Билет №43 1 - Вирусная теория этиологии опухолевого роста: Опухоль – типовой патологический процесс, представляющий собой нерегулируемое распределение ткани, не связанное с общей структурой пораженного органа и его функциями. Причиной развития спонтанных опухолей - опухолеродные вирусы, в основном РНК. При их классификации используется тип нуклеиновой кис¬лоты, входящей в состав вируса (РНК или ДНК), место и способ раз¬множения вируса в клетке, форма. Различают 4 группы вирусов:
1. РНК-содержащие вирусы спиралевидной формы, которые размножаются в цитоплазме. К ним относятся вирусы лейкоза мы¬шей и кур, саркомы Рауса, вирус молока, открытый Биттнером, и др.
2. РНК-содержащие вирусы полиэдральной формы. Вирусы всех групп, содержащих РНК, называют онкорнавирусами (онкогенны-ми, содержащими РНК) или ретровирусами (из-за способности передавать информацию в обратном направлении — от РНК к ДНК).
3. ДНК-содержащие вирусы полиэдрической формы, они раз¬множаются в ядрах клеток. К ним относятся вирусы папилломы кроликов, полиомы, бородавки человека, вакуолизирующий вирус обезьян-SV. Свойства этих вирусов настолько типичны для всей группы, что их объединяют под общим названием papova (папова), происходящим от начальных букв названий опухолей и функцио¬нальных изменений (papilloma, polioma, vacuolisation).
4. Крупные ДНК-содержащие вирусы. Они размножаются в ци¬топлазме, образуя характерные клеточные включения. Из опухо-леродных в данную группу входят вирус фибромы Шоупа, вирус Яба, вирус контагиозного моллюска. Все они очень похожи на вирус ос¬пы и вызывают чаще всего доброкачественные опухоли.
(Примеры: Вирус полиомы, содержит одну молекулу ДНК в виде двойного кольца.Он может вызывать до 27 типов опухолей в различных тканях. При введе¬нии вируса новорожденным животным заболеваемость достигает 100%. С возрастом чувствительность к вирусу снижается. Лимфома Беркитта поражает подчелюстные лимфатические узлы у детей и распространена среди населения низменных районов Африки.)
Установлена связь вирусов с возникновением и развитием ряда распространенных опухолей человека: вируса герпеса и рака шейки матки; вируса гепатита В и гепатоцеллюлярной карциномы (рак пече¬ни, происходящий из гепатоцитов), аденовирусов и опухолей эпителия верхних дыхательных путей, с которыми оказался связанным также вирус Эпштейна-Барр (назофарингеальные опухоли).
Имеется явная связь между онкогенными ДНК-содержащими вирусами папиллом и опухолями половых органов человека. Экспериментально показано, что онкорновирусы в ДНК-форме имеются в хромосомах нормальных клеток. Но они не проявляют свое действие, возможно, благодаря функции генов-репрессоров клетки, подавляющих вирусный геном. При воз¬действии, например, химических канцерогенов эта неактивная ДНК (провирус) начинает функционировать как часть генома клетки, вы¬зывая преобразование здоровой клетки в опухолевую.
Для встраивания в геном клетки генома онкорнавирусов имеет значение «обратная передача генетической информации». Передача наследственной информации возможна не только от ДНК на РНК, но и в обратном направлении. Был найден особый фермент, который по РНК, как по матрице, осуществлял синтез комплементарной ДНК. Фермент был назван обратной транскриптазой, или РНК-зависимой ДНК-полимеразой. В РНК-содержащих опухолеродных ви¬русах была обнаружена вирусная обратная транскриптаза, а в геномах клеток — ДНК-копии этих вирусов. Таким образом, возникла идея профилактики и лечения опухолей, вызываемых онкорна-вирусами, путем подавления обратной транскриптазы. Установлено, что в геноме опухолеродных вирусов имеется онко-ген, обусловливающий трансформацию нормальных клеток в опухо-левые. Эти онкогены вирусы захватили в геноме ранее инфицированных ими клеток, в которых эти нормальные гены участвуют в регуляции клеточного деления. Вирусы, захватывая в свой геном нормальные клеточные гены-регуляторы деления, нарушают регуляторные участки нормальных генов, так что вирусные онкогены не подчиняются в клетке нормальным регуляторным взаимоотношениям.
Нормальная индукция клеточного деления включает в себя следующие механизмы и вещества: внеклеточный фактор роста соединяется на мембране клетки со специфическим для него рецептором, рецептора сигнал передается молекулой проводника, идущей через мембрану, внутрь клетки, где активирует внутриклеточную часть рецептора. От последней сигнал поступает в ядро клетки, где активирующиеся специализированные молекулы включают работу одних генов и ингибируют другие гены.
Оказалось, что в качестве онкогенов вирусы используют все опи¬санные выше виды молекул, осуществляющие в норме включение клеточного деления:
1. Факторы роста. Онкоген sis вируса саркомы обезьян оказался аналогом нормального тромбоцитарного фактора роста человека (ТФР), который стимулирует размножение фибробластов. Об¬наружено, что sis является геном, кодирующим р-цепочку ТФР. В от¬личие от нормального ТФР, который активируется, соединяясь с рецептором на мембране клетки, продукт вирусного онкогена вырабатывается уже в активном состоянии и в соединении с рецеп¬тором клетки для активации не нуждается.
2. Рецепторы клеточных мембран. Аналогами рецепторов клеточ¬ных мембран являются продукты вирусных онкогенов SRC вируса саркомы Рауса, erb В-вирусов AEV, вызывающих у птиц саркомы и рак. Оказалось, что erb В является аналогом клеточного рецептора для эпидермального фактора роста (ЭФР), его внутриклеточной ча¬стью, по своему действию — протеиновой тирозиновой киназой (присоединяет к тирозиновым остаткам протеинов фосфатные груп¬пы, от чего функциональная активность фосфорилированных бел¬ков резко меняется). В отличие от нормального рецептора продукт вирусного онкогена вырабатывается в активном состоянии и ими¬тирует для клетки воздействие ЭФР.
3. Передатчики сигналов. Примерами вирусных онкогенов, ко¬дирующих аналоги передатчиков сигналов в клетках, являются ras иРКС.
4. Цитоплазматические и ядерные белки. В ядре обнаружены продукты онкогенов V-myc, V-myb вирусов, вызывающих у птиц миелоидный лейкоз, v-fos вируса остеосарком у мышей; широко распространен онкогенный индуктор Р53. Продукты многих онкоге¬нов ДНК-содержащих вирусов обнаруживаются в ядрах транс¬формируемых клеток: продукт ELA — регулятор транскрипции в ядре и цитоплазме, большой белок Т-вируса SV-40 в ядре ини¬циирует синтез ДНК, влияет на транскрипцию, стабилизирует Р53.
По биохимической активности продуктов своего синтеза онкоге¬ны вирусов и соответствующие им клеточные протоонкогены могут быть разделены на следующие группы: 1) тирозиновые протеинки-назы: yes, fgr, fps, ros, fms, erbB, ser, abL; 2) серинтреониновые прот-еинкиназы (фосфорилируют белки по радикалам аминокислот серина и треонина): mos, mil, raf; 3) семейство ras онкогенов, проис¬ходящих от факторов роста дрожжей, являются активаторами адени-латциклазы и гуанилатциклазы; 4) индукция деления через ядерные белки: myc, myb, fos; 5) аналоги факторов роста: sis.
2. Экстренные и долговременные адаптивные реакции при кислородной недостаточности. Гипоксия — типовой патологический процесс кислородного голода¬ния клеток, возникающего как при недостаточной поставке кислорода, так и при нарушении его использования в клетках.
Умирание клетки, протекающее по механизму некробиоза, независи¬мо от его первопричины включает развитие прогрессирующей клеточной гипоксии. Апоптоз, хотя и начинается без выраженнной гипоксии, харак¬теризуется развитием гипоксии клетки на далеко зашедших стадиях. Стресс защищает от крайне широкого круга патогенных факторов именно путем увеличения резистентности к острой гипоксии, то есть «неспецифическая резистентность» в данном случае может быть понята как антигипоксическая резистентность. Даже дест¬рукция клетки свободными кислородными радикалами при избытке окис¬лителя — гипероксии все равно предусматривает, на определенном эта¬пе, нарушение ими структуры и функции митохондрий и тканевую гипоксию, пусть и на фоне гипероксии.
Гиперкапния — избыточное парциальное напряжение двуокиси уг¬лерода в крови (оценивается по венозной крови), не всегда сопровождает гипоксию (отсутствует при гипобарической ги¬поксии, при дыхательной гипоксии связанной с шунтовыми формами дыхательной недостаточности (ДН), например, при горной болезни и на высоте бронхиального астматического приступа). Гиперкапния — силь¬нейший гуморальный стимулятор дыхательного центра. Двуокись угле¬рода — важный эндогенный антиоксидант, позволяющий оттянуть нео¬братимую стадию гипоксического некробиоза. Гиперкапния способствует ацидозу. Умеренная гиперкапния не является отягощаю¬щим фактором при гипоксии.
