Патологическая анатомия: введение в предмет, общие аспекты, методы исследования в патологии

Биологическая структура — это определенным образом организованная в пространстве живая материальная система или ее часть, обеспечивающая выполнение той или иной деятельности (молекула, субклеточная органелла, клетка, орган, система, организм). Биологическая функция — это деятельность, т.е. изменение во времени состояния и/или свойств живой материальной системы или ее части, направленное на получение полезного для нее результата и самосохранение.

Любая биологическая система организована, определенным образом структурирована, — от молекул различных веществ до организма в целом. Такая структурированность, обеспечивающая целесообразность функции, результат длительной эволюции живых существ в процессе их взаимодействия со средой обитания, и именно она является базой, которая определяет выполнение организмом специализированных форм деятельности. В сложных организмах разнообразные структуры выполняют свои специализированные функции (выделение секрета, сокращение/расслабление, передача возбуждения и многое другое). При этом деятельность — не только видимое изменение состояния структуры — укорочение (сокращение) мышцы, например; это и изменение ее свойств, в частности, для мышцы без видимого укорочения — изометрическое напряжение. Функции организма в эволюции развивались и совершенствовались сопряженно с развитием и совершенствованием структур, также приобретая целесообразный характер.

              ифференциация структур обеспечила "разделение труда", т.е. дифференциацию функций. Эта специализация структур (функций) поставила их в зависимость друг от друга; необходимость взаимосодействия структур определила формирование разных систем управления, в том числе нервной системы, которые стали важным механизмом единства, целостности организма и его взаимодействия со средой обитания. В эволюции полезные (целесообразные) для выживания древние структуры сохранялись и сохранялись их функции, в результате чего в сложных организмах сложились различные структурные и функциональные уровни жизнедеятельности: молекулярный, субклеточный, клеточный, органный и системный. Вместе с тем на всех уровнях жизнедеятельности имеет место взаимосвязь, сопряженность изменений структуры и функции как двух неразделимых сторон любого жизненного процесса. На всех уровнях структура и функция могут сопряженно изменяться в широких пределах как в микро-, так и в макроинтервалах времени. Изменение структуры под влиянием какого-либо фактора (например, мембрановстроенного рецептора) одновременно отражается на ее функциональных свойствах (аффинности рецептора к медиатору и передаче внутриклеточного сигнала). Функция клеток и их коопераций может ослабляться или даже прекращаться (резервные нефроны, альвеолы и т.п.) и параллельно происходит восстановление их ультраструктур. Структурно-функциональное взаимодействие на разных уровнях и их соподчиненность (субординационные отношения) являются основой регуляции процессов низшего уровня высшими: это также вносит существенный вклад в обеспечение целостности организма и его взаимодействие с окружающей средой. Неструктурированных биологических систем не существует; изменения структуры на любом уровне сопряжены с изменением ее состояния и свойств, т.е. функции, а изменения функции сопряжены с изменением организации системы, т.е. структуры. Конформационные изменения рецептора, например, встроенного в мембрану клетки, или даже отдельной молекулы, фермента в частности, — это одновременно трансформация их свойств, т.е. аффинности рецептора и активности фермента, иначе говоря, функции. В данном случае следует говорить скорее не о слиянии биохимии с морфологией и физиологией, а их взаимопроникновении; морфология принимает все более функциональный характер, а биохимия и физиология становятся все более структурированными (Д.С.Саркисов).

Принципиальная позиция о единстве функции и структуры снимает вопрос о возможности существования "функциональных" болезней и "функциональной стадии" заболеваний. Возникновение нервного импульса сопровождается изменением организации определенных молекул-ферментов, а при психических заболеваниях обнаруживается нарушение организации синапсов, "укладки" ферментов, нейромедиаторов и везикул. В живом организме каждая его функция может появиться и измениться вследствие действия физиологических или патогенных факторов на соответствующие структуры. Ни один из факторов среды не может оказывать прямого влияния на ту или другую функцию, не иначе как только опосредованно, через воздействие на структуры, формирующие эти функции.

