Методы изучения патофизиологии

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

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

а) рабочая гипотеза или идея;

б) метод, обеспечивающий возможность проверки гипотезы;

в)правильная оценка результатов эксперимента.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

- метод сравнительной патологии - изучение в сравнительном (эволюционном) аспекте лихорадки, воспаления, гипоксии и т.д.

Используются и другие методы исследования на животных.

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

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

В эксперименте, в отличие от наблюдения, пытаются воспро­изводить патологические процессы, синдромы, болезни; созда­вать особые условия; изучать причины и следствия, патогенез; усиливать одни функции и ослаблять другие; апробировать но­вые лекарственные препараты.

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

Правомерно ли переносить на человека данные и выводы патофизиологического эксперимента, проведенного на животном?

Патофизиологический эксперимент не воспроизводит полностью болезни человека. Законы развития заболеваний в человеческом обществе принципиально отличны от закономерностей развития патологических процессов в животном мире:

- в человеческом обществе в определенной мере отсутствует естественный отбор;

огромна роль социального строя;

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

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

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

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

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

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

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

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