ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ПАТОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИОЛОГИИ. ЗНАЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА В ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Цель занятия. Изучить предмет и задачи патологической физиологии сельскохозяйственных животных, определить ее место в системе ветеринарного образования, задачи практикума по патофизиологии. Ознакомиться с современными методами изучения патологических процессов и функций больного организма, основной аппаратурой, применяемой в патофизиологических исследованиях. Проанализировать основные принципы экспериментального подхода к познанию механизмов и закономерностей нарушения и восстановления функций организма животных, моделирования патологических процессов.
Задачи. 1. Определить предмет патологической физиологии животных, ее значение в формировании ветеринарного врача, взаимосвязь и соотношение теории и практики в познании жизнедеятельности больного организма.
2. Перечислить и кратко описать основные методы патофизиологических исследований. Какие конкретные задачи позволяет решить каждый из этих методов, каковы их возможности?
3. Изучить основные приборы и лабораторное оборудование, хирургические инструменты, медикаменты, шовный и перевязочный материал, применяемые при наблюдениях и экспериментах на животных, методы подготовки их к работе.
4. Определить характер и степень изменения частоты и силы сердечных сокращений у животного при различных воздействиях: а) раздражении вагосимпатического ствола и рецепторов кишечника; б) влиянии на сердце холода и тепла, адреналина и ацетилхолина; в) нарушении функции проводящей системы сердца путем наложения лигатур (опыт Станниуса).
На основании полученных результатов сделать вывод о значении экспериментального метода в патофизиологических исследованиях.
Методика исследований
Приступая к выполнению 1-й и 2-й задач темы, важно раскрыть сущность патологической физиологии, как науки, ее место и роль в системе высшего ветеринарного образования и формировании врачебного мышления, основные задачи, стоящие перед патологической физиологией сельскохозяйственных животных в свете современных требований, значение практикума в процессе изучения дисциплины, его общие цели и конкретные задачи, разобраться в методологии и технике патофизиологических исследований.
3-я задача предполагает изучение устройства и принципа действия основных приборов, инструментов и других материально-технических средств клинического и экспериментального значения, наиболее часто используемых в патофизиологических исследованиях, знакомство с общими правилами подготовки их к работе и эксплуатации, условиями правильного и безопасного использования различных приборов и инструментов.
При выполнении этой работы студенты получают вводный инструктаж по технике безопасности, проводимый преподавателем, после чего каждый расписывается в специальном журнале.
Для раскрытия роли экспериментального подхода к изучению патологических процессов и овладения техникой эксперимента (4-я задача) необходимо провести опыт на животных (лягушках).
Поместить животное брюшком вверх на препаровальной дощечке, вскрыть грудную клетку и обнажить сердце. Подготовить к работе и подключить к объекту установку для графической регистрации сердечных сокращений на кимографе (кардиографе).
Включить запись, и, не влияя на объект, визуально наблюдать за деятельностью сердца, проанализировать полученную кардиограмму (определить частоту, ритм и последовательность сокращений различных отделов сердца, продолжительность сердечного цикла, его фаз, величину желудочковой амплитуды). Затем, осуществляя те или иные воздействия, указанные в задании, определить характер и степень изменений функций сердца, особенности его ответной реакции на нарушение различных условий.
В результате студенты получат экспериментальные модели отдельных форм нарушений сердечной деятельности (тахикардии и брадикардии различной этиологии, полной поперечной диссоциации). При анализе полученных данных следует объяснить, какие болезнетворные факторы могут вызвать подобные патологические реакции органа в естественных условиях, и при каких заболеваниях они наблюдаются.
В конце занятия студенты знакомятся с правилами документального оформления экспериментальных и клинических исследований, составлением протокола исследований, как научного документа.
Экспериментальный метод изучения патологической физиологии
Патологическая физиология животных является важнейшей дисциплиной в обучении ветеринарного врача, так как закладывает базу для всех клинических дисциплин. Основной метод патофизиологии – эксперимент.
Эксперимент в широком понимании слова – это активное влияние человека на природу и искусственное воспроизведение разных ее явлений с целью познания объективных закономерностей. Особенность патофизиологического эксперимента состоит в воспроизведении на лабораторных животных экспериментальных моделей болезней с целью установления механизмов их возникновения, развития и исхода у сельскохозяйственных животных и животных-компаньонов.
Экспериментальная модель болезни – это искусственное воспроизведение у лабораторных животных болезни, которая имеет те или иные черты соответствующей болезни домашних животных.
Эксперимент дает возможность наблюдать и изучать болезнь от самого начала до ее завершения, что невозможно в клинике. В эксперименте можно контролировать условия окружающей среды, влияющие на течение болезни, а также исходное состояние животных, которые являются объектом опыта. Эксперимент – это единственная возможность изучения таких влияний на организм, использование которых в клинике недопустимо (травма, трансплантация опухолей, облучение). Экспериментальные исследования дают объективный материал для построения научных теорий.
Различают острый и хронический эксперименты.
Острый эксперимент (вивисекция) основан на оперативном вмешательстве в организм животного. Он позволяет изучать острые расстройства в организме, например шок, коллапс, краш-синдром, острая недостаточность дыхания, кровообращения, почек и др.
Хронический эксперимент – длительный, дает возможность изучать динамику развития болезни. Его используют для моделирования хронических болезней, например атеросклероза, артериальной гипертензии, сахарного диабета, язвенной болезни и др.
