Общие проявления нарушения обмена веществ

Повреждение (альтерация) — изменение структуры клеток, межклеточного вещества тканей и органов, которое сопровождается нарушением их деятельности.

Повреждение реализуется в виде дистрофии и не­кроза (омертвения).

Дистрофия – это нарушение обмена в клетках и тканях, приводящее к изменению их структуры. Эти изменения могут иметь как обратимый, так и необра­тимый характер и являются, как правило, следствием заболеваний или воздействия неблагоприятных фак­торов внешней среды — токсинов, излучения (приоб­ретенные дистрофии). Реже дистрофии бывают врож­денными – вследствие дефекта той или иной системы организма.

Основными причинами возникновения дистрофии являются нарушения снабжения клеток и тканей пита­тельными веществами и энергией.

Механизмами, в результате которых возникают характерные для дистрофий изменения, являются следующие:

а) инфильтрация (пропитывание клеток и тканей
различными веществами);

б) извращенный синтез (синтез аномальных веществ);

в) трансформация (образование одних продуктов
обмена вместо других – например, белков вмес­то углеводов);

г) декомпозиция, или фанероз (распад тех или иных
структурных комплексов).

Дистрофии подразделяются следующим образом:

I. 1) паренхиматозные (изменения в специализированных элементах ткани);

мезенхимальные (изменения в соединительнотканной строме);

смешанные;

II. 1) белковые (диспротеинозы);

жировые;

углеводные;

минеральные.

ПАРЕНХИМАТОЗНЫЕ ДИСТРОФИИ

Паренхиматозные белковые дистрофии (диспроте­инозы).

К ним относят зернистую, гиалиново-капельную, гидропическую (водяночную) и роговую дистрофию.

Зернистая дистрофия проявляется появлением в ци­топлазме большого количества белковых зерен, чаще всего – в печени, почках, сердце. Причинами, как пра­вило, являются расстройства кровообращения (застой­ное полнокровие), инфекции и интоксикации.

Гиалиново-капельная дистрофия характеризуется появлением крупных сливающихся белковых капель в цитоплазме клеток (чаще – в почках, реже – в печени и миокарде). Причины — хронические заболевания этих органов.

Гидропическая (водяночная) дистрофия проявляется появлением в клетках кожи, печени, почек и надпочеч­ников вакуолей, наполненных цитоплазматической жидкостью (при различных заболеваниях, истощении, гиповитаминозе).

Роговая дистрофия – это появление избытка рого­вого вещества в ороговевающем эпителии кожи, а так­же образование его там, где в норме его не бывает – на слизистых оболочках. Причины дистрофии данного вида – хроническое воспаление, вирусные инфекции, гиповитаминоз.

Паренхиматозные жировые дистрофии (липидозы).

Паренхиматозные липидозы проявляются в виде появления капель жира в цитоплазме клеток миокарда, печени, почек (в норме жир при микроскопии не ви­ден). Причинами жировых дистрофий чаще всего явля­ются инфекции и некоторые интоксикации. Кроме этих липидозов, которые являются приобретенными, есть и врожденные липидозы (болезнь Гоше, болезнь Ниманна).

Паренхиматозные углеводные дистрофии.

Паренхиматозные углеводные дистрофии могут проявляться в виде нарушения обмена гликогена – увеличения или уменьшения содержания его в клетках, а также появления в необычных местах (при сахарном диабете, врожденных дистрофиях). Кроме того, угле­водные дистрофии проявляются как избыточные на­копления слизистых и слизистоподобных веществ (глкжопротеидов), на слизистых оболочках в результате их воспаления.

МЕЗЕНХИМАЛЬНЫЕ ДИСТРОФИИ

Мезенхимальные белковые дистрофии могут прояв­ляться в виде мукоидного набухания, фибриноидного на­бухания, гиалиноза, амилоидоза.

Мукоидное набухание проявляется в виде заметно­го только при специальной окраске набухания колла-геновых волокон соединительной ткани при различ­ных заболеваниях воспалительного и невоспалитель­ного характера.

