13090

лета изменения физиологических функций проявляются рядом закономерно развивающихся симптомокомплексов, обусловленных невесомостью, гиподинамией, а также изоляцией, ограничением жизненного пространства и движений, особенностями микроклимата, теплового режима, питания, большого эмоционального напряжения и в целом жизнедеятельности космонавта. В аварийных же ситуациях, особенно в случаях разгерметизации космического корабля или скафандра, возможно развитие взрывной декомпрессии, резко выраженных гипоксии, охлаждения, облучения и метеорного воздействия.

Начальная фаза полета (первая неделя) характеризуется, вопервых, преимущественно субъективными проявлениями, связанными с перераспределением жидкостей в различных биосекторах организма; во-вторых, космической формой болезни движения, проявляющейся изменением общего характера двигательной активности и координационной структуры двигательных актов (развивается примерно у половины лиц, впервые совершающих космические полеты).

Длительные космические полеты характеризуются изменениями: 1) двигательного аппарата, мышечной системы и механизмов их регуляции; 2) гемодинамики и механизмов ее регуляции с развитием детренированности сердечно-сосудистой системы, количества эритроцитов в крови и механизмов их регуляции (с развитием функциональной эритроцитопении); 3) кальциевого метаболизма, минеральной насыщенности костей и механизмов их регуляции; 4) водносолевого обмена и механизмов его регуляции; 5) гормонального статуса организма и механизмов его регуляции; 6) иммунологической реактивности организма (в сторону ее снижения) и т.д.

6.1. Ведущие патогенные и патогенетические факторы космического полета

На динамическом участке космического полета ведущим пато-

генным фактором является перегрузка.

Перегрузка – это сила, действующая на организм во время дви-

жения с ускорением. В зависимости от характера движения различа-

ют прямолинейные и радиальные перегрузки, а от отношения к продольной оси тела – поперечные и продольные.

Ведущим в механизме действия перегрузок является смещение органов и жидких сред в направлении, обратном движению. Если

201

действие перегрузок совпадает с продольной осью тела, то резкое и опасное для жизни перераспределение крови происходит в системе мозгового кровообращения. В одних случаях это переполнение кровью сосудов головного мозга и кровоизлияния, в других – ишемия различных участков мозговой ткани.

Вкосмических полетах тело космонавта ориентировано по отношению к движению таким образом, чтобы действие перегрузок не совпадало с продольной осью тела, а было направлено поперечно. Показано, что поперечные перегрузки переносятся легче, чем продольные. Однако, и в этом случае возможны патологические изменения в органах, особенно в легких.

К важным патогенетическим факторам перегрузок относятся также различные виды гипоксии, изменения нейроэндокринной и иммунной регуляции, стрессорные реакции, затруднения лимфооттока, расстройства микроциркуляции, разрывы сосудов и клеточных мембран, в том числе лизосом, отеки, дистрофические и структурные нарушения клеточно-тканевых структур.

Степень описанных изменений зависит от величины перегрузки, времени ее действия, тренированности космонавта и др.

При кратковременных и длительных космических полетах веду-

щим патогенным фактором является невесомость.

Невесомость – специфическое состояние организма, при котором на тело не воздействуют значительные гравитационные силы или они уравновешены инерционными силами. В патогенезе возни-

кающих разнообразных изменений в организме при его невесомости основное значение имеют отсутствие весовой нагрузки на костномышечную систему, снижение и изменение функции афферентных систем, а также нарушения распределения жидкости и электролитов в организме. Благодаря невесомости в полете возникают различные адаптивные изменения, направленные на установление адекватных взаимоотношений организма космонавта с комплексом «пониженных требований» окружающей среды.

Внастоящее время накоплен достаточный опыт длительных космических полетов, выяснены как основные возникающие в организме космонавтов патологические нарушения в условиях невесомости, так

идоказана возможность надежного приспособления человека к этому состоянию.

202

Вдинамике невесомости выделяют три основных периода: острой реакции, адаптации, устойчивых патологических изменений.

Период острой реакции при невесомости состоит из трех компонентов – чувствительного, двигательного и вегетативного. Нарушения чувствительности выражаются в дезориентации, иллюзорных ощущениях, головокружениях. Двигательные расстройства проявляются нарушениями точности, силы и координации движений (это состояние получило название космической формы болезни движения). Среди вегетативных нарушений выявляются тошнота, рвота, слюнотечение, неустойчивость пульса и АД (это состояние получило название космической формы укачивания).