Гипокапния — недостаточное парциальное напряжение двуокиси уг¬лерода в крови. Гипокапния может быть следствием гипервентиляции. Гипокапния вызывает рефлекторное снижение мозгового кровотока, тор¬мозит дыхательный центр и способствует развитию алкалоза и некото¬рых сердечных аритмий. Гипокапния сопровождает гипобарическую ги¬поксию и отягощает ее течение. Гипокапния возможна при некоторых формах дыхательной гипоксии (при паренхиматозной дыхательной не¬достаточности и при вентиляционной ДН с выраженным обструктив-ным синдромом).
При острой гипоксии мобилизуются срочные компенсаторные меха¬низмы, основанные на гиперфункции дыхательной, сердечно-сосудистой систем и эритрона. На уровне клеток компенсаторные механизмы связа¬ны с активацией гликолиза. Буферные системы, реактивируемые почками и легкими, стремятся поддержать рН.
При хронической гипоксии мобилизуются долгосрочные компенсатор¬ные механизмы, основанные на гипертрофии и гиперплазии
в пределах дыхательной, сердечно-сосудистой систем и эритрона. Как и любой другой патологический процесс, гипоксия развива¬ется в две стадии — компенсации (возможным поддерживать нормальное снабжение тканей кис¬лородом вопреки нарушению доставки его) и декомпенсации (При истощении приспо¬собительных механизмов развивается стадия декомпенсации или собственно кислородное голодание).
Компенсаторно-приспособительные реакции :
Увеличение легочной вентиляции - рефлек¬торное возбуждение дыхательного центра импульсами с хеморецепторов сосудистого русла, синокаротидной и аортальной зон, которые обычно реагируют на изменение химиче¬ского состава крови и в первую очередь на накопление углекислоты (гиперкапния) и ионов водорода.
Повышение количества эритроцитов и гемоглобина увеличивает кислородную емкость крови. Выброс крови из депо может обеспе¬чить экстренное, но непродолжительное приспособление к гипо¬ксии. При белее длительной гипоксии усиливается эритропоэз в ко¬стном мозге, о чем свидетельствуют появление ретикулоцитов в крови, увеличение количества митозов в эритронормобластах и ги¬перплазия костного мозга.
Изменения кривой диссоциации оксигемоглобина - повышается способность молекулы гемоглобина А присоединять кислород в легких и отдавать его тканям.
Механизмы долговременной адаптации к гипоксии: то, что выше может обеспечить стойкого и дли¬тельного приспособления к гипоксии, так как требует для своего осуществления повышенного потребления кислорода, сопровожда¬ется повышением интенсивности функционирования структур (ИФС) и усилением распада белков. Аварийная гиперфункция требует со временем структурного и энергетического подкрепления, что обеспечивает не просто выживание, а возможность активной физической и умственной работы при длительной гипоксии.
Установлено, что в системах, ответственных за тран¬спорт кислорода, развиваются явления гипертрофии и гиперплазии - увеличивается масса дыхательных мышц, легочных альвеол, мио¬карда, нейронов дыхательного центра; усиливается кровоснабжение этих органов за счет увеличения количества функционирующих ка¬пиллярных сосудов и их гипертрофии (увеличения диаметра и длины). Это приводит к нормализации интенсивности функционирования структур. Гиперплазию костного мозга тоже можно рассматривать как пластическое обеспечение гиперфункции системы крови.
Получены данные о том, что при длительной акклиматизации к высотной гипоксии улучшаются условия диффузии кислорода из альвеолярного воздуха в кровь благодаря повышению проницаемос¬ти легочно-капиллярных мембран, увеличивается содержание мио-глобина, который представляет собой не только дополнительную кислородную емкость, но и обладает способностью стимулировать процесс диффузии О2 в клетку.
Большой интерес представляют адаптационные изменения в си¬стеме утилизации кислорода. Здесь принципиально возможно сле¬дующее: 1) усиление способности тканевых ферментов утили¬зировать кислород, поддерживать достаточно высокий уровень окислительных процессов и осуществлять нормальный синтез АТФ вопреки гипоксемии; 2) более эффективное использование энергии окислительных процессов (в частности, в ткани головного мозга ус¬тановлено повышение интенсивности окислительного фосфорили-рования вследствие большего сопряжения этого процесса с окисле¬нием); 3) усиление процессов бескислородного освобождения энергии при помощи гликолиза (последний активизируется продук¬тами распада АТФ, а также вследствие ослабления ингибирующего влияния АТФ на ключевые ферменты гликолиза).
Другой механизм адаптации к гипоксии заключается в увеличе¬нии количества дыхательных ферментов и мощности системы мито¬хондрий путем увеличения количества митохондрий. Начальным звеном - торможение окисления и окислитель¬ного ресинтеза аденозинтрифосфорной кислоты при недостатке кислорода, в результате чего в клетке уменьшается количество макроэргов и соответственно увеличивается количество продуктов их распада. Соотношение [АДФ] х [Фн]/[АТФ], обозначаемое как потенциал фосфорилирования, увеличивается. Этот сдвиг является стимулом для генетического аппарата клетки, активация которого приводит к увеличению синтеза нуклеиновых кислот и белков в си¬стеме митохондрий. Масса митохондрий увеличивается, что означает увеличение числа дыхательных цепей. Таким путем восстанавлива¬ется или повышается способность клетки вырабатывать энергию вопреки недостатку кислорода в притекающей крови.
Описанные процессы происходят главным образом в органах с на¬иболее интенсивной адаптационной гиперфункцией при гипоксии, т.е. ответственных за транспорт кислорода (легкие, сердце, дыхательные мышцы, эритробластический росток костного мозга), а также наиболее страдающих от недостатка кислорода (кора большого мозга, нейроны дыхательного центра). В этих же органах увеличивается синтез струк¬турных белков, приводящий к явлениям гиперплазии и гипертрофии. Таким образом, длительная гиперфункция систем транспорта и утили¬зации кислорода получает пластическое и энергетическое обеспечение (Ф.З.Меерсон). Эта фундаментальная перемена на клеточном уровне меняет характер адаптационного процесса при гипоксии. Расточитель¬ная гиперфункция внешнего дыхания, сердца и кроветворения стано¬вится излишней. Развивается устойчивая и экономная адаптация.
Повышению устойчивости тканей к гипоксии способствует ак¬тивизация гипоталамо-гипофизарной системы и коры надпочечни¬ков. Гликокортикоиды активизируют некоторые ферменты дыха¬тельной цепи, стабилизируют мембраны лизосом.
При разных видах гипоксии соотношение между описанными приспособительными реакциями может быть различным. Так, например, при дыхательной и циркуляторной гипоксии ограничены возможности приспособления в системе внешнего дыхания и крово¬обращения. При тканевой гипоксии неэффективны приспособи¬тельные явления в системе транспорта кислорода.
Моделирование острой Гипоксии - Течение кислородного голодания у взрослого и новорож¬денного животного. Порядок проведения опыта. Берутся взрослая мышь и новорожденный крысенок (т.к.мышата слишком малы, крысёнок по размерам, как взрослая мышь, таким образом на результатах опыта меньше сказываются различия в абсолютном по¬треблении кислорода). Животные помещаются в барокамеру. Выкачивается воздух и создает¬ся разрежение, величина которого контролируется по манометру (шкала показывает доли от 1 атмосферы). Для того чтобы определить величину давления в барокамере, нужно 760 мм рт. ст. умножить на величину давления, определяемую по манометру. Регистрируется изменение дыхания (поверхностное, ча¬стое, периодическое, агональное) изменение координации движения (бес¬покойство, потеря устойчивости, отдельные подергивания конечностей, общие судороги, кома); изменение окраски кожи, ушей, лапок, экзофтальм.
3. Недостаточность пищеварения. - Язвенная болезнь - дефекты на сли¬зистой оболочке двенадцатиперстной кишки и носит хронический характер. В этиологии большое значение имеют: психическая травма, эмоциональное и физическое перенапряжение, различные стрессо¬вые ситуации. Эксперименте на собаках и кошках показал, что «ошибка» высшей нервной деятельности приводит к нарушению моторной и секреторной функций желудка, а в ряде случаев и к образованию дефектов его слизистой оболочки. Погрешности в питании — нерегу¬лярный прием пищи, употребление чрезмерно горячей еды, алкого¬ля, злоупотребление острыми блюдами, диета с высокой кон¬центрацией поваренной соли, курение. Определенную роль играет наследственное предрасположение, в частности преобладание тону¬са парасимпатической части вегетативной нервной системы. Роль грубой, неадекватной пиши в возникновении язвенных поражений была доказана в эксперименте Л.Ашоффом. Предварительное голо¬дание животных способствует воспроизведению у них язв путем стрессорных и других воздействий. Инфекционных возбудителей (вируса герпеса, а также грамотрицательной спиральной бактерии Сатруiobacterpylo¬ri), нарушение последним возбудителем защит¬ного слизистого барьера.
Патогенез - основное значение имеет нарушение равнове¬сия между повреждающими (агрессивными) и защитными фак¬торами. К факторам агрессии относят действие кислого желудочного сока (кислотно-пептический фактор), механическое, термическое и химическое повреждение слизистой желудка (токси¬нами, микроорганизмами, неадекватной пищей, лекарственными веществами и т.д.). Защитную роль играют слизистый барьер, препятствующий обратной диффузии Н+-ионов и их повреждаю¬щему действию, адекватное кровоснабжение и высокий реге¬неративный потенциал слизистой оболочки, простагландины, туч¬ные клетки. Такую же роль выполняет нейтрализация кислого секрета слюной и панкреатическим соком, а также антродуоденаль-ное торможение.
