Патофизиология - Pathophysiology

Патофизиология примерные значения
BMP /ЭЛЕКТРОЛИТЫ:
Na+ = 140Cl− = 100BUN = 20/
Glu = 150
K+ = 4CO2 = 22PCr = 1.0\
ГАЗ АРТЕРИАЛЬНОЙ КРОВИ:
HCO3− = 24паCO2 = 40паО2 = 95pH = 7.40
АЛЬВЕОЛЯРНЫЙ ГАЗ:
пАCO2 = 36пАО2 = 105А-а г = 10
ДРУГОЙ:
Ca = 9.5Mg2+ = 2.0PO4 = 1
СК = 55БЫТЬ = −0.36AG = 16
ОСМОЛЯРНОСТЬ СЫВОРОТКИ /Почечная:
PMO = 300PCO = 295POG = 5BUN: Cr = 20
УРИНАЛИЗ:
UNa+ = 80UCl− = 100UAG = 5FENa = 0.95
Великобритания+ = 25ЗГС = 1.01UCr = 60UO = 800
БЕЛК /GI /ТЕСТЫ НА ФУНКЦИЮ ПЕЧЕНИ:
LDH = 100TP = 7.6AST = 25TBIL = 0.7
ALP = 71Альбом = 4.0ALT = 40до н.э = 0.5
АСТ / АЛТ = 0.6BU = 0.2
AF alb = 3.0SAAG = 1.0СОГ = 60
CSF:
CSF alb = 30CSF glu = 60CSF / S alb = 7.5CSF / S glu = 0.4

Патофизиология (a.k.a. физиопатология) - сходимость патология с участием физиология - исследование беспорядочного физиологические процессы которые вызывают, являются результатом или иным образом связаны с болезнь или травма, повреждение. Патология - это медицинская дисциплина, которая обычно описывает состояния наблюдаемый во время болезнь состояние, тогда как физиология - это биологическая дисциплина, которая описывает процессы или механизмы действующий в пределах организм. Патология описывает ненормальное или нежелательное состояние, тогда как патофизиология пытается объяснить функциональные изменения, которые происходят у человека из-за болезни или патологического состояния.[1]

История

Этимология

Период, термин патофизиология исходит из Древнегреческий πάθος (пафос) и φυσιολογία (физиология).

Девятнадцатый век

Редукционизм

В Германии 1830-х гг. Йоханнес Мюллер возглавил создание физиологических исследований, независимых от медицинских исследований. В 1843 г. Берлинское физическое общество была основана частично для того, чтобы очистить биологию и медицину от витализм, а в 1847 г. Герман фон Гельмгольц, который присоединился к Обществу в 1845 году, опубликовал статью «О сохранении энергии», которая оказала большое влияние на сведение исследовательской базы физиологии к физическим наукам. В конце 1850-х гг. анатомический патолог Рудольф Вирхов, бывший ученик Мюллера, сосредоточил внимание на клетке, установив цитология как центр физиологических исследований, а Юлиус Конхайм пионер экспериментальная патология в научных лабораториях медицинских вузов.

Теория зародыша

К 1863 году по мотивам Луи Пастер отчет о ферментации Масляная кислота, товарищ француз Казимир Давайне определили микроорганизм как решающего возбудителя болезни крупного рогатого скота сибирская язва, но его регулярное исчезновение из крови заставило других ученых сделать вывод, что это всего лишь побочный продукт гниение.[2] В 1876 г. Фердинанд Кон доклад о стадии крошечных спор одного вида бактерий, немец Роберт Кох изолировал Давайне бактериды в чистая культура - ключевой шаг, который установит бактериология как отдельная дисциплина - идентифицировали стадию спор, применяли Якоб Хенле постулатов, и подтвердил вывод Давайна, что стало большим подвигом для экспериментальная патология. Пастер и его коллеги продолжили экологический исследования, подтверждающие его роль в окружающей среде через споры в почве.

