Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
Collegium medicum UMK
Przewodnik po patofizjologii
Tom I
Skrypt dla licencjackich studiów medycznych
Pod redakcją
dr hab. med. Danuty Rość
profesora nadzwyczajnego Akademii Medycznej w Bydgoszczy
Autorzy I tomu w porządku alfabetycznym
1. dr n. med. Wanda Drewniak
2. dr n. med. Iza Iwan- Ziętek
3. prof. dr hab. med. Maria Kotschy
4. dr hab. med. Danuta Rość
5. dr. hab. med. Ewa Żekanowska
Opracowanie informatyczno- graficzne lek med. Przemysław Adamczyk
Spis treści:
Część pierwsza. Patofizjologia ogólna
Temat I. Patofizjologia. Choroba.
Temat II. Zapalenie.
Temat III. Transformacja nowotworowa.
Część druga. Patofizjologia gruczołów wydzielania wewnętrznego
Temat IV. Zaburzenia regulacji hormonalnej ustroju.
Temat V. Patologia podwzgórza i przysadki.
Temat VI. Patologia gruczołu tarczowego.
Temat VII. Patologia nadnerczy.
Temat VIII. Patologia przytarczyc.
Temat IX. Osteoporoza.
Temat X. Patologia gruczołów płciowych.
Temat XI. Patogeneza cukrzycy.
Część trzecia. Patofizjologia układu krwiotwórczego i hemostazy
Temat XII. Hematopoeza
Temat XIII. Patologia układu czerwonokrwinkowego.
Temat XIV. Patologia układu białokrwinkowego – zmiany ilościowe i jakościowe.
Temat XV. Białaczki.
Temat XVI. Proces hemostazy.
Temat XVII. Skazy krwotoczne.
Temat XVIII. Zakrzepica. Trombofilia.
Temat XIX. Rozsiane krzepnięcie śródnaczyniowe.
Część pierwsza. Patofizjologia ogólna
Temat I. Patofizjologia. Choroba.
Danuta Rość
1.PatofizjologiaPatofizjologia jest dziedziną nauk medycznych zajmującą się analizą oraz syntezą czynności ustroju zaburzonych procesem chorobowym. Rozpatruje ona mechanizmy czynnościowe prowadzące do rozwoju zmian chorobowych, ale także zmiany z choroby wynikające. Zmienione w warunkach choroby funkcje organizmu oraz zaburzone regulacje i korelacje tych funkcji patofizjologia ujmuje w sposób całościowy i odnosi do otaczającego organizm środowiska człowieka.
W Polsce i w innych krajach europejskich dziedzina ta została wyodrębniona z szerszej dziedziny medycyny tj. patologii. Nazwa patologia pochodzi z greckiego słowa „pathos” – choroba, cierpienie i „logos” – nauka. Zatem patologia jest to nauka o chorobie. Zainteresowania patologii są szerokie i obejmują cztery grupy zagadnień dotyczących choroby: przyczyny powstawania choroby (etiologia), przebieg choroby (patogeneza), zmiany strukturalne (patomorfologia) i zmiany czynnościowe (klinika). W Europie patologia obejmuje dwie węższe dziedziny: patomorfologię – zajmującą się zmianami strukturalnymi i ich diagnostyką makroskopową i mikroskopową oraz patofizjologię obejmującą pozostałe aspekty choroby spośród czterech grup zagadnień wcześniej wymienionych.
Etiologia
Jest to nauka o przyczynach i uwarunkowaniach chorób. (greckie eitia- przyczyna, logos- słowo, nauka). Czynniki chorobotwórcze zewnętrzne mogą być: biologiczne (np. bakterie, wirusy, grzyby, pasożyty,), chemiczne (proste związki chemiczne np. kwasy i zasady), fizyczne (uraz, zmiany temperatury, zmiany ciśnienia atmosferycznego, promieniowanie, porażenie prądem) i społeczne (np. stres wynikający ze złych stosunków międzyludzkich). Czynniki chorobotwórcze wewnętrzne to mechanizmy immunologiczne lub neurologiczne.
