Патофизиология инсульта: причины и последствия

Инсульт — острое нарушение мозгового кровообращения, вызывающее ишемию или кровоизлияние в ткань мозга. Основные формы инсульта: ишемический и геморрагический.

Ишемический инсульт возникает вследствие окклюзии мозгового сосуда тромбом или эмболом, что приводит к прекращению доставки кислорода и глюкозы к нейронам. Недостаток энергии вызывает нарушение работы ионных насосов мембраны, накопление ионов кальция в клетках, активацию ферментов, образование свободных радикалов и липопероксидацию мембран, что ведёт к апоптозу и некрозу нейронов. В очаге ишемии формируется зона необратимого повреждения — ядро инфаркта, окружённое зоной ишемического пенумбра, где клетки находятся в состоянии потенциально обратимой дисфункции.

Геморрагический инсульт возникает вследствие разрыва сосудов мозга, чаще артериальных, что приводит к формированию внутримозговой гематомы. Механическое давление кровяного сгустка вызывает разрушение нейрональных структур, ишемию окружающих тканей, нарушение барьерной функции сосудов, отёк мозга и повышение внутричерепного давления. Геморрагия может сопровождаться воспалительной реакцией и активацией цитокинов, усиливающих повреждение.

Причинами инсульта являются атеросклероз сосудов, артериальная гипертензия, кардиальные заболевания (фибрилляция предсердий, кардиомиопатии), нарушение свертываемости крови, сахарный диабет, курение, ожирение и наследственная предрасположенность.

Последствия инсульта зависят от локализации и объёма поражения. К ним относятся стойкие неврологические дефициты: параличи, афазия, нарушения чувствительности, когнитивные и психоэмоциональные расстройства. На клеточном уровне наблюдается гибель нейронов и глии, демиелинизация, а также пластическая перестройка оставшихся нейронных сетей. Восстановление функций часто ограничено и требует длительной реабилитации.

Патогенез расстройств нервной системы при стрессах

Стрессовые воздействия активируют гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему (ГГНС), приводя к усиленному выделению глюкокортикоидов, катехоламинов и других стрессовых медиаторов. Повышенный уровень кортизола вызывает изменения на клеточном и молекулярном уровнях нервной ткани, включая нарушение синаптической пластичности, активацию апоптоза нейронов и дисбаланс нейротрансмиттерных систем.

Гиперактивация симпатоадреналовой системы сопровождается повышенным выбросом норадреналина и адреналина, что ведет к вазоконстрикции, ухудшению микроциркуляции мозга и развитию ишемических процессов. Хронический стресс способствует гиперактивации микроглии и активации провоспалительных цитокинов (IL-1?, TNF-?, IL-6), вызывая нейровоспаление, которое нарушает нейрональную функцию и усиливает повреждения нервной ткани.

Влияние глюкокортикоидов на гиппокамп и префронтальную кору проявляется снижением нейрогенеза, уменьшением дендритной арборизации и нарушением передачи сигналов. Эти изменения лежат в основе когнитивных нарушений, дефицита памяти и эмоциональной дисрегуляции при стрессах.

Нейротрансмиттерные системы, в частности серотонинергическая, дофаминергическая и гамма-аминомасляная (ГАМК), подвергаются дисбалансу, что приводит к развитию тревожных и депрессивных состояний. Длительный стресс снижает активность ГАМК-эргической системы и усиливает глутаматергическую эксайтотоксичность, способствуя нейрональному повреждению.

Таким образом, патогенез расстройств нервной системы при стрессах обусловлен комплексом нейроэндокринных, нейровоспалительных и нейрохимических изменений, приводящих к структурным и функциональным нарушениям центральной нервной системы.

Патофизиологические изменения при хронической почечной недостаточности

Хроническая почечная недостаточность (ХПН) характеризуется прогрессирующей утратой функции почек, что приводит к накоплению метаболитов и нарушению гомеостаза организма. При ХПН происходят следующие основные изменения:

1. Нарушение экскреторной функции почек
   Снижается клубочковая фильтрация, что вызывает накопление азотистых шлаков (урея, креатинин), электролитов (калий, фосфаты) и других метаболитов в крови — развивается уремия.

2. Расстройства водно-электролитного баланса
   Нарушается способность почек к регуляции водного и электролитного баланса, что ведёт к гиперкалиемии, гипонатриемии или гипернатриемии, гиперкальциемии или гипокальциемии, а также к задержке жидкости и развитию отёков и гипертензии.

3. Ацидоз метаболический
   Почки теряют способность к выведению кислот и реабсорбции бикарбонатов, что ведёт к метаболическому ацидозу, влияющему на обмен веществ и функцию клеток.

4. Гематологические изменения
   Нарушается продукция эритропоэтина, что вызывает анемию хронического заболевания. Кроме того, наблюдается тромбоцитопения и нарушения коагуляции из-за уремического токсического воздействия.

