 |
Эксперимент проводится на 3 мышах.
|
|
|
|
Мышь №1 наркотизируют п/к введением уретана в дозе 1,5 г/кг. Это животное используют в опыте после развития у него глубокого наркоза.
Мыше №2 за 10 мин до опыта вводят стимулятор ЦНС фенамин в дозе 0,0025 г/кг.
Мышь №3 служит контролем.
Всех трёх животных помещают в барокамеру и откачивают воздух аналогично опыту в задаче №1.
Мышь №2 обычно погибает на второй минуте пребывания в барокамере, в которой РАТМ 170 мм рт.ст., мышь №3 — на четвёртой минуте; мышь №1 выдерживает 15 мин (и более) гипобарии. После этого её извлекают из барокамеры. У этого животного после пробуждения от наркоза признаков нарушения жизнедеятельности не обнаруживается.
Вопросы
1. Каковы особенности изменения резистентности организма подопытных животных по отношению к гипобарической гипоксии при действии наркотических и возбуждающих ЦНС средств?
2. Каковы возможные механизмы изменения реактивности подопытных животных?
Ответы
1. Наименьшей резистентностью к гипобарической гипоксии обладает мышь, которой вводили фенамин – вещество, возбуждающее ЦНС, а наибольшей — наркотизированное животное.
2. Изменение реактивности организма связано главным образом с изменением устойчивости головного мозга к гипоксии. Это определяется его функциональным состоянием и уровнем двигательной активности животных.
Задача 2. Проведение сравнительного анализа двух ситуаций.
Ситуация А
При восхождении группы альпинистов на вершину Эвереста на высоте 6500 м над уровнем моря один из альпинистов потерял сознание. Вдыхание кислорода через маску улучшило его состояние, сознание восстановилось. Однако из‑за слабости и судорог в мышцах он не смог продолжить восхождение и его транспортировали в базовый лагерь на высоте 3000 м над уровнем моря, где постепенно его состояние нормализовалось.
|
|
|
Ситуация Б
При полёте на высоте 10 000 м произошла разгерметизация кабины самолёта. Для продолжения полёта на этой высоте пилот перешел на дыхание кислородом через маску, но самочувствие его оставалось плохим, развилось удушье, и он был вынужден совершить экстренную посадку.
Вопросы
1. Что явилось причиной развития патологического состояния в том и другом случае?
2. Почему дыхание кислородом в одном случае улучшило состояние, а в другом оказалось неэффективным?
Ответы
1. В первом случае причиной возникновения патологического состояния явилась гипобарическая гипоксия, во втором — быстрая декомпрессия.
2. В первом случае вдыхание кислорода оказалось эффективным, т.к. устранялась причина, вызвавшая утрату сознания, во втором случае дыхание кислородом неэффективно, т.к. в результате быстрой декомпрессии развилась газовая микроэмболия.
Контроль и коррекция уровня усвоения материалов по теме модуля.
Заключение преподавателя.
Модуль 2
ПОВРЕЖДЕНИЕ КЛЕТКИ
Цель модуля
Сформировать умение решать профессиональные задачи врача на основе патофизиологического анализа данных о причинах и условиях возникновения, механизмах развития и исходах патологических процессов, состояний, реакций и болезней на клеточно – молекулярном уровне; формулировать принципы и методы их выявления, коррекции и профилактики.
СОДЕРЖАНИЕ модуля
Контроль и коррекция исходного уровня подготовки.
А. Тестовый контроль
Б. Собеседование и дискуссия по вопросам:
1. Характеристика понятия «повреждение клетки».
2. Экзогенные и эндогенные факторы (причины и условия) повреждения клетки.
3. Структурные, метаболические, физико-химические и функциональные изменения в клетке при её обратимом и необратимом повреждении.
|
|
|
4. Типовые механизмы повреждения клетки (нарушения в генетической программе и механизмах ее реализации; расстройства энергетического, водно-электролитного, белкового, жирового и углеводного обменов; повреждение мембран и ферментов; нарушения процессов рецепции, внутриклеточной регуляции и адаптации).
5. Роль активных форм кислорода, свободных радикалов, про- и антиоксидантных систем, продуктов липопероксидации в повреждении клетки.
6. Апоптоз: характеристика понятия, причин и механизмов реализации. Значение в норме и в условиях патологии.
7. Адаптивные реакции при повреждении клеток и возможности управления ими.
Выполнение обучающих заданий.
Задача 1.
У поступивших в клинику двух монозиготных близнецов грудного возраста обнаружено: увеличение печени (гепатомегалия), сниженный уровень глюкозы плазмы крови (ГПК) натощак (гипогликемия). Содержание ГПК в ответ на введение адреналина повышается незначительно. В печёночных клетках значительно снижена активность фосфорилазы и повышено содержание гликогена.
Вопросы
1. Какой патологический процесс развился у близнецов? Обоснуйте свой ответ.