O chorobach, których przyczyn nie znamy, mówimy – idiopatyczne lub samoistne. Choroba jatrogenna- powstała na skutek niezamierzonego działania lekarza np. chirurgiczne usunięcie wola guzowatego tarczycy może spowodować objawy niedoczynności tego narządu. Czynniki chorobotwórcze mogą mieć charakter złożony np. czynniki meteorologiczne- na człowieka w określony sposób wpływa równocześnie temperatura otoczenia, wilgotność powietrza, stężenie tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu itp. Czynniki ryzyka – to zewnątrzpochodne czynniki chorobotwórcze sprzyjające powstawaniu niektórych chorób np. palenie tytoniu sprzyja istotnie powstawaniu raka płuca i chorób naczyniowych.
Patogeneza
Jest nauką o mechanizmach rozwoju choroby. Patogeneza choroby obejmuje poszczególne ogniwa tzw. „łańcucha patogenetycznego”, który doprowadza do zaburzeń składających się na pełny obraz choroby. Elementy łańcucha patogenetycznego zależą od czynnika patogennego i od właściwości organizmu. Procesy patogenetyczne zachodzą na wielu poziomach regulacji ustroju - od poziomu molekularnego, poprzez subkomórkowy, komórkowy, tkanek, układów aż do ogólnoustrojowych procesów integracyjnych organizmu.
Choroba jest procesem dynamicznym o niepowtarzalnym przebiegu charakterystycznym wyłącznie dla danego organizmu, który funkcjonuje w określonych warunkach i podlega określonym wpływom.
Sanogeneza
Jest nauką o mechanizmach zjawisk, których celem jest eliminacja zmian chorobowych. Opisuje procesy odpowiadające za stwierdzane objawy kliniczne w przebiegu różnych chorób.
2.Choroba
Zdrowie i choroba pozostawały w sferze zainteresowań człowieka od dawna, ponieważ są ważnym aspektem jego życia. Dawne pojmowanie zdrowia jest naiwne, zależne od nikłego stopnia rozwoju nauk medycznych. Ojciec medycyny Hipokrates z Kos (460- 377 rok p.n.e) uważał, że zdrowie to prawidłowy stosunek podstawowych płynów ustrojowych (krew, śluz, żółć i czarna żółć), natomiast przewaga któregoś z nich powodowała chorobę. Asklepiades (120- 56 r.p.n.e.) był zdania, że choroba jest skutkiem zmian w atomach i przestrzeniach międzyatomowych. Według Galena przyczyn chorób należy upatrywać w zmianach jakościowych i ilościowych płynów ustrojowych, zmianach budowy, liczby, rozmieszczenia wielkości jednorodnych (tkanki) i niejednorodnych (narządy) – ich stałych składników oraz w zaburzeniach pneumy- kierującej wszystkimi procesami ustrojowymi, decydującej o sile życiowej.
Współczesna definicja Światowej Organizacji Zdrowia (1974) określa zdrowie jako „stan pełnego dobrego samopoczucia (dobrostan) fizycznego, psychicznego i społecznego, a nie tylko nieobecność choroby czy niedomagania”. Zdrowie to nadrzędna wartość dla każdej jednostki. Dzięki zdrowiu może ona rozwijać się i realizować swoje aspiracje i potrzeby oraz chronić i kształtować lokalne środowisko swojego życia i działalności: pracy i uczenia się, zabawy i wypoczynku.
Według współczesnych poglądów „chorobę należy uważać za złożony łańcuch wzajemnie ze sobą powiązanych zjawisk czynnościowych i morfologicznych, jako następstw bezpośrednich uszkodzeń organizmu przez czynnik chorobotwórczy, a także zjawisk odczynowych, obronnych i przystosowawczych oraz zaburzeń regulacji” (Billewicz- Stankiewicz).
Organizm człowieka jest systemem otwartym. Znaczy to, że funkcjonuje on dzięki wymianie gazów i biomasy ze środowiskiem go otaczającym. Do życia człowieka niezbędne jest pobieranie tlenu i produktów pokarmowych z otoczenia a wydalanie dwutlenku węgla i produktów przemiany do środowiska. Środowisko, w którym człowiek żyje ma na niego znaczący wpływ korzystny lub niekorzystny, i w dużej mierze decyduje o jego zdrowiu lub chorobie.