5. Минерально-метаболические нарушения
   Развивается вторичный гиперпаратиреоз, связанный с нарушением обмена кальция и фосфора, снижением синтеза активной формы витамина D (кальцитриола), что ведёт к остеодистрофии и деминерализации костей.

6. Иммунные нарушения
   Снижается иммунная реактивность организма, повышается риск инфекционных осложнений из-за уремического токсикоза и нарушения функции лейкоцитов.

7. Кардиоваскулярные изменения
   Хроническая гипертензия, гиперкалиемия, анемия и метаболический ацидоз способствуют развитию сердечной гипертрофии, ишемической болезни сердца, а также увеличению риска сердечной недостаточности.

8. Нервно-психические изменения
   Уремическая энцефалопатия проявляется ухудшением когнитивных функций, спутанностью сознания, судорогами и в тяжелых случаях комой.

9. Гормональные изменения
   Нарушается синтез и метаболизм гормонов, включая инсулин, тиреоидные гормоны, половую функцию, что проявляется нарушением гонадной функции и снижением либидо.

10. Нарушение свертывающей системы крови
    Уремический синдром сопровождается нарушением агрегации тромбоцитов и коагуляции, что повышает риск кровотечений.

Таким образом, ХПН — это мультисистемное заболевание с комплексным поражением всех органов и систем организма, обусловленным потерей почечной функции и накоплением токсических продуктов обмена.

Фибрилляция предсердий: патогенез и механизмы

Фибрилляция предсердий (ФП) — это наиболее распространённая форма нарушения сердечного ритма, характеризующаяся хаотической, нерегулярной и высокой по частоте электрической активностью предсердий. В основе ФП лежит потеря синхронного сокращения предсердий и возникновение множественных микро- и макроочагов возбуждения, что приводит к неэффективному кровотоку и риску тромбообразования.

Патогенетические механизмы ФП многофакторны и включают взаимодействие структурных, электрических и нейрогуморальных изменений:

1. Электрическая ремоделяция:

• Укорочение эффективного рефрактерного периода предсердий вследствие изменения ионов калия и натрия, что способствует формированию многократных циркуляций возбуждения.

• Нарушение функции ионовых каналов (например, снижение тока I_Ca,L и увеличение тока I_K,ACh), что способствует гипервозбудимости миоцитов.

• Повышенная автоматия и возникновение эктопических очагов, особенно в области устьев лёгочных вен.

2. Структурная ремоделяция:

• Фиброз предсердий, обусловленный активацией фибробластов и отложением коллагена, приводит к замедлению проведения импульса и формированию электрофизиологических барьеров.

• Гипертрофия и дилятация предсердий вследствие хронической перегрузки объёмом или давлением (например, при артериальной гипертензии, митральном пороке).

• Нарушение межклеточных связей (десмосомы, коннексоны), что ухудшает синхронизацию возбуждения.

3. Влияние вегетативной нервной системы:

• Повышенный тонус симпатической или парасимпатической иннервации изменяет электрофизиологические свойства миокарда, способствуя развитию и поддержанию ФП.

• Вегетативные влияния могут способствовать формированию триггеров и реентри.

4. Воспалительные и метаболические факторы:

• Воспаление миокарда и околососудистых тканей (например, при миокардите, после операции на сердце) приводит к повреждению миоцитов и развитию фиброза.

• Метаболические нарушения (ожирение, сахарный диабет) вызывают системное воспаление и способствуют структурным изменениям.

5. Генетическая предрасположенность:

• Мутации в генах, кодирующих ионные каналы и структурные белки миокарда, увеличивают риск развития ФП.

Таким образом, патогенез фибрилляции предсердий основан на взаимодействии электрических и структурных изменений, которые приводят к формированию множественных очагов и круговых волн возбуждения с нарушением нормальной проводимости и синхронности работы предсердий.

Изменения в печени при циррозе

Цирроз печени представляет собой хроническое прогрессирующее заболевание, характеризующееся структурной перестройкой печени и образованием узлов регенерации, окружённых фиброзной тканью. Основные патоморфологические изменения включают массивный фиброз, нарушающий нормальную архитектуру печени, и формирование регенераторных узлов, что ведёт к дискоординации клеточной структуры. Фиброз развивается вследствие активации звездчатых клеток печени (клеток Ито), которые трансформируются в миофибробласты и продуцируют избыточные компоненты внеклеточного матрикса, главным образом коллаген типов I и III.

Нарушение микроциркуляции обусловлено разрастанием фиброзных тяжей и сдавлением внутрипечёночных сосудов, что вызывает повышение сопротивления кровотоку и приводит к портальной гипертензии. Вследствие гипоксии гепатоцитов и постоянного воспалительного воздействия происходит апоптоз и некроз паренхимы печени. Метаболические функции гепатоцитов резко снижаются, что проявляется снижением синтеза белков плазмы, в том числе альбумина и факторов свертывания крови, нарушением детоксикационной функции и ухудшением обмена билирубина.