Роль кислотно-пептического фактора подтверждается тем, что у многих больных при локализации язвы в двенадцатиперстной кишке повышены кислотность и переваривающая способность желудочного сока.
Можно вызвать при помощи веществ, усиливающих желудочную секрецию и повышающих кислотность желудочного сока (пента-гастрин, гистамин, резерпин, атофан), а также при помощи хрони¬ческого раздражения блуждающего нерва, стимулирующего желу¬дочную секрецию и выработку гастрина.
Решающую роль в сохранении высокой резистентности слизис¬той оболочки желудка играет адекватное нервно-трофическое обес¬печение. С ним связано быстрое (за 4—6 дней) обновление по¬верхностных клеток желудка, установленное при помощи современ¬ных радиоавтографических методов.
Важную роль в патогенезе придают гумораль¬ным нарушениям. У больных отмечают увеличе¬ние концентрации гистамина в крови и в слизистой оболочке желуд¬ка, а также снижение активности гистаминазы. Предполагают, что, воздействуя на Н2-рецепторы, гистамин повышает продукцию соля¬ной кислоты париетальными клетками и нарушает микроциркуля¬цию.
Установлено обострение при длительном введении с лечебной целью гликокортикоидов или кортикотропина. Гормоны повышают секрецию и кислотность же¬лудочного сока и снижают содержание слизи, играющей защитную роль. Они также тормозят синтез белков и регенерацию клеток. Описано развитие язв при гастринпродуцирующей опухоли (гастринома) поджелудочной железы или желудка (синдром Золлингера—Эллисона), а также при инсуломе и опухолях околощитовидных желез.
Нарушение образования желчи — холестаз. Холестаз может прояв¬ляться как функциональный дефект образования желчи на уровне гепатоцита (внутрипеченочный холестаз), или как органические, либо механи¬ческие
нарушения секреции и оттока желчи (внепеченочный холестаз). Клинически холестаз характеризуется повышением в крови уровня прямого билирубина, солей желчных кислот, холестерина (все они в нор¬ме секретируются в желчь). Проявления холестаза определяются вызвавшей его причиной.
Маркеры холестаза - На каналикулярной (обращенной в желчный капилляр) мембране гепатоцита локализованы щелочная фосфатаза (ЩФ) — связана с внеш- ней поверхностью каналикулярной мембраны, гамма-глутамилтранспеп-тидаза (гамма-ГТП), сывороточная лейцинаминопептидаза (ЛАП) и 5 '-нуклеотидаза (5 '-НТ).
При повреждении клеток печени может наблюдаться некоторое повы¬шение содержания ЩФ, при этом степень возрастания уровней ЩФ зна¬чительно выше, чем повышение трансаминаз при холестатических состоя¬ниях. Фракционное определение изоферментов ЩФ позволяет установить источник, поскольку ЩФ содержится и в костях, и в плаценте, и в кишеч¬нике, и в лейкоцитах.
Другим способом оценки источника повышения уровней ЩФ в слу¬чае заболеваний печени служит определение ГТП, ЛАП, 5-НТ.
Повышение уровня ГТП вызывается приемом алкоголя и, следователь¬но, может быть маркером повреждения печени при хроническом алкоголиз¬ме.
Возрастание содержания всех упомянутых ферментов свидетельству¬ет о гепатобилиарном поражении и совпадает с повышением активности ЩФ.
Нарушение пищеварения, связанное с нарушением выделения жел¬чи и панкреатического сока. Отсутствие желчи (ахолия) или недоста¬точное ее поступление (гипохолия) в двенадцатиперстную кишку возникают вследствие нарушения желчеобразования и желчевыде-ления и сопровождаются нарушением переваривания и всасывания жиров, снижением перистальтики кишок и усилением в них процес¬сов гниения и брожения. Серьезные нарушения пищеварения вызывают изменения панкреатической секреции, так как поджелудочная железа вырабатывает все основные пищеварительные ферменты. Основную массу белков панкреатического сока (свыше 70%) составляют лротеолитические ферменты: трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипепти-даза (А и В) и калликреин. Все эти ферменты, а также фосфолипаза А вырабатываются в неактивном состоянии (в виде зимогенов). Ос¬тальные ферменты — липаза, ос-амилаза, РНКаза и ДНКаза - секре-тируются в активной форме. При закупорке или сдавлении протока поджелудочной железы, муковис-цидозе (кистозный фиброз поджелудочной железы), остром и хроническом панкреатите или дуодените, нарушении нервно-гу¬моральных механизмов регуляции панкреатической секреции. Секреторным нервом поджелудочной железы является блуждающий нерв; гуморальная регуляция осуществляется с помощью секретина, который активирует выделение воды и гидрокарбонатов, холецисто-кинина (панкреозимина), стимулирующего продукцию ферментов, и панкреатического полипептида, тормозящего ее.
При отсутствии панкреатического сока значительная часть жира не переваривается и выделяется с калом (стеаторея). Нарушение переваривания белков возникает при недостаточной выработке пеп-тидаз поджелудочной железы, а также при нарушении их активации. Так, трипсиноген активируется энтерокиназой кишечного сока и ау-токаталитически, остальные протеолитические ферменты и фосфо¬липаза А активируются трипсином. При снижении панкреатической секреции нарушается гидролиз нуклеиновых кислот пищи и в мень¬шей степени — расщепление крахмала.
4. - Недостаточность фолацина (фолиевой кислоты) - данное вещество является птероил-глутаминовой кислотой и содержит остатки 2-амино-4-окси-6-метилптеридина, глута-миновой и, что особенно интересно — пара-аминобензойной кислот (незаменимый фактор для многих микроорганизмов). Глутаминовых остатков в молекуле витамина может быть различное количество. Фолаты содержатся в ра¬стительной пище — бобах, петрушке. И в животной: в печени, почках, мясе.
При спру их усвоение резко падает. Полагают, что при некоторых формах данного заболевания может иметь место пер¬вичный дефект гидролаз, необходимых для мембранного пищеварения предшественни¬ков абсорбируемого фолацина. Порочным кругом в развитии спру считается вторичное нарушение регенерации кишечного эпите¬лия при отсутствии всасывания фолацина, которое дополнительно ограничивает по¬ступление фолиевой кислоты в организм. Различные формы спру, особенно, тропичес¬кие, рассматриваются как состояния, клини¬ка которых, главным образом, определяется фолациновым гиповитаминозом.
Всасывание фолацина снижается у алко¬голиков под действием этанола, а также при приеме ряда лекарств (фенитоина, барбиту¬ратов). Кислые пищевые продукты понижают абсорбцию фолатов. В целом, по при¬чине крайней неустойчивости к кулинар¬ной обработке и плохого всасывания, сбалансированный рацион содержит не бо¬лее 2/3 от суточной потребности в фолацине, которая составляет у взрослого человека до 400 мкг/100 г. Остальное дополняет микро¬флора кишечника. Беременность, кормление грудью и другие состояния напряжённой адаптации характеризуются очень значитель¬ным повышением потребности в данном ви¬тамине и соответствующим возрастанием степени риска гиповитаминоза. Повышены потери фолатов у лиц с экзоэритроцитарными гемолитическими анемиями, когда внутриэритроцитарная фолиевая кислота оказы¬вается в плазме и выводится с мочой, а так¬же у больных шелушащимися кожными заболеваниями. Гемобластозы и злокаче¬ственные опухоли тоже сильно увеличивают потребности в фолацине. Наконец, фолацин теряется при гемодиализе.
Запасы фолатов в организме сосредото¬чены в печени и почках и приближаются к 5—20 мг, что оттягивает начало клинически явного гиповитаминоза на несколько меся¬цев после момента, когда поступление фолацина становится неадекватным. Заболевания печени повышают скорость развития фолатной недостаточности. При поступле¬нии в клетку данная форма витамина пре¬вращается в деметилированную при участии витамина В12. Если этого не происходит, клетки будут легко терять фолат, так как полиглутаминированию и сохранению в интрацеллюлярном отсеке подвергается только тетрагидрофолат. Именно поэтому при гипо¬витаминозе В|2 развивается и нарушение ис¬пользования клетками фолацина (см. ниже). Метаболическая роль фолацина крайне важна. Витамин активен в форме тетрагидро-фолата, который возникает из дигидрофола-та при действии дигидрофолатредуктазы. Наследственный дефект этого фермента ве¬дет к стойкой мегалобластической анемии. Тетрагидрофолат — это кофермент
содей¬ствующий включению одноуглеродных фраг¬ментов (метильной, формильной, метилено-вой групп) из серина и дериватов гистидина в различные соединения. Важнейшим аспек¬том этой функции является участие фолат-зависимых ферментов в синтезе пуринов, а также пиримидинового азотистого основа¬ния тимина (см. выше «Патофизиология нуклеинового метаболизма»). Фермент тимидилатсинтетаза превращает дезоксиури-дил-монофосфат в дезокситимид ил-монофос¬фат. При этом тетрагидрофолат окисляется в дигидрофолат и нуждается в восстановлении. Если имеется гиповитаминоз по фолацину, уридилаты не превращаются в тимидилаты. Синтез РНК при этом существенно не стра¬дает. Но в ДНКтиминовые нуклеотиды пере¬стают включаться и частично заменяются на уридиновые. Образуется аномальная легко фрагментируемая ДНК. Кроме того, синтез ДНК резко замедляется. Это ведет к наруше¬нию клеточного цикла быстро пролифериру-ющих клеток, в частности, гемопоэтических и эпителиальных. Данные звенья патогенеза и формируют картину фолат-дефицитных состояний. Из-за замедления клеточного цикла эритроидные предшественники реже делятся и дают меньше красных кровяных клеток. Они дольше пребывают в интерфазе, синтезируя гемоглобин. Формируется ядер¬но- цитоплазматическая асинхрония. Полу¬чаются мегалобласты и мегалоциты, имею¬щие повышенный цветовой показатель, но пониженный срок жизни. Нестабильная ДНК формирует структуры типа колец Кабо и телец Жолли. Развивается гипорегенератор-ная гиперхромная мегалобластическая ане¬мия. Подобные же нарушения миелопоэза ведут к тромбоцитопении и лейкопении со сдвигом ядерной формулы гранулоцитов вправо и гиперсегментацией их ядер. Устой¬чивость мегалоцитов к гемолизу понижена, в связи с чем мегалобластические состояния могут даже сопровождаться гипербилируби-немией, хотя усиленный гемолиз и не служит главным механизмом данных анемий.