Также, что касается сепсис Давайн вводил кроликам очень разбавленное, крошечное количество гнилостной крови, дублировав болезнь, и использовал термин фермент гниения, но было неясно, относится ли это к термину Пастера заквашивать с микроорганизмом или, как и со многими другими, с химическим веществом.[3] В 1878 году Кох опубликовал Этиология инфекционных травматических заболеваний, в отличие от любой предыдущей работы, где на 80 страницах Кох, как отмечает историк, «смог показать практически убедительно, что ряд заболеваний, различающихся клинически, анатомически и этиология, могут быть получены экспериментально путем введения животным гнилостных веществ ».[3] Кох использовал бактериологию и новые методы окрашивания с анилиновые красители для определения конкретных микроорганизмов для каждого.[3] Теория зародышей болезни кристаллизовал понятие причины, предположительно идентифицируемое научным исследованием.[4]

Научная медицина

Американский врач Уильям Уэлч обучался немецкой патологии с 1876 по 1878 г., в т.ч. Cohnheim и открыла первую в Америке научную лабораторию - лабораторию патологии - в Больница Бельвю в Нью-Йорке в 1878 году.[5] Курс Уэлча привлек студентов других медицинских вузов, которые открыли свои собственные лаборатории патологии.[5] После назначения Дэниел Койт Гилман по совету Джон Шоу Биллингс, в качестве декана-учредителя медицинского факультета вновь формирующейся Университет Джона Хопкинса что Гилман, как его первый президент, планировал, Уэлч снова поехал в Германию для обучения бактериологии Коха в 1883 году.[5] Уэлч вернулся в Америку, но переехал в Балтимор, желая пересмотреть американскую медицину, сочетая анатомическую патологию Вичоу, экспериментальную патологию Конхейма и бактериологию Коха.[6] Медицинская школа Хопкинса, возглавляемая "Четырьмя всадниками" - Велчем, Уильям Ослер, Говард Келли, и Уильям Холстед - открылась наконец в 1893 году как первая в Америке медицинская школа, посвященная преподаванию немецкой научной медицины, т. Н.[5]

Двадцатый век

Биомедицина

Первые биомедицинские институты, Институт Пастера и Берлинский институт инфекционных болезней, первыми директорами которого были Пастер и Кох, были основаны в 1888 и 1891 годах соответственно. Первый в Америке биомедицинский институт, Институт медицинских исследований Рокфеллера, был основан в 1901 году с Уэлчем по прозвищу «декан американской медицины» в качестве его научного директора, который назначил своего бывшего ученика Хопкинса Саймон Флекснер как заведующий лабораториями патологии и бактериологии. Посредством Первая Мировая Война и Вторая Мировая Война Институт Рокфеллера стал мировым лидером в области биомедицинских исследований.

Молекулярная парадигма

В Пандемия 1918 года вызвали безумные поиски причины, хотя большинство смертей было крупозная пневмония, уже отнесенный к пневмококковый вторжение. В Лондоне патологоанатом Министерства здравоохранения, Фред Гриффит в 1928 г. сообщалось о пневмококковой инфекции. трансформация от вирулентного к авирулентному и между антигенными типами - почти переход между видами - бросая вызов специфической причинной связи пневмонии.[7][8] Лаборатория Института Рокфеллера Освальд Эйвери, Ведущий американский эксперт по пневмококкам, был настолько обеспокоен этим докладом, что отказался повторить попытку.[9]

Когда Эйвери был на летних каникулах, Мартин Доусон Канадец британского происхождения, убежденный, что все, что написано в Англии, должно быть правильным, повторил результаты Гриффита, а затем добился трансформации in vitro Тоже открывает его для точного расследования.[9] Вернувшись, Эйвери держал фотографию Гриффита на своем столе, пока его исследователи шли по следу. В 1944 году Эйвери, Колин МакЛауд, и Маклин Маккарти сообщил коэффициент трансформации как ДНК, многие сомневались на фоне оценок, что что-то должно с этим действовать.[10] Во время доклада Гриффита не было известно, что у бактерий даже есть гены.[11]

Первая генетика, Менделирующая генетика, началась в 1900 году, но наследование менделевских черт было локализовано в хромосомы к 1903 г., таким образом хромосомная генетика. Биохимия возникло в том же десятилетии.[12] В 1940-х годах большинство ученых рассматривали клетку как «мешок с химическими веществами» - мембрану, содержащую только свободные молекулы. хаотическое движение - и единственные особые клеточные структуры, такие как хромосомы, которых у бактерий как таковых нет.[12] Считалось, что хромосомная ДНК слишком проста, поэтому гены искали в хромосомные белки. Еще в 1953 году американский биолог Джеймс Уотсон, Британский физик Фрэнсис Крик, и британский химик Розалинд Франклин предполагаемая молекулярная структура ДНК -a двойная спираль - и предположил, что это код. В начале 1960-х гг. Крик помог взломать генетический код в ДНК, таким образом устанавливая молекулярная генетика.

