Патологическая анатомия как научная дисциплина
Введение
Уважаемый читатель! Открыв эту книгу, вы сделали первое из множества увлекательных открытий, которые предстоит вам сделать в процессе изучения новой для вас дисциплины — патологической анатомии. Не беда, что они уже сделаны до вас вашими предшественниками — радость познания нового, понимания, что вы все глубже вникаете в суть вещей, ничуть не меньше радости первооткрывателя. «Bene diagnoscitur — bene curatur» — «Чем лучше распознается заболевание, тем успешнее будет его лечение», — говорили наши древние коллеги. Изучение патологической анатомии даст вам ключ к пониманию как сущности болезней, так и происхождения симптомов и функциональных нарушений у больного.
Для чего же нужно будущему врачу изучение патологической анатомии? Зачем в течение года вы будете читать книжки, вертеть в руках макропрепараты, разглядывать в микроскоп и зарисовывать микропрепараты? Древние греки говорили, что для того, кто не знает, в какой порт направляется, не бывает попутного ветра. Итак, в какой же порт мы с вами, читатель, будем двигаться и зачем?
Во-первых, в результате изучения нашей дисциплины вы получите знания о структурных основах различных болезней. Без этих знаний, даже имея на руках врачебный диплом, вы все равно будете работать в режиме фельдшера (в плохом понимании этого слова) по принципу «от сердца — валерьянка, от живота — касторка». Но ведь, скажем, такой симптом, как диарея, может быть проявлением кишечных инфекций, отравлений, истощения, внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы, перитонита, нарушений эвакуаторной функции желудка и ряда других патологических состояний, которые требуют совершенно различного подхода к их лечению, поэтому «лечение поноса» даст лишь временное облегчение, а в ряде случаев может привести и к утяжелению состояния больного за счет потери времени и непринятия необходимых мер, направленных на борьбу с самим заболеванием, а не на купирование его отдельных симптомов. А для этого надо четко представлять себе сущность соответствующих заболеваний, чтобы диагностировать их, найдя у больного характерные морфологические, функциональные и биохимические изменения.
Образно говоря, в процессе изучения патологической анатомии вы создаете в своей памяти компьютерную базу данных по патоморфологии болезней, при изучении клинических дисциплин дополняете ее соответствующими им симптомами и синдромами, а всю последующую вашу жизнь вы будете заниматься обратным: выявив у больного некие симптомы, обращаться к «базе данных» с тем, чтобы установить, какое из заболеваний может проявляться комплексом обнаруженных вами признаков, и подтвердить это заболевание, опять же руководствуясь знанием характерных для него структурных изменений.
Во-вторых, вы научитесь распознавать визуально наиболее типичные структурные изменения и оценивать их значение для больного. Насколько это важно? Представьте, что вы осуществляете операцию, скажем, по поводу язвенной болезни и в ходе лапаротомии обнаруживаете, что капсула селезенки на некотором протяжении необычно утолщена, уплотнена и имеет молочно-белый цвет. Это всего лишь гиалиноз капсулы селезенки, который не является нормой, но жить больному не мешает, но вы-то этого не знаете, поскольку занятие по белковым дистрофиям было вами пропущено из-за подготовки к выступлению в КВН или из-за другого не менее важного мероприятия, а отработали пропущенную тему вы формально. Хорошо, если рядом есть грамотный коллега, которого можно пригласить в операционную для консультации, а если нет? Снять перчатки и пойти читать этот учебник, оставив больного лежать с открытой брюшной полостью, возможности нет, и вы принимаете решение удалить селезенку и лишь после операции выясняете, что делать этого не надо было. В итоге — ни больной, ни прокурор (а за спиной каждого врача маячит его тень) благодарности вам не объявляют. (Если у вас достаточно воображения, то вы уже сейчас должны покрыться липким потом и возблагодарить провидение, что у вас пока еще есть счастливая возможность заранее подготовиться к таким ситуациям, читая учебник по патанатомии и усваивая материал лекций и практических занятий).
В-третьих, вы познакомитесь с основной массой медицинских терминов и понятий, используемых как медиками вообще, так и патологоанатомами в частности. Недостаточная грамотность клинициста, путающего ангиофиброксантому[1] с ангиофибросаркомой[2] или прочитавшего заключение «аденома фетального типа» (foetus — плод, отпрыск) как «аденома фатального типа», может иметь непредсказуемые последствия.