2. Каковы возможные причины этого патологического процесса?
3. Каковы механизмы формирования патологии гепатоцитов?
4. Каковы механизмы развития гепатомегалии, гипогликемии и незначительного повышения ГПК в ответ на введение адреналина?
Ответы
1. У близнецов развилась одна из форм углеводной дистрофии —гликогеноз (патологическое накопление в гепатоцитах избытка гликогена).
2. Причиной гликогеноза является генетический дефект гепатоцитов, который привел к ферментопатии — недостаточности фосфорилазы.
3. Недостаточность фосфорилазы обусловила снижение степени мобилизации клетками печени гликогена. Это вызывает его избыточное накопление в гепатоцитах с развитием гипогликемии.
4. Гепатомегалия вызвана накоплением избытка гликогена в гепатоцитах. Недостаточность фосфорилазы объясняет также сниженный гипергликемический эффект адреналина (в норме этот эффект обусловлен повышением активности фосфорилазы под влиянием адреналина).
Задача 2.
|
|
|
С целью моделирования гемолитической анемии мышам ввели фенилгидразин, который избыточно активирует в клетках свободнорадикальные реакции. Через полчаса после введения фенилгидразина в крови животных обнаружено снижение количества эритроцитов, присутствие свободных форм Hb и метгемоглобина.
Вопрос. Каковы возможные механизмы повреждения мембран эритроцитов?
Ответ. Фенилгидразин активирует генерацию избытка активных форм кислорода (супероксидного радикала и его производных) с последующим образованием липидных радикалов и гидроперекисей. Возникающие при этом повреждения бимолекулярного фосфолипидного слоя мембран характеризуются образованием в них брешей (кластеров повышенной проницаемости) и снижением эффективности работы мембранных ионных насосов. Это ведёт к накоплению избытка Nа+ в эритроцитах с увеличением внутриклеточного осмотического давления. В результате происходит гипергидратация и гемолиз эритроцитов.
Задача 3.
В лаборатории исследовали клеточные эффекты вещества, входящего в состав отходов одного из химических производств. Вещество вносили в монокультуру нормальных эпителиальных клеток в токсической концентрации. Наличие признаков повреждения клеток оценивали каждые 30 мин на протяжении 3 ч. Через 3 ч инкубации выявили гибель 85% клеток.
Вопросы и задание:
1. Какие морфологические и биохимические критерии Вы можете предложить для оценки обратимого («А») и необратимого («Б») повреждения эпителиальных клеток в данном эксперименте?
2. Назовите последовательность патологических изменений в клетке и их механизмы (основываясь на предложенных Вами критериях оценки повреждения клеток.
Ответы
1.А. Признаками обратимого повреждения клетки (и методами их выявления) являются:
· умеренное увеличение объёма клеток (определяется морфологически),
· накопление лактата во внеклеточной среде (выявляется биохимическими методами),
· увеличение концентрации К+ во внеклеточной среде (выявляется пламенной фотометрией),
· снижение мембранного потенциала (определяется электрофизиологическими методами),
|
|
|
· распад полисом (выявляется морфологически),
· снижение активности митохондриальных ферментов (определяется био- и гистохимически).
1.Б. К признакам необратимого повреждения клеток тносят:
· нарушение целостности плазматических мембран,
· распад ядер,
· деструкцию митохондрий,
· повышение рН клетки с развитием внутриклеточного алкалоза,
· увеличение сорбционных свойств клеток (определяется радиоактивным методом — обычно используется радиоактивный технеций 99),
· накопление в клетках белков внеклеточного происхождения (выявляется гистофлюоресцентным методом),
· наличие в инкубационной среде ферментов цитозольного (лактатдегидрогеназа) и митохондриального (креатинфосфокиназа) происхождения.
2. Нарушение энергетического обмена в клетках сопровождается накоплением избытка К+ и лактата в инкубационной среде. Это обусловлено снижением эффективности работы ионных насосов, активацией гликолиза, уменьшением ингибирующего действия АТФ на ключевые ферменты гликолиза.
Снижение содержания гликогена свидетельствует о стимуляции гликогенолиза. Одновременно с этими процессами происходит набухание клеток вследствие их гипергидратации, вызванной аккумуляцией в клетках Na+, фосфата и лактата. Уменьшение мембранного потенциала связано с накоплением в клетках Na+ и Са2+.
Активность митохондриальных ферментов подавлена вследствие их прямого повреждения или альтерации мембран токсичным агентом. Эти процессы обратимы и могут прекращаться после отмывки токсичного препарата.
В дальнейшем могут происходить необратимые изменения, которые характеризуются деструкцией плазматических мембран. Это приводит к выходу из клеток ферментов и накоплению в них экстраклеточных белков.
О необратимом повреждении клеток могут свидетельствовать также накопление в них технеция, распад митохондрий и ядер, повышение внутриклеточного рН вследствие накопления избытка азотистых оснований.
|
|
|