В конце 1930-х гг. Фонд Рокфеллера возглавил и профинансировал молекулярная биология исследовательская программа - поиск фундаментального объяснения организмов и жизни - во главе с физиками Макс Дельбрюк в Калтех и Университет Вандербильта.[13] Однако реальность органеллы в клетках был спорным на фоне нечеткой визуализации с помощью обычных световая микроскопия.[12] Примерно в 1940 году, в основном благодаря исследованиям рака в Институте Рокфеллера, клеточная биология возникла как новая дисциплина, заполняющая огромный разрыв между цитология и биохимия с применением новой технологии -ультрацентрифуга и электронный микроскоп - для выявления и разрушения клеточных структур, функций и механизмов.[12] Две новые науки переплелись, клеточная и молекулярная биология.[12]

Памятуя о Гриффит и Эйвери, Джошуа Ледерберг подтвержденный бактериальная конъюгация - сообщалось десятилетиями ранее, но вызывает споры - и был награжден премией 1958 г. Нобелевская премия по физиологии и медицине.[14] В Лаборатория Колд-Спринг-Харбор на Лонг-Айленде, Нью-Йорк, Дельбрюк и Сальвадор Лурия возглавил Фаговая группа —Хостинг Watson - обнаружение деталей физиологии клетки путем отслеживания изменений бактерий при заражении их вирусы, процесс трансдукция. Ледерберг руководил открытием генетического факультета в Стэндфордский Университет медицинский факультет России, и способствовал большему общению между биологами и медицинскими отделениями.[14]

Механизмы болезни

В 1950-х годах исследования по ревматическая лихорадка, осложнение стрептококковый инфекции, выяснилось, что они опосредованы собственным иммунным ответом хозяина, что побудило патолог Льюис Томас что привело к идентификации ферментов, выделяемых врожденный иммунитет клетки макрофаги и это разрушает ткани хозяина.[15] В конце 1970-х в качестве президента Мемориальный онкологический центр Слоуна – Кеттеринга, Томас сотрудничал с Ледерберг, вскоре стать президентом Рокфеллеровский университет, чтобы перенаправить фокус финансирования США Национальные институты здоровья к фундаментальным исследованиям механизмов, действующих во время процессов болезни, о которых в то время ученые-медики почти не знали, поскольку биологи почти не интересовались механизмами болезни.[16] Томас стал для американца основные исследователи а покровитель.[17]

