Katedra i Zakład Fizjopatologii

Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego

Kierownik: Profesor dr. hab. Jacek M.

Witkowski

[e-mail]

PODSTAWOWE POJĘCIA

PATOFIZJOLOGII

© Jacek M. Witkowski

2011

3

CO TO JEST PATOFIZJOLOGIA?

• Pathos (Gr.)- ból, cierpienie, choroba

• Fizjologia – nauka o czynnościach i mechanizmach działania

organizmu i jego składników w warunkach zdrowia

• PATOFIZJOLOGIA – nauka o

mechanizmach działania

organizmu i jego składników w warunkach choroby

,

prowadzących do zaburzeń (objawów)

obserwowanych w przebiegu choroby

• Poziomy zainteresowania patofizjologii:

» Układy
» Narządy
» Tkanki
» Komórki
» Struktury pozakomórkowe
» Biocząsteczki i ich zespoły

(C) jmw '2011

4

PATOFIZJOLOGIA

• Nauka o:

– przyczynach,
– mechanizmach,
– przebiegu i
– konsekwencjach
chorób.

Patofizjologia nie zajmuje się

bezpośrednio rozpoznawaniem

i leczeniem chorób.

(C) jmw '2011

5

WIĘKSZOŚĆ NAUK

PODSTAWOWYCH PODAJE

ODPOWIEDZI NA PYTANIE:

JAK?

Jak jest zbudowane?

Jak działa?

Jakie reakcje zachodzą?

(C) jmw '2011

6

WIĘKSZOŚĆ NAUK

KLINICZNYCH RÓWNIEŻ

PODAJE ODPOWIEDZI NA

PYTANIE:

JAK?

Jak wygląda objaw?

Jak rozpoznać?

Jak leczyć?

(C) jmw '2011

7

PODSTAWOWE PYTANIE PATOFIZJOLOGII:

DLACZEGO ?

(C) jmw '2011

8

DLACZEGO MÓJ PACJENT…

• ma gorączkę?
• odczuwa ból?
• ma powiększone węzły chłonne?
• nie pamięta?
• nie czuje?
• nie widzi?
• ….
• umiera?

(C) jmw '2011

9

METANAUKA

• Metanauka korzysta z narzędzi

i informacji, dostarczanych przez
inne

dyscypliny wiedzy, w celu

wytworzenia nowych pojęć, narzędzi i
informacji.

(C) jmw '2011

10

PATOFIZJOLOGIA JAKO METANAUKA

PATOFIZJOLOGIA

NAUKI

PRZEDKLINICZNE

NAUKI PODSTAWOWE

NAUKI KLINICZNE

NOWE

INFORMACJE

I KONCEPCJE

(C) jmw '2011

11

HOMEOSTAZA, HOMEODYNAMIKA

• Struktury biologiczne (komórki,

tkanki, narządy, organizmy…) mogą
prawidłowo funkcjonować tylko w
określonym zakresie parametrów:

• fizycznych
• chemicznych,
• biologicznych

(C) jmw '2011

12

HOMEOSTAZA, HOMEODYNAMIKA

• HOMEOSTAZA – zdolność utrzymywania stałych

warunków środowiska wewnętrznego i

zewnętrznego, sprzyjających prawidłowym funkcjom

struktury biologicznej.

• HOMEODYNAMIKA

– zdolność utrzymywania

warunków środowiska wewnętrznego i

zewnętrznego w określonym zakresie, sprzyjającym

prawidłowym funkcjom struktury biologicznej.

• HOMEOSTAT – mechanizm lub zespół mechanizmów,

utrzymujących parametr w określonym zakresie

wartości.

(C) jmw '2011

13

Liść homeodynamiki

Z

D

R

O

W

IE

CHOROBA

CHOROBA

ŚMIERĆ

ŚMIERĆ

K

O

M

P

E

N

S

A

C

JA

O

D

C

H

Y

LE

N

IA

P

E

ŁN

A

P

E

ŁN

A

C

Z

Ę

Ś

C

IO

W

A

C

Z

Ę

Ś

C

IO

W

A

WIEK

P

Ł

O

D

O

W

Y

D

Z

IE

C

IŃ

S

T

W

O

MŁODOŚĆ

WIEK ŚREDNI

STAROŚĆ

+

_

(C) jmw '2011

14

CHOROBA

• Stan zaburzenia HOMEODYNAMIKI oraz

odpowiedzi organizmu na czynnik wywołujący

to zaburzenie (czynnik etiologiczny), obserwowany

przez chorego i/lub jego otoczenie (lekarza) jako

odchylenie od stanu prawidłowego („normy”)

• „Norma” – fizjologiczny zakres parametru, w

którym zdrowy organizm zdolny jest spełniać

swoje funkcje i dostosowywać się do wymagań i

zmian środowiska zewnętrznego, utrzymując

środowisko wewnętrzne we względnie stałym

zakresie parametrów.