В-четвертых, вы приобретете зачатки клинического мышления и анализа клинических ситуаций, необходимого врачу любого профиля. Следует подчеркнуть, что вопросы, изучаемые в курсах общей и частной патологической анатомии, отнюдь не равноценны по своему значению: знание типовых общепатологических явлений представляет собой инструмент для понимания сущности патологических изменений, выявляемых при тех или иных заболеваниях. Знать все эти изменения и удерживать это в голове не под силу никому, однако владение основными положениями общей патологической анатомии позволяет нам правильно интерпретировать различные структурные изменения в организме.
Патологическая анатомия как научная дисциплина
Патологическая анатомия (син. — патоморфология) (греч. pathos — болезненный) — медицинская наука о структурных основах болезней и патологических проявлений, совокупность которых составляет сущность той или иной болезни.
Особенностью патологической анатомии является то, что она занимает положение на стыке фундаментальных и прикладных наук, воплощая в себе черты обоих типов дисциплин (рис.2.1а). Поскольку это наука о структуре, то наряду с нормальной анатомией, гистологией и гистохимией, цитологией и эмбриологией, она входит в раздел наук, обозначаемых как «морфология», то есть наука о структуре, только, в отличие от перечисленных дисциплин, она изучает строение органов, тканей и клеток не в норме, а при различных патологических состояниях. Называясь традиционно патологической анатомией, она является не только таковой, но и патологической гистологией и гистохимией, патологической цитологией и патологической эмбриологией1.
Наряду с патологической физиологией и патологической биохимией патологическая анатомия входит в раздел научных дисциплин, обозначаемых как «патология».
Патология — наука, изучающая закономерности возникновения и развития болезней, отдельных патологических процессов и состояний.
Граница между нормой и патологией в ряде случаев выглядит весьма условной, а структурные, химические и функциональные изменения в организме неотделимы друг от друга, поэтому читателя не должно удивлять то, что, с одной стороны, с некоторыми понятиями, например, о регенерации, он уже встречался в курсе гистологии, а с другой стороны, при описании структурных изменений он будет сталкиваться с изложением биохимических проявлений, лежащих в их основе, и с описанием функциональных нарушений, сопровождающих болезненные изменения структуры органов, тканей и клеток.
Патологическая анатомия тесно связана также с такими науками, находящимися на стыке теоретических и прикладных дисциплин, как иммунология, генетика, микробиология, изучающими своими методами ткани как в норме, так и при патологии.
Наряду с этим, патологическая анатомия является базисом для клинических дисциплин, пользующихся ее материалами и методами. Практически каждая третья диссертация клинического характера содержит патоморфологический раздел, основанный на анализе исследования операционного, биопсийного материала или исследования тканей экспериментальных животных. Непосредственный контакт существует между патологической анатомией и такими прикладными дисциплинами как судебная медицина и организация здравоохранения. С первой ее объединяют методы исследования, большинство из которых являются общими, и, в ряде случаев, задачи по установлению причин и непосредственных причин смерти при ряде патологических состояний. Для организации здравоохранения патологическая анатомия поставляет необходимую информацию о причинах и частоте летальных исходов при тех или иных заболеваниях среди различных контингентов населения.
Как и любая другая наука, патологическая анатомия имеет свой предмет, объект исследования, материалы и методы исследования.
Содержанием патологической анатомии являются совокупность данных, полученных морфологическими методами исследованияотносительно предмета изучения.
Предметом патологической анатомии является структурная организация патологических явлений в живом организме.
Объектом изучения в патологической анатомии является болезнь.
Материалами исследования являются следующие:
1. Операционный материал. Все, что удаляется из организма оперативным путем, подлежит обязательному гистологическому исследованию, при этом результаты этих исследований в сопоставлении с информацией об особенностях развития, течения заболевания у различных категорий больных могут дать новую информацию о патоморфологической картине конкретного заболевания и ее динамике.
2. Биопсийный материал. Биопсия — это прижизненное взятие и исследование кусочков тканей для целей диагностики. Разумеется, только для исследовательских целей взятие тканей от живого человека (за исключением редких экспериментов на добровольцах) не производится, но не проанализировать уже имеющийся в распоряжении врачей материал было бы неразумным.