Примеры

  • В патофизиология болезнь Паркинсона является смерть из дофаминергический нейроны в результате изменения биологической активности головного мозга в отношении болезнь Паркинсона (PD). Предлагается несколько механизмов для нейронный смерть в ПД; однако не все из них хорошо изучены. Пять предложенных основных механизмов гибели нейронов при болезни Паркинсона включают агрегацию белков в Тела Леви, нарушение аутофагия, изменения клеточного метаболизма или митохондриальный функция нейровоспаление, и гематоэнцефалический барьер (BBB) ​​разрушение, приводящее к утечке сосудов.[18]
  • В патофизиология сердечная недостаточность снижение эффективности сердечной мышцы из-за повреждения или перегрузки. По сути, это может быть вызвано целым рядом состояний, включая инфаркт миокарда (при котором сердечная мышца голодный кислород и умирает), гипертония (которая увеличивает силу сокращения, необходимую для перекачивания крови) и амилоидоз (в котором неправильно свернутые белки откладываются в сердечной мышце, вызывая ее жесткость). Со временем это увеличение нагрузки приведет к изменениям самого сердца.
  • В патофизиология рассеянный склероз это то из воспалительное демиелинизирующее заболевание ЦНС при котором активированные иммунные клетки вторгаются в центральную нервную систему и вызывают воспаление, нейродегенерацию и повреждение тканей. Основное условие, вызывающее такое поведение, в настоящее время неизвестно. Текущие исследования в области невропатологии, нейроиммунологии, нейробиологии и нейровизуализации вместе с клинической неврологией подтверждают идею о том, что РС - это не отдельное заболевание, а скорее спектр[19]
  • В патофизиология гипертония это хроническое заболевание, характеризующееся повышением артериальное давление. Гипертонию можно классифицировать по причинам как: существенный (также известный как первичный или идиопатический ) или вторичный. Около 90–95% случаев гипертонии - это гипертоническая болезнь.[20][21][22][23]
  • В патофизиология ВИЧ / СПИД предполагает, что после заражения вирус размножается внутри и убивает Т-хелперные клетки, которые необходимы почти для всех адаптивные иммунные ответы. Есть начальный период гриппоподобное заболевание, а затем - латентная бессимптомная фаза. Когда CD4 количество лимфоцитов падает ниже 200 клеток / мл крови, ВИЧ-хозяин прогрессировал до СПИДа,[24] состояние, характеризующееся дефицитом клеточный иммунитет и, как следствие, повышенная восприимчивость к оппортунистические инфекции и некоторые формы рак.
  • В патофизиология укусы паука связано с эффектом его яд. Яд паука возникает всякий раз, когда паук вводит яд в кожу. Не все укусы паука вводят яд - это сухой укус, и количество вводимого яда может варьироваться в зависимости от типа паука и обстоятельств встречи. Механическая травма от укуса паука не представляет серьезной проблемы для человека.
  • В патофизиология ожирение вовлекает множество возможных патофизиологических механизмов, участвующих в его развитии и поддержании.[25] Эта область исследований была практически недоступна до лептин ген был открыт в 1994 г. лабораторией Дж. М. Фридмана.[26] Эти исследователи предположили, что лептин является фактором насыщения. У мышей ob / ob мутации в лептин ген привел к фенотипу ожирения, открыв возможность лептиновой терапии ожирения человека. Однако вскоре после этого J. F. Caro's Лаборатория не смогла обнаружить никаких мутаций в гене лептина у людей с ожирением. Напротив Лептин экспрессия была увеличена, предполагая возможность резистентности к лептину при ожирении человека.[27]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Патофизиология - Медицинский словарь». TheFreeDictionary.com. Farlex, Inc.
  2. ^ Теодоридес Дж (1966). "Казимир Давайне (1812-1882): предшественник Пастера". История болезни. 10 (2): 155–65. Дои:10.1017 / S0025727300010942. ЧВК  1033586. PMID  5325873.
  3. ^ а б c Буллок, Уильям, История бактериологии (Oxford: Oxford University Press, 1938 и 1960 / Нью-Йорк: Dover Publications, 1979), стр. 143–144, 147–148.
  4. ^ Картер К.С. (1980). «Теория микробов, истерия и ранние работы Фрейда в области психопатологии». История болезни. 24 (3): 259–74. Дои:10.1017 / S002572730004031X. ЧВК  1082654. PMID  6997653.
  5. ^ а б c d Сильверман Б.Д. (2011). "Уильям Генри Уэлч (1850-1934): Дорога к Джонсу Хопкинсу". Труды. 24 (3): 236–42. Дои:10.1080/08998280.2011.11928722. ЧВК  3124910. PMID  21738298.
  6. ^ Бенсон KR (1999). "Модель гигиены Велча, Седжвика и Хопкинса". Йельский журнал биологии и медицины. 72 (5): 313–20. ЧВК  2579023. PMID  11049162.
