Общая патология (патологическая анатомия и патологическая физиология)

 

Патология (от греч. pathos – страдание, болезнь) – область теоретической и клинической медицины, изучающая закономерности возникновения, течения и исхода болезней.

 

Патологическая анатомия

Патологическая анатомия как наука сформировалась в конце XVIII-начале XIX века. Она изучает патологические изменения, происходящие в органах и тканях при различных заболеваниях. Основной метод - посмертное вскрытие (аутопсия) и исследование тела, в том числе внутренних органов. В истории патологической анатомии выделяют два периода: макроскопический и микроскопический.

 

Макроскопический период

Становлению патологической анатомии способствовал итальянский анатом Бартоломео Евстахий (Bartolomeo Eustachio, 1510-1574), который во второй половине XVI века ввёл первые систематические вскрытия умерших от болезней пациентов.

Первая попытка установить связь между симптомами болезней и морфологическими изменениями в органах и тканях, обнаруженными при вскрытии умерших от болезней, была сделана швейцарским врачом Теофилом Боне (Theophile Bonet, 1620 -1689). Сопоставив материалы почти 3000 аутопсий с данными историй болезней, он высказал идею о существовании в организме больного человека «места болезни».

Во времена Теофила Боне при определении заболевания главными считались симптомы, выявленные на основании опроса и осмотра больного. Целью вскрытий не являлось выявление причины смерти или подтверждения установленного при жизни диагноза. Задача вскрытий заключалась лишь в выявлении масштабов повреждений и их соотношения с клиническими симптомами.

Итальянский анатом и врач Джованни Баттиста Морганьи (Giovanni Battista Morgagni, 1682-1771), основоположник патологической анатомии, первым поставил вопрос о том, что симптомы являются признаками не болезней вообще, а морфологических изменений, которые возникают в результате болезни. Производя вскрытия умерших, Дж. Б. Морганьи сопоставлял обнаруженные им изменения поражённых органов с симптомами заболеваний, которые он наблюдал при жизни больного, будучи практикующим врачом. В результате обобщения собственного фактического материала (700 вскрытий) и трудов своих предшественников учёный в 1761 году опубликовал научный труд «О местонахождениях и причинах болезней, открытых посредством рассечения» («De sedibus et causis morborum per anatomen indagatis»). Дж. Б. Морганьи показал, что каждая болезнь вызывает определённые изменения в конкретном органе и орган является местом локализации болезненного процесса. Иными словами, понятие болезни было соединено с конкретным материальным субстратом. Таким образом, была создана органопатология - учение о болезнях органов (или систем органов).

Своими исследованиями Дж. Б. Морганьи сблизил анатомию с клинической медициной. Он пересмотрел нозологические системы и создал первую научно обоснованную классификацию болезней (по локализации), положив начало новому клинико-анатомическому направлению в медицине.

Дальнейшее развитие патологической анатомии связано с деятельностью французского анатома, физиолога и врача Мари Франсуа Ксавье Биша (Marie Francois Xavier Bichat, 1771-1802). Развивая положения Дж. Б. Морганьи, он вывел два важных положения. Во-первых, органы и части человеческого тела при всей их неповторимости состоят из одних и тех же тканей, во-вторых, болезнь поражает не весь орган, а только отдельные его ткани, независимо от того, в каком органе эта ткань находится. Тем самым М.Ф.К. Биша заложил основы учения о тканях (гистологии) и дал тканевую теорию патологии.

Микроскопический период

В середине XIX века развитие патологии проходило в борьбе двух направлений: гуморального (от лат. humor - влага, жидкость) и солидарного (от лат. solidus - плотный, твёрдый).

Крупнейшим представителем гуморального направления в патологии был венский патолог, чех по национальности Карл Рокитанский (Karl Rokitansky, 1804-1878). В 1844 году он создал в Венском университете первую в Европе самостоятельную кафедру патологической анатомии с музеем препаратов. В трёхтомном труде «Руководство патологической анатомии» («Handbuch der speciellen pathologischen Anatomie») учёный изложил концепцию гуморальной патологии, согласно которой в основе ряда заболеваний лежит неправильное смешение и нарушение состава жидкостей (соков) организма - дискразия (dyscrasia). В то же время местный патологический процесс К. Рокитанский рассматривал как проявление общего заболевания. Понимание болезни как общей реакции организма было положительной стороной его концепции.