Pomiędzy organizmem człowieka a jego środowiskiem wykształciła się dynamiczna równowaga określana jako ”homeostaza”. Polega ona na tym, że mimo zmian środowiska człowieka liczne mechanizmy regulacyjne jego organizmu zapewniają funkcjonowanie ustroju nie powodując dezintegracji systemu jakim jest człowiek. Jest to możliwe dzięki temu, iż działania narządów i tkanek organizmu zapewniają jego funkcjonowanie w warunkach „homeostazy wewnętrznej” ustroju człowieka.
Homeostaza ustroju człowieka to zdolność organizmu człowieka do utrzymania w dynamicznej równowadze stałości środowiska wewnętrznego mimo niekorzystnych zmian otaczającego go środowiska zewnętrznego. Środowisko wewnętrzne człowieka to płyn zewnątrzkomórkowy obejmujący płyn śródmiąższowy i osocze krwi. W warunkach zdrowia parametry określające to środowisko wewnętrzne pozostają względnie stałe. Wahania są niewielkie – jest to równowaga homeostatyczna. Liczne narządy i układy zapewniają utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego ustroju człowieka.
W środowisku człowieka znajdują się przeróżne czynniki, które zmierzają do zakłócenia homeostazy wewnętrznej ustroju. Są to czynniki chorobotwórcze zewnętrzne, a mianowicie:
1. biologiczne: wirusy, priony, riketsje, bakterie, pasożyty, grzyby, substancje białkowe o charakterze antygenów, toksyny pochodzenia bakteryjnego
2. fizyczne: różne formy promieniowania, prąd elektryczny, wysoka lub niska temperatura, podwyższone lub obniżone ciśnienie atmosferyczne, uraz mechaniczny, fale akustyczne, wibracje itp.
3. chemiczne: kwasy, ługi, szkodliwe chemikalia, toksyczne gazy, zanieczyszczenia wody, powietrza i gleby, leki (efekty niepożądane, skutki przedawkowania), etanol, palenie tytoniu,
4. społeczne: np. stres jako skutek złych stosunków międzyludzkich, niedożywienie, niedobory witaminowe, skutki zaniedbań higieny osobistej.
Czynniki w/w wywołują reakcje organizmu w postaci odczynów regulacyjnych biochemicznych i nerwowo- humoralnych, których celem jest zminimalizowanie zaburzeń i zachowanie stałości środowiska wewnętrznego. Odczyny regulacyjne uruchamiane są na wszystkich poziomach : molekularnym, subkomórkowym, komórkowym, na poziomie tkanek i układów aż po integracyjną regulację humoralną i nerwową. Regulacja na poziomie molekuł i komórek odbywa się w oparciu o reakcje chemiczne i biochemiczne, natomiast w regulacji układowej zasadnicze znaczenie ma sprzężenie zwrotne. Jeżeli czynnik patogenny nie działa nazbyt długo a jego nasilenie nie przekracza możliwości wyrównawczych ustroju – to uruchomione mechanizmy doprowadzają do normalizacji zaburzonej funkcji.
Organizm człowieka może znaleźć się w szczególnie niekorzystnych warunkach. Wówczas możliwe jest uruchomienie tzw. mechanizmów przystosowawczych. Zdolności przystosowawcze ustroju są bardzo odmienne u poszczególnych osób, co jest uwarunkowane genetycznie zarówno pod względem anatomicznym i strukturalnym. Przetrwanie organizmu w zmiennych warunkach otoczenia zależy od zdolności przystosowania się (adaptacji). Jest to ogół odczynów czynnościowych i strukturalnych zmierzających do zachowania homeostazy ustroju czyli utrzymania stałego środowiska wewnętrznego i optymalnej czynności ustroju w warunkach długotrwałego działania na ustrój niekorzystnych czynników środowiskowych.
Procesy regulacyjne zaangażowane są w bieżącym utrzymaniu dynamicznej równowagi homeostazy i są odpowiedzią organizmu na bodźce nagłe i krótkotrwałe, natomiast mechanizmy przystosowawcze są wyzwalane przez bodźce działające dłużej i ze zwiększoną mocą. Mechanizmy przystosowawcze związane są ze zwiększonym wydatkiem energii a więc znaczniejszą eksploatacją organizmu.