Воснове развития данных расстройств лежит нарушение функций различных анализаторов, возникающих из-за извращенной афферентации с рецепторных зон, преддверно-улиткового органа, кожи, органа зрения, а также с рецепторов проприоцептивной чувствительности. Одновременно возникают расстройства деятельности нервных центров, особенно регулирующих вегетативные функции (в частности, повышается лабильность центров кровообращения и дыхания). Эти явления непродолжительны, они вскоре проходят, далее наступает период относительного приспособления к невесомости.

Адаптация к невесомости заключается в активной перестройке ряда систем на новый уровень функционирования. Значительные изменения возникают в системе кровообращения. В результате выпадения гидростатического компонента артериального давления происходит перераспределение крови с увеличением кровенаполнения сосудов верхней половины туловища.

Основные, не только адаптивные, но и патологические изменения касаются костной и мышечной (как поперечно-полосатой, так и гладкой) ткани.

Вневесомости происходит усиленное выделение из организма не только ионов натрия, но и воды, а также ионов калия, хлора и железа. Развивается отрицательный азотистый баланс, который вместе с потерей воды приводит у космонавтов к снижению массы тела.

Из костей усиленно выводятся кальций и фосфор, что изменяет структуру костей, возникает остеопороз. Происходит уменьшение массы скелетной и мышечной тканей, снижается сила сокращений мышц, появляются признаки их атрофии. Изменения в мышцах и костях большинство исследователей рассматривают как результат не

203

только снижения гравитационной нагрузки на опорно-двигательный аппарат и снижения механической компрессии костей и мышц, но также и развития гипокинезии. Для их профилактики рекомендуют различные комплексы физических упражнений, вибромассажа, электростимуляции мышц и др.

В патогенезе изменений, наблюдаемых в мышечной и костной тканях, важное значение имеет нарушение нервной трофики.

Оценивая в целом влияние невесомости на организм космонавта, следует отметить, что новый уровень функционирования системы кровообращения и опорно-двигательного аппарата, а также энергетического и водно-электролитного обменов, по-видимому, более адекватен для условий невесомости.

Для условий же земной жизни, к которой космонавту предстоит вернуться, невесомость оказывает на организм явное неблагоприят-

ное действие. Так, при возвращении на Землю отмечается снижение функциональных возможностей систем организма, противодействующих силе тяжести. В частности, у них всегда снижена мышечная сила, нарушена ортостатическая устойчивость системы кровообращения, земные нагрузки могут быть опасными для скелета (возможны возникновения переломов).

После длительного пребывания в космическом полете в большей или меньшей мере снижается адаптационный потенциал человека, что обусловливает определенные трудности при реадаптации к земной силе тяжести.

Как в период длительных полетов, так и после них развивается синдром функциональной эритроцитопении, проявляющийся уменьшением не только числа эритроцитов, содержания гемоглобина, но и уровня эритропоэтинов и объема плазмы крови в периферической крови.

После длительных полетов у космонавтов происходит снижение общей иммунологической реактивности организма, что способствовует повышению вероятности развития аутоиммунных заболеваний, а также заболеваний бактериальной, вирусной и аллергической природы.

Космическая радиация вместе с комплексом патогенных факторов оказывает на организм космонавтов самое различное патоген-

ное влияние. Это зависит от мощности радиоактивного воздействия, определяемого излучением, идущим как из глубин космоса, так и от

204

Солнца в период возникающих на нем вспышек, а также радиационными поясами Земли.

В условиях космического полета разнообразные патогенные факторы, в том числе и радиационные, обычно действуют не изолированно, а в различной комбинации и последовательности. При этом надо учитывать, что результирующий эффект может быть отличным от ожидаемого. В частности, показано, что при перегрузках и невесомости изменяется реактивность организма. Это приводит к изменению течения различных патологических процессов (гипоксии, перегревания, интоксикации, охлаждения). Известно также, что организм, перенесший перегрузки и невесомость, иначе реагирует на лекарственные препараты, вводимые с лечебной целью. Длительное пребывание космонавта в состоянии невесомости, резко изменяя реактивность и резистентность организма, может создавать неблагоприятный фон для действия других патогенных факторов космического полета.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие факторы внешней среды именуются болезнетворными (патогенными)?

2.Дайте классификацию патогенных факторов внешней среды.

3.Чем определяются особенности патогенного влияния факторов внешней среды на организм?

4.Приведите примеры избыточности и недостаточности факторов внешней среды, оказывающих патогенное влияние на организм человека.

5.Назовите и кратко охарактеризуйте основные местные и общие формы патологии при механических повреждениях.

6.Назовите и кратко охарактеризуйте основные местные и общие формы патологии при действии на организм низких температур.

