Элиминация вируса что это такое простыми словами
Бессимптомный COVID-19 оставил после себя слабый иммунитет к вирусу
Люди с лабораторно подтвержденным SARS-CoV-2 на задней стенке носоглотки, но без клинических симптомов COVID-19, имеют слабый иммунный ответ против вируса. Как отмечается в статье, опубликованной в Nature Medicine, элиминация вируса из организма бессимптомных больных в среднем занимала на 5 дней больше, чем у пациентов с клиническими проявлениями COVID-19.
Бессимптомное носительство вируса SARS-CoV-2 занимает особое положение в эпидемиологической характеристике COVID-19. По данным некоторых исследований, до 80 процентов пациентов, у которых находят вирус, не имеют никаких симптомов заболевания. При этом другая работа показала, что бессимптомные носители вируса SARS-CoV-2 с большой долей вероятности не передают его другим людям.
Исследование, проведенное группой китайских ученых под руководством Цюань-Синь Луна (Quan-Xin Long) из Медицинского университета Чунцина, затронуло 37 пациентов с подтвержденным с помощью ПЦР-диагностики присутствием SARS-CoV-2 в организме и без клинических проявлений COVID-19 (лихорадка, сухой кашель или одышка) на протяжении 14 дней. В исследуемую группу входили пациенты в возрасте от 8 до 75 лет (средний возраст — 41 год). При поступлении из 37 бессимптомных пациентов у трех обнаружилось снижение числа лимфоцитов в крови, а у одного — снижение тромбоцитов. У шести человек был повышен уровень аланинаминотрансферазы (фермента, который свидетельствует о поражениях печени), а у одиннадцати пациентов оказался повышенным уровень С-реактивного белка — биохимического маркера воспаления.
На компьютерной томографии грудной клетки при поступлении у 21 пациента нашли рентгенологические симптомы пневмонии: симптом «матового стекла» обнаружили у 11 бессимптомных носителей вируса (29,7 процента), а у десяти пациентов наблюдались очаговые тени или диффузное поражение тканей легких (27,0 процента). Такие характерные рентгенологические находки, ограниченные одним легким, были выявлены у 14 человек (66,7 процента), тогда как двустороннее поражение наблюдалось у 7 пациентов (33,3 процента). У остальных 16 больных (43,2 процента) никаких изменений на снимках КТ найдено не было.
При сравнении показателей полимеразной цепной реакции 37 пациентов без симптомов COVID-19 и 37 пациентов с симптомами коронавирусной инфекции пороговые числа цикла РНК ORF1b оказались сходными (p = 0,336). Однако при этом продолжительность элиминации вируса (интервал от первого до последнего положительного мазка из носоглотки) у бессимптомных пациентов составляла 19 дней против 14 дней у людей с симптомами коронавирусной пневмонии.
Скорость элиминации вируса у больных с симптомами COVID-19 и без них
Quan-Xin Long et al. / Nature Medicine, 2020
В совокупности эти данные показывают, что у больных без симптомов наблюдалась сниженная воспалительная реакция, на что указывают низкие концентрации циркулирующих цитокинов и хемокинов. Это означает, что иммунитет, вырабатываемый организмом после бессимптомного COVID-19 слаб и, вероятно, не будет эффективным при повторном контакте с SARS-CoV-2.
Ликвидировать нельзя элиминировать
Можно ли победить инфекционные болезни
За последние сто лет люди многое узнали о том, как бороться с распространением инфекций, и научились держать под контролем целый ряд заразных заболеваний, а некоторые из них искоренили вовсе. Тем не менее, борьба человека с инфекционными болезнями идет безостановочно, и многое в ней зависит от скоординированности усилий многих стран, организаций и простых людей. Появляющиеся время от времени вспышки антипрививочных настроений сильно осложняют эту борьбу: так, в 2018 году Европу охватила вспышка кори и специалисты предупреждают: пятипроцентное снижение уровня вакцинации населения приведет к трехкратному увеличению числа заболевших. О том, как ведется борьба с инфекционными заболеваниями и что препятствует ее успешному завершению, по просьбе N + 1 рассказал медицинский журналист Андрей Украинский.
Недоверие к вакцинации и легкомыслие — важнейшие причины сегодняшнего всплеска заболеваемости корью. Складывается впечатление, что ложная информация о вреде прививок известна массам гораздо лучше, чем то, сколько инфекций удалось победить иммунизацией.
До того, как от кори стали прививать, она уносила три-семь миллионов жизней в год. В 2015 году от нее умерли 73000 человек, в некоторых странах шла речь о победе над инфекцией. Эти цифры подчеркивают, что болезнь не так безопасна, как многие считают. Кроме того, огромное сокращение заболеваемости и смертности иллюстрировало, что от кори потенциально можно избавиться в будущем, хотя вопрос о ее полной ликвидации официально не ставился.