В середине XIX века гуморальная патология К. Рокитанского вступила в противоречие с новыми фактическими данными, полученными при микроскопических исследованиях клеточного строения организмов, что значительно расширило возможности морфологического анализа в норме и патологии.

Принципы морфологического метода в патологии заложил немецкий учёный, патолог и общественный деятель - Рудольф Вирхов (Rudolf Virchow, 1821-1902). В 1858 году он опубликовал статью «Целлюлярная патология как учение, основанное на физиологической и патологической гистологии» («Die Cellularpathologie in ihrer Begriindung auf physiol. und pathol. Gewebsiehre»), в которой изложил целлюлярную (клеточную) теорию патологии.

Р. Вирхов утверждал, что жизнедеятельность организма представляет собой сумму жизнедеятельности составляющих его клеток. Клетка является не только носительницей жизни, но и болезни, так как болезнь – это тоже жизнь, но в изменившихся условиях. Следовательно, сущность учения Р. Вирхова заключается в том, что материальным субстратом болезни является клетка.

Ещё в XIX веке была доказана ошибочность целлюлярной теории патологии Р. Вирхова. Некоторые её положения в первоначальном виде противоречили общепринятому учению об организме как целостной системе. Кроме того, неприемлемым являлось отрицание роли гуморальных и нервных факторов в патологии. Несмотря на это, учение Р. Вирхова сыграло положительную роль в развитии представлений о морфологических основах болезней. Она позволила понять причины многих заболеваний, в частности механизм возникновения раковых опухолей, объяснить причины воспалительных процессов и роль в этих процессах лейкоцитов.

Кроме того, Р. Вирхов создал терминологию и классификацию основных патологических состояний.

На смену целлюлярной теории патологии пришло функциональное направление, основанное на учении о нервной и гуморальной регуляции. Тем не менее, клетка остаётся базисной единицей патологического процесса.

В России основателем первой самостоятельной кафедры общей патологии в Московском университете в 1849 году и первой отечественной патологоанатомической школы является известный патологоанатом Алексей Иванович Полунин (1820-1888). На кафедре преподавались патологическая анатомия и экспериментальная патология (патологическая физиология). Его научные интересы затрагивали вопросы морфологии воспаления и инфекционных болезней.

 

Патологическая физиология

Патологическая физиология – наука, изучающая закономерности возникновения, течения и исхода патологических процессов и компенсаторно-приспособительных реакций в больном организме. Методом патологической физиологии является эксперимент на животных в сочетании с клиническим наблюдением. Как научная дисциплина она сформировалась в середине XIX века.

В России основоположником патологической физиологии как самостоятельной научной дисциплины и первой отечественной школы патофизиологов является Виктор Васильевич Пашутин (1845-1901). В 1874 году он организовал кафедру общей и экспериментальной патологии в Казанском университете, а в 1879 году возглавил подобную кафедру в Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге. Основные научные труды посвящены проблемам обмена веществ (учение об авитаминозе) и газообмена (учение о гипоксии), голодания, пищеварения и деятельности желёз внутренней секреции.

В конце XIX – начале XX веков большой вклад в развитие патологической физиологии внесли И.И. Мечников, А.А. Богомолец и многие другие отечественные учёные.

Илья Ильич Мечников (1845-1916) оставил глубокий след в истории ряда медицинских дисциплин: иммунологии, микробиологии, эмбриологии и геронтологии. Он открыл явление фагоцитоза и заложил основы клеточной теории иммунитета, за что был удостоен в 1908 году Нобелевской премии. Кроме этого, им сформулирована эволюционно-приспособительная теория воспалительной реакции, открыт новый класс антител – цитотоксины (антитела к чужеродным клеткам). Этим были заложены основы теории аутоиммунных процессов. И.И. Мечников сделал предположение о том, что в фагоцитах есть ферментные носители - цитазы, предвосхитив тем самым в последующем открытие лизосом.