Фибриноидное набухание характеризуется пропиты­ванием коллагеновых волокон белками плазмы и фиб­рином, образующим нерастворимые соединения. В ис­ходе этого вида дистрофий иногда развивается фибриноидный некроз, образующий очаги полного разрушения соединительной ткани.

Гнал и поз (не путать с гиалиново-капельной дистро­фией!) характеризуется образованием в межклеточной ткани однородных плотных полупрозрачных масс, на­поминающих гиалиновый хрящ. Он развивается, чаще всего, в стенках сосудов, что ведет к повреждению их внутренней оболочки, плазматическому пропитыва­нию сосудистой стенки и резкому сужению просвета сосудов (артериосклерозу). Кроме того, про­цессы гиалиноза могут возникать в спайках и рубцах, приводя к образованию так называемого келоида (келоидного рубца).

Амилоидоз – это диспротеиноз, характеризующий­ся появлением масс аномального сложного вещества – амилоида – в межуточной ткани самых различных ор­ганов. Амилоидоз бывает первичным (врожден­ным) и вторичным (приобретенным), возникающим в результате различных заболеваний. Локализуется ами­лоид, чаще всего, в паренхиматозных органах. При этом амилоидные массы, сдавливая клеточные элемен­ты паренхимы, вызывают их атрофию; постепенно па­ренхима замещается амилоидом.

Мезенхимальные жировые дистрофии (липидозы).

Мезенхимальные липидозы проявляются в виде на­рушения обмена (увеличения количества) нейтрального жира – общего ожирения (тучности) и в виде нарушения обмена холестерина, которое лежит в основе возникно­вения атеросклероза.

Мезенхимальные углеводные дистрофии.

При этом виде дистрофий коллагеновые волокна ме­жуточного вещества соединительной ткани замещаются накапливающимися здесь слизеподобными вещества­ми (ослизнение ткани); это происходит, например, при недостаточной функции щитовидной железы (микседема – «слизистый отек»).

СМЕШАННЫЕ ДИСТРОФИИ

О смешанных дистрофиях говорят, когда изменения возникают как в паренхиме, так и в строме органов и тканей; возникают они при нарушении обмена слож­ных белков (хромопротеидов, нуклеопротеидов, липо-протеидов), а также минералов.

Нарушение обмена хромопротеидов (эндогенных пигментов)

Эндогенные пигменты бывают трех видов: произ­водные гемоглобина (гемоглобиногенные), протеиногенные и производные обмена жиров (липидогенные).

Основные из гемоглобиногенных пигментов – это об­разующиеся в результате физиологического старения и распада эритроцитов ферритин, гемосидерин и билирубин. При различных видах патологии происходит усиление распада эритроцитов; в этом случае появляются новые пигменты – гематоидин, гематин и порфирин, может так­же происходить усиленное образование гемосидерина.

Билирубин захватывается клетками печени, соеди­няется в них с глюкуроновой кислотой и выделяется в желчные протоки; в кишечнике он частично всасыва­ется, часть его выделяется с калом в виде стеркобилина, часть – с мочой в виде уробилина.

Нарушение обмена билирубина выражается в виде его накопления в крови – желтухи. Желтуха бывает трех видов: надпеченочная (гемолитическая) – причина ее заключена в повышенном распаде эритроцитов, пе­ченочная (паренхиматозная) — возникает из-за пораже­ния клеток печени и нарушения захвата ими билируби­на, а также подпеченочная (обтурационная, или механи­ческая), причина которой заключается в затруднении оттока желчи по желчным путям.

Протеиногенные пигменты. Основной из этих пиг­ментов – меланин – определяет окраску кожи, волос и цвет глаз человека. Пониженное его содержание ведет к альбинизму, или очаговому исчезновению, – белым пятнам на коже, или витилиго. Повышенное содержа­ние меланина в коже встречается при эндокринных заболеваниях (Адиссонова болезнь – поражение над­почечников), очаговые изменения его отложения отме­чаются в родимых пятнах (невусах).

Липидогенные пигменты, основным из которых яв­ляется липофусцин, могут усиленно откладываться в клетках печени и миокарда в старости, при истощении, при пороках сердца и других заболеваниях.

НАРУШЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА (МИНЕРАЛЬНЫЕ ДИСТРОФИИ)

Минеральные дистрофии чаще всего проявляются в виде нарушений обмена солей кальция, натрия и калия.