Нарушается и пролиферация эпителия, что проявляется хейлозом, гунтеровским глосситом (сухой красный «лакированный язык»), эзофагитом, конъюнктивитом, атро-фическими или эрозивными гастритом и эн¬теритом. Вследствие этого бывает ахлоргид-рия, поносы (реже — запоры), стеаторея. Происходит задержка роста, ухудшение за¬живления ран, развивается иммунодефицит, возможно оживление хронических инфек¬ций и субфебрилитет. Фолин-зависимые ферменты участвуют в синтезе серина и вали-на. Тетрагидрофолат необходим и для синте¬за (путём метилирования гомоцистеина) ме-тионина, а также для катаболизма гистидина. При нехватке фолацина накапливается про¬межуточный продукт катаболизма последне¬го — форминоглутаминовая кислота, опреде¬ление которой в моче обладает диагностичес¬ким значением для дифференцировки между фолациновым и кобаламиновым дефицита¬ми. Дефицит фолацина может приводить к вторичной гомоцистеинурии и нехватке не¬заменимой аминокислоты метионина, что способствует атеросклерозу и стеатозу пече-ни, понижает функцию надпочечников.
Лабораторные признаки фолацинового дефицита включают также снижение уров¬ня фолацина плазмы (в норме 6-15 нг/мл) и фолацина эритроцитов (в норме 150— 600 нг/мл эритроцитарной массы). Если причиной фолацинового дефицита служат гемобластозы и печеночная недоста¬точность, то уровень фолатов в плазме часто нормален, несмотря на дефицит фолацина в тканях.
Важным дифференциально-диагности¬ческим признаком, присутствующим (хотя и не всегда) при кобаламиновом дефиците и практически отсутствующим при фолацино¬вой недостаточности, служит демиелинизи-рующая полинейропатия.
Известно множество антивитаминов фо-лиевой и парааминобензойной кислот, кото¬рые широко применяются в химиотерапии. Они могут вызывать клинически выражен¬ный фолациновый гиповитаминоз. Это, прежде всего, цитостатики (аминоптерин, аметоптерин, и особенно — метотрексат). Данные лекарства ингибируют дигидрофо-латредуктазу. Более слабое аналогичное дей¬ствие оказывают триметоприм, пентамидин, пириметамин, триамтерен. Сульфанилами¬ды тормозят у бактерий- синтез фолацина из парааминобензойной кислоты, на чем осно¬ван их лечебный эффект. Но это же свойство создает риск дисбактериоза и фолациновой недостаточности при сульфаниламидной терапии. Для преодоления токсичности анта¬гонистов тетрагидрофолат-редуктазы пользу¬ются фолиновой кислотой (лейковорином).
Гиповитаминоз В12 - Еще в XIX столетии Т. Аддисон и А. Бирмер описали злокачественную анемию с увеличе¬нием диаметра незрелых красных кровяных клеток, сопровождаемую ахилическим гаст¬ритом с атрофией слизистой желудка. В XX столетии Дж. X. Уиппл показал, что введение печени в рацион собак с мегалобластически-ми анемиями приводит к стимуляции крове¬творения, а затем Ж.Р. Мино и У.П. Мерфи (1926) добились излечения мегалобластичес-ких состояний у человека большими количе¬ствами печени. Однако, диетотерапия пече¬нью оставалась неэффективной при анемии Аддисона-Бирмера. В связи с этим, В. Кэстл (1928) предположил, что ее развитие зависит от внешнего фактора пищи и внут¬реннего, выделяемого слизистой желудка. В 1948 г. Смитом, Райксом и соавт. был выделен в кристаллической форме агент, ответствен¬ный за лечебный эффект печени при мега-лобластической анемии (внешний фактор Кэстла или, как часто транскрибируют Кас-ла), чуть позже Баркер охарактеризовал его коферментную форму — кобаламин. Веще¬ство получило название витамин В12. В ани-он-замещённой форме цианкобаламина он стал использоваться в фармакотерапии. Но только в пятидесятых годах Д. Кроуфут-Ход-жкин удалось расшифровать крайне сложную химическую структуру витамина (рис. 79), используя рентгеноструктурный анализ (1955). Витамин оказался кобальт-содержа-щим геминоподобным соединением (моле¬кулярной массой 1356 Д). Позже выяснили и природу внутреннего антианемического фак¬тора Кэстла. Это был гексозамин-содержащий мукопротеин обкладочных клеток сли¬зистой желудка, образующий с внешним фактором комплекс, защищающий его раз¬рушения в кишечнике. Лишь в составе тако¬го комплекса В12 эффективно всасывается в тонком кишечнике с помощью специально¬го рецептора. В Скандинавии описано ред¬кое аутосомно-рецессивное наследственное заболевание — болезнь Имерслунда- Грэсбека, при котором сильно ограничено кишечное всасывание витамина В]2 из-за дефекта дан¬ного кишечного рецептора и имеется проте-инурия. Описаны и единичные наблюдения мегалобластической анемии, связанной с на¬следственным дефектом самого внутреннего фактора Кэстла.
В 90-е годы, при решающем вкладе авст¬ралийского патолога Б.Х. Тоха, было уста¬новлено, что злокачественная анемия Адди¬сона-Бирмера — аутоиммунное расстройство, вызванное аутоантителами к компонентам водородного насоса и гастринового рецепто¬ра обкладочных клеток слизистой желудка, а также, у ряда больных — аутоантителами против внутреннего фактора Кастла. Именно поэтому пероральная терапия печенью у таких больных не да¬вала эффекта. Однако, позже оказалось, что при сверхвысоких концентрациях витамина В|2 в кишечнике и суточной дозе от 200 мкг он всасывается и без внутреннего фактора Кэстла.
Кобаламин — уникальное соединение, не образуемое ни животными, ни высшими растениями. Лишь микроорганизмы спо¬собны к созданию его молекул. В связи с этим, высоким содержанием витамина В12 отличаются весьма неаппетитные субстан¬ции — осадок сточных вод (50 мкг/г), речной ил (3 мкг/г), отходы производства антибио¬тиков и навоз (0,1 мкг/г). Микрофлора кишечника человека синте¬зирует витамин В12при наличии витамина PR Высшие растения накапливают сравнитель¬но немного витамина, а животные — гораздо больше. Ценными источниками витамина являются печень (90—150 мкг/100 г), почки (20-50), рыба (11-15, особенно, пикша и сельдь), мясо (2-8). Человеку необходимо в день не более 2-3 мкг витамина В12. Витамин устойчив к термообработке пищи, но разла¬гается на свету. Достоверно доказана этио¬логическая роль строгого вегетарианства в возникновении гиповитаминоза В12. К этио¬логии данного нарушения самое прямое от¬ношение имеют и гельминтозы, так как мно¬гие паразитические черви избирательно аб¬сорбируют витамин В|2. Особенно, этим отличаются широкий лентец и анкилостома. Всасывание витамина страдает при энтери¬тах, в том числе спру, резекции кишечника и действии таких лекарств, как неомицин, па-рааминосалициловая кислота и колхицин.
После всасывания витамин поступает в портальный кровоток в комплексе с транско-баламином II (35 кД) и проникает в гепатоци-ты, причём, по некоторым данным, и в этом процессе участвует гастромукопротеин или его фрагменты. В печени витамин депониру¬ется, причём в настолько существенных ко¬личествах, что даже после тотальной резек¬ции желудка первые признаки явной мега-лобластической анемии отмечаются при обычной диете лишь через 3-4 года. По-ви¬димому, в печени депонируемый витамин прочно связан с траискобаламином 1(121 кД). Этот же комплекс проникает в кровь и пере¬носится плазмой. При аутосомно-репессив-ном наследственном дефиците транскобала-мина II развиваются мегалобластическая ане¬мия, лейкопения и иммунодефицит (см. т. I, с. 480-481). При нехватке транскобаламина 1 гематологических аномалий не отмечено. Существует и транс кобал амин III, как пола¬гают, участвующий вместе с остальными транспортерами витамина в предупреждении потерь
1. РНК-содержащие вирусы спиралевидной формы, которые размножаются в цитоплазме. К ним относятся вирусы лейкоза мы¬шей и кур, саркомы Рауса, вирус молока, открытый Биттнером, и др.