Значительный вклад в развитие патологической физиологии внёс Александр Александрович Богомолец (1881-1946). В своих трудах он изложил учение о физиологической системе соединительной ткани и её участии в иммунитете, проблемы долголетия и переливания крови, а также описал механизмы анафилактического и гемотрансфузионного шока.

 

Микробиология

Микробиология (греч. microbiologia; от micros – малый, bios – жизнь, logos – учение) как наука о микроорганизмах, их строении и жизнедеятельности, а также изменениях, вызываемых ими в организмах людей, животных, растений и неживой природе, появилась во второй половине XIX века.

Её формирование проходило в тесной связи с практической деятельностью человека, историческим развитием, общим прогрессом наук (биологии, физики, химии) и техники (открытие и совершенствование микроскопии и других методов исследования). В процессе своего развития микробиология дифференцировалась на общую, медицинскую, сельскохозяйственную, ветеринарную, санитарную, промышленную и др. Для врачей особое значение имеет медицинская микробиология, которая изучает патогенные микроорганизмы, вызывающие заболевания человека, и разрабатывает методы диагностики, профилактики и лечения этих болезней. В истории микробиологии выделяют два основных периода: эмпирический и экспериментальный.

 

Эмпирический период

Эмпирические догадки о живой природе заразного начала, уносившего во время эпидемий тысячи, а во время пандемий миллионы человеческих жизней, не давали покоя учёным в течение многих веков. Частые эпидемии повальных болезней в средневековой Европе способствовали накоплению сведений о путях заражения.

Создание первых оптических приборов в начале XVII века открыло новую эру в истории микробиологии. Однако прошло почти два столетия эмпирических поисков до обнаружения первых патогенных микроорганизмов и научно обоснованных методов борьбы с ними. Классическим примером успешного эмпирического решения этой сложнейшей проблемы является история оспопрививания.

Среди заразных болезней натуральная оспа (лат. variola) занимает особое место, и прежде всего это связано с тем, что в XV-XVIII веках в результате эпидемий погибало огромное количество людей.

Литературные памятники Древней Индии, Древнего Египта, Древнего Китая содержат сведения о повальных болезнях, в том числе и об оспе. Также в них говорится о том, что единожды переболевший человек больше не заболевал оспой. Эти наблюдения привели к первым эмпирическим попыткам защиты от опасного заболевания путём предохранительного самозаражения – «оспопрививания», которое известно в истории науки под названием инокуляция (лат. inoculation – искусственное заражение; от лат. inoculare – пересаживать) или вариоляция (лат. variolatio; от лат. названия оспы – variola). Например, китайцы в XI веке прививку против оспы проводили при помощи кусочка материи, пропитанного содержимым оспенных пустул, который закладывали в нос здоровому ребёнку. При другом способе в нос закладывали сухие оспенные струпья, завёрнутые в материю. В Древней Индии брамины натирали кожу до ссадин и прикладывали к ней измельчённые оспенные струпья.

В России предохранительные меры против оспы были известны задолго до гениального открытия Дженнера и заключались в том, что оспенные струпья растирали в порошок, вдыхали его, а затем парились в бане.

После искусственного заражения заболевание, как правило, проходило в лёгкой и несмертельной форме. Однако в ряде случаев после оспопрививания развивалась тяжёлая форма болезни, нередко со смертельным исходом, но в меньшем числе случаев, чем при обычной инфекции.

В начале XVIII века метод инокуляции получил широкую известность во Франции, Германии и других странах Западной Европы. В России оспопрививание вошло в практику в середине XVIII века, во время правления императрицы Екатерины II (1762-1796).

Со временем оспопрививание стали делать «с руки на руку», что значительно снижало возможность заражения тяжёлой формой заболевания. Однако инокуляция не гарантировала длительной и полноценной защиты от оспы.

Решение проблемы было найдено Эдвардом Дженнером (Edward Jenner, 1749-1823) – английским врачом, основоположником метода вакцинации (лат. vaccinatio; от vacca – корова).