Нарушения обмена кальция.

Нарушения кальциевого обмена проявляются в виде:

а) изменения содержания кальция в крови;

б) деминерализации костей и зубов;

в) избыточного отложения кальция в тканях;

г) выпадения извести в органах и тканях;

д) образования камней.

Изменение концентрации кальция в крови проявляет­ся в виде ее понижения – гипокальциемии (при повыше­нии продукции тиреокальцитонина, снижении секре­ции паратгормона, гиповитаминозе Д), следствием чего является возникновение судорог из-за нарушения про­цессов нормального сокращения мышечных волокон.

Повышение концентрации кальция в крови (гиперкальциемия) возникает при избытке паратгормона и витами­на Д, а также при недостатке тиреокальцитонина и аци­дозе. При этом происходит снижение нервно-мышечной возбудимости и возникновение парезов и параличей.

Деминерализация костей и зубов происходит из-за усиленного поступления кальция в кровь из костной ткани и дентина при дефиците гормона роста (тормо­зится костеобразование) и тиреокальцитонина, повы­шении секреции парагормона и т. д.

Все это приводит к рахиту у детей и разрушению зубов у взрослых.

Выпадение извести в органах и тканях называется обызвествлением, или петрификацией. В ряде случаев, когда в участках обызвествления (петрификатах) отмеча­ют появление костной ткани, говорят об оссификации.

Образование камней (конкрементов). Камни – это плотные образования, которые могут возникать в тех или иных полых органах или в выводных протоках же­лез. Это является, как правило, следствием комбина­ции трех видов причин: нарушения обмена солей, на­рушения секреции и застоя секрета, а также воспали­тельных процессов в органах, где образуются камни (чаще всего, это почки и желчный пузырь).

Нарушение обмена натрия.

Повышение концентрации натрия в крови (гипернатриемия) может возникнуть при избыточном его поступ­лении с пищей, относительном переизбытке при потерях воды, при задержке его выведения при заболевани­ях сердца, почек, надпочечников.

Гипернатриемия может способствовать возникнове­нию гипертонии, повышение осмотического давления плазмы и тканевой жидкости может вести к обезвожи­ванию клеток и нарушению их функции.

Понижение концентрации натрия в крови (гипонатриемия) возникает при потере жидкости с электролитами (см. ниже), нарушении функций надпочечников (недо­статок минералокортикоидов), недостаточной реабсорбции натрия в почечных канальцах при почечной недо­статочности. При этом снижается осмотическое давле­ние в крови и внеклеточной жидкости, снижается АД, возникают ацидоз и набухание клеток, что приводит к гемолизу эритроцитов, отеку головного мозга.

Нарушение обмена калия.

Повышение концентрации калия в крови (гиперкалиемия) возникает при избыточном поступлении его с пи­щей, переливании крови после ее длительного хранения (калий выходит из эритроцитов в плазму), нарушении выведения калия из организма при недостатке гормонов коры надпочечников, перераспределении калия между клеткой и внеклеточным пространством при травмах, шоке, инфекциях.

Гиперкалиемия ведет к нарушению нервно-мышеч­ной возбудимости и судорогам, нарушению сократи­тельной функции миокарда и возникновению сердеч­ных блокад (вплоть до остановки сердца, что нужно по­мнить при внутривенном введении препаратов калия!).

Пониженная концентрация калия в крови (гипокалиемия) возникает при недостаточном поступлении калия с пищей, потере калия при поносе и рвоте, повышен­ной продукции гормонов коры надпочечников, при применении калийвыводящих мочегонных препаратов (потере калия с мочой). При этом подавляются процес­сы нервно-мышечного возбуждения, что приводит к мышечной слабости и нарушению сердечного ритма.

НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА НУКЛЕОПРОТЕИДОВ

Нуклеопротеиды – это соединение белка с ДНК и РНК. Результатом нарушения их обмена является из­быточное накопление мочевой кислоты и ее солей. Это бывает при подагре, когда выпадающие в суставных по­лостях кристаллы мочевой кислоты вызывают воспале­ние суставов, а также при образовании камней в почках.