2. РНК-содержащие вирусы полиэдральной формы. Вирусы всех групп, содержащих РНК, называют онкорнавирусами (онкогенны-ми, содержащими РНК) или ретровирусами (из-за способности передавать информацию в обратном направлении — от РНК к ДНК).
3. ДНК-содержащие вирусы полиэдрической формы, они раз¬множаются в ядрах клеток. К ним относятся вирусы папилломы кроликов, полиомы, бородавки человека, вакуолизирующий вирус обезьян-SV. Свойства этих вирусов настолько типичны для всей группы, что их объединяют под общим названием papova (папова), происходящим от начальных букв названий опухолей и функцио¬нальных изменений (papilloma, polioma, vacuolisation).
4. Крупные ДНК-содержащие вирусы. Они размножаются в ци¬топлазме, образуя характерные клеточные включения. Из опухо-леродных в данную группу входят вирус фибромы Шоупа, вирус Яба, вирус контагиозного моллюска. Все они очень похожи на вирус ос¬пы и вызывают чаще всего доброкачественные опухоли.
(Примеры: Вирус полиомы, содержит одну молекулу ДНК в виде двойного кольца.Он может вызывать до 27 типов опухолей в различных тканях. При введе¬нии вируса новорожденным животным заболеваемость достигает 100%. С возрастом чувствительность к вирусу снижается. Лимфома Беркитта поражает подчелюстные лимфатические узлы у детей и распространена среди населения низменных районов Африки.)
Установлена связь вирусов с возникновением и развитием ряда распространенных опухолей человека: вируса герпеса и рака шейки матки; вируса гепатита В и гепатоцеллюлярной карциномы (рак пече¬ни, происходящий из гепатоцитов), аденовирусов и опухолей эпителия верхних дыхательных путей, с которыми оказался связанным также вирус Эпштейна-Барр (назофарингеальные опухоли).
Имеется явная связь между онкогенными ДНК-содержащими вирусами папиллом и опухолями половых органов человека. Экспериментально показано, что онкорновирусы в ДНК-форме имеются в хромосомах нормальных клеток. Но они не проявляют свое действие, возможно, благодаря функции генов-репрессоров клетки, подавляющих вирусный геном. При воз¬действии, например, химических канцерогенов эта неактивная ДНК (провирус) начинает функционировать как часть генома клетки, вы¬зывая преобразование здоровой клетки в опухолевую.
Для встраивания в геном клетки генома онкорнавирусов имеет значение «обратная передача генетической информации». Передача наследственной информации возможна не только от ДНК на РНК, но и в обратном направлении. Был найден особый фермент, который по РНК, как по матрице, осуществлял синтез комплементарной ДНК. Фермент был назван обратной транскриптазой, или РНК-зависимой ДНК-полимеразой. В РНК-содержащих опухолеродных ви¬русах была обнаружена вирусная обратная транскриптаза, а в геномах клеток — ДНК-копии этих вирусов. Таким образом, возникла идея профилактики и лечения опухолей, вызываемых онкорна-вирусами, путем подавления обратной транскриптазы. Установлено, что в геноме опухолеродных вирусов имеется онко-ген, обусловливающий трансформацию нормальных клеток в опухо-левые. Эти онкогены вирусы захватили в геноме ранее инфицированных ими клеток, в которых эти нормальные гены участвуют в регуляции клеточного деления. Вирусы, захватывая в свой геном нормальные клеточные гены-регуляторы деления, нарушают регуляторные участки нормальных генов, так что вирусные онкогены не подчиняются в клетке нормальным регуляторным взаимоотношениям.
Нормальная индукция клеточного деления включает в себя следующие механизмы и вещества: внеклеточный фактор роста соединяется на мембране клетки со специфическим для него рецептором, рецептора сигнал передается молекулой проводника, идущей через мембрану, внутрь клетки, где активирует внутриклеточную часть рецептора. От последней сигнал поступает в ядро клетки, где активирующиеся специализированные молекулы включают работу одних генов и ингибируют другие гены.
Оказалось, что в качестве онкогенов вирусы используют все опи¬санные выше виды молекул, осуществляющие в норме включение клеточного деления:
1. Факторы роста. Онкоген sis вируса саркомы обезьян оказался аналогом нормального тромбоцитарного фактора роста человека (ТФР), который стимулирует размножение фибробластов. Об¬наружено, что sis является геном, кодирующим р-цепочку ТФР. В от¬личие от нормального ТФР, который активируется, соединяясь с рецептором на мембране клетки, продукт вирусного онкогена вырабатывается уже в активном состоянии и в соединении с рецеп¬тором клетки для активации не нуждается.
2. Рецепторы клеточных мембран. Аналогами рецепторов клеточ¬ных мембран являются продукты вирусных онкогенов SRC вируса саркомы Рауса, erb В-вирусов AEV, вызывающих у птиц саркомы и рак. Оказалось, что erb В является аналогом клеточного рецептора для эпидермального фактора роста (ЭФР), его внутриклеточной ча¬стью, по своему действию — протеиновой тирозиновой киназой (присоединяет к тирозиновым остаткам протеинов фосфатные груп¬пы, от чего функциональная активность фосфорилированных бел¬ков резко меняется). В отличие от нормального рецептора продукт вирусного онкогена вырабатывается в активном состоянии и ими¬тирует для клетки воздействие ЭФР.
3. Передатчики сигналов. Примерами вирусных онкогенов, ко¬дирующих аналоги передатчиков сигналов в клетках, являются ras иРКС.
4. Цитоплазматические и ядерные белки. В ядре обнаружены продукты онкогенов V-myc, V-myb вирусов, вызывающих у птиц миелоидный лейкоз, v-fos вируса остеосарком у мышей; широко распространен онкогенный индуктор Р53. Продукты многих онкоге¬нов ДНК-содержащих вирусов обнаруживаются в ядрах транс¬формируемых клеток: продукт ELA — регулятор транскрипции в ядре и цитоплазме, большой белок Т-вируса SV-40 в ядре ини¬циирует синтез ДНК, влияет на транскрипцию, стабилизирует Р53.
По биохимической активности продуктов своего синтеза онкоге¬ны вирусов и соответствующие им клеточные протоонкогены могут быть разделены на следующие группы: 1) тирозиновые протеинки-назы: yes, fgr, fps, ros, fms, erbB, ser, abL; 2) серинтреониновые прот-еинкиназы (фосфорилируют белки по радикалам аминокислот серина и треонина): mos, mil, raf; 3) семейство ras онкогенов, проис¬ходящих от факторов роста дрожжей, являются активаторами адени-латциклазы и гуанилатциклазы; 4) индукция деления через ядерные белки: myc, myb, fos; 5) аналоги факторов роста: sis.
2. Экстренные и долговременные адаптивные реакции при кислородной недостаточности. Гипоксия — типовой патологический процесс кислородного голода¬ния клеток, возникающего как при недостаточной поставке кислорода, так и при нарушении его использования в клетках.
Умирание клетки, протекающее по механизму некробиоза, независи¬мо от его первопричины включает развитие прогрессирующей клеточной гипоксии. Апоптоз, хотя и начинается без выраженнной гипоксии, харак¬теризуется развитием гипоксии клетки на далеко зашедших стадиях. Стресс защищает от крайне широкого круга патогенных факторов именно путем увеличения резистентности к острой гипоксии, то есть «неспецифическая резистентность» в данном случае может быть понята как антигипоксическая резистентность. Даже дест¬рукция клетки свободными кислородными радикалами при избытке окис¬лителя — гипероксии все равно предусматривает, на определенном эта¬пе, нарушение ими структуры и функции митохондрий и тканевую гипоксию, пусть и на фоне гипероксии.
Гиперкапния — избыточное парциальное напряжение двуокиси уг¬лерода в крови (оценивается по венозной крови), не всегда сопровождает гипоксию (отсутствует при гипобарической ги¬поксии, при дыхательной гипоксии связанной с шунтовыми формами дыхательной недостаточности (ДН), например, при горной болезни и на высоте бронхиального астматического приступа). Гиперкапния — силь¬нейший гуморальный стимулятор дыхательного центра. Двуокись угле¬рода — важный эндогенный антиоксидант, позволяющий оттянуть нео¬братимую стадию гипоксического некробиоза. Гиперкапния способствует ацидозу. Умеренная гиперкапния не является отягощаю¬щим фактором при гипоксии.
Гипокапния — недостаточное парциальное напряжение двуокиси уг¬лерода в крови. Гипокапния может быть следствием гипервентиляции. Гипокапния вызывает рефлекторное снижение мозгового кровотока, тор¬мозит дыхательный центр и способствует развитию алкалоза и некото¬рых сердечных аритмий. Гипокапния сопровождает гипобарическую ги¬поксию и отягощает ее течение. Гипокапния возможна при некоторых формах дыхательной гипоксии (при паренхиматозной дыхательной не¬достаточности и при вентиляционной ДН с выраженным обструктив-ным синдромом).
