Методы изучения патофизиологии

Патофизиология является главной экспериментальной дисциплиной в медицине, а ее основным методом служит патофизиологический эксперимент или моделирование. Патофизиологи используют 4 основные группы методов:

1. Эксперимент на живых объектах осуществляется на раз­личных видах животных, на отдельных органах, тканях, клет­ках и субклеточных структурах. Патофизиологи издавна стре­мятся воспроизводить на животных типовые патологические про­цессы (воспаление, лихорадка, аллергия и т.д.), отдельные симп­томы и синдромы заболеваний (артериальную гипер– и гипотензию, клонические судороги, почечную и печеночную недостаточ­ность), а также адекватные модели отдельных заболеваний чело­века (пневмонии, атеросклероза, инфаркта миокарда, некоторых инфекционных заболеваний и т.д.). Вместе с тем следует отме­тить, что организм человека много сложнее самых высокоорга­низованных животных (человекообразных обезьян) и подверга­ется воздействию социальных факторов. В этой связи моделиро­вать болезни человека в полном объеме на животных просто не­реально. И тем не менее, благодаря патофизиологическому экс­перименту получен материал, составляющий содержание пато­физиологии, – это во–первых, а во–вторых, моделирование позво­ляет разрешать проблемы, возникающие в клинике. Для поста­новки эксперимента и познания закономерностей возникновения и течения патологических процессов необходимы:

а) рабочая гипотеза или идея;

б) метод, обеспечивающий возможность проверки гипотезы;

в) правильная оценка результатов эксперимента. Рабочая гипотеза является отправной точкой любого экспе­римента. Гипотеза – это попытка объяснить какой–либо процесс на основании имеющихся в данное время фактических данных, результатов. Нельзя проводить опыт в надежде, что вдруг нео­жиданно получится интересный результат – необходимо иметь четкое представление о цели намечаемого исследования. Если исследователь не знает, что он ищет, то он не поймет и того, что найдет. Академик И.П.Павлов говорил: "Если нет в голове идей, то не увидишь и фактов". Однако гипотеза не является чем–то абсолютно истинным. Гипотеза, – говорил И.П.Пав­лов, – иногда бывает нужна для того, чтобы иметь право поста­вить опыт. А к вечеру она зачастую уже негодна".

Исключительно важное значение при выполнении экс­перимента имеет методика его постановки, т.е. правильный выбор животного, форма осуществления эксперимента (острый или хронический опыт), использование соответствующих приборов, инструментария и правильная организация контрольных опытов.

Выбор животного имеет исключительно важное значение для успешного изучения закономерностей развития патологических процессов. Например, экспериментальные язвы желудка следу­ет вызывать у крыс, а не у кроликов – у них часто наблюдаются спонтанные язвы желудка. Инфекционные процессы не следует изучать на крысах – они устойчивы к инфекции (лучше всего на кроликах, мышах). Аллергию, анафилактический шок лучше все­го моделировать на морских свинках, неврозы – на собаках, опухо­левый процесс – на мышах.

Формы осуществления эксперимента могут быть различ­ными в зависимости от цели исследования и проводиться в условиях острого или хронического опыта. Для изучения патологических процессов используют следующие основные методы эксперимента:

– метод выключения – удаление или повреждение какого–либо органа (хирургическое, химическое, механическое) и сравнение появившихся симптомов с клинической картиной заболевания при предполагаемом поражении функции того же органа у человека (удаление поджелудочной железы, введение аллоксана или дитизона – сахарный диабет);

– метод включения – введение в организм животных различных веществ, экстрактов из тканей, гормонов и сравнение этих результатов с результатами аналогичных воздействий при тех или иных заболеваниях человека (введение тиреоидных гормонов – симптомы тиреотоксикоза);

– метод раздражения – путем различных воздействий изменяют функции того или иного органа (например, при раздражении блуждающего нерва возникает брадикардия);

– метод изолированных или "переживающих" органов (изо­лированное сердце, печень, легкие и т.д.) позволяет оценить истинный характер, глубину повреждения этого органа и его вклад в развитие недостаточности кровообращения, пищеварения, ды­хания и т.п.;

– метод парабиоза – соединение и совместное функциони­рование двух животных (парабионтов), что позволяет выяснить ряд вопросов о гуморальной или нервной природе различных воздействий на организм;

– метод тканевых культур (эксплантации) позволяет изучать процессы малигнизации и оценивать эффективность противо­опухолевых препаратов;

– метод сравнительной патологии – изучение в сравнительном (эволюционном) аспекте лихорадки, воспаления, гипоксии и т.д. Используются и другие методы исследования на животных.