7.Назовите и кратко охарактеризуйте основные местные и общие формы патологии при действии на организм высоких температур.

8.Назовите и кратко охарактеризуйте основные нарушения при действии на организм пониженного барометрического давления?

9.Назовите и кратко охарактеризуйте основные нарушения при действии на организм повышенного барометрического давления?

10.От каких свойств электрического тока и состояний организма зависят характер и степень патогенного действия электрического тока?

205

11.Какова этиология ионизирующих излучений и патогенез нарушений в организме при действии на него этих излучений?

12.Охарактеризуйте степени тяжести и основные клинические формы острой лучевой болезни.

13.Назовите особенности развития и охарактеризуйте степени тяжести хронической лучевой болезни.

14.Перечислите и кратко охарактеризуйте основные болезнетворные воздействия химических веществ.

15.Чем определяются особенности токсического действия химических веществ?

16.Назовите основные патогенные и патогенетические факторы космического полета (перегрузка, невесомость, космическая радиация).

206

ЛЕКЦИЯ 8

ПОВРЕЖДЕНИЕ И ГИБЕЛЬ КЛЕТКИ

1. ПОВРЕЖДЕНИЕ КЛЕТКИ

Клетка – элементарная и в то же время чрезвычайно сложная саморегулирующаяся структурно-функциональная единица тканей, органов, систем и организма в целом, испытывающая влияние со стороны регуляторных (нервной, гуморальной, эндокринной, иммунной, наследственной) и исполнительных (крово- и лимфообращения, дыхания, выделения, пищеварения) систем, обеспечивающих ее гомеостаз, адаптацию и резистентность с участием многообразных защитно-приспособительных механизмов.

Вучении о повреждении клетки можно условно выделить четыре раздела: 1) патология клетки в целом; 2) патология субклеточных структур; 3) патология межклеточного взаимодействия; 4) патология взаимодействия клеток с межклеточными структурами.

Повреждения клетки – разнообразные по этиологии, патогенезу

ипроявлениям нарушения ее структуры, метаболизма и функции, приводящие к многоликим расстройствам гомеостаза, а также снижению приспособляемости к постоянно меняющимся условиям внешней и внутренней среды организма, резистентности к действию разных повреждающих факторов и продолжительности жизни.

1.1.Этиология повреждения клетки

Взависимости от свойств (природы) выделяют следующие ос-

новные виды патогенных факторов: 1) физические – механические, температурные, космические воздействия, ионизирующая радиация, изменения осмотического давления, содержания воды и электролитов внутри и вне клеток; 2) химические – соли тяжелых металлов, различные токсические вещества, недостаток или избыток необходимых для нормальной жизнедеятельности клеток веществ (кислорода, субстратов, медиаторов, комедиаторов, витаминов, гормонов, пептидов, трофогенов), а также патотрофогенов, антигенов, аутоантигенов, аутоантител и др.; 3) биологические – вирусы, микоплазмы, риккетсии, бактерии, грибы, простейшие, растения, животные, паразиты (насеко-

207

мые, гельминты) и продукты их жизнедеятельности (токсины и др.);

4)психогенные; 5) социальные.

Взависимости от интенсивности действия патогенные факторы могут быть абсолютными и относительными. Первые независимо от условий (даже благоприятных) всегда способны вызвать то или иное повреждение клеток. Вторые могут проявлять патогенные свойства только при неблагоприятных внешних и / или внутренних условиях.

Взависимости от происхождения выделяют следующие виды патогенных факторов: 1) экзогенные (первичные) и эндогенные (как первичные в результате прямого, так и вторичные в результате опосредованного повреждения клеток); 2) инфекционные и неинфекционные.

Важно отметить, что фактором повреждения может быть как недостаток, так и избыток веществ, необходимых для жизнедеятельности клеток и межклеточных структур, а также появление в организме веществ, не встречающихся в норме.

Пути действия повреждающих агентов на клетки и межкле-

точные структуры. Среди них различают: 1) прямое (непосредственное) действие патогенных факторов на клетки (клеточную мембрану, различные субклеточные структуры, ядро и другие цитоплазматические образования) и межклеточные структуры; 2) опосредованное действие повреждающих факторов на клетки и / или межклеточные образования через нарушение межсистемной, системной, вне- и внутриклеточной регуляторных систем (нервной, гуморальной, эндокринной, иммунной, генетической).

Степень и характер повреждения клеток зависят не только от вида, длительности и интенсивности действия патогенных факторов и неблагоприятных внешних условий, но и от исходного функционального, метаболического и структурного состояния клеток, их митотического цикла (периода деления), возраста, старения.