Искоренение натуральной оспы в 1979 году доказало, что одержать полную победу над инфекцией возможно. Еще одним подтверждением этого стала ликвидация чумы крупного рогатого скота в 2010 году. В настоящее время благодаря международным инициативам целые страны становятся свободными от некоторых инфекций; несколько болезней находятся на грани исчезновения.
Что делает болезнь «пригодной» или «непригодной» к искоренению? Что мешает ликвидации инфекции, которая вроде бы подходит для этого? Какие из них ликвидируют, а какие только стараются контролировать? Перед рассмотрением этих вопросов нужно определиться с некоторыми терминами.
Ликвидация (эрадикация) — спланированные действия, приводящие к полному исчезновению какой-либо инфекции. Заболеваемость отсутствует полностью, профилактические меры больше не требуются. Пример — натуральная оспа, вакцинация против которой больше не проводится.
Элиминация инфекции — снижение заболеваемости определенной инфекционной болезнью до нуля в границах определенной территории. Пример — элиминация краснухи в России. Для поддержания успеха требуется непрерывное продолжение профилактических мер, на вакцинацию от краснухи придется тратиться, пока она не исчезнет во всем мире.
Элиминация заболевания — снижение до нуля заболеваемости определенной формой инфекции. Пример — ликвидация передачи ВИЧ и сифилиса от матери к плоду на Кубе. Инфекция не элиминирована полностью, но ее врожденные формы больше не встречаются.
Контроль заболевания — снижение заболеваемости и смертности от определенной болезни до уровня, считающегося приемлемым.
Перманентная революция
Ликвидация и элиминация болезни соотносятся примерно как мировая революция и революция в отдельно взятой стране. Локальный успех — тоже успех, но его поддержание потребует постоянной борьбы (продолжения вакцинации и/или других профилактических мероприятий). В то же время без примера элиминации заболевания в каком либо регионе обычно не начинают глобальную программу эрадикации.
Искоренимость (потенциальная податливость к ликвидации) не является неизменным свойством болезни, данным ей богом. Болезни становятся искоренимыми, когда люди получают о них достаточно знаний, и на основе этих знаний разрабатывают методы борьбы. Об искоренении полиомиелита никто не заводил речь до всестороннего изучения заболевания и изобретения эффективной вакцины в 1953 году.
В качестве современного примера изменения отношения к заболеванию можно взять гепатит С. Еще 10 лет назад было бы странно говорить о его элиминации: у болезни огромный срок бессимптомного носительства, иммунопрофилактика не разработана, процент успешности лечения был очень низок. Но с появлением противовирусных препаратов с эффективностью около 95 процентов в США началась дискуссия о возможной элиминации болезни.
В настоящее время поднимаются вопросы радикальной борьбы и с менее «удобными» инфекциями. В феврале 2019 года президент США Дональд Трамп призвал покончить с ВИЧ инфекцией в стране. Многие представители профессионального сообщества встретили это скептически, учитывая текущую политику президентской администрации. Однако сама идея не является абсурдом: в планах ЮНЭЙДС (UNAIDS) прекращение эпидемии к 2030 году. Одним из факторов, делающих успех возможным, является современная антиретровирусная терапия. Под ее действием снижается концентрация вирусов в крови, что сильно уменьшает риск передачи болезни.
Термин «ликвидация» применяется к инфекционным болезням, что следует из написанного выше. В списке кандидатов на элиминацию, составленном Центром Картера (Carter Center), есть одна неинфекционная проблема — йододефицитные заболевания. Специальные программы действительно могут сделать их большой редкостью, но о необратимой победе речь вести нельзя.
Выбор инструмента
Наука предлагает очень разные инструменты ликвидации: от мытья рук до современных противовирусных средств. Их можно кратко рассмотреть, исходя из уровня воздействия на инфекцию.
1. Воздействие на уровне инфицированных людей. Массовая антибиотикотерапия поставила на грань ликвидации тропическую болезнь фрамбезию. В планах ВОЗ было ее уничтожение к 2020 году. Пусть это и не точно, но во многих странах, включая Индию, она действительно элиминирована.
2. Воздействие на уровне передачи возбудителя. Борьба с переносчиками патогенов – важнейшая составляющая кампании против малярии. В 2016 году ВОЗ сообщала, что малярию элиминировали 33 страны. Пресечение передачи гельминта Dracunculus medinensis почти уничтожило дракункулез. Арсенал использованных мер включал: раздачу простых и дешевых фильтров, не пропускавших паразитов, доступ к чистой воде, повышение санитарной грамотности населения и улучшение гигиенических условий.