Кроме вида животного и метода исследования, важное зна­чение имеет вид наркоза, выбор приборов и соответствующего инструментария. Например, обменные процессы изучаются с ис­пользованием ФЭК, спектрофотометра, флюориметра, газоана­лизатора, хроматографа и т.д.; структура – с помощью световых и электронных микроскопов; функции – с помощью электроэнцефалографа, электрокардиографа, реографа, эхокардиографа и т.д.

Параллельно ставятся контрольные эксперименты, которые должны отличаться лишь одним условием от опытов. Если контроль отличается от опыта по двум условиям – эксперимент грязный, а по трем – это просто невежество.

В эксперименте, в отличие от наблюдения, пытаются воспро­изводить патологические процессы, синдромы, болезни; созда­вать особые условия; изучать причины и следствия, патогенез;

усиливать одни функции и ослаблять другие; апробировать но­вые лекарственные препараты.

Осуществление эксперимента сопряжено со многими труд­ностями, которые обусловлены сложностью патологических про­цессов; необходимостью одновременно исследовать многие сто­роны патологического процесса и невозможностью сделать это сразу; невоспроизводимостью ряда патологических процессов, наблюдаемых у человека; наличием возможных источников оши­бок.

Правомерно ли переносить на человека данные и выводы патофизиологического эксперимента, проведенного на животном? Патофизиологический эксперимент не воспроизводит полностью болезни человека. Законы развития заболеваний в челове­ческом обществе принципиально отличны от закономерностей развития патологических процессов в животном мире:

– в человеческом обществе в определенной мере отсутствует естественный отбор;

– огромна роль социального строя;

– у животных отсутствует II сигнальная система, играющая у человека большую роль в процессах приспособления и за­щиты;

– ряд заболеваний (язвенная и гипертоническая болезнь, по­дагра, ишемическая болезнь сердца) лишь с известным прибли­жением могут быть получены в эксперименте;

– некоторые заболевания человека (корь, скарлатина) вооб­ще невозможно воспроизвести в эксперименте.

Однако экспериментальное моделирование патологических процессов у животных остается могучим орудием для выяснения закономерностей возникновения, развития и исхода болезней у человека. Данные эксперимента – средство для более глубокого анализа механизмов развития болезней у человека.

Если бы не было животных, то человек был бы еще более непонятен.

2.В последние годы быстрое развитие получаетклиническая патофизиология и широкое использование современных высо­коинформативных биофизических, биохимических, электрофизи­ологических и других методов исследования непосредственно в клинике, что позволяет проводить безвредные целенаправлен­ные функционально–диагностические исследования на больных и получать, как говорится, из первых рук ценные данные для углубленного понимания типовых форм патологии и отдельных заболеваний.

3.Большое будущее принадлежитметодам физического и математического моделирования, т.е. созданию четкого фор­мализованного описания изучаемого объекта. Построение математических моделей осуществляется тогда, когда имеется возможность связать математическими соотношениями основ­ные параметры изучаемого объекта и условия, определяющие возможность его функционирования (модель работы головно­го мозга, сердца). При этом используется современная вы­числительная техника, что позволяет воспроизводить в моделях различные патологические процессы, состояния, изучать их ме­ханизмы, прогнозировать течение и исход.

4.Важное значение для медицинской науки и практики имеет теоретическая разработка философских и методологических аспектов патологии, ее фундаментальных понятий и категорий, системного принципа в патологии, что позволит со временем со­здать отсутствующую в настоящее время общую теорию меди­цины.

Задачи патофизиологии

В наиболее общем виде задачи медицинской науки заклю­чаются в обеспечении опережающего развития фундаментальных исследований и повышении эффективности приклад­ных работ. В этой связи патофизиология призвана решать сле­дующие задачи:

– изучение основных закономерностей нарушения жизне­деятельности организма в условиях патологии;

– систематизация и аналитико-синтетическая обработка фак­тического материала;

– создание экспериментальных моделей патологических про­цессов (математическая модель не может заменить эксперимен­тальную модель – в конечном счете требуется экспериментальная и клиническая проверка);

– разработка и внедрение эффективных методов ранней диаг­ностики и лечения, мер ранней профилактики. Особое значение в этом отношении приобретает расшифровка переходных состоя­ний между здоровьем и болезнью, изучение предболезни;

– расширение и углубление исследований по изучению причин возникновения сердечно–сосудистых, онкологических, нервно–психических, эндокринных и других заболеваний;

– дальнейшее развитие клинической патофизиологии, особен­но в аспекте изучения состояния здоровья человека в конкрет­ных производственных условиях с учетом психоэмоционального напряжения.