Повреждение клеток наиболее часто возникает при: 1) голода-

нии (полном, неполном, частичном); 2) расстройствах крово- и лимфообращения (системного, регионарного, микроциркуляции), дыхания (внешнего и внутреннего); 3) гипоксии различных видов и степени выраженности (приводящей к уменьшению содержания в тканях и / или использования ими кислорода); 4) интоксикациях (действие токсинов микроорганизмов и поврежденных клеток макроорганизма);

5)нарушениях механизмов регуляции (метаболической, пептидной,

208

эндокринной, нервной) трофики, структуры и функций различных уровней организации (внутриклеточного, клеточного, межклеточного, тканевого, органного, системного, организменного).

1.2. Классификация и характеристика основных видов повреждения клеток

Различают следующие основные виды повреждений клеток: 1) острое и хроническое; 2) парциальное, субтотальное и тотальное; 3) обратимое и необратимое; 4) специфическое и неспецифическое; 5) дисплазия; 6) дистрофия; 7) дегенерация; 8) паранекроз; 9) некробиоз; 10) некроз.

Острое повреждение клеток под влиянием патогенных факторов и неблагоприятных внешних и внутренних условий развивается в течение секунд, минут, часов, дней, хроническое длится недели, месяцы, годы.

При парциальном повреждении выходит из строя та или иная незначительная часть клетки, повреждения при этом обратимы, а клетка в целом остается жизнеспособной. При субтотальном повреждении страдает большая часть клетки с резким снижением ее жизнеспособности. При тотальном повреждении наступает необратимая гибель всей клетки.

Обратимые повреждения после прекращения действия патогенного агента не приводят к гибели клеток. Возникающие при этом нарушения внутриклеточного гомеостаза обычно незначительны и временны. Их можно устранить благодаря активизации внутри- и внеклеточных защитно-компенсаторно-приспособительных механизмов, что способствует восстановлению жизнедеятельности клетки. Например, при воздействии эритемной дозы ультрафиолетовых лучей (вызывающей покраснение кожи) или кратковременном уменьшении кровотока (ишемии) в коже или во внутренних органах возникают незначительные, частичные изменения метаболизма, структуры и функций клеток, восстанавливающихся через определенное время до нормального уровня.

Необратимые повреждения клеток приводят к выраженным и стойким нарушениям внутриклеточного гомеостаза. Они не могут быть устранены даже максимальной активизацией защитно- компенсаторно-приспособительных механизмов в еще оставшихся

209

жизнеспособными внутри- и внеклеточных структурах. Например, при длительных или резко выраженных влияниях на организм ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, радиоактивных и токсических веществ, ишемии миокарда, головного и спинного мозга в различных клетках, тканях и органах организма возникают грубые расстройства структуры, метаболизма и функций, приводящие к снижению продолжительности их жизни и гибели (некрозу). Гибель клеток обычно приводит к аутолизу за счет выхода из лизосом и активизации гидролитических ферментов. Однако в ряде случаев гибель клеток и тканей может возникать без развития аутолиза. Это происходит, когда смерть организма наступает быстро (внезапно), например, при действии очень высоких или очень низких температур окружающей среды.

Специфические повреждения клеток характерны для того или иного конкретного патогенного фактора. К специфическим проявлениям повреждения клеток можно отнести: 1) развитие иммунного гемолиза эритроцитов при наличии в организме антиэритроцитарных антител; 2) угнетение активности холинэстеразы фосфорорганическими соединениями; 3) подавление моноаминоксидазы ингибиторами и др.

Неспецифические (стереотипные) повреждения клеток возни-

кают под влиянием различных патогенных факторов. К ним относят: 1) увеличение объема (набухание) клеток; 2) угнетение энергетического и пластического обменов; 3) нарушение количества воды, электролитов, витаминов, липидов, углеводов, белков в результате развития соответствующих ферментопатий; 4) развитие ацидоза (первичного, вторичного); 5) угнетение Na+, K+, Ca2+АТФазных насосов; 6) увеличение внеклеточной концентрации калия и внутриклеточной концентрации натрия и кальция; 7) нарушение структуры, метаболизма и функций клеточной и внутриклеточных мембран (прежде всего повышение проницаемости, сорбционных свойств, изменение электропотенциала клеточных мембран, развитие ацидоза и др.).

1.3. Морфологические и функциональные проявления повреждения клеток

Кморфологическим признакам повреждения клеток относят:

1)набухание (увеличение) и вакуолизацию клетки (ее ядра, цитоплазмы органелл (особенно митохондрий); 2) изменение мембраны

210