Кіріспе

Патофизиология (немесе физиопатология) – патология мен физиологияның тоғысқан жеріндегі, ауру немесе жарақат тудыратын, оның салдарынан немесе олармен байланысты физиологиялық процестерді зерттейтін ғылым саласы. Патология – ауру кезінде байқалатын жағдайларды сипаттайтын медициналық пән, ал физиология – организм ішіндегі процестер мен механизмдерді сипаттайтын биологиялық пән. Патология бұзылған немесе қалыптан тыс жағдайды сипаттайды, ал патофизиология ауру немесе патологиялық жағдайдың нәтижесінде адам организмінде болатын функционалдық өзгерістерді түсіндіруге бағытталған.

Этимология

Патофизиология термині ежелгі грек тіліндегі πάθος (патос) және φυσιολογία (физиология) сөздерінен туындаған.

Редукционизм

1830 жылдары Германияда Иоганнес Мюллер медициналық зерттеулерден тәуелсіз физиология зерттеулерін құруға жетекшілік етті. 1843 жылы Берлин физикалық қоғамы биология мен медицинаны витализмнен тазарту мақсатында құрылды, ал 1847 жылы 1845 жылы қоғамға қосылған Герман фон Гельмгольц «Энергияның сақталуы туралы» мақаласын жариялады, ол физиологияның зерттеу негізін физикалық ғылымдармен шектеуге зор әсер етті. 1850 жылдардың соңында Мюллердің бұрынғы студенті, неміс анатомиялық патологы Рудольф Вирхов физиологиялық зерттеулердің негізгі бағыты ретінде цитологияны белгілеп, клеткаға назар аударды, ал Джулиус Конгейм медициналық мектептердің ғылыми зертханаларында эксперименталды патологияны дамытуға бастама берді.

Микробтар теориясы

1863 жылға қарай Луи Пастердің ашыту процесі туралы, оның нәтижесінде сары май қышқылының пайда болатыны туралы баяндамасына ынталандырылған француз Казимир Давен малдың күйбездегі ауруының маңызды себебі ретінде микроорганизмді анықтады, бірақ оның қаннан үнемі жоғалып қалуы басқа ғалымдарды оны шірудің бір ғана қосалқы өнімі деп ойлауға итерді. 1876 жылы Фердинанд Конның бактериялық түрдің кішкентай спора сатысы туралы хабарлағаннан кейін, осымен бірге неміс Роберт Кох Давеннің бактерицидтерін таза культурада оқшаулады – бактериологияны жеке ғылым ретінде орнатуға қадам салынған шешуші кезең болды – спора сатысын анықтады, Якоб Хенле постулаттарын қолданды және Давеннің қорытындысын растады, бұл эксперименталды патология үшін маңызды жетістік еді. Пастер және оның әріптестері топырақтағы споралар арқылы оның табиғи ортадағы рөлін растайтын экологиялық зерттеулер жүргізді. Сондай-ақ, сепсис туралы айтқанда, Давен қоянға өте сұйылтылған, аз мөлшерде шіріген қанды енгізіп, ауруды қайтадан тудырды және шіру ферменті деген терминді қолданды, бірақ бұл термин Пастердің фермент термині сияқты микроорганизмге, немесе басқалардың пікірінше химиялық заттарға қатысты ма екені белгісіз болды. 1878 жылы Кох бұрынғыдан өзгеше "Травматикалық жұқпалы аурулардың этиологиясы" атты еңбегін жариялады. Бір тарихшының айтуынша, 80 беттен тұратын бұл еңбегінде Кох "клиникалық, анатомиялық және этиологиялық тұрғыдан ерекшеленетін бірнеше аурулардың жануарларға шіріген материалдарды инъекциялау арқылы тәжірибе жүзінде туындатылатынын дерлік толыққанды дәлелдеді".