3. Вскрытия больных, умерших от заболеваний. Дилетанты могут возразить, что вскрытие тел умерших осуществляется с античных времен, и все, что могло быть изученным, уже известно, однако, это далеко не так. Появляются новые, ранее не известные заболевания (чаще инфекционной природы), новые антропогенные факторы (человечество, как известно, не улучшает свою окружающую среду) воздействуют на организм, новые методы лечения изменяют течение хорошо изученных ранее заболеваний. Возникают новые методы изучения тканей, благодаря которым уже известные сведения могут быть дополнены, а то и пересмотрены. Наконец, наши представления о различных заболеваниях постоянно изменяются, и с современных позиций сущность изменений кровообращения у умершего больного будет расценена не так, как это сделал бы в свое время Уильям Гарвей. Поэтому наблюдаемое в настоящее время сокращение числа аутопсий1, с точки зрения науки, представляет собой негативную тенденцию.
4. Исследования на экспериментальных животных. Вскрытие тела умершего позволяет нам оценить изменения органов и тканей в финале заболевания, а какими они были в начале на различных его этапах? Мы не можем не лечить больного, но лечение видоизменяет течение заболевания и в ряде случаев затрудняет понимание того, обусловлены ли обнаруживаемые изменения самим заболеванием или лечением. Агональный период иногда влияет на патоморфологическую картину, выявляемую на вскрытии. Наконец, разработка новых лекарств или технологий, связанных с воздействием на человека, недопустима без предварительного их испытания на животных, в том числе с оценкой морфологических изменений, вызываемых изучаемыми факторами. Все это делает экспериментальных животных зачастую незаменимым материалом для получения новых научных данных. Примерами успешного использования экспериментальных моделей являются доказательство доцентом кафедры патологической анатомии Военно-медицинской академии Л.В.Соболевым в 1901 году путем удаления у собак поджелудочной железы роли островков Лангерганса в выработке инсулина или доказательство начальником этой же кафедры академиком Н.Н. Аничковым вместе с С.С.Халатовым в 1912 году на кроликах роли холестерина в развитии атеросклероза.
Методы исследования в патологической анатомии разнообразны.
1. Макроскопический метод. Несмотря на свою традиционность, метод не утратил своего значения и позволяет оценить распространенность и топографические особенности обнаруживаемых изменений, оценить ткани не только визуально, но и исследовать их плотность, растяжимость и т.п. и, кроме того, оценить общее состояние организма больного (рис.2.2а).
2. Гистологический метод. Так же, как на гистологии, из залитых в парафин или замороженных на замораживающем микротоме тканей изготавливаются срезы, окрашиваемые затем красителями, и изучаются с помощью светового микроскопа, так же изучаются и срезы болезненно измененных тканей, причем гистологический метод является одним из ведущих в плане получения новой научной информации (рис.2.3а).
3. Гистохимический метод. Воздействие на микротомный срез ткани определенных реагентов с развитием в них, а не в пробирке, химических реакций позволяет устанавливать природу новых, не свойственных данной ткани веществ, появляющихся при ряде патологических состояний. Таким способом может быть индентифицировано около 70 различных веществ (рис.2.4а).
4. Иммуногистохимический метод. Метод позволяет установить природу многих веществ и соединений, которые не могут быть распознаны с помощью гистохимических реакций. Суть его заключается в нанесении на микротомный срез ткани сыворотки, содержащей антитела против предполагаемого химического соединения, обладающего антигенными свойствами, а затем визуализации образовавшихся комплексов антиген—антитело с помощью пероксидазы хрена (иммунопероксидазный метод), авидин—биотинового комплекса (рис.2.5а, 2.6а) или флюоресцирующей в ультрафиолетовом свете метки (иммунофлюоресцентный метод) (рис.2.7а). Данный метод позволяет выявлять в тканях микробы и продукты их жизнедеятельности, вещества белковой (гормоны, цитокины, иммуноглобулины и т.п.) и небелковой природы, рецепторы на поверхности клеточных мембран, устанавливать происхождение опухолевых клеток из определенных типов тканей тогда, когда светооптическое исследование исключает такую возможность.