Jeżeli ustrój znajduje się pod wpływem szczególnie silnego bodźca, który może go uszkadzać lub wyzwalać szczególnie silne reakcje organizmu – staje się niemożliwe utrzymanie homeostazy wewnętrznej ustroju a reakcje ustroju wychodzą znacznie poza zakres odczynów regulacyjnych czy mechanizmów przystosowawczych. W takich warunkach rozwija się choroba, kiedy odczyny regulacyjne są zaburzone i nieefektywne w zakresie kontrolowania homeostazy wewnętrznej środowiska wewnętrznego człowieka. Po przekroczeniu granicy możliwości utrzymania homeostazy wewnętrznej ustroju, procesy regulacyjne zmierzające do wyrównania zaburzonej równowagi homeostatycznej stają się niewystarczające – regulacja prawidłowa przechodzi w regulację patologiczną tj. dysregulację.
Nozologia ogólna
Jest nauką o chorobie w ogólności. Wykrywa, opisuje cechy wspólne dla różnych grup chorób, porządkuje je i bada prawa, jakim one podlegają.
Choroba organiczna- to taka, w której podłożem zmian czynnościowych są zmiany strukturalne (anatomiczne). Uszkodzenia anatomiczne niełatwo cofają się. W tkankach lub narządach pozostają zmiany strukturalne.
Choroba czynnościowa- nie stwierdza się uchwytnych zmian organicznych. Zmiany patologiczne mają charakter czynnościowy; po ustąpieniu choroby nie ma pozostałości morfologicznych.
Podstawowe pojęcia związane z chorobą
Symptomatologia- nauka o objawach choroby
Objawy podmiotowe- subiektywne,
Objawy przedmiotowe- obiektywne
Okres wylęgania (stadium incubationis)- okres pomiędzy zadziałaniem czynnika patogennego a pojawieniem się objawów choroby
Okres utajenia – okres wylęgania w chorobach zakaźnych
Objawy prodromalne (prodroms, zwiastuny)- nieswoiste objawy subiektywne i obiektywne zapowiadające wystąpienie pełnych i swoistych objawów choroby
Okres narastania objawów (stadium incrementi)- stopniowe pojawianie się objawów choroby
Okres pełnego rozwoju choroby (stadium manifestationis)- okres występowania wszystkich objawów choroby
Okres największego nasilenia choroby , szczyt (stadium acmes)
Okres ustępowania objawów (stadium decrementi)
Ustępowanie choroby łagodne – per lysin, lysis
Ustępowanie choroby nagłe tzw. przełom - per crisin, crisis
Przebieg choroby ostry ( morbus acutus)- choroba o nagłym początku, znacznym nasileniu i najczęściej o krótkim czasie trwania
Przebieg choroby przewlekły (morbus chronicus) – początek choroby powolny, czas trwania długi, objawy nasilają się w czasie trwania choroby; taka choroba może prowadzić do wyniszczenia organizmu.
Choroba podostra (morbus subacutus)- postać pośrednia
Zwolnienie choroby lub zaostrzenie (remissio lub exacerbatio) – w toku choroby okresy mniejszego nasilenia objawów i powrotu z dużą intensywnością
Przepuszczanie (intermissio)- na pewien czas objawy choroby zupełnie znikająNawrót, wznowa (recidiva)- choroba pojawia się ponownie po okresie zupełnego ustąpienia objawów
Powikłanie (complicatio)- nowa osobna choroba pojawiająca się wskutek zmian w wyniku istniejącej lub przebytej choroby
Powrót do stanu nienaruszonego (restituto ad integrum)- wyzdrowienie zupełne
Trwałe następstwa choroby (restituto cum defectu)- pozostawienie trwałych strukturalnych następstw choroby
Zejście śmiertelne (exitus letalis)- choroba kończy się śmiercią
Temat II. Zapalenie
Danuta Rość
Zapalenie jest to zespół zmian wstecznych, zaburzeń w krążeniu i zmian postępowych, stanowiących miejscową odpowiedź żywej tkanki na działanie czynników szkodliwych zewnątrzpochodnych lub wewnątrzpochodnych. Zapalenie jest odczynem obronnym, a zespół mechanizmów składających się na proces zapalny zmierza do zlokalizowania i wyeliminowania patogenu (czynnika szkodliwego), i następowego wygojenia i wyzdrowienia.