Ғылыми медицина

Америкалық дәрігер Уильям Уэлч 1876-1878 жылдары неміс патологиясында оқыды, оның ішінде Кохнхайммен бірге, және 1878 жылы Нью-Йорктегі Беллвью ауруханасында Американың алғашқы ғылыми зертханасын – патологиялық зертханасын ашты. Уэлчтің курсына басқа медициналық мектептерден студенттер қабылданды, олар өздерінің патологиялық зертханаларын ашу арқылы жауап берді. Хопкинс медицина мектебі, «Төрт атты» – Уэлч, Уильям Ослер, Говард Келли және Уильям Халстед басшылығымен, 1893 жылы Американың неміс ғылыми медицинасын оқытуға арналған алғашқы медицина мектебі ретінде ашылды. Рокфеллер институтының лабораториясы, Американың пневмококк жөніндегі жетекші маманы Эверидің есебінен соншалықты алаңдады, олар оны қайталауға тырыспады. Эвери жазғы демалыста болғанда, британдық канадалық Мартин Доусон, Англиядан келгеннің бәрі дұрыс болуы керек деп сеніп, Гриффиттің нәтижелерін қайталады, содан кейін in vitro түрлендіруге қол жеткізді, осылай оны нақты зерттеуге мүмкіндік берді. Гриффиттің баяндамасы кезінде бактерияларда тіпті гендердің бар екені белгісіз болды. Алғашқы генетика, Мендель генетикасы 1900 жылы басталды, бірақ Мендель қасиеттерінің мұрагерлігі 1903 жылға қарай хромосомаларға орналастырылды, осылайша хромосомалық генетика пайда болды. Биохимия сол онжылдықта пайда болды. 1940 жылдары көптеген ғалымдар клетканы «химиялық заттардың қапшығы» ретінде қарастырды – хаостық қозғалыстағы бос молекулаларды қамтитын мембрана, және клетканың ерекше құрылымдары тек хромосомалар ғана еді, бактерияларда мұндай құрылымдар жоқ. Дегенмен, жарық микроскопиясымен нақты көрінбеуіне байланысты клеткалардағы органеллалардың болуы даулы болды. Лонг-Айленд, Нью-Йорк штатындағы Cold Spring Harbor зертханасында Делбрюк және Сальвадор Лурия Ватсонды қосқан Фаг тобын басқарды, бактериялардың вирустармен жұқтырған кездегі өзгерістерін бақылап, клетка физиологиясының егжей-тегжейін анықтады, бұл процеске трансдукция делінді. Ледерберг Стэнфорд университетінің медицина мектебінде генетика кафедрасын ашуға жетекшілік етті және биологтар мен медициналық факультеттер арасындағы байланысты жақсартты. 1970 жылдардың соңында, Мемориал Слоан-Кеттеринг қатерлі ісік орталығының президенті ретінде Томас Ледербергпен бірлесіп, АҚШ Ұлттық денсаулық сақтау институттарының қаржыландыруын ауру процестерінде жұмыс істейтін механизмдерге негізделген зерттеулерге қайта бағыттады, сол кезде медициналық ғалымдар осы механизмдерге мүлдем бейжай болған, ал биологтар ауру механизмдеріне қызығушылық танытпаған. Томас американдық зерттеушілер үшін қамқоршыға айналды.

Паркинсон ауруы

Паркинсон ауруының патофизиологиясы – Паркинсон ауруына (ПА) байланысты мидағы биологиялық белсенділіктің өзгеруі салдарынан дофаминергілік нейрондардың өлімі. ПА-да нейрондық өлімнің бірнеше болжамдалған механизмдері бар, бірақ олардың бәрі толыққанды түсініксіз. Паркинсон ауруындағы нейрондық өлімнің бес маңызды механизміне Леви денелеріндегі ақуыз жиналуы, аутофагияның бұзылуы, жасуша метаболизміндегі немесе митохондриялық функциядағы өзгерістер, нейровоспалану және қан-ми аралық бөгеттің (ҚМБ) бұзылуы, нәтижесінде тамырлардың өткізгіштігінің жоғалуы жатады.