В течение многих лет Э. Дженнер собирал сведения о заболеваниях человека коровьей оспой, желая убедиться в предохранительных её свойствах по отношению к натуральной оспе. В результате своих наблюдений он пришёл к выводу: содержимое молодых незрелых пустул коровьей оспы предотвращает заболевание натуральной оспой в случае его попадания на руки доярок, т. е. при инокуляции. Следовательно, искусственное заражение коровьей оспой является безвредным и эффективным способом профилактики натуральной оспы. Содержимое пустул коровьей оспы Э. Дженнер назвал словом «вакцина» (лат. vaccina; от vacca – корова).

В 1796 году Э. Дженнер вакцинировал восьмилетнего мальчика Джеймса Фиппса коровьей оспой, а через полтора месяца ввёл ему содержимое пустулы больного натуральной оспы, но мальчик не заболел. Последующие попытки заразить мальчика натуральной оспой оказались безуспешными.

В 1798 году Э. Дженнер опубликовал свою работу о прививке коровьей оспы, и оспопрививание стало распространяться по всему миру. Открытие Э. Дженнера явилось поворотным пунктом в истории борьбы с натуральной оспой. Однако Э. Дженнер не представлял, в чём заключается суть предложенного им способа вакцинации от этого опасного инфекционного заболевания. Научно обосновал его открытие Луи Пастер.

 

Экспериментальный период

Медицинская микробиология как наука оформилась во второй половине XIX века, и в ней сформировалось два направления: этиологическое и физиологическое.

Физиологическоенаправлениев медицинской микробиологии связано с именем Луи Пастера (Louis Pasteur, 1822-1895) – выдающегося французского учёного, химика и микробиолога, основоположника микробиологии и иммунологии.

Первые научные работы Луи Пастера посвящены изучению связи между кристаллической структурой вещества и его оптической активностью. Эти исследования явились основой нового научного направления – стереохимии – науки о пространственном расположении атомов в молекулах.

В результате изучения процессов брожения, учёный доказал, что брожение – биологический процесс, обусловленный деятельностью микроорганизмов. Причем каждый тип брожения (молочнокислого, спиртового, уксусного) вызывается специфическими микроорганизмами. Кроме этого Л. Пастер открыл микроорганизмы, вызывающие маслянокислое брожение, – анаэробные бактерии, живущие и развивающиеся без свободного кислорода. Это открытие навело его на мысль, что организмам, которые обитают в среде, лишённой кислорода, брожение заменяет дыхание. В связи с чем Л. Пастер предложил способ сохранения пищевых продуктов при помощи тепловой обработки (впоследствии названный пастеризацией).

Многолетние исследования болезней шелковичных червей позволили Л. Пастеру установить пути заражения и наследственной передачи, а также разработать меры борьбы с эпидемиями этих заболеваний.

Знакомство Л. Пастера с работами Э. Дженнера по оспе навели его на мысль, что метод вакцинации можно применить и к другим инфекционным заболеваниям.

Изучив свойств возбудителя куриной холеры, Л. Пастер сделал экспериментально обоснованный вывод: введение ослабленной культуры возбудителя этого заболевания не вызывает гибели птиц и делает их совершенно невосприимчивыми к болезни в последующем.

Невосприимчивость организма к инфекционному заболеванию после прививки он назвал иммунитетом (лат. immunity; от лат. immunitas – освобождение от чего-либо).

Ослабленную или аттенуированную (от лат. attenuare – ослаблять, уменьшать) культуру болезнетворных микробов, вызывающую иммунитет, Л. Пастер предложил называть термином «вакцина», желая увековечить великие заслуги английского врача Э. Дженнера, который, ещё не зная принципов вакцинации, дал человечеству первую вакцину – против оспы.

В 1881 году Л. Пастер создал вакцину против сибирской язвы путём искусственного изменения вирулентности микроорганизмов.

В 1885 Л. Пастер создаёт антирабическую вакцину (от лат. rabies – бешенство) и организовывает в Париже первую в мире антирабическую станцию. Причём возбудитель бешенства в то время не был известен и относился к «невидимым микробам». Лишь в 1903 году сотрудник Института Пастера в Париже П. Ремленже (P. Remlinger) установил, что возбудителем бешенства является не бактерия, а фильтрующийся вирус.