При острой гипоксии мобилизуются срочные компенсаторные меха¬низмы, основанные на гиперфункции дыхательной, сердечно-сосудистой систем и эритрона. На уровне клеток компенсаторные механизмы связа¬ны с активацией гликолиза. Буферные системы, реактивируемые почками и легкими, стремятся поддержать рН.
При хронической гипоксии мобилизуются долгосрочные компенсатор¬ные механизмы, основанные на гипертрофии и гиперплазии
в пределах дыхательной, сердечно-сосудистой систем и эритрона. Как и любой другой патологический процесс, гипоксия развива¬ется в две стадии — компенсации (возможным поддерживать нормальное снабжение тканей кис¬лородом вопреки нарушению доставки его) и декомпенсации (При истощении приспо¬собительных механизмов развивается стадия декомпенсации или собственно кислородное голодание).
Компенсаторно-приспособительные реакции :
Увеличение легочной вентиляции - рефлек¬торное возбуждение дыхательного центра импульсами с хеморецепторов сосудистого русла, синокаротидной и аортальной зон, которые обычно реагируют на изменение химиче¬ского состава крови и в первую очередь на накопление углекислоты (гиперкапния) и ионов водорода.
Повышение количества эритроцитов и гемоглобина увеличивает кислородную емкость крови. Выброс крови из депо может обеспе¬чить экстренное, но непродолжительное приспособление к гипо¬ксии. При белее длительной гипоксии усиливается эритропоэз в ко¬стном мозге, о чем свидетельствуют появление ретикулоцитов в крови, увеличение количества митозов в эритронормобластах и ги¬перплазия костного мозга.
Изменения кривой диссоциации оксигемоглобина - повышается способность молекулы гемоглобина А присоединять кислород в легких и отдавать его тканям.
Механизмы долговременной адаптации к гипоксии: то, что выше может обеспечить стойкого и дли¬тельного приспособления к гипоксии, так как требует для своего осуществления повышенного потребления кислорода, сопровожда¬ется повышением интенсивности функционирования структур (ИФС) и усилением распада белков. Аварийная гиперфункция требует со временем структурного и энергетического подкрепления, что обеспечивает не просто выживание, а возможность активной физической и умственной работы при длительной гипоксии.
Установлено, что в системах, ответственных за тран¬спорт кислорода, развиваются явления гипертрофии и гиперплазии - увеличивается масса дыхательных мышц, легочных альвеол, мио¬карда, нейронов дыхательного центра; усиливается кровоснабжение этих органов за счет увеличения количества функционирующих ка¬пиллярных сосудов и их гипертрофии (увеличения диаметра и длины). Это приводит к нормализации интенсивности функционирования структур. Гиперплазию костного мозга тоже можно рассматривать как пластическое обеспечение гиперфункции системы крови.
Получены данные о том, что при длительной акклиматизации к высотной гипоксии улучшаются условия диффузии кислорода из альвеолярного воздуха в кровь благодаря повышению проницаемос¬ти легочно-капиллярных мембран, увеличивается содержание мио-глобина, который представляет собой не только дополнительную кислородную емкость, но и обладает способностью стимулировать процесс диффузии О2 в клетку.
Большой интерес представляют адаптационные изменения в си¬стеме утилизации кислорода. Здесь принципиально возможно сле¬дующее: 1) усиление способности тканевых ферментов утили¬зировать кислород, поддерживать достаточно высокий уровень окислительных процессов и осуществлять нормальный синтез АТФ вопреки гипоксемии; 2) более эффективное использование энергии окислительных процессов (в частности, в ткани головного мозга ус¬тановлено повышение интенсивности окислительного фосфорили-рования вследствие большего сопряжения этого процесса с окисле¬нием); 3) усиление процессов бескислородного освобождения энергии при помощи гликолиза (последний активизируется продук¬тами распада АТФ, а также вследствие ослабления ингибирующего влияния АТФ на ключевые ферменты гликолиза).
Другой механизм адаптации к гипоксии заключается в увеличе¬нии количества дыхательных ферментов и мощности системы мито¬хондрий путем увеличения количества митохондрий. Начальным звеном - торможение окисления и окислитель¬ного ресинтеза аденозинтрифосфорной кислоты при недостатке кислорода, в результате чего в клетке уменьшается количество макроэргов и соответственно увеличивается количество продуктов их распада. Соотношение [АДФ] х [Фн]/[АТФ], обозначаемое как потенциал фосфорилирования, увеличивается. Этот сдвиг является стимулом для генетического аппарата клетки, активация которого приводит к увеличению синтеза нуклеиновых кислот и белков в си¬стеме митохондрий. Масса митохондрий увеличивается, что означает увеличение числа дыхательных цепей. Таким путем восстанавлива¬ется или повышается способность клетки вырабатывать энергию вопреки недостатку кислорода в притекающей крови.
Описанные процессы происходят главным образом в органах с на¬иболее интенсивной адаптационной гиперфункцией при гипоксии, т.е. ответственных за транспорт кислорода (легкие, сердце, дыхательные мышцы, эритробластический росток костного мозга), а также наиболее страдающих от недостатка кислорода (кора большого мозга, нейроны дыхательного центра). В этих же органах увеличивается синтез струк¬турных белков, приводящий к явлениям гиперплазии и гипертрофии. Таким образом, длительная гиперфункция систем транспорта и утили¬зации кислорода получает пластическое и энергетическое обеспечение (Ф.З.Меерсон). Эта фундаментальная перемена на клеточном уровне меняет характер адаптационного процесса при гипоксии. Расточитель¬ная гиперфункция внешнего дыхания, сердца и кроветворения стано¬вится излишней. Развивается устойчивая и экономная адаптация.
Повышению устойчивости тканей к гипоксии способствует ак¬тивизация гипоталамо-гипофизарной системы и коры надпочечни¬ков. Гликокортикоиды активизируют некоторые ферменты дыха¬тельной цепи, стабилизируют мембраны лизосом.
При разных видах гипоксии соотношение между описанными приспособительными реакциями может быть различным. Так, например, при дыхательной и циркуляторной гипоксии ограничены возможности приспособления в системе внешнего дыхания и крово¬обращения. При тканевой гипоксии неэффективны приспособи¬тельные явления в системе транспорта кислорода.
Моделирование острой Гипоксии - Течение кислородного голодания у взрослого и новорож¬денного животного. Порядок проведения опыта. Берутся взрослая мышь и новорожденный крысенок (т.к.мышата слишком малы, крысёнок по размерам, как взрослая мышь, таким образом на результатах опыта меньше сказываются различия в абсолютном по¬треблении кислорода). Животные помещаются в барокамеру. Выкачивается воздух и создает¬ся разрежение, величина которого контролируется по манометру (шкала показывает доли от 1 атмосферы). Для того чтобы определить величину давления в барокамере, нужно 760 мм рт. ст. умножить на величину давления, определяемую по манометру. Регистрируется изменение дыхания (поверхностное, ча¬стое, периодическое, агональное) изменение координации движения (бес¬покойство, потеря устойчивости, отдельные подергивания конечностей, общие судороги, кома); изменение окраски кожи, ушей, лапок, экзофтальм.
3. Недостаточность пищеварения. - Язвенная болезнь - дефекты на сли¬зистой оболочке двенадцатиперстной кишки и носит хронический характер. В этиологии большое значение имеют: психическая травма, эмоциональное и физическое перенапряжение, различные стрессо¬вые ситуации. Эксперименте на собаках и кошках показал, что «ошибка» высшей нервной деятельности приводит к нарушению моторной и секреторной функций желудка, а в ряде случаев и к образованию дефектов его слизистой оболочки. Погрешности в питании — нерегу¬лярный прием пищи, употребление чрезмерно горячей еды, алкого¬ля, злоупотребление острыми блюдами, диета с высокой кон¬центрацией поваренной соли, курение. Определенную роль играет наследственное предрасположение, в частности преобладание тону¬са парасимпатической части вегетативной нервной системы. Роль грубой, неадекватной пиши в возникновении язвенных поражений была доказана в эксперименте Л.Ашоффом. Предварительное голо¬дание животных способствует воспроизведению у них язв путем стрессорных и других воздействий. Инфекционных возбудителей (вируса герпеса, а также грамотрицательной спиральной бактерии Сатруiobacterpylo¬ri), нарушение последним возбудителем защит¬ного слизистого барьера.
Патогенез - основное значение имеет нарушение равнове¬сия между повреждающими (агрессивными) и защитными фак¬торами. К факторам агрессии относят действие кислого желудочного сока (кислотно-пептический фактор), механическое, термическое и химическое повреждение слизистой желудка (токси¬нами, микроорганизмами, неадекватной пищей, лекарственными веществами и т.д.). Защитную роль играют слизистый барьер, препятствующий обратной диффузии Н+-ионов и их повреждаю¬щему действию, адекватное кровоснабжение и высокий реге¬неративный потенциал слизистой оболочки, простагландины, туч¬ные клетки. Такую же роль выполняет нейтрализация кислого секрета слюной и панкреатическим соком, а также антродуоденаль-ное торможение.