Жүрек жетіспеушілігі

Жүрек жетіспеушілігінің патофизиологиясы жүрек бұлшық етінің тиімділігінің зақымдану немесе жүктеме артуы салдарынан төмендеуі болып табылады. Сондықтан, оның себептері көптеген жағдайлар болуы мүмкін, соның ішінде миокард инфаркті (жүрек бұлшық етіне оттегі жетіспеуінен және қабынуынан), гипертония (қанды сорғылау үшін қажетті жиырылу күшін арттырады) және амилоидоз (жүрек бұлшық етінде бұрыс бүгілген ақуыздар жинақталып, оның қатаюына себеп болады). Уақыт өте келе, бұл жүктемелердің артуы жүректің өзінде өзгерістер тудырады.

Көптеген склероз

Көптеген склероздың патофизиологиясы – орталық нерв жүйесінің қабынушылық демиелинизациялық ауруы болып табылады, онда белсенді иммундық жасушалар орталық нерв жүйесіне еніп, қабынуға, нейродегенерацияға және тіндердің зақымдануына себеп болады. Бұл әрекеттің себебі әзірге белгісіз. Нейропатология, нейроиммунология, нейробиология және нейровизуализация салаларындағы қазіргі зерттеулер, сондай-ақ клиникалық неврология, көптеген склероздың жеке ауру емес, спектр екенін көрсетеді.

Гипертония

Гипертонияның патофизиологиясы – қан қысымының жоғарылауымен сипатталатын созылмалы ауру. Гипертония себептеріне қарай екі түрге бөлінеді: негізгі (біріншілік немесе идиопатиялық) және екіншілік. Гипертонияның 90-95% негізгі гипертония болып табылады.

АИТВ/ЖИТС

АИТВ/ЖИТС патофизиологиясы вирусты жұқтырғаннан бастап, вирустың Т-көмекші жасушалардың ішінде көбейіп, оларды жоюын қамтиды. Осы жасушалар барлық дерлік бейімделген иммундық жауаптар үшін қажет. Алдымен тұмауға ұқсас аурудың бастапқы кезеңі пайда болады, содан кейін жасырын, симптомсыз фаза басталады. Егер CD4 лимфоциттерінің саны қанның 1 мл-де 200-ден төмен түсіп кетсе, онда АИТВ жұқтырған адам СПИДке шалдығады, бұл жағдай жасушалық иммунитет жетіспеушілігімен және оның нәтижесінде пайда болатын инфекцияларға және кейбір қатерлі ісіктерге сезімталдықтың артуымен сипатталады.

Араб тістері

Өрмек шағудың патофизиологиясы оның уының әсерінен туындайды. Өрмек улауы, өрмек уын теріге енгізген кезде болады. Барлық өрмек шағулар уды инъекцияламайды – құрғақ шағу болады, ал енгізілген удың мөлшері өрмектің түріне және оқиғаның жағдайына байланысты өзгеруі мүмкін. Адамдар үшін өрмек шағудан туындайтын механикалық зақым маңызды мәселе емес.

Ауыр салмақтан арылу

Семіздіктің патофизиологиясы оның дамуы мен сақталуына қатысты көптеген патофизиологиялық механизмдерді қамтиды. 1994 жылы Дж. М. Фридманның зертханасында лептин генінің табылуына дейін бұл салаға шамалы зерттеулер жүргізілді. Осы зерттеушілер лептиннің қанықтыру факторы екенін болжады. ob/ob егесінде лептин геніндегі мутациялар семіздік фенотипіне әкелді, бұл адамдарда семіздікке қарсы лептин терапиясын қолдану мүмкіндігін ашты. Бірақ, одан кейін Дж. Ф. Кароның зертханасы семіздікпен ауырған адамдарда лептин генінде ешқандай мутацияларды анықтамады. Керісінше, лептиннің экспрессиясы жоғарылаған, бұл адам семіздігінде лептинге қарсы тұру мүмкіндігін көрсетеді.