исправляется двояковогнутой линзой),
3 – гиперметропия (исправляется двояковыпуклой линзой).
Как видите: при врожденном несовершенстве глазного яблока механизмы регулирующие аккомодацию не исправляют эту патологию. А ведь имеющиеся у нас рефлексы аккомодации обеспечивают возможность нам смотреть, как на близкие предметы, так и далекие.
Правда, говорят, что при длительной тренировке их можно заставить корректировать некоторые из врожденных «ошибок» строения глазного яблока!
Далекой от совершенства компенсацией миопии является прищуривание.

Регуляция АД с помощью барорецепторов
Friday, March 20, 2015
Можно привести и другой пример несовершенства нервно-рефлекторной регуляции, которые лежат в основе чрезвычайно часто встречающейся патологии, приводящей многих больных к смертельному исходу.
Попытаемся оценить эффективность работы рефлекторных механизмов регуляции артериального давления.

Friday, March 20, 2015

АД и активность барорецепторов
В норме рост АД в дуге аорты выше 100 мм рт.ст. приводит к возбуждению парасимпатических центров блуждающего нерва и снижению ЧСС и УД, расширению периферических сосудов.
В результате: АД уменьшается!
Обычно у здорового человека это происходит каждую систолу после выброса крови желудочком.
На рис показано, что увеличение АД выше нормы (100 мм рт. ст.) приводит к резкому увеличению импульсации достигая максимума на уровне 180 мм рт.ст.

Почему же этот механизм «не работает» у больных гипертонией?
Дело в том, что барорецепторы обладают свойством адаптации, т.е. при длительном раздражении их чувствительность снижается.
Кроме того, они подвержены влиянию гормонов и других соединений и их чувствительность изменяется – эффект модуляции.
Мне представляется, что в основе модуляции барорецепторов может лежать биологически необходимый эффект резкого угнетения их чувствительности для обеспечения роста МОК в период выполнения интенсивной мышечной работы.
Friday, March 20, 2015
Адаптация барорецепторов

В основе такой «отмены» торможения барорецепторами роста АД в аорте лежит скорее всего чрезвычайно важная роль скелетных мышц для организма. Очень часто (и не только в естественных условиях жизнедеятельности животных и еще недостаточно «цивилизованных» людских сообществ) от функциональной активности скелетных мышц зависит сохранение жизни индивидуума. А для обеспечения при этом их функциональной активности на высоком уровне необходимым количеством крови МОК (за счет роста ЧСС и УО) настолько увеличивается, что АД в аорте обычно резко возрастает (до 150-160 мм рт. ст.).
Как выше было сказано, обычно у здорового человека в состоянии покоя даже при каждой систоле левого желудочка раздражение барорецепторов приводит к торможению (вагусному) функциональной активности сердца – снижая силу его сокращения (отрицательный инотропный эффект).
Friday, March 20, 2015
/ ГИПОТЕЗА/

Можно предположить, что вот такая модуляция барорецепторов, которая у здорового человека необходима для обеспечения интенсивной физической работы, к сожалению, находится в основе, развития гипертензии при гипертонической болезни.
Friday, March 20, 2015
(продолжение)

Адаптация и стресс
Friday, March 20, 2015
Основной постулат:
Механизмы регуляции функций рассчитаны на то, что организм здоровый, а все его органы структурно не изменены (нормальные). Тогда их главная задача заключается в обеспечение гомеостаза.
А вот при патологическом изменении органа, или при действии патологического агента сама активность механизмов регуляции может привести к развитию патологии.
Сказанное наглядно проявляется при переходе адаптации в стресс.
Сама по себе чрезмерная активность регуляторов адаптации (симпатический отдел ВНС и гормоны) может закончится патологией (инфаркт, инсульт и т.д.). Поэтому я прежде всего предлагаю четко разграничить понятия адаптации и стресса, которые в литературе нередко объединяются.

Friday, March 20, 2015
Однако следует задаться вопросом: «всегда ли надежны сами механизмы регуляции функций нашего организма»? Ответ может быть однозначным – НЕТ.
Несомненно, что системы регуляции физиологических функций часто сами «дают сбой», что приводит к развитию патологических процессов.
Но нередко можно обнаружить и то, что сами механизмы регуляции, без возникновения в них патологических изменений, могут послужить основой развития патологии.
При внимательном анализе данной проблемы возникает предположение, что механизмы регуляции функций рассчитаны на то, что регулируемые процессы, органы и системы органов должны находиться в пределах структурно-функциональной нормы (нормальная физиология! ).
Более того: при развитии патологии в органах или ее самой эти механизмы регуляции нередко могут привести к углублению ее. Поэтому рассматривая данную проблему одновременно можно проанализировать и те пути компенсации, которые используются при нарушении функций, обусловленные указанной ситуацией.

Механизмы гормональной регуляции
Хорошим примером является сахарный диабет.
Friday, March 20, 2015
В норма инсулин β-клеток островка поджелудочной железы способствует усвоению глюкозы мышцами, печенью. При этом избыток углеводов в печени депонируется в виде гликогена и жирных кислот, которые, выходя в русло крови, затем в жировой ткани превращается в липиды.
Тем самым инсулин участвует и в регуляции липидного обмена.
Попутно инсулин обеспечивает захват клетками аминокислот, а значит – синтез белков.
Для воздействия на клетку-мишень инсулин связывается со своим рецептором.