Структурные изменения включают деформацию и сужение желчных протоков, что ведёт к холестазу и дополнительному повреждению паренхимы. Иммунный ответ также играет роль в патогенезе, способствуя хронизации воспаления и прогрессированию фиброза.

В результате описанных процессов печень теряет способность к нормальной регенерации, развивается хроническая печёночная недостаточность, осложнённая асцитом, энцефалопатией и риском развития гепатоцеллюлярной карциномы.

Кислородное голодание и его последствия для организма

Кислородное голодание (гипоксия) — это патологическое состояние, при котором ткани организма испытывают недостаток кислорода для нормального функционирования. Основной механизм гипоксии связан с нарушением доставки кислорода к клеткам вследствие уменьшения его концентрации в крови, ухудшения кровотока или нарушения способности крови переносить кислород.

В зависимости от причины выделяют несколько видов гипоксии: гипоксическая (низкое содержание кислорода в атмосферном воздухе или нарушение дыхательной функции), анемическая (снижение способности крови переносить кислород, например, при анемии), ишемическая (нарушение кровоснабжения тканей), токсическая (нарушение клеточного использования кислорода).

На клеточном уровне кислород необходим для аэробного дыхания — процесса синтеза АТФ в митохондриях. При гипоксии снижается продукция энергии, что приводит к нарушению функций и структурной целостности клеток. При острой гипоксии развивается ацидоз, накопление токсичных продуктов обмена, нарушение мембранной проницаемости и последующая клеточная гибель.

Организм реагирует на гипоксию активацией компенсаторных механизмов: учащение дыхания и сердцебиения, расширение сосудов, повышение продукции эритропоэтина (гормона, стимулирующего образование эритроцитов). Однако при длительной или тяжелой гипоксии эти механизмы оказываются недостаточными.

Последствия кислородного голодания зависят от длительности и степени гипоксии, а также от чувствительности конкретных органов. Наиболее уязвимы головной мозг, сердце, почки и печень. В мозге гипоксия вызывает нарушение нейрональных функций, что проявляется головокружением, потерей сознания, судорогами, а при тяжелых формах — необратимыми повреждениями и смертью нейронов. В сердце развивается ишемия, снижается сократительная способность миокарда, возможна аритмия и инфаркт. Почки страдают из-за нарушения фильтрации и реабсорбции, что ведет к острой почечной недостаточности. Печень подвержена цитолитическому синдрому и нарушению метаболизма.

Хроническая гипоксия вызывает развитие компенсаторных изменений: гипертрофию сердца, увеличение количества красных кровяных телец, изменения микроциркуляции, что может приводить к стойкой органной недостаточности и развитию хронических заболеваний.

Таким образом, кислородное голодание представляет серьезную угрозу для жизнедеятельности организма, нарушая энергетический обмен и вызывая многофакторные повреждения органов и тканей.

Патофизиология почечной недостаточности при гломерулонефрите с иммунным компонентом

Гломерулонефрит — это воспалительное заболевание клубочков почек, в основе которого лежат иммунопатологические процессы. При гломерулонефрите происходит активация иммунной системы, направленная против структур почечных клубочков, что приводит к повреждению фильтрационного барьера.

Основной механизм — формирование иммунных комплексов (ИК), состоящих из антигенов и антител, которые депонируются в стенках капилляров клубочков или в мезангиальной ткани. Это вызывает активацию комплемента, привлечение и активацию лейкоцитов, особенно нейтрофилов и макрофагов, с последующим выделением провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-?), протеаз, свободных радикалов и других медиаторов воспаления.

Активированные клетки и медиаторы вызывают повреждение базальной мембраны капилляров, мезангиальных клеток и эпителия почечных канальцев, нарушая структуру фильтрационного барьера. Происходит увеличение проницаемости сосудистой стенки, что приводит к протеинурии и гематурии.

Хроническое воспаление сопровождается пролиферацией мезангиальных и эпителиальных клеток, отложением внеклеточного матрикса и развитием фиброза интерстиция, что приводит к прогрессирующему снижению клубочковой фильтрации.

В результате развивается уменьшение эффективной площади фильтрации, ухудшается клубочковая фильтрация, нарастает задержка азотистых продуктов обмена, электролитные нарушения и объемные нарушения — клиническая картина почечной недостаточности.

Иммунная активация при гломерулонефрите может быть обусловлена как циркулирующими иммунными комплексами (системные формы), так и локальной аутоиммунной реакцией на собственные антигены клубочков (например, анти-GBM гломерулонефрит). В обоих случаях конечный эффект — разрушение клубочкового фильтра и нарушение функции почки.