Роль кислотно-пептического фактора подтверждается тем, что у многих больных при локализации язвы в двенадцатиперстной кишке повышены кислотность и переваривающая способность желудочного сока.
Можно вызвать при помощи веществ, усиливающих желудочную секрецию и повышающих кислотность желудочного сока (пента-гастрин, гистамин, резерпин, атофан), а также при помощи хрони¬ческого раздражения блуждающего нерва, стимулирующего желу¬дочную секрецию и выработку гастрина.
Решающую роль в сохранении высокой резистентности слизис¬той оболочки желудка играет адекватное нервно-трофическое обес¬печение. С ним связано быстрое (за 4—6 дней) обновление по¬верхностных клеток желудка, установленное при помощи современ¬ных радиоавтографических методов.
Важную роль в патогенезе придают гумораль¬ным нарушениям. У больных отмечают увеличе¬ние концентрации гистамина в крови и в слизистой оболочке желуд¬ка, а также снижение активности гистаминазы. Предполагают, что, воздействуя на Н2-рецепторы, гистамин повышает продукцию соля¬ной кислоты париетальными клетками и нарушает микроциркуля¬цию.
Установлено обострение при длительном введении с лечебной целью гликокортикоидов или кортикотропина. Гормоны повышают секрецию и кислотность же¬лудочного сока и снижают содержание слизи, играющей защитную роль. Они также тормозят синтез белков и регенерацию клеток. Описано развитие язв при гастринпродуцирующей опухоли (гастринома) поджелудочной железы или желудка (синдром Золлингера—Эллисона), а также при инсуломе и опухолях околощитовидных желез.
Нарушение образования желчи — холестаз. Холестаз может прояв¬ляться как функциональный дефект образования желчи на уровне гепатоцита (внутрипеченочный холестаз), или как органические, либо механи¬ческие
нарушения секреции и оттока желчи (внепеченочный холестаз). Клинически холестаз характеризуется повышением в крови уровня прямого билирубина, солей желчных кислот, холестерина (все они в нор¬ме секретируются в желчь). Проявления холестаза определяются вызвавшей его причиной.
Маркеры холестаза - На каналикулярной (обращенной в желчный капилляр) мембране гепатоцита локализованы щелочная фосфатаза (ЩФ) — связана с внеш- ней поверхностью каналикулярной мембраны, гамма-глутамилтранспеп-тидаза (гамма-ГТП), сывороточная лейцинаминопептидаза (ЛАП) и 5 '-нуклеотидаза (5 '-НТ).
При повреждении клеток печени может наблюдаться некоторое повы¬шение содержания ЩФ, при этом степень возрастания уровней ЩФ зна¬чительно выше, чем повышение трансаминаз при холестатических состоя¬ниях. Фракционное определение изоферментов ЩФ позволяет установить источник, поскольку ЩФ содержится и в костях, и в плаценте, и в кишеч¬нике, и в лейкоцитах.
Другим способом оценки источника повышения уровней ЩФ в слу¬чае заболеваний печени служит определение ГТП, ЛАП, 5-НТ.
Повышение уровня ГТП вызывается приемом алкоголя и, следователь¬но, может быть маркером повреждения печени при хроническом алкоголиз¬ме.
Возрастание содержания всех упомянутых ферментов свидетельству¬ет о гепатобилиарном поражении и совпадает с повышением активности ЩФ.
Нарушение пищеварения, связанное с нарушением выделения жел¬чи и панкреатического сока. Отсутствие желчи (ахолия) или недоста¬точное ее поступление (гипохолия) в двенадцатиперстную кишку возникают вследствие нарушения желчеобразования и желчевыде-ления и сопровождаются нарушением переваривания и всасывания жиров, снижением перистальтики кишок и усилением в них процес¬сов гниения и брожения. Серьезные нарушения пищеварения вызывают изменения панкреатической секреции, так как поджелудочная железа вырабатывает все основные пищеварительные ферменты. Основную массу белков панкреатического сока (свыше 70%) составляют лротеолитические ферменты: трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипепти-даза (А и В) и калликреин. Все эти ферменты, а также фосфолипаза А вырабатываются в неактивном состоянии (в виде зимогенов). Ос¬тальные ферменты — липаза, ос-амилаза, РНКаза и ДНКаза - секре-тируются в активной форме. При закупорке или сдавлении протока поджелудочной железы, муковис-цидозе (кистозный фиброз поджелудочной железы), остром и хроническом панкреатите или дуодените, нарушении нервно-гу¬моральных механизмов регуляции панкреатической секреции. Секреторным нервом поджелудочной железы является блуждающий нерв; гуморальная регуляция осуществляется с помощью секретина, который активирует выделение воды и гидрокарбонатов, холецисто-кинина (панкреозимина), стимулирующего продукцию ферментов, и панкреатического полипептида, тормозящего ее.
При отсутствии панкреатического сока значительная часть жира не переваривается и выделяется с калом (стеаторея). Нарушение переваривания белков возникает при недостаточной выработке пеп-тидаз поджелудочной железы, а также при нарушении их активации. Так, трипсиноген активируется энтерокиназой кишечного сока и ау-токаталитически, остальные протеолитические ферменты и фосфо¬липаза А активируются трипсином. При снижении панкреатической секреции нарушается гидролиз нуклеиновых кислот пищи и в мень¬шей степени — расщепление крахмала.
4. - Недостаточность фолацина (фолиевой кислоты) - данное вещество является птероил-глутаминовой кислотой и содержит остатки 2-амино-4-окси-6-метилптеридина, глута-миновой и, что особенно интересно — пара-аминобензойной кислот (незаменимый фактор для многих микроорганизмов). Глутаминовых остатков в молекуле витамина может быть различное количество. Фолаты содержатся в ра¬стительной пище — бобах, петрушке. И в животной: в печени, почках, мясе.
При спру их усвоение резко падает. Полагают, что при некоторых формах данного заболевания может иметь место пер¬вичный дефект гидролаз, необходимых для мембранного пищеварения предшественни¬ков абсорбируемого фолацина. Порочным кругом в развитии спру считается вторичное нарушение регенерации кишечного эпите¬лия при отсутствии всасывания фолацина, которое дополнительно ограничивает по¬ступление фолиевой кислоты в организм. Различные формы спру, особенно, тропичес¬кие, рассматриваются как состояния, клини¬ка которых, главным образом, определяется фолациновым гиповитаминозом.
Всасывание фолацина снижается у алко¬голиков под действием этанола, а также при приеме ряда лекарств (фенитоина, барбиту¬ратов). Кислые пищевые продукты понижают абсорбцию фолатов. В целом, по при¬чине крайней неустойчивости к кулинар¬ной обработке и плохого всасывания, сбалансированный рацион содержит не бо¬лее 2/3 от суточной потребности в фолацине, которая составляет у взрослого человека до 400 мкг/100 г. Остальное дополняет микро¬флора кишечника. Беременность, кормление грудью и другие состояния напряжённой адаптации характеризуются очень значитель¬ным повышением потребности в данном ви¬тамине и соответствующим возрастанием степени риска гиповитаминоза. Повышены потери фолатов у лиц с экзоэритроцитарными гемолитическими анемиями, когда внутриэритроцитарная фолиевая кислота оказы¬вается в плазме и выводится с мочой, а так¬же у больных шелушащимися кожными заболеваниями. Гемобластозы и злокаче¬ственные опухоли тоже сильно увеличивают потребности в фолацине. Наконец, фолацин теряется при гемодиализе.
Запасы фолатов в организме сосредото¬чены в печени и почках и приближаются к 5—20 мг, что оттягивает начало клинически явного гиповитаминоза на несколько меся¬цев после момента, когда поступление фолацина становится неадекватным. Заболевания печени повышают скорость развития фолатной недостаточности. При поступле¬нии в клетку данная форма витамина пре¬вращается в деметилированную при участии витамина В12. Если этого не происходит, клетки будут легко терять фолат, так как полиглутаминированию и сохранению в интрацеллюлярном отсеке подвергается только тетрагидрофолат. Именно поэтому при гипо¬витаминозе В|2 развивается и нарушение ис¬пользования клетками фолацина (см. ниже). Метаболическая роль фолацина крайне важна. Витамин активен в форме тетрагидро-фолата, который возникает из дигидрофола-та при действии дигидрофолатредуктазы. Наследственный дефект этого фермента ве¬дет к стойкой мегалобластической анемии. Тетрагидрофолат — это кофермент
содей¬ствующий включению одноуглеродных фраг¬ментов (метильной, формильной, метилено-вой групп) из серина и дериватов гистидина в различные соединения. Важнейшим аспек¬том этой функции является участие фолат-зависимых ферментов в синтезе пуринов, а также пиримидинового азотистого основа¬ния тимина (см. выше «Патофизиология нуклеинового метаболизма»). Фермент тимидилатсинтетаза превращает дезоксиури-дил-монофосфат в дезокситимид ил-монофос¬фат. При этом тетрагидрофолат окисляется в дигидрофолат и нуждается в восстановлении. Если имеется гиповитаминоз по фолацину, уридилаты не превращаются в тимидилаты. Синтез РНК при этом существенно не стра¬дает. Но в ДНКтиминовые нуклеотиды пере¬стают включаться и частично заменяются на уридиновые. Образуется аномальная легко фрагментируемая ДНК. Кроме того, синтез ДНК резко замедляется. Это ведет к наруше¬нию клеточного цикла быстро пролифериру-ющих клеток, в частности, гемопоэтических и эпителиальных. Данные звенья патогенеза и формируют картину фолат-дефицитных состояний. Из-за замедления клеточного цикла эритроидные предшественники реже делятся и дают меньше красных кровяных клеток. Они дольше пребывают в интерфазе, синтезируя гемоглобин. Формируется ядер¬но- цитоплазматическая асинхрония. Полу¬чаются мегалобласты и мегалоциты, имею¬щие повышенный цветовой показатель, но пониженный срок жизни. Нестабильная ДНК формирует структуры типа колец Кабо и телец Жолли. Развивается гипорегенератор-ная гиперхромная мегалобластическая ане¬мия. Подобные же нарушения миелопоэза ведут к тромбоцитопении и лейкопении со сдвигом ядерной формулы гранулоцитов вправо и гиперсегментацией их ядер. Устой¬чивость мегалоцитов к гемолизу понижена, в связи с чем мегалобластические состояния могут даже сопровождаться гипербилируби-немией, хотя усиленный гемолиз и не служит главным механизмом данных анемий.