Межклеточное взаимодействие гормонов островка Лангерганса
Friday, March 20, 2015
В островке благодаря тесному соседству клеток они могут получать общую информацию и реагировать как синцитий (волна деполяризации может распространяться от одной клетки к другой). В силу этого островок может отвечать комплексной реакцией на воздействие, приходящее по крови или по нерву.
Паракринное взаимодействие этих трех гормонов заключается в том, что: инсулин ингибирует секреторную активность α-клеток, глюкагон - стимулирует секрецию β- и δ-клеток, а соматостатин ингибирует активность
α- и β-клеток.

Инсулин. Когда он осуществляет регуляцию, а когда влияние?
Friday, March 20, 2015
РЕГУЛЯЦИЯ
Инсулин является основным регулятором уровня глюкозы в крови (углеводного обмена)!
И без инсулина углеводный обмен существенно нарушен.
ВЛИЯНИЕ
Кроме того, в норме инсулин участвует в регуляции жирового и белкового обменов.
Но это не регуляция, а влияния, так как без инсулина эти виды обменов так существенно, как углеводный, не страдают!

Основной регулятор секреции инсулина – глюкоза крови
Friday, March 20, 2015
Но образование инсулина регулируется главным образом уровнем глюкозы крови: повышение концентрации ее в крови стимулирует секрецию инсулина (см. рис.).
Механизм обеспечивающий это функционирует так:
а) вначале окисление глюкозы приводит к образованию АТФ;
б) АТФ обеспечивает закрытие К+-каналов;
в) это открывает Са++-каналы;
г) кальций с кальмодулином обеспечивает продвижение везикул с гормоном к мембране и его секрецию.

Гипергликемия - инсулин
Обратная положительная связь «субстрат-гормон» (глюкоза-инсулин)
На рисунке:
Увеличение концентрации инсулина в крови после резкого повышения (в 2-3 раза) уровня глюкозы в крови.
Первый пик – выброс готового гормона.
Затем плавное повышение, как результат синтеза в ответ на глюкоземию.
Friday, March 20, 2015

Friday, March 20, 2015
Так как основное влияние инсулина, заключающееся в повышении проницаемости мембран клеток для глюкозы и последующем ее утилизации, то дефицит инсулина приводит к снижению уровня глюкозы в клетках. И для компенсации глюкозного голодания клеток начинает возрастать содержание глюкозы в крови. Это, с одной стороны, несколько повышает пассивное поступление ее через мембрану за счет создания более высокого градиента между кровью и клетками. А с другой - чрезмерное увеличение содержания глюкозы в крови - выше 180 мг% (19 ммоль/л) приводит к превышению порога реабсорбции глюкозы почками и она появляется в моче. Создавая высокое осмотическое давление мочи, глюкоза выводит с собой воду - возникает сахарное мочеизнурение.

Если концентрация глюкозы в крови плохо контролируется в течение длительного времени (при сахарном диабете) в организма начинают развиваться патологические процессы. И это не только известная метаболическая триада (!), а и вегетососудистая дистония, периферическая невропатия, то есть нарушение функций нервной системы. Это в дополнение к известным проявлениям атеросклероза, нарушению липидного обмена, ожирению приводит еще и к ухудшению кардиоваскуляной рефлекторной регуляции, и даже к нарушению функции опорожнения мочевого пузыря.
«Не совсем понятно что это наш мозг, для которого не нужен инсулин так себя ведет?!»
Friday, March 20, 2015
.Ч
Почему глюкоза стала «ядом»?

Почему в процессе эволюции получилось так, что у нас в организме с одной стороны находится лишь один инсулин (убирающий гипергликемию), а с другой - десяток гормонов (глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, соматотропный, адренокортикотропный, тироксин, СНС) – увеличивающих уровень глюкозы в крови?
Так – почему же? - Может это обусловлено эволюционной «отрыжкой» и связано с сохранением «обезьяньей стадии» эволюции, которые питались лишь растительной пищей?
Или «голая обезьяна» (homo sapiens) сразу была запланирована быть хищницей?
А диабет для неё «плата» за любовь к сладенькому, что бы человек не брал пример с обезьянки?
Friday, March 20, 2015
Голая обезьяна?

Friday, March 20, 2015
Следующим, также хорошо известным примером развития патологии, развивающейся при сбое гормональной регуляции, является ренин-ангиотензин-альдостероновая система. В норме ренин предназначен для того, что при снижении СКФ (а это проявляется в уменьшении фильтрата, в начальной части дистальных канальцев, которые анализируется, проходя через структуры слепого пятна – ЮГА). В результате секреции ренина и последующего образования ангиотензина II, в конечном счете, ликвидируется снижение давления крови в капиллярах гломерул и возрастает образование первичного фильтрата.

Friday, March 20, 2015

Friday, March 20, 2015

Friday, March 20, 2015
А при воспалительных процессах, развивающихся в почках, следствием отека ткани является снижение, как количества поступающей в почки крови, так и ее давление в клубочках.
В результате возрастает синтез ренина, появляется в крови ангиотензин II. А это приводит к стойкому повышению АД у больных.
Одновременно, через влияние на синтез альдостерона происходит задержка в организме натрия и воды, что способствует развитию отеков.