ГОЛОДАНИЕ

Голоданием называется прекращение или неполное поступление питательных веществ в организм.

Различают полное голодание, когда прием пищи полностью прекращен (если к этому добавляется и от­сутствие поступления воды, то это абсолютное голода­ние), неполное голодание, когда имеет место недоста­точное по количеству калорий поступление пищи, и частичное голодание, при котором калорийность раци­она соответствует необходимой потребности, но имеет­ся недостаточное поступление тех или иных питатель­ных веществ.

Полное голодание состоит из трех периодов.

Первый период голодания (1—2 суток) характеризу­ется уменьшением процессов синтеза, потребность организма в энергии компенсируется за счет резервов углеводов.

Второй период голодания (длительность его может быть самой различной) характеризуется снижением обменных процессов и выработкой энергии за счет тех тканей и органов, которые имеют меньшее значение (жировая ткань, почки, мышцы, печень, селезенка).

Третий (терминальный) период, который продолжа­ется два-три дня и в течение которого резко усиливает­ся процесс распада белков, заканчивается гибелью организма.

НАРУШЕНИЕ АЗОТИСТОГО РАВНОВЕСИЯ

Процесс катаболизма белков заканчивается образо­ванием воды, углекислого газа и аммиака. Аммиак в печени превращается в нетоксичные соединения (мо­чевину, креатинин и пр.) и в таком виде выводится из организма. Обычно количество азота, поступающего в виде органических соединений (белка) равно его коли­честву, выводимому из организма. Это называется азо­тистым балансом. Если количество поступающего в организм азота превышает количество выводимого, то говорят о положительном азотистом балансе. Это на­блюдается во время роста организма, при беременно­сти, при избыточном образовании анаболических гор­монов – соматотропина, андрогенов (или их примене­нии с лечебной целью).

Отрицательный азотистый баланс – это состояние, когда из организма выводится больше азота, чем его поступает с пищей. Это бывает при голодании, воспалительных заболеваниях, травмах, ожогах, операциях, а также при избыточном образовании гормонов с катаболическими свойствами (гормоны коры надпочечни­ков, щитовидной железы и пр.).

НАРУШЕНИЕ БЕЛКОВОГО СОСТАВА КРОВИ

Уменьшение общего количества белка в крови на­зывается гипопротеинемией. Оно возникает при отрица­тельном азотистом балансе (см. выше), а также при нарушении функций тканей и органов, отвечающих за синтез белков (например, при циррозе печени).

Гиперпротеинемия (повышение концентрации белка в плазме) чаще возникает при сгущении крови, при потере организмом жидкости (относительная гиперпро­теинемия).

Абсолютное увеличение белка крови, как правило, связано с увеличением количества у-глобулинов – при инфекционных заболеваниях (продукция антител). При ряде заболеваний увеличение количества глобули­нов происходит параллельно с уменьшением количе­ства альбуминов, а общее количество белка не изменя­ется. Такое нарушение соотношения альбумины/глобу­лины называется диспротеинемией (она возникает, например, при некоторых заболеваниях печени).

НАРУШЕНИЕ ВОДНОГО ОБМЕНА

Обезвоживание (дегидратация).

Потеря воды может происходить вместе с потерями электролитов через желудочно-кишечный тракт при рвоте и поносе, через почки при назначении больших доз мочегонных препаратов, при некоторых заболева­ниях почек, через кожу при обильном потоотделении.

Кроме того, потери воды могут и не сопровождаться потерями электролитов при абсолютном недостатке воды (когда расход воды организма превышает его поступление извне): через легкие при длительной гипервентиляции (глубоком частом дыхании), через почки при усиленном выделении воды при несахарном диабете.

Обезвоживание приводит к сгущению крови, умень­шению ОЦК, снижению МОК, ЦВД, АД.

Вследствие этого происходит ухудшение кровоснаб­жения органов и тканей, что проявляется нарушения­ми со стороны ЦНС, почек, желудочно-кишечного тракта и т. д.

Задержка воды в организме (гипергидратация).