Количество зарегистрированных случаев дракункулеза в 1989–2017 годах, по данным Программы ликвидации дракункулеза (Guinea Worm Eradication Program)
Элиминация вируса что это такое простыми словами
Как уже отмечалось выше, аллергены являются одной из основных причин развития воспаления дыхательных путей и респираторных отделов легких. Установлена достоверная связь между количеством аллергенов в окружающей среде, сенсибилизацией больных и выраженностью симптомов астмы. Поэтому элиминационная терапия является обязательным и чрезвычайно важным этапом лечения аллергических заболеваний. Удаление из окружения больного этиологически значимых аллергенов рассматривается в качестве первичного противовоспалительного лечения, способного улучшать качество жизни больных и снижать их потребность в лекарственных препаратах.
Использование для уничтожения клещей акарицидов (таниновой кислоты, бензил бензоата, метилпиримифоса, пиретоидов) и фунгицидов в настоящее время не рекомендуется по двум причинам. Во-первых, эти вещества не проникают глубоко в мягкие ткани (ворс ковров и обивку мебели), что существенно снижает их эффективность. Вовторых, не доказана их безвредность для людей при длительном использовании.
Следует подчеркнуть, что перечисленные выше меры борьбы с клещами во многом несовершенны. Многие из них трудоемки и требуют от больных высокой исполнительской дисциплины, что не всегда достижимо в реальных условиях. Поэтому разработка новых простых методов деакарализации жилищ является актуальной задачей дальнейших исследований.
При эпидермальной аллергии элиминационные мероприятия предусматривают:
— Удаление из квартир домашних животных, вызывающих сенсибилизацию больных.
— Замену постельных принадлежностей (перовых подушек и перин на ватные и синтепоновые).
— Запрещение пациентам носить одежду из шерсти и меха животных (меховые пальто, шарфы, шапки и др.). Следует помнить, что в силу перекрестной реакции между антигенами перхоти и сыворотки животных больным с эпидермальной сенсибилизацией нельзя вводить гетерологичные сыворотки (противостолбнячную, противодифтерийную, противоботулиническую, антирабическую, антилимфоцитарную и др.) и иммуноглобулины.
При пыльцевой аллергии используется частичная и полная элиминация аллергенов. Последняя, как правило, применяется при тяжелом течении поллиноза. Она предусматривает:
— Выезд больных в другую местность, где нет растений, пыльца которых вызывает развитие заболевания.
— Пребывание пациентов в специальных безаллергенных палатах, воздух в которых полностью очищается от пыльцы с помощью фильтров Петрянова.
Частичная элиминация направлена на снижение концентрации пыльцы в окружении больного. Для этого используются следующие мероприятия:
— Запрещается выезд больных за город в период палинации растений и прогулки в сухую ветреную погоду.
— Окна и форточки в квартире закрываются плотной тканью, не пропускающей пыльцу в жилище.
— При возвращении домой с улицы пациенты должны переодеваться для предупреждения попадания аллергенов в квартиры.
— В периоды, когда концентрация пыльцы в воздухе особенно высока, больным рекомендуется не выходить на улицу.
— В случае перекрестной пищевой аллергии пациенты должны соблюдать диету и избегать приема фитопрепаратов.
Элиминационные мероприятия у больных с инсектной респираторной аллергией включают борьбу с тараканами, обладающими выраженными сенсибилизирующими свойствами. Следует помнить о том, что использование фосфоорганических инсектицидов должно осуществляться только в период отсутствия больного в помещении.
При грибковой сенсибилизации предупреждение контакта с аллергеном осуществляется следующим образом:
— Необходимо тщательно следить за тем, чтобы в помещении, где живет больной, поддерживалась низкая влажность и не было плесени. Это достигается тщательно уборкой жилищ, при необходимости стены покрывают кафелем. Определенного эффекта можно достичь путем очистки воздуха кондиционерами.
— Пациентам запрещается посещать старые помещения, где возможно массивное скопление грибов (овощехранилищ, подвалов, зерновых складов, сеновалов и др.).
— Следует уделить внимание своевременному выявлению и лечению у больных грибковых заболеваний кожи и ногтей.
— Пациентам запрещается употребление дрожжесодержащих продуктов (сдобного теста, пирожных, пива, кваса, сыра, сухих вин и т.д.).
— Больным с грибковой сенсибилизацией нельзя назначать антибиотики из группы пенициллина.