W przebiegu zapalenia, ze względu na intensywność objawów i czas trwania, wyróżnia się fazę ostrą i przewlekłą. Fazę ostrą cechuje znaczna intensywność objawów i czas trwania rzędu kilku sekund do kilku lub kilkunastu godzin, jest ona wczesną odpowiedzią ustroju na czynnik uszkadzający. Fazę przewlekłą charakteryzuje mała intensywność objawów, często brak klasycznych objawów zapalenia i czas trwania mierzony w tygodniach i latach. Faza przewlekła może być kolejnym etapem zapalenia po fazie ostrej lub postępować przewlekle od początku tj. od momentu zadziałania patogenu.
Patogeny zewnątrzpochodne obejmują m.in.:
1.czynniki fizyczne: uraz mechaniczny, wysoka lub niska temperatura, promieniowanie magnetyczne, elektryczne, jonizujące
2.czynniki chemiczne: proste związki chemiczne, kwasy, zasady, związki organiczne,
3.czynniki biologiczne: bakterie, wirusy, grzyby, pasożyty,
4.czynniki immunologiczne: antygeny, przeciwciała, kompleksy immunologiczne
Patogeny wewnątrzpochodne to mechanizmy immunologiczne np. odporność komórkowa i reakcje neurologiczne.
Odpowiedzią żywej tkanki na czynnik uszkadzający jest pojawienie się w miejscu zapalenia komórek zapalnych.
W procesie zapalnym biorą udział komórki uwalniające substancje zawarte w ich ziarnistościach cytoplazmatycznych, tzw. mediatory zapalenia, które odpowiedzialne są za mechanizmy i reakcje występujące w czasie procesu zapalnego. Mediatory zapalenia mogą mieć także pochodzenie osoczowe, gdzie obecne są w formie białek prekursorowych, a ich aktywacja odbywa się pod wpływem enzymów proteolitycznych.
Komórki zapalne
1. Neutrofile Są to główne komórki wczesnej fazy zapalenia. Po opuszczeniu szpiku przez około 6 godzin przebywają we krwi, skąd w odpowiedzi na bodziec chemotaktyczny płynący z miejsca powstałego uszkodzenia gromadzą się w tej okolicy tkanki. Neutrofile wyposażone są w białka adhezyjne (integryny), które umożliwiają wędrówkę po powierzchni śródbłonka naczyniowego i przybycie do miejsca uszkodzenia. Granulocyty obojętnochłonne rozpoznają mikroorganizmy dzięki odpowiednim receptorom na powierzchni tych komórek po uprzednim ich otoczeniu opsoninami – białkami dokonującymi zmian w błonie komórkowej mikroorganizmów. Opsonizacja błon komórkowych drobnoustrojów umożliwia ich przyleganie do błony komórkowej granulocytów i następowe wchłonięcie do wnętrza komórki zapalnej. Ziarnistości granulocytów zawierają liczne enzymy (mieloperoksydaza, kwaśne hydrolazy, kolagenazy, fosfataza alkaliczna) umożliwiające zniszczenie pochłoniętych drobnoustrojów czy obcego białka. Komórki te mają także zdolność do syntezy tlenku azotu (NO). W procesie zapalnym NO funkcjonuje jako wolny rodnik i jest cytotoksyczny dla pewnych drobnoustrojów, ale także dla komórek nowotworowych. Do układów wytwarzających inne rodniki tlenowe należą układy enzymatyczne: dysmutazy ponadtlenkowe, katalazy, peroksydaza glutationu. W wyniku ich działania powstają związki silnie bakteriobójcze: rodnik wodorotlenowy, tlen singletowy (O-), kwas podchlorawy i chloraminy. 