Нарушается и пролиферация эпителия, что проявляется хейлозом, гунтеровским глосситом (сухой красный «лакированный язык»), эзофагитом, конъюнктивитом, атро-фическими или эрозивными гастритом и эн¬теритом. Вследствие этого бывает ахлоргид-рия, поносы (реже — запоры), стеаторея. Происходит задержка роста, ухудшение за¬живления ран, развивается иммунодефицит, возможно оживление хронических инфек¬ций и субфебрилитет. Фолин-зависимые ферменты участвуют в синтезе серина и вали-на. Тетрагидрофолат необходим и для синте¬за (путём метилирования гомоцистеина) ме-тионина, а также для катаболизма гистидина. При нехватке фолацина накапливается про¬межуточный продукт катаболизма последне¬го — форминоглутаминовая кислота, опреде¬ление которой в моче обладает диагностичес¬ким значением для дифференцировки между фолациновым и кобаламиновым дефицита¬ми. Дефицит фолацина может приводить к вторичной гомоцистеинурии и нехватке не¬заменимой аминокислоты метионина, что способствует атеросклерозу и стеатозу пече-ни, понижает функцию надпочечников.
Лабораторные признаки фолацинового дефицита включают также снижение уров¬ня фолацина плазмы (в норме 6-15 нг/мл) и фолацина эритроцитов (в норме 150— 600 нг/мл эритроцитарной массы). Если причиной фолацинового дефицита служат гемобластозы и печеночная недоста¬точность, то уровень фолатов в плазме часто нормален, несмотря на дефицит фолацина в тканях.
Важным дифференциально-диагности¬ческим признаком, присутствующим (хотя и не всегда) при кобаламиновом дефиците и практически отсутствующим при фолацино¬вой недостаточности, служит демиелинизи-рующая полинейропатия.
Известно множество антивитаминов фо-лиевой и парааминобензойной кислот, кото¬рые широко применяются в химиотерапии. Они могут вызывать клинически выражен¬ный фолациновый гиповитаминоз. Это, прежде всего, цитостатики (аминоптерин, аметоптерин, и особенно — метотрексат). Данные лекарства ингибируют дигидрофо-латредуктазу. Более слабое аналогичное дей¬ствие оказывают триметоприм, пентамидин, пириметамин, триамтерен. Сульфанилами¬ды тормозят у бактерий- синтез фолацина из парааминобензойной кислоты, на чем осно¬ван их лечебный эффект. Но это же свойство создает риск дисбактериоза и фолациновой недостаточности при сульфаниламидной терапии. Для преодоления токсичности анта¬гонистов тетрагидрофолат-редуктазы пользу¬ются фолиновой кислотой (лейковорином).
Гиповитаминоз В12 - Еще в XIX столетии Т. Аддисон и А. Бирмер описали злокачественную анемию с увеличе¬нием диаметра незрелых красных кровяных клеток, сопровождаемую ахилическим гаст¬ритом с атрофией слизистой желудка. В XX столетии Дж. X. Уиппл показал, что введение печени в рацион собак с мегалобластически-ми анемиями приводит к стимуляции крове¬творения, а затем Ж.Р. Мино и У.П. Мерфи (1926) добились излечения мегалобластичес-ких состояний у человека большими количе¬ствами печени. Однако, диетотерапия пече¬нью оставалась неэффективной при анемии Аддисона-Бирмера. В связи с этим, В. Кэстл (1928) предположил, что ее развитие зависит от внешнего фактора пищи и внут¬реннего, выделяемого слизистой желудка. В 1948 г. Смитом, Райксом и соавт. был выделен в кристаллической форме агент, ответствен¬ный за лечебный эффект печени при мега-лобластической анемии (внешний фактор Кэстла или, как часто транскрибируют Кас-ла), чуть позже Баркер охарактеризовал его коферментную форму — кобаламин. Веще¬ство получило название витамин В12. В ани-он-замещённой форме цианкобаламина он стал использоваться в фармакотерапии. Но только в пятидесятых годах Д. Кроуфут-Ход-жкин удалось расшифровать крайне сложную химическую структуру витамина (рис. 79), используя рентгеноструктурный анализ (1955). Витамин оказался кобальт-содержа-щим геминоподобным соединением (моле¬кулярной массой 1356 Д). Позже выяснили и природу внутреннего антианемического фак¬тора Кэстла. Это был гексозамин-содержащий мукопротеин обкладочных клеток сли¬зистой желудка, образующий с внешним фактором комплекс, защищающий его раз¬рушения в кишечнике. Лишь в составе тако¬го комплекса В12 эффективно всасывается в тонком кишечнике с помощью специально¬го рецептора. В Скандинавии описано ред¬кое аутосомно-рецессивное наследственное заболевание — болезнь Имерслунда- Грэсбека, при котором сильно ограничено кишечное всасывание витамина В]2 из-за дефекта дан¬ного кишечного рецептора и имеется проте-инурия. Описаны и единичные наблюдения мегалобластической анемии, связанной с на¬следственным дефектом самого внутреннего фактора Кэстла.
В 90-е годы, при решающем вкладе авст¬ралийского патолога Б.Х. Тоха, было уста¬новлено, что злокачественная анемия Адди¬сона-Бирмера — аутоиммунное расстройство, вызванное аутоантителами к компонентам водородного насоса и гастринового рецепто¬ра обкладочных клеток слизистой желудка, а также, у ряда больных — аутоантителами против внутреннего фактора Кастла. Именно поэтому пероральная терапия печенью у таких больных не да¬вала эффекта. Однако, позже оказалось, что при сверхвысоких концентрациях витамина В|2 в кишечнике и суточной дозе от 200 мкг он всасывается и без внутреннего фактора Кэстла.
Кобаламин — уникальное соединение, не образуемое ни животными, ни высшими растениями. Лишь микроорганизмы спо¬собны к созданию его молекул. В связи с этим, высоким содержанием витамина В12 отличаются весьма неаппетитные субстан¬ции — осадок сточных вод (50 мкг/г), речной ил (3 мкг/г), отходы производства антибио¬тиков и навоз (0,1 мкг/г). Микрофлора кишечника человека синте¬зирует витамин В12при наличии витамина PR Высшие растения накапливают сравнитель¬но немного витамина, а животные — гораздо больше. Ценными источниками витамина являются печень (90—150 мкг/100 г), почки (20-50), рыба (11-15, особенно, пикша и сельдь), мясо (2-8). Человеку необходимо в день не более 2-3 мкг витамина В12. Витамин устойчив к термообработке пищи, но разла¬гается на свету. Достоверно доказана этио¬логическая роль строгого вегетарианства в возникновении гиповитаминоза В12. К этио¬логии данного нарушения самое прямое от¬ношение имеют и гельминтозы, так как мно¬гие паразитические черви избирательно аб¬сорбируют витамин В|2. Особенно, этим отличаются широкий лентец и анкилостома. Всасывание витамина страдает при энтери¬тах, в том числе спру, резекции кишечника и действии таких лекарств, как неомицин, па-рааминосалициловая кислота и колхицин.
После всасывания витамин поступает в портальный кровоток в комплексе с транско-баламином II (35 кД) и проникает в гепатоци-ты, причём, по некоторым данным, и в этом процессе участвует гастромукопротеин или его фрагменты. В печени витамин депониру¬ется, причём в настолько существенных ко¬личествах, что даже после тотальной резек¬ции желудка первые признаки явной мега-лобластической анемии отмечаются при обычной диете лишь через 3-4 года. По-ви¬димому, в печени депонируемый витамин прочно связан с траискобаламином 1(121 кД). Этот же комплекс проникает в кровь и пере¬носится плазмой. При аутосомно-репессив-ном наследственном дефиците транскобала-мина II развиваются мегалобластическая ане¬мия, лейкопения и иммунодефицит (см. т. I, с. 480-481). При нехватке транскобаламина 1 гематологических аномалий не отмечено. Существует и транс кобал амин III, как пола¬гают, участвующий вместе с остальными транспортерами витамина в предупреждении потерь