Этапы проведения патофизиологического эксперимента:
1. Планирование эксперимента.
2. Моделирование патологического процесса.
3. Получение информации об изменениях в организме экспериментальных животных.
4. Анализ и синтез полученных результатов.
Рассмотрим каждый этап проведения патофизиологического эксперимента подробнее.
Планирование эксперимента – этот этап экспериментальных исследований предусматривает:
а) создание рабочей гипотезы;
б) постановку цели и задач исследования;
в) определение объекта эксперимента (вид, возраст, пол животных);
г) составление схемы эксперимента (характер и частота патогенных влияний, доза, продолжительность и т. д.);
д) определение объема исследований (количество опытов, перечень конкретных методик, которые будут использованы).
Существуют различные методы моделирования болезней.
Метод удаления. Удалением печени моделируют печеночную недостаточность, почек – острую почечную недостаточность, поджелудочной железы – сахарный диабет, гипофиза – пангипопитуитризм.
Метод разрушения (повреждения). С этой целью используют хирургические воздействия (перерезание нервов, разрушение нервных центров, повреждение тканей), физические факторы (ионизирующая радиация, температура и др.), химические агенты (яды, ингибиторы), иммунные воздействия (противотканевые сыворотки, антитела).
Метод перегрузок. Вызывая функциональные перегрузки высших центров ЦНС, моделируют неврозы; создавая искусственные пороки сердца, воспроизводят сердечную недостаточность; введением больших количеств холестерина и NaCl моделируют соответственно атеросклероз и артериальную гипертензию.
Метод создания дефицита. Создавая дефицит кислорода в барокамере, моделируют гипоксию; применяя безвитаминные рационы, получают а - и гиповитаминозы, антиоксидантную недостаточность.
Метод нарушения нервной и гормональной регуляции. Широко используют раздражение или повреждение нервных структур, фармакологические вмешательства в обмен нейромедиаторов, введение больших количеств гормонов или их аналогов.
Метод создания преград. Перевязывая кровеносные сосуды, моделируют инфаркт миокарда и артериальную гипертензию, а общий желчный проток – механическую желтуху. Введение в коронарные сосуды эмболов используют для воспроизведения инфаркта миокарда.
Метод экзогенной индукции. Вводят в организм или действуют на него факторами, которые являются специфическими возбудителями болезни. Так моделируют все инфекционные болезни, злокачественные опухоли, аллергию.
Метод трансплантации применяют при изучении злокачественных опухолей, склеротических поражений сосудов.
Метод эксплантации – изучение патологических процессов вне организма: в культурах тканей, на изолированных органах. Используют при изучении опухолевого роста, атеросклероза, аллергических реакций.
Методами, используемые для получения информации об изменениях в организме экспериментальных животных, являются:
1. Морфологические (макроскопическое изучение, световая и электронная микроскопия и др.).
2. Функциональные (регистрация мышечных сокращений, электрокардиография, энцефалография, запись спирограмм, определение потребления кислорода и др.).
3. Биохимические (определение концентрации субстратов, гормонов, электролитов, продуктов обмена, активности ферментов).
4. Иммунологические (определение титра антител, бласттрансформации лимфоцитов и др.).
С помощью указанных методов получают информацию об изменениях на молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, системном уровнях и на уровне организма в целом.
В экспериментальных исследованиях могут быть использованы следующие методы анализа:
1. Математические методы. К ним относятся методы статистики, позволяющие выявить корреляцию между разными группами показателей; приемы математического моделирования.
2. Сравнительные методы анализа:
а) филогенетический – моделирование и сравнение патологических процессов у видов животных, пребывающих на разных уровнях эволюционного развития;
б) онтогенетический – изучение и сравнение патологических процессов у животных на разных этапах их индивидуального развития;
в) топографо-анатомический – изучение и сравнение патологических процессов в разных органах, в разных участках одного и того же органа, в разных клетках.
3. Метод сочетания патогенных воздействий предусматривает использование разных комбинаций патогенных влияний. В этих условиях иногда удается выявить такие свойства патологического процесса, которые остаются скрытыми, если на организм действует только один фактор.
4. Метод корригирующих влияний. Моделируют патологический процесс, а потом пытаются устранить те или иные его проявления введением определенных веществ или другими влияниями.
Вывод: в результате патофизиологического эксперимента ветеринарная наука получает исчерпывающие знания о свойствах организма и его жизнедеятельности, болезни, патологических реакция, процессах и состояниях, определяя основные этиологические и патогенетические принципы профилактики, диагностики и лечения заболеваний.
Контрольные вопросы
1. Каковы основные задачи практикума по патологической физиологии?
2. Какие основные методические подходы к изучению патологических процессов и функциональных изменений в больном организме Вы знаете?
3. В чем заключается сущность метода наблюдений, с помощью каких методических приемов и средств он осуществляется в патофизиологических исследованиях?
4. В чем состоит сущность метода эксперимента? Каковы его принципиальные отличия от метода наблюдений, и значение в патологической физиологии?
5. Какие методические приемы и средства экспериментального изучения патологических процессов Вы знаете?
6. Каковы основные принципы экспериментального моделирования патологических процессов и болезней?
7. Каковы формы и порядок документального оформления результатов научных исследований в патологической физиологии?
8. Что такое протокол эксперимента? Каковы его структура и порядок составления?