Элиминационная терапия у пациентов с пищевой аллергией заключается в следующем:
— При отсутствии четких указаний на непереносимость конкретного пищевого продукта больному назначается неспецифическая гипоаллергенная диета с исключением «облигатных» аллергенов: цитрусовых, рыбы, яиц, шоколада, орехов, клубники, земляники, красных сортов яблок и помидоров и др.
— Если выявлены определенные аллергены, то из рациона больного исключаются все пищевые продукты, в которые они входят. Например, при непереносимости куриных яиц исключаются кондитерские изделия (торты, пирожные, сдоба, печенье, кексы, мороженое и т.д.), майонез, соус, макароны, куриное мясо. Следует помнить о том, что культуры вирусов и риккетсий выращиваются на куриных эмбрионах, и готовые вакцины содержат значительную часть протеинов. Этого бывает достаточно, чтобы вызвать у больных тяжелые аллергические реакции при первом в жизни введении вакцин против гриппа, сыпного тифа, желтой лихорадки.
Исключительно важное значение при пищевой аллергии имеет лечение сопутствующих заболеваний пищеварительной системы (хронического холецистита, панкреатита, дисбактериоза кишечника и др.).
Глава 5. Элиминация и регенерация
Важнейшая роль в исходе любого иммунного ответа принадлежит инактивации и удалению из организма как самого антиген-чужеродного вещества, так и конечных продуктов его распада. Нарушение, связанное с элиминацией, приводит к накоплению в организме токсических веществ, развитию интоксикации и вторичному повреждению клеток и тканей.
Процесс элиминации токсических веществ достаточно сложный. В организме человека его осуществляет большое количество клеток и органов. Прежде всего, инактивация и элиминация патогенных агентов, иммунных комплексов и других продуктов иммунного ответа осуществляются макрофагами с помощью фагоцитоза. Основное значение в элиминации продуктов распада имеют поглотительно-выделительные функции печени и выделительные функции почек, а также региональный кровоток, который способствует элиминации продуктов распада из ткани (рис.37).
Рис.37. Жидкостные пространства организма человека
Как отмечалось выше, фагоцитоз начинается с накопления фагоцитарных клеток в очаге воспаления. Результатом внутриклеточного переваривания могут быть два варианта исхода (процесс переваривания описан выше):
Переваренные продукты инактивированного антиген-чужеродного вещества, соединяясь со специфическими АТ, образуют иммунные комплексы (ИК). Образование ИК – это естественная реакция, направленная на выведение из организма чужеродного АГ и сохранение гомеостаза. ИК поступают в интерстициальное (межклеточное) пространство. Это одно из трех водных пространств организма, которое связано, с одной стороны, через клеточные стенки с внутриклеточным пространством, с другой стороны через обширную поверхность стенок капилляров, высокопроницаемых для воды и электролитов, с внутрисосудистым пространством.
Интерстициальная жидкость представляет собой внешнюю среду для большинства клеток организма. Состав ее, несмотря на существенные изменения в поглощении и выделении различных веществ клетками, колеблется незначительно. Состав плазмы и интерстициальной жидкости различается только в отношении белков, так как их крупные молекулы не могут свободно проходить через стенку капилляров. Белки и жидкость из межклеточного пространства собирает система лимфатических сосудов, т.е. под действием эффективного фильтрационного давления 0,5 % общего объема плазмы, протекающей через капилляры, переходит в области артериального конца капилляра в интерстициальное пространство. Поскольку эффективное реабсорбционное давление несколько меньше, чем фильтрационное, лишь 90 % этого объема реабсорбируются в венозном конце капилляра, а остальные 10 % удаляются из интерстициального пространства через лимфатические сосуды. Таким образом, происходит своеобразная фильтрация межклеточного пространства. Средняя скорость фильтрации во всех капиллярах организма составляет около 14 мл/мин, или 20 л в сут. Скорость реабсорбции равна примерно 12,5 мл/мин, т.е. 18 л в сут. По лимфатическим сосудам оттекает 2 л в сутки. При этом объем всей интерстициальной жидкости составляет около 10 л. Необходимо отметить, что при нарушении микроциркуляции сильно увеличивается вторичная интоксикация.
Система лимфатических сосудов состоит из лимфатических капилляров, которые собираются в более крупные лимфатические сосуды, впадающие в вены. Главные лимфатические сосуды, открывающиеся в вены, – это грудной лимфатический проток и правый лимфатический протоки. Стенки лимфатических капилляров образованы однослойным эндотелием, через который легко проходят растворы электролитов, углеводы, жиры и белки. В стенках более крупных лимфатических сосудов имеются гладкомышечные клетки и такие же клапаны, как в венах. По ходу сосудов расположены лимфатические узлы, которые задерживают наиболее крупные частицы, имеющиеся в лимфе. Лимфатические сосуды – это дополнительная дренажная система, по которой тканевая жидкость стекает в кровеносное русло. Основная функция лимфатической системы заключается в удалении из интерстициального пространства тех белков и других веществ, не реабсорбирующихся в кровеносных капиллярах. Именно нормальная микроциркуляция обеспечивает первый этап дезинтоксикации. Наоборот изменение процессов микроциркуляции ведет к нарушениям в доставке питательных веществ и кислорода к тканям и клеткам, удалению из них углекислоты и «шлаков».