  7. ^ «В бактериологии 1920-х годов преобразование формы R в форму S можно было рассматривать как адаптацию к окружающей среде. Однако преобразование типа I в тип II было эквивалентом превращения одного вида в другой, явления, никогда ранее не наблюдавшегося. Эйвери изначально скептически относился к открытиям Гриффита и в течение некоторого времени отказывался признать обоснованность его утверждений, полагая, что они являются результатом неадекватного экспериментального контроля. Исследования терапевтических сывороток Эйвери привели его к выводу, что типы пневмококков были фиксированы и что, таким образом, могут быть разработаны конкретные терапевтические агенты для борьбы с различными типами. Преобразование от типа к типу in vivo представили тревожную клиническую картину, а также бросили вызов теоретическим формулировкам современной бактериологии »[Oswald T. Avery Collection, "Смещение фокуса: ранние работы по бактериальной трансформации, 1928-1940 гг.", Профили в науке, Национальная медицинская библиотека США, Интернет: 24 января 2013 г.].
  8. ^ Dubos, René J, Освальд Т. Эйвери: его жизнь и научные достижения (Нью-Йорк: издательство Рокфеллерского университета, 1976), стр 133, 135-136
  9. ^ а б Дубош, Рене, «Воспоминания о работе в лаборатории Освальда Эйвери», Симпозиум по случаю тридцать пятой годовщины публикации "Исследования химической природы вещества, вызывающего трансформацию пневмококковых типов", 2 февраля 1979 г.
  10. ^ Ледерберг Дж (1956). «Заметки о биологической интерпретации открытия Фреда Гриффита». Американский ученый. 44 (3): 268–269.
  11. ^ Lacks SA (январь 2003 г.). «Бред и борьба в бактериальной трансформации - исторические и личные воспоминания». J Бактериол. 185 (1): 1–6. Дои:10.1128 / jb.185.1.1-6.2003. ЧВК  141969. PMID  12486033.
  12. ^ а б c d е Бехтель, Уильям, Открытие клеточных механизмов: создание современной клеточной биологии (Нью-Йорк: издательство Кембриджского университета, 2005 г.)
  13. ^ Кей, Лили, Молекулярное видение жизни: Калифорнийский технологический институт, Фонд Рокфеллера и подъем новой биологии (Нью-Йорк: Oxford University Press, 1993)
  14. ^ а б Институт медицины Форум по микробным угрозам (2009 г.). "Жизнь и наследие Джошуа Ледерберга". Эволюция микробов и совместная адаптация: дань уважения жизни и научному наследию Джошуа Ледерберга: резюме семинара. Вашингтон, округ Колумбия: Пресса национальных академий. ISBN  978-0-309-13121-6.
  15. ^ Зауэрвальд А., Хёше С., Ошвальд Р., Килиманн М.В. (2007). «Льюис Томас и обвисшие кроличьи уши». Журнал экспериментальной медицины. 204 (12): 2777. Дои:10.1084 / jem.20412fta. ЧВК  2118519.
  16. ^ Письмо: Льюис Томас (MSKCC) Джошуа Ледербергу (Стэнфордский университет), 7 августа 1978 г., п 1
  17. ^ Вайсманн G (2006). «Планирование науки (поколение после Льюиса Томаса)». Журнал клинических исследований. 116 (6): 1463. Дои:10.1172 / JCI28895. ЧВК  1449953. PMID  16648878.
  18. ^ Тэнси М. Г., Гольдберг М. С. (2010). «Нейровоспаление при болезни Паркинсона: его роль в гибели нейронов и значение для терапевтического вмешательства». Нейробиология болезней. 37 (3): 510–518. Дои:10.1016 / j.nbd.2009.11.004. ЧВК  2823829. PMID  19913097.
  19. ^ Голан, Даниэль; Стаун-Рам, Эльзебет; Миллер, Ариэль (2016). «Сдвиг парадигмы рассеянного склероза». Текущее мнение в неврологии. 29 (3): 354–361. Дои:10.1097 / WCO.0000000000000324. PMID  27070218.
  20. ^ Карретеро О.А., Опарил С. (январь 2000 г.). «Эссенциальная гипертензия. Часть I: определение и этиология». Тираж. 101 (3): 329–35. Дои:10.1161 / 01.CIR.101.3.329. PMID  10645931. Получено 2009-06-05.
  21. ^ Опарил С., Заман М.А., Калхун Д.А. (ноябрь 2003 г.). «Патогенез гипертонической болезни». Анна. Междунар. Med. 139 (9): 761–76. Дои:10.7326/0003-4819-139-9-200311040-00011. PMID  14597461.
  22. ^ Холл, Джон Э .; Гайтон, Артур С. (2006). Учебник медицинской физиологии. Сент-Луис, Миссури: Elsevier Saunders. п.228. ISBN  0-7216-0240-1.
  23. ^ «Гипертония: eMedicine Nephrology». Получено 2009-06-05.
  24. ^ Дойтш, G; Грин, WC (2016). «Анализ того, как теряются CD4 Т-клетки во время ВИЧ-инфекции». Клеточный микроб-хозяин. 19: 280–91. Дои:10.1016 / j.chom.2016.02.012. ЧВК  4835240. PMID  26962940.
  25. ^ Флиер Дж.С. (2004). «Войны за ожирение: молекулярный прогресс противостоит растущей эпидемии». Ячейка (Рассмотрение). 116 (2): 337–50. Дои:10.1016 / S0092-8674 (03) 01081-X. PMID  14744442.
  26. ^ Zhang, Y; Proenca, R; Maffei, M; Бароне, М; Леопольд, L; Фридман, JM (1 декабря 1994 г.). «Позиционное клонирование гена ожирения мыши и его человеческого гомолога». Природа (Поддержка исследований). 372 (6505): 425–32. Дои:10.1038 / 372425a0. PMID  7984236.
  27. ^ Консидайн, Р.В. Консидин, EL; Уильямс, CJ; Найс, MR; Магосин С.А.; Бауэр, Т.Л .; Rosato, EL; Colberg, J; Каро, Дж. Ф. (июнь 1995 г.). «Доказательства против преждевременного стоп-кодона или отсутствия мРНК гена ожирения при ожирении человека». Журнал клинических исследований (Поддержка исследований). 95 (6): 2986–8. Дои:10.1172 / jci118007. ЧВК  295988. PMID  7769141.