Системный подход к оценке нормальных и патологических явлений. Стремление науки познать все более глубинные, молекулярные и субмолекулярные основы физиологической и патологической жизни кажется естественным, закономерным и перспективным. Однако любая реакция организма или процесс как в норме, так и при патологии на любом уровне — от молекулярного до организменного, является многокомпонентным, т.е. представляется системным и имеет свой результат. Система — это совокупность связанных и взаимодействующих элементов, дающая такой результат, который не может быть обусловлен ни одним из этих элементов в отдельности, причем биологическое значение результата любой биологической системы может быть объективно оценено лишь на организменном уровне. Таким образом, оказывается, что и симптомы, и синдромы, а также лежащие в их основе патологические или приспособительные процессы представляют собой системы со своими результатами. Соответственно и здоровье, и болезнь есть состояние системы, в данном случае организма как целого. Между тем в медицине постоянно используется понятийный аппарат, противоречащий системному принципу; хотя понятие "болезнь" применимо лишь к организму как целому, во многих случаях пишут о болезнях молекул (гемоглобина, например), лизосом, митохондрий, цитоскелета и т.д. Следует ограничиться хотя бы тем, что стало общепринятым в соответствии с органосистемным принципом в медицине (болезни сердца, желудка, эндокринной системы и т.п.). Вне системного принципа — единственно объективного инструмента анализа "целого" — познание болезни невозможно, так как она есть форма жизнедеятельности организма, а не его частей.

Регуляция жизнедеятельности в норме и при патологии; антагонистическая регуляция. Использование системного принципа при анализе болезни в свою очередь невозможно без правильного понимания закономерностей регуляции жизнедеятельности, поскольку регулирующие механизмы определяют связь элементов системы и отношения, которые складываются между различными системами. При этом большую роль играют исследование молекулярных и структурных основ регулирования физиологических процессов, значение степени и уровня повреждения в нарушении работы управляющих систем, выявление особых, отличающихся от нормы форм управления жизнедеятельностью и др. Основной принцип саморегуляции — любое отклонение от нормы — является стимулом возвращения к норме на определенных этапах развития патологии и на определенном, например высшем, уровне управления может утрачиваться. Однако механизмы саморегуляции жизнедеятельности не исчезают полностью до тех пор, пока сохраняется жизнь; с нарастанием тяжести расстройств ведущими становятся механизмы саморегуляции низких уровней жизнедеятельности вплоть до процессов в обмене веществ. В крайне тяжелых состояниях, угрожающих смертью, может изменяться форма регуляции и возникать так называемая экстремальная регуляция. Наряду с этим правильное использование системного подхода и определение роли регулирующих механизмов независимо от их уровня и сложности принципиально невозможны без понимания природы и значения основы любой формы управления, которая состоит в реципрокности регуляции. Именно антагонистическая регуляция, т.е. ± влияния — влияния противоположного знака, лежат ли они в основе прямых или обратных, внутри- или межсистемных связей, определяет организацию любых систем и их отношения в норме и при патологии (Д.С.Саркисов). С точки зрения Д.С.Саркисова, противоположность регулирующих влияний создает единство, целостность всего управления жизнедеятельностью организма, а базой такого управления является единство и противоположность анаболических и катаболических процессов в организме.