В соответствии с общепринятой классификацией расстройства микроциркуляции разделяют на внутрисосудистые нарушения, связанные с изменением самих сосудов, и внесосудистые.
Внутрисосудистые нарушения. Наиболее важные – расстройства реологических особенностей крови в связи с изменением суспензионной стабильности клеток крови и ее вязкости. К ним частично относятся нарушения свертывания крови и образование гемокоагуляционных микротромбов, а также нарушение перфузии крови через микроциркуляторное русло, где измененена скорость кровотока.
Нарушение проницаемости сосудов. Механизм перехода веществ через сосудистую стенку может быть активным и пассивным. Активный характер транспорта веществ осуществляется против концентрационного и электрохимического градиента и для его реализации требуется определенное количество энергии. Пассивный механизм осуществляется в основном за счет диффузии, скорость которой зависит от характера вещества (размера молекулы, ее конфигурации, степени гидратации, расположения электрического заряда), проницаемости стенки капиллярных сосудов и тканей, количества функционирующих сосудов, степени их расширения и скорости кровотока в них. При патологии часто наблюдается увеличение или уменьшение интенсивности перехода веществ через сосудистую стенку не только вследствие изменения интенсивности кровотока, но и в результате истинного нарушения сосудистой проницаемости, которое сопровождается изменением структуры стенки сосудов. В морфологическом отношении повышение сосудистой проницаемости характеризуется увеличением промежутков между эндотелиоцитами вследствие их сокращения и усилением везикулярного транспорта, в функциональном – интенсивным переходом крупномолекулярных веществ (белков).
Внесосудистые нарушения. Наиболее важными являются два типа таких нарушений: за счет медиаторов воспаления, о чем говорилось выше, и за счет нарушений окружающей соединительной ткани, включающие в себя изменения периваскулярного транспорта интерстициальной жидкости вместе с растворенными в ней веществами, образования и транспорта лимфы.
Все это необходимо учитывать при проведении детоксикационных мероприятий.
В последующем поступающие из лимфатических сосудов в кровоток ИК и другие продукты распада удаляются системой фиксированных моноцитарных фагоцитов и ретикулоэндотелиальной системой с помощью звездчатых ретикулоэндотелиоцитов печени.
Печень – самый крупный из внутренних органов, участвующих в гомеостазе. Она контролирует многие обменные процессы, играющие важную роль в поддержании постоянного состава крови. В ацинусе (основной функциональной единицы печени) происходит взаимодействие между кровью, гепатоцитами и купферовскими клетками. Гепатоциты участвуют в синтезе и хранении белков, трансформации углеводов, синтезе холестерина, желчных солей и фосфолипидов, детоксикации, модификации и выводе из организма эндогенных субстанций. Купферовские клетки обладают способностью к фагоцитозу и участвуют в разрушении старых, изношенных эритроцитов и в поглощении патогенных организмов.
Печень служит фильтром для большей части крови, в том числе оттекающей от органов брюшной полости, поэтому гепатоциты метаболизируют как эндогенные, так и экзогенные вещества, токсичные для организма. Бактерии и другие патогенные организмы удаляются из крови купферовскими клетками, а токсины, которые они выделяют, обезвреживаются в результате биохимических реакций, происходящих в гепатоцитах. К этому приводят такие реакции, как окисление, восстановление, метилирование или конденсация с другой органической или неорганической молекулой. После детоксикации эти вещества, теперь уже в виде безвредных продуктов, выводятся почками или желчью.
Нарушение защитной функции печени проявляется снижением фагоцитарной активности купферовских клеток (звездчатых эндотелиоцитов), других макрофагальных элементов и антитоксической (обезвреживающей) функции. При этом уменьшается способность печеночных макрофагов элиминировать путем фагоцитоза из крови жировые капли, старые эритроциты, микроорганизмы, их токсины, особенно поступающие с портальным кровотоком из кишечника, что приводит к возникновению токсемии с разнообразными проявлениями (лейкоцитоз, лихорадка, гемолиз эритроцитов, почечная недостаточность, эрозии кишечника и др.). Кроме того, при ослаблении фагоцитоза как неспецифической защитной реакции снижается устойчивость организма к инфекционным факторам. В то же время повышается частота развития аллергических (аутоаллергических) процессов как в самой печени, так и в других органах и системах, что обусловлено нарушением захвата из крови и разрушения макрофагами печени АГ и ИК (в норме в звездчатых эндотелиоцитах расщепляется 95 % веществ с антигенными свойствами).