Водные отравления могут возникнуть при поступле­нии в организм воды, превышающем ее выделение (при недостаточной функции почек, в послеопераци­онном периоде, при лечении шока и т. д.). При этом могут возникнуть гемолиз из-за снижения осмотиче­ского давления плазмы, рвота, судороги, кома и смерть.

Отеки.

Отеком называется патологическое скопление и за­держка жидкости в тканях и тканевых пространствах. Патологические скопления жидкости в естественных полостях организма называются водянкой, отечная жидкость называется транссудатом.

Обмен воды между капиллярами и тканями опреде­ляется следующими факторами:

а) гидростатическим давлением внутри капилляра;

б) коллоидно-осмотическим давлением плазмы и
тканевой жидкости;

в) проницаемостью стенки капилляра.

В норме сочетание этих факторов приводит к балан­су между плазмой и тканевой жидкостью.

Застой крови в большом круге кровообращения при сердечно-сосудистой и венозной недостаточности при­водит к повышению гидростатического давления и по­явлению сердечных и венозных (застойных) отеков.

При уменьшении концентрации белка в плазме уменьшается и онкотическое давление, вода «не удержи­вается» в просвете капилляра, и возникают онкотические отеки (кахектические, марантические, «голодные»).

Нарушение проницаемости сосудистой стенки ле­жит в основе воспалительных, иеврогенных, токсических и травматических отеков.

Почечные отеки связаны как с уменьшением кон­центрации белка в плазме (в связи с его потерей с мо­чой) при заболевании почек, так и с повышением осмо­тического давления тканевой жидкости из-за задержки солей в тканях.

Лимфатические отеки, как правило, возникают при повышении гидростатического давления в лимфати­ческих сосудах из-за нарушения их проходимости.

НАРУШЕНИЕ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО РАВНОВЕСИЯ

Соотношение между веществами, имеющими кис­лую и щелочную реакцию, в организме находится в состоянии баланса, или кислотно-основного равновесия (КОС), результатом чего является постоянство значе­ния рН крови 7,36—7,44. Это равновесие поддержива­ется так называемыми буферными системами, компен­сирующими сдвиг КОС в ту или иную сторону (бикар-бонатный буфер, фосфатный буфер, белковый буфер, гемоглобин).

Нарушение КОС из-за появления избытка кислых продуктов называется ацидозом, а из-за избытка ще­лочных продуктов — алкалозом.

Ацидоз бывает газовым, возникающим при накопле­нии недоокисленных продуктов из-за недостатка кис­лорода при нарушениях внешнего дыхания и недоста­точности кровообращения, и негазовым (метаболиче­ским), возникающим при накоплении кислых продуктов при обменных нарушениях (сахарный диабет, голода­ние и т. п.), задержке выделения кислых продуктов при почечной недостаточности, потере щелочей при поно­сах и свищах пищеварительного тракта, а также при отравлениях кислотами.

Алкалоз бывает газовым при гипервентиляции (из-за усиленного выведения углекислоты) и негазовым (мета­болическим) при введении в организм большого коли­чества щелочных веществ, потере кислых продуктов (желудочного сока) с рвотой, при повышенной продук­ции глюкокортикоидов.

Обычно алкалоз встречается гораздо реже ацидоза.

Любой некомпенсированный сдвиг КОС в ту или иную сторону обычно имеет очень тяжелые послед­ствия для течения биохимических процессов в организ­ме и для организма в целом.

НАРУШЕНИЕ ОСНОВНОГО ОБМЕНА

Основной обмен — это количество энергии, кото­рое необходимо для поддержания нормальных функ­ций организма при минимальных процессах обмена веществ.

Повышение основного обмена наблюдается при уси­ленной продукции гормонов щитовидной железы, ли­хорадке, усилении сердечной деятельности и дыхания, гипоксии и гиперкапнии (компенсаторно усиливается работа органов дыхания и кровообращения), пораже­ниях головного мозга (из-за нарушений в центрах тер­морегуляции).

Понижение основного обмена возникает при недо­статке веществ, регулирующих (усиливающих) процес­сы окисления и, соответственно, теплообразование, чаще всего, при различных эндокринных заболевани­ях (гипотиреоз, болезнь Аддисона, передозировка ин­сулина при сахарном диабете и т. п.).