Требуют осмысления с современных позиций представления о месте нервной регуляции среди всего многообразия управляющих систем, их взаимосвязи, а также особенностях работы в условиях патологии прежде всего при формировании приспособительных процессов. От решения этих вопросов зависит правильное понимание тех отношений, которые складываются между местными и общими процессами в условиях патологии, и, помимо этого, правильное понимание целостности организма вообще в процессе развития болезни при ее неблагоприятном течении и в терминальных состояниях. Что происходит с интегративными процессами и приспособительными реакциями в подобных условиях нарастающей по тяжести болезни и при умирании? Интегративные связи могут быть менее сложными и многообразными, но они существуют и обеспечивают адаптивные реакции до тех пор, пока сохраняется жизнь. Очевидно, что целям приспособления служат не только расширение интегративных связей с возрастанием тех или иных функций (П.К.Анохин), но и сужение этих связей (изоляция клеток, органов или систем) с минимизацией функций. Минимизация функций позволяет уменьшить энергозатраты и сохранить энергообеспечение биогенеза структур — материальных носителей данных функций. Действительно, в любой специализированной клетке основная масса энергии АТФ идет на выполнение функции и реализацию управляющих сигналов; значительно меньшая часть энергии расходуется на пластические процессы и поддержание структуры. При снижении внутриклеточной регенерации АТФ первоначально снижаются энергозатраты на реализацию регулирующих влияний, что приводит к изоляции (автономизации) клетки или совокупности клеток, в том числе потому, что образование вторичных мессенджеров, например цАМФ и цГМФ, связано с использованием АТФ. В дальнейшем происходит прекращение функции, а в пейсмекерах сердца и дыхательных нейронах — минимизация функции до предела, совместимого с жизнью. Функциональная изоляция и минимизация функции позволяют определенное время сохранить на нормальном уровне пластические процессы и структуру клеток. Повреждения ультраструктур клеток начинаются с того момента, когда степень падения энергообеспечения превышает уровень, необходимый для выполнения функции. Это не означает, что при тяжелом энергетическом дефиците изменения функции клеток происходят без трансформации ультраструктур; напротив, ультраструктурные и функциональные изменения протекают сопряженно, изменения структуры имеют приспособительное значение. Помимо сказанного выше, системность реагирования организма и роль антагонистической регуляции могут быть правильно поняты и использованы при решении проблемы болезни лишь на основе принципа комбинации (рекомбинации) структур и функций, сформулированного Д.С.Саркисовым. В соответствии с этим принципом приспособление организма в норме и при патологии или его совершенствование в филогенезе и онтогенезе достигается не только за счет включения либо создания новых элементов биологических систем, но и вследствие оптимальных комбинаций и рекомбинаций элементов из числа имеющихся. С указанных позиций становятся понятными высокая скорость и специфичность приспособительных реакций на безграничное число патогенных факторов при большой экономии затрат энергии и пластического материала в любой биологической системе. Появляются также новые аспекты в понимании возникновения разнообразных форм патологии и стадийности их протекания. В частности, относительно небольшое число общепатологических процессов вследствие своеобразного их сочетания в каждый данный момент и в динамике развития болезни определяют большое количество ее нозологических форм при практически бесконечной вариации индивидуального течения заболевания. Вместе с тем рекомбинационный принцип формирования систем не может реализоваться без антагонистической регуляции, так как любая перегруппировка требует включения одних структур (функций) при выключении других; нарушение антагонистической регуляции при патологии приводит к расстройству системных приспособительных процессов.

Общебиологический подход к оценке явлений патологии. Этот подход к миру патологии наиболее объемно и аргументированно применен И.В.Давыдовским. Выработанные и закрепленные в генотипе организмов комбинации, которые мы наблюдаем у индивида в форме того или иного процесса и неправильно называем общепатологическими, не являются патологическими по существу, по их происхождению. У индивида они могут стать повреждающими, а чаще приобретают двойственное значение (и положительное, и отрицательное) нередко одновременно вследствие либо нарушения генетической программы, либо расстройств ее реализации. С точки зрения высказанных ранее концептуальных положений и общебиологического подхода, необходимо полностью пересмотреть фундаментальные аспекты теории патологии: учение об общепатологических (типовых патологических) процессах, общую этиологию, патогенез, болезнь и др.

Так называемые типовые патологические процессы, их роль в приспособлении и расстройствах жизнедеятельности. Среди многообразных процессов в развитии болезни имеется особая группа так называемых типовых (стереотипных, общепатологических) процессов, которые занимают особое место в патологии, так как выработаны в процессе эволюции, закрепились, развивались и усовершенствовались, обеспечивая приспособление и выживание видов. К ним обычно относят гиперплазию (регенерацию), гипертрофию, тромбоз, воспаление, лихорадку, иммунитет, инфекционный процесс и др. Эти процессы характеризуются тем, что вызываются разными патогенными факторами, имеют стереотипные проявления и лежат в основе многих заболеваний или сопутствуют им. Помимо таких типовых патологических процессов, существуют также типовые формы патологии — дистрофия, гипоксия, отек, опухолевый процесс и др., которые представлены на всех этапах эволюционного развития, но возникают вследствие недостаточности естественных исторических механизмов приспособления, поддерживающих обмен веществ (дистрофия), кислородный и энергетический режим (гипоксия), а также постоянство клеточного состава организма (опухоль). Некоторые авторы и эти явления относят к типовым патологическим процессам.