Понижение антитоксической функции печени связано с нарушением ее метаболической активности – синтеза мочевины (обезвреживание токсического аммиака), окисления (ароматических углеводородов), восстановления (превращение нитробензола в парааминофенол), ацетилирования (детоксикация сульфаниламидных препаратов), гидролиза (связывание алкалоидов и сердечных гликозидов), конъюгации (образования парных соединений с глюкуроновой кислотой, гликоколом, цистеином, таурином – для связывания непрямого билирубина, скатола, фенола, индола и др.). При патологии печени нарушается еще один путь детоксикации – превращение водонерастворимых (аполярных) веществ в растворимые (полярные) соединения, которые могут быть выведены из организма с желчью и мочой. К ослаблению антитоксической функции печени приводит повреждение гепатоцитов как локусов обезвреживания, уменьшение активности ферментов, катализирующих реакции детоксикации, и дефицит энергии. Нарушение антитоксической функции печени при ее поражении может обусловить повышение чувствительности организма к различным лекарственным средствам (хинину, морфину, барбитуратам, наперстянке и др.). Это связано с тем, что при уменьшении их расщепления в печени токсичность веществ увеличивается, вызывая отравление организма. Кроме того, в процессе метаболических превращений токсических соединений в гепатоцитах могут образоваться еще более токсичные вещества (синтез гепатотоксических веществ – метаболитов ряда медикаментов, например изониазида; образование канцерогенных веществ). Нарушение экскреторной функции печени при затруднении выделения желчи также может привести к накоплению токсичных веществ в организме.
Через ЖКТ с желчью выходят в основном высокомолекулярные вещества, которые в дальнейшем в кишечнике способны расщепляться под влиянием ферментов пищеварительного тракта и микрофлоры кишечника. Некоторые из них могут реабсорбироваться в кровь и вновь поступать в печень (печеночно-кишечная циркуляция).
Другие токсические вещества выводятся в небольшом количестве через слюнные, потовые и молочные железы, но конечный этап выделения осуществляется почками.
Почки играют важнейшую роль в поддержании постоянства объема жидкостей (изоволемии), осмотической концентрации (изотонии), ионного состава (изоионии) и концентрации ионов водорода (изогидрии). Нарушения в их деятельности могут привести к вторичным изменениям указанных показателей. Некомпенсированные нарушения основных гомеостатических констант являются отражением недостаточности функции почек.
Не менее важна роль почек по выведению из организма продуктов азотистого обмена и различных чужеродных веществ. Соответственно нарушение экскреции веществ – одно из важных проявлений недостаточности почек. Наиболее частым следствием нарушения синтеза мочевины является накопление аммиака в крови. Количество его может увеличиваться при резко выраженном дефекте выделительной функции почек. Токсическое действие аммиака обусловлено прежде всего его влиянием на ЦНС. Оно может быть прямым и опосредованным, последнее заключается в усиленном обезвреживании аммиака вследствие связывания его глутаминовой кислотой. Выключение глутаминовой кислоты из обмена проявляется ускорением переаминирования аминокислот с α-кетоглутаровой кислотой, которая тем самым отвлекается от участия в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Торможение цикла Кребса приводит к задержке утилизации ацетил-СоА, который, превращаясь в кетоновые тела, способствует развитию коматозного состояния.
Почки также регулируют состав и объем плазмы и всю внеклеточную жидкость. Кроме того, поскольку вода и многие растворенные вещества проходят через клеточные мембраны, от функции почек зависят состав и объем внутриклеточной жидкости.
В почечной экскреции участвуют многие механизмы, обеспечивающие тонкую регуляцию выведения воды и электролитов, а также удаление экзогенных соединений и продуктов азотистого обмена – мочевины и креатинина.
Почки – это главный орган выделения и осморегуляции. Их функции включают выведение из организма ненужных продуктов обмена и чужеродных веществ, регуляцию химического состава жидкости тела путем удаления веществ, количество которых превышает текущие потребности, регуляцию содержания воды и регуляцию рН жидкости тела. Почки обильно снабжаются кровью и гомеостатически регулируют ее состав. Благодаря этому поддерживается оптимальный состав тканевой жидкости и, следовательно, внутриклеточной жидкости омываемых ею клеток, что обеспечивает их эффективную работу. Конечным продуктом деятельности почек является моча, объем и состав которой варьируют в зависимости от физиологического состояния организма.