Развитие микробиологии тесно связано с работами русских учёных.

Илья Ильич Мечников (1845-1916) – выдающийся русский биолог, патолог, иммунолог и бактериолог, создатель фагоцитарной теории иммунитета, один из основоположников эволюционной эмбриологии.

В 1883 году И.И. Мечников выступил на съезде русских естествоиспытателей и врачей с докладом «О защитных силах организма», в котором изложил основные положения фагоцитарной теории иммунитета. Этому предшествовали многолетние наблюдения учёного за внутриклеточным пищеварением у различных морских животных. Он открыл в их теле особые, «блуждающие клетки», которые захватывают и пожирают инородные тела, в том числе и болезнетворные микробы. Эти «блуждающие клетки» И.И. Мечников назвал фагоцитами (греч. phagocytus; от phagein – есть, поедать и kytos – полость, клетка), т. е. «клетками-пожирателями». Дальнейшие его исследования показали, что в теле человека функции фагоцитов выполняют лейкоциты крови и некоторые клетки тканей. Открытие защитных клеток в теле животных и человека послужило И.И. Мечникову основой для создания теории воспаления как защитной реакции организма в борьбе с болезнью.

В 1886 году И.И. Мечников совместно со своим учеником Н. Ф. Гамалеей организовывает первую в России (в городе Одессе) и вторую в мире Пастеровскую станцию по борьбе с бешенством и другими инфекционными заболеваниями.

С 1888 по 1916 гг. И.И. Мечников работал в Париже в Институте Пастера, где создал крупную научную школу российских микробиологов, иммунологов и патологов.

Немецкий учёный Пауль Эрлих (Paul Ehrlich, 1854-1915), разрабатывая метод определения активности антитоксических сывороток и изучения взаимодействия «антиген - антитело» in vitro (вне живого организма) создал концепцию «боковых цепей». Эта концепция позволила ему сформулировать теорию гуморального иммунитета. Помимо этого П. Эрлих установил, что существует два вида иммунитета: 1) пассивный и 2) активный. Первый достигается введением в организм готовых антител, а второй, когда организм сам вырабатывает антитела в ответ на введение антигенов.

Итак, благодаря открытиям И.И. Мечникова и П. Эрлиха было установлено, что иммунитет определяется как клеточными (фагоцитоз), так и гуморальными факторами, и было создано стройное учение об иммунитете.

В 1908 году П. Эрлиху совместно с И.И. Мечниковым была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за создание теории иммунитета.

Этиологическое направление в медицинской микробиологии связано с именем немецкого учёного, основоположника бактериологии Роберта Коха (Robert Koch, 1843-1910). При изучении специфических возбудителей инфекционных болезней он создал лабораторную бактериологию, а также разработал плотные питательные среды для выращивания и изучения чистых бактериальных культур. Им сформулированы критерии этиологической связи инфекционного заболевания с микроорганизмом, которые затем стали называться «триадой Коха» и до сих пор остаются теоретическими основами медицинской микробиологии.

Р. Кох первым установил этиологию сибирской язвы (1876), открыл возбудители туберкулёза (1882) и холеры (1883). Возбудитель туберкулёза был назван «палочкой Коха». Из него Р. Кох получил туберкулин (глицериновый экстракт чистой культуры микобактерий туберкулёза), который хотел использовать для лечения больных туберкулёзом. Однако на практике он себя не оправдал, зато оказался хорошим диагностическим средством и помог в создании ценных противотуберкулёзных препаратов. В 1905 году Р. Кох был удостоен Нобелевской премии за исследования и открытия в области туберкулёза.

Р. Кох и его ученики открыли также возбудителей чумы, малярии, брюшного тифа и других инфекционных заболеваний.

Таким образом, достижения в области микробиологии открыли большие возможности для решения многих естественнонаучных и практических задач, проблем здравоохранения, сельского хозяйства, пищевой и фармацевтической промышленности. Открытия в области микробиологии позволили врачам вести научно обоснованную борьбу с инфекционными заболеваниями и эффективно проводить их профилактику.