Воспаление — типовой патологический процесс, сформировавшийся в эволюции в качестве защитно-приспособительной реакции организма на местное повреждение тканей, которая обеспечивает локализованную фиксацию, уничтожение и элиминацию патогенного агента и продуктов распада тканей, а также восстановление их целостности. Если воспаление не формируется или снижается его барьерная роль, возникает угроза генерализации процесса и развития сепсиса. Вместе с тем эволюционно выработанный приспособительный процесс воспаления, как и другие (тромбоз, лихорадка, инфекционный процесс), могут приводить отдельные организмы к гибели. Таким образом, реализация генетически детерминированных (эволюционно закрепленных) потенциально полезных программ реагирования у отдельных индивидов может нарушаться. Чаще всего результат реализации таких программ приобретает двойственное, и полезное, и вредное, значение для организма, что требует врачебной коррекции. Нарушение реализации этих приспособительных программ связано с особенностями патогенных факторов, локализацией их действия и свойствами организма, его реактивностью.

В теории патологии можно выделить ряд аспектов, имеющих наиболее существенное значение, без раскрытия которых невозможно сформировать учение о болезни. Прежде всего это проблема причинности в патологии и решение узловых вопросов общей этиологии болезней человека. В данном разделе следует определить роль внешних и внутренних факторов в возникновении болезни, так называемого пускового значения патогенного раздражителя, факторов риска и т.п. Необходимо уяснить, что следует вкладывать в понятие "патогенный" (чрезвычайный, или болезненный) раздражитель; какими свойствами обладают патогенный раздражитель и конкретный организм, следствием чего при их взаимодействии возникает болезнь; что представляет собой процесс взаимодействия патогенного агента и организма с методологической и медицинской точек зрения? Важно отдавать себе отчет в том, что один и тот же патогенный раздражитель может вызывать разные заболевания (например, один аллерген — различные аллергические болезни), а одно и то же заболевание может возникать под влиянием многих патогенных факторов (гипертоническая болезнь). Не исключено, что с развитием медицинской науки данный постулат может подвергаться существенной корректировке. Гипертоническая болезнь, например, распадется на различные нозологические формы. В каждом из этих заболеваний будут обнаружены специфические особенности, связанные со свойствами патогенного(ых) фактора(ов). Вместе с тем в ряде случаев в возникновении болезни определенную роль приобретают болезнетворные условия (например, доза, частота, кратность и место введения аллергена); они же могут определять специфические черты болезни.

Разработка разных вопросов патогенеза болезни в настоящее время сохраняет свою актуальность. В этом направлении существенную роль играют определение сущности повреждения, выделение его форм, уровней и механизмов, определение критериев физиологического и патологического повреждения, а также обратимости последнего и многие другие вопросы. Помимо переосмысления с современных позиций механизмов смены причинно-следственных отношений, прежде всего нейрогенных, формирования

порочных кругов и самоуглубления повреждения, требует пристального внимания вопрос о методологических основах развития болезни; болезнь — "фильм", а не "фотография". Она постоянно развивается, иногда затухая, а затем возобновляясь. Как ответить на вопрос: что является методологической основой развития болезни, ее стадийности? С позиции самого повреждения ответ на этот вопрос получить невозможно. Противоречивость болезни и методологическая основа ее развития состоят в наличии и противодействии повреждения и приспособления (патогенеза и саногенеза). В разработке всех аспектов патогенеза, как и саногенеза, принципиальное значение имеет правильное решение проблемы связи структуры и функции в современном понимании данных биологических категорий. Хотя очевидно, что эта проблема должна решаться на основе взаимообусловленности и сопряженности структурных и функциональных изменений, в нарушение этого положения нередко в болезни наряду с патогенезом выделяют морфогенез. Если следовать положению о неразрывности структуры и функции, то в патогенезе (как и саногенезе) необходимо видеть не только морфогенез, но и функциогенез (Д.С.Саркисов).