Нормальная функция общей системы естественной детоксикации дает достаточно надежное очищение организма от токсических веществ. В противном случае происходит накопление метаболитов, обладающих выраженным токсическим действием и как следствие вторичным повреждением клетки. Такое повреждение – типичный патологический процесс, основу которого составляют нарушения внутриклеточного гомеостаза, приводящие к дефекту структурной целостности клетки и ее функциональных способностей.
Все это позволяет считать систему элиминации и детоксикации одним из этапов развития нормального иммунного ответа. Оценка степени интоксикации и проведения детоксикационных мероприятий при лечении больных с иммунными нарушениями – один из видов комплексного лечения.
Не менее важным фактором для развития любого патологического процесса является этап восстановления, регенерация.
Регенерация (от лат. regenerate – возрождение, возобновление) – восстановление (возмещение) структурных элементов ткани взамен погибших. Регенераторные процессы – это одно из важнейших звеньев поддержания гомеостаза. Восстановление структуры может происходить на разных уровнях – молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом и органном, однако всегда речь идет о возмещении структуры, которая способна выполнять специализированную функцию. Регенерация – это восстановление как структуры, так и функции. Значение регенеративного процесса – материальное обеспечение гомеостаза.
Восстановление структуры и функции может осуществляться с помощью клеточных или внутриклеточных гиперпластических процессов. На этом основании различают клеточную и внутриклеточную формы регенерации. Для первой характерно размножение клеток митотическим и амитотическим путем, для второй увеличение числа (гиперплазия) и размеров (гипертрофия) ультраструктур (ядра, ядрышек, митохондрий, рибосом, пластинчатого комплекса и т.д.) и их компонентов. Внутриклеточная форма регенерации является универсальной, свойственной всем органам и тканям. Клетки постоянно обновляются. Старые клетки в основном за счет программируемой клеточной смерти (см. главу 3) погибают и перерабатываются макрофагами. Новые появляются за счет деления из имеющихся клеток или стволовых клеток. Ритм обновление клеток при этом в разных органах и тканях разный (рис.38). Преобладание той или иной формы в определенных органах и тканях определяется их функциональным назначением, структурно-функциональной специализацией.
В настоящее время принято считать, что в организме имеются три категории специализированных клеток по их способности к делению.
Рис.38. Цикл обновления клеток организма
Клетки II категории – высокоспециализированные, выполняющие какие-либо определенные функции и затем либо «изнашивающиеся», либо слущивающиеся с различных поверхностей, причем, иногда очень быстро. Подобно клеткам I категории, они не способны размножаться, однако в организме имеется механизм для их непрерывного воспроизводства. Такие клеточные популяции называются обновляющимися, а состояние, в котором они находятся, – стационарным.
Клетки III категории отличаются большой продолжительностью жизни, их деление после полного завершения специализации в нормальных условиях онтогенеза происходит редко, но способность к этому процессу у них сохраняется. При стимуляции, возникающей, например, после травмы, они начинают интенсивно делиться, в результате чего воспроизводятся соответствующие специализированные клетки. Примером таких клеток служит гепатоцит или гормонально активная клетка.
Особую группу клеток составляют стволовые клетки. Стволовые клетки — это недифференцированные клетки, способные делиться и давать начало различным формам специализированных клеток. В соответствии со своей возможностью к дифференцировке выделяют разновидности стволовых клеток: тотипотентные — клетки, способные дифференцироваться в любые клетки организма. плюрипотентные — клетки, способные образовывать множество различных клеток, но не целый организм, мультипотентные — клетки, способные образовывать клетки одного типа тканей, унипотентные — клетки дающие начало только одному типу клеток. Клетки развивающегося эмбриона изначально тотипотентны, но теряют это свойство после нескольких клеточных делений, т.е. они дифференцируются. Некоторые из клеток организма, не дифференцируются окончательно, а становятся плюрипотентными, т.е. способны давать лишь некоторые типы клеток целого организма. Тотипотентные клетки называют так же — эмбриональные стволовые клетки, а плюри- и мультипотентные клетки организма называют — взрослыми стволовыми клетками они и являются основой регенерации.
Различают три вида регенерации: физиологическую, репаративную и патологическую.