5. Флюоресцентный метод. Ряд тканевых компонентов обладает природной способностью светиться в ультрафиолетовых лучах и может быть распознан при изучении микропрепаратов с помощью люминесцентного микроскопа (рис.2.8а). Кроме того, некоторые вещества в тканях могут быть искусственно промаркированы с помощью светящихся в ультрафиолетовых лучах веществ — флюорохромов, обладая тропностью к этим веществам (рис.2.9а).
6. Поляризационная микроскопия. Если в поляризационном микроскопе два поляроида скрестить, то в окуляр будет видно черное поле: анализирующий поляроид полностью поглотит поляризованный свет от нижнего поляроида (рис.2.10а). Если же в помещенном на предметный столик микропрепарате какие-то компоненты ткани оказываются способными поворачивать пучок поляризованного света, то есть приобретают свойство анизотропии, то при наблюдении через окуляр эти участки ткани будут выглядеть белыми или псевдоокрашенными. Таким способом может быть выявлен ряд экзогенных включений минерального или растительного или полимерного происхождения, обнаружены некробиотические изменения в кардиомиоцитах (рис.2.11а) и ряд других патологических изменений (рис.2.12а).
7. Гистоауторадиографический метод1. Путем нанесения на микропрепарат в темноте фотоэмульсии после определенной экспозиции с последующим проявлением и закреплением в ткани могут быть выявлены радиоактивные вещества, попавшие в организм либо введенные животному в экспериментальных целях. Испускаемые при этом тканью a-частицы вызывают образование широких черных полос, а b-частицы — узких неравномерных зигзагообразных полосок (рис.2.13а).
8. Метод электронной микроскопии позволяет выявлять изменения на ультраструктурном уровне, тем самым приближая нас к изучению морфологических и функциональных нарушений в их неразрывном диалектическом единстве. В ряде случаев это обеспечивает понимание механизма повреждения клеток при различных воздействиях, компенсаторных изменений, болезней накопления, оценку выраженности секреторной, инкреторной, фагоцитарной и некоторых других функций клеток (рис.2.14а).
9. Гистоморфометрический метод. При использовании всех перечисленных выше методов, кроме макроскопического, изменения могут быть оценены не только качественно или полуколичественно (в баллах), но и количественно, что открывает совершенно новые возможности для статистического анализа, сопоставления патоморфологических данных с клиническими, лабораторными данными, результатами функциональных исследований, для сравнения аналогичных показателей в различных исследуемых выборках и т.п. С помощью проградуированной линейки в окуляре-микрометре могут быть измерены диаметры сосудов, линейные размеры неких микроструктур или расстояния между ними. Замена такой линейки на морфометрическую сетку, содержащую 100 точек (рис.2.15), позволяет путем исследования многочисленных полей зрения вычислить средний удельный объем тех или иных структур в препарате, а, зная абсолютную массу исследуемой ткани или органа, — и их абсолютную массу.
Система интерактивного анализа изображения представляет собой компьютер, в который оцифрованное изображение поступает с видеокамеры, установленной на микроскопе (рис.2.16а).
Специальные программы позволяют как в ручном, так и в полуавтоматическом режиме оценивать как линейные, так и объемные параметры в микропрепарате, делая возможным то, что трудно вычислить с помощью морфометрической сетки, например, кровенаполнение тканей, оцениваемое по количеству эритроцитов в микрососудах.
7. Методы гибридизации in situ и полимеразной цепной реакции — это по своей сути методы молекулярной биологии, реализуемые в тканевых срезах. Обеспечивая идентификацию в тканях искомых фрагментов ДНК, они позволяют распознавать в них микробы с известным генотипом, фрагменты вирусной ДНК в составе клеточной ДНК, а также выявлять генетические аномалии.
Важнейшими методологическими принципами в патологической анатомии являются принципы эволюционизма, целостности, структурности (единство структурно-функциональных изменений), динамизма, детерминизма (причинно-следственные связи при возникновении той или иной патологии).
Традиционно патологическая анатомия состоит из двух больших разделов — общей и частной патологической анатомии. Специальными разделами ее являются патологическая анатомия детского возраста и боевая патология, изучением которых занимаются соответствующие вузы и учреждения.