2. Mastocyty (komórki tuczne)Dojrzałe mastocyty występują wyłącznie w tkankach. Często są pierwszymi komórkami inicjującymi reakcję zapalną. Znajdują się w tkance łącznej wzdłuż naczyń i nerwów oraz w miejscach kontaktu ustroju ze środowiskiem zewnętrznym (skóra, błona śluzowa jelit, śluzówki dróg oddechowych). Mastocyty uwalniają liczne mediatory jak: histamina, leukotrieny z grupy C, D i E, prostaglandyna D2, ECF- A (eosynophilic chemotactic factor type A – czynnik chemotaktyczny dla eozynofilów typu A), adenozyny a także enzymy: tryptaza i chymaza. Po pobudzeniu wytwarzają i wydzielają cytokiny jak: Il–4, Il-5, Il-6, Il-8, Il-13 ale także GM- CSF (patrz temat XII). Powodują aktywację i gromadzenie leukocytów w miejscu uszkodzenia i w ten sposób mogą nasilać proces zapalny.3. LimfocytyWe krwi występują jako limfocyty B i T. Komórki te biorą udział w przewlekającym się procesie zapalnym. Są mało ruchliwe, ale mogą wiązać rozpuszczalne antygeny. Limfocyty B po kontakcie z obcym antygenowo białkiem ulegają przeobrażeniu w plazmocyty - komórki zdolne do wytwarzania immunoglobulin. Są ważnym elementem odpowiedzi odpornościowej humoralnej swoistej ze względu na antygen, z którym się kontaktowały. Limfocyty T biorą udział w odpowiedzi komórkowej. Limfocyty produkują liczne mediatory wpływające na stan immunologiczny ustroju. Poprzez uwalnianie .mogą aktywować granulocyty obojętnochłonne i makrofagi (patrz poniżej) nasilając ich właściwości fagocytowania obcego białka i drobnoustrojów oraz czynniki hamujące ich zdolność poruszania się zatrzymując je w miejscu zapalenia. Uwalniają interferon o właściwościach hamowania replikacji wirusów i limfotoksynę zdolną do niszczenia obcych komórek. Wydzielają także czynniki chemotaktyczne gromadzące różne komórki zapalne w miejscu uszkodzenia.4. Komórki plazmatyczneSą komórkami powstałymi z limfocytów B po kontakcie z antygenem i mają zdolność syntetyzowania immunoglobulin, skierowanych przeciw określonym obcym antygenom.. 5. Płytki krwi Biorą udział w procesie zapalnym ostrym i przewlekłym. Zawierają mediatory powodujące włączanie się do zapalenia mechanizmów inicjujących proces krzepnięcia krwi. Są to: serotonina, adenozyna, tromboksan A2 a także histamina. Błona komórkowa płytek jest bardzo podatna na działanie wielu bodźców (czynniki immunologiczne, kolagen, ADP, trombina, trypsyna, serotonina, aminy katecholowe), co powoduje adhezję płytek krwi do powierzchni ujemnie naładowanych (kolagen warstwy podśródbłonkowej), ich agregację i reakcję uwalniania substancji zawartych w wewnątrzkomórkowych ziarnistościach płytek. Fosfatydylcholina i fosfatydylseryna błon płytkowych (PF3) odpowiada za aktywację białek osoczowego układu krzepnięcia krwi. Uwalniane z płytek czynniki chemotaktyczne i wzrostowe decydują o interakcji płytek krwi z innymi komórkami zapalnymi jak: granulocyty obojętnochłonne, monocyty/makrofagi, fibroblasty, a substancje naczynioruchowe i nasilające przepuszczalność odpowiadają za napływ krwi do ogniska zapalnego. 6. Komórki śródbłonka naczyń Na przebieg procesu zapalnego znaczący wpływ ma stan czynnościowy naczyń (skurcz, rozkurcz, przepuszczalność) oraz metabolizm komórek śródbłonka i ich zdolność do wytwarzania i wydzielania licznych biologicznie czynnych substancji. Komórki śródbłonkowe posiadają właściwości antykoagulacyjne (antytrombina, siarczan heparanu, układ białka C i S/trombomodulina), prokoagulacyjne (synteza niektórych czynników krzepnięcia, ekspozycja kolagenu błony podstawnej dla działania płytek krwi i aktywacji czynników krzepnięcia aktywacji drogą wewnątrzpochodną i zewnątrzpochodną) i profibrynolityczne (synteza tkankowego aktywatora plazminogenu, hamujący wpływ na inhibitor aktywatora plazminogenu tupu 1 - PAI-1 układu białko C i S / trombomodulina)....