Физиологическая регенерация совершается в течение всей жизни и характеризуется постоянным обновлением клеток, волокнистых структур, основного вещества соединительной ткани. Нет таких структур, которые не подвергались бы физиологической регенерации. Так происходит постоянная смена покровного эпителия кожи и слизистых оболочек, секреторного эпителия экзокринных желез, клеток, выстилающих серозные и синовиальные оболочки, клеточных элементов соединительной ткани, эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов крови и т.д. В тканях и органах, где клеточная форма регенерации утрачена, например в сердце, головном мозге, происходит обновление внутриклеточных структур. Наряду с обновлением клеток и субклеточных структур постоянно совершается биохимическая регенерация, т.е. обновление молекулярного состава всех компонентов тела.
Репаративная или восстановительная регенерация наблюдается при различных патологических процессах, ведущих к повреждению клеток и тканей. Механизмы репаративной и физиологической регенерации едины. Репаративная регенерация – это усиленная физиологическая регенерация. Однако в связи с тем, что репаративная регенерация побуждается патологическими процессами, она имеет качественные морфологические отличия от физиологической регенерации.
Репаративная регенерация может быть полной и неполной. Полная, или реституция, характеризуется возмещением дефекта тканью, которая идентична погибшей. В соединительной ткани, костях, коже и слизистых оболочках даже относительно крупные дефекты органа могут путем деления клеток замещаться тканью, идентичной погибшей. При неполной регенерации, или субституции, дефект замещается соединительной тканью, рубцом, поскольку при регенерации происходит восстановление структуры, способной к выполнению специализированной функции. Смысл неполной регенерации не в замещении дефекта рубцом, а в компенсаторной гиперплазии элементов оставшейся специализированной ткани, масса которой увеличивается, то есть происходит гипертрофия ткани. Такая гипертрофия возникает как выражение регенераторного процесса, поэтому ее называют регенерационной, в ней – биологический смысл репаративной регенерации. Регенераторная гипертрофия может осуществляться двумя путями – с помощью гиперплазии клеток или гиперплазии и гипертрофии клеточных ультраструктур, т.е. гипертрофии клеток.
Восстановление исходной массы органа и его функции за счет преимущественно гиперплазии клеток происходит при регенерационной гипертрофии печени, почек, поджелудочной железы, надпочечников, легких, селезенки и др. Регенерационная гипертрофия за счет гиперплазии клеточных ультраструктур характерна для миокарда, головного мозга, т.е. тех органов, где преобладает внутриклеточная форма регенерации. Оба пути гипертрофии не исключают друг друга, а, наоборот, нередко сочетаются. Так, при регенерационной гипертрофии печени происходит не только увеличение числа клеток в сохранившейся после повреждения части органа, но и гипертрофия их, обусловленная гиперплазией ультраструктур. Нельзя исключить того, что в мышце сердца регенерационная гипертрофия может протекать не только в виде гипертрофии волокон, но и путем увеличения числа составляющих их мышечных клеток.
Восстановительный период обычно не ограничивается только тем, что в поврежденном органе развертывается репаративная регенерация. Если воздействие патогенного фактора прекращается до гибели клетки, происходит постепенное восстановление поврежденных органелл. Следовательно, проявления репаративной реакции должны быть расширены за счет включения восстановительных внутриклеточных процессов в дистрофически измененных органах. Общепринятое мнение о регенерации только как о завершающем этапе патологического процесса малооправдано. Репаративная регенерация не местная, а общая реакция организма, охватывающая различные органы, но реализующаяся в полной мере лишь в том или ином из них.
Морфогенез регенеративного процесса складывается из двух фаз – пролиферации и дифференцировки. Об источниках регенерации есть две точки зрения. Согласно одной из них (теория резервных клеток), происходит пролиферация СК и клеток-предшественников, которые, интенсивно размножаясь и дифференцируясь, восполняют убыль высокодифференцированных клеток данного органа, обеспечивающих его специфическую функцию. Другая точка зрения допускает, что наряду со СК источником регенерации могут быть и высокодифференцированные клетки органа, которые в условиях патологического процесса могут перестраиваться, утрачивать часть своих специфических органелл и одновременно приобретать способность к митотическому делению с последующей пролиферацией и дифференцировкой.
Рассматривая процессы репаративной регенерации различных органов и тканей необходимо отметить их различную способность и интенсивность к восстановлению. Эффективность процесса регенерации в большой мере определяется условиями, в которых он протекает. Огромное значение в этом имеет общее состояние организма. Истощение, гиповитаминоз, нарушение иннервации и другие изменения оказывают значительное влияние на ход репаративной регенерации, затормаживая ее и способствуя переходу в патологическую. Существенное влияние на ее интенсивность оказывает степень функциональной нагрузки, правильное дозирование котоpoй благоприятствует этому процессу. Скорость репаративной регенерации в известной мере определяется и возрастом, что приобретает особое значение в связи с увеличением продолжительности жизни и соответственно числа оперативных вмешательств у лиц старших возрастных групп.