(C) jmw '2011

15

Dlaczego?...

• Normalna ciepłota ciała ludzkiego to 36.6

o

C?

• Normalne ciśnienie tętnicze krwi to 120/65 mm Hg?

• Normalna glikemia to ok. 100 mg/dL?

• I t.d....

EWOLUCJA (optymalizująca dostrojenie

właściwości organizmów do środowiska) I

DUŻO CZASU....

(C) jmw '2011

Normy nie muszą być stałe…

• „Wartości normalne” są ustalone

głównie dla populacji młodych
zdrowych ludzi i osób w średnim
wieku

• Pewne „normy” są znane dla dzieci

• Mogą się różnić od tych

ustalonych dla dorosłych

• BARDZO NIEWIELE„norm” dla osób

w podeszłym wieku

• Tendencja do przyjmowania

norm obowiązujących dla
ludzi młodych może nie być
właściwa

16

(C) jmw '2011

HOMEODYNAMIKA A ZŁOŻONOŚĆ

SYSTEMÓW

• Genomika
• Transkryptomika
• Proteomika
• Interaktomika
• Funktomika
• ....
• Biologia systemów
• Medycyna holistyczna

17

N interakcje

4 12

7 42

32 992

... ....

(C) jmw '2011

18

ETIOLOGIA I PATOGENEZA =

ETIOPATOGENEZA

• ETIOLOGIA: co powoduje chorobę:

• Przyczyny i powody wystąpienia danej choroby,

np. wady wrodzone, infekcje, nowotwory itp.,

nałożone na aktualny stan organizmu

• PATOGENEZA: w jaki sposób dany

czynnik etiologiczny powoduje

wystąpienie obserwowanych objawów:

• Mechanizmy wystąpienia zaburzeń

funkcjonowania organizmu lub jego części,

określanych jako choroba (PATOMECHANIZMY)

(C) jmw '2011

19

KAŻDA CHOROBA POSIADA:

• Przyczyny (nie zawsze znane)
• Objawy, którymi rządzą określone

mechanizmy

• Przebieg (sekwencję objawów w

czasie)

• Skutki (przejściowe i/lub trwałe)

(C) jmw '2011

20

PRZYCZYNY CHORÓB:

• Wewnątrzpochodne (w tym

wrodzone); np. mutacje prowadzące do

chorób nowotworowych i in.

genetycznych, „zużycie” towarzyszące

starzeniu się organizmu, nadprodukcja

lub niedobór metabolitu)

• Zewnątrzpochodne:

• Infekcje i infestacje

• Urazy mechaniczne i inne uszkodzenia fizyczne

• Niekorzystne wpływy środowiska

(C) jmw '2011

21

PATOMECHANIZMY

• REAKCJE ORGANIZMU NA CZYNNIKI

ETIOLOGICZNE, WYWOŁUJĄCE ZABURZENIA

HOMEODYNAMIKI, np:

– środowiska wewnątrz- i pozakomórkowego (równowaga

wodno-elektrolitowa, kwasowo-zasadowa itp.

– wzrostu i różnicowania komórek (nowotwory, ale

także hipo- i aplazje)

– działania układów integracyjnych organizmu:

» Nerwowego

» Dokrewnego

» Immunologicznego (odpornościowego)

» Krwionośnego (sercowo-naczyniowego)

– procesu zapalnego

(C) jmw '2011

22

UKŁADY INTEGRACYJNE ORGANIZMU

• Wzajemna komunikacja, otrzymywanie informacji z innych

obszarów organizmu, a także przekazywanie im informacji

• Pozostałe układy służą podtrzymaniu działania UIO

nerwowy

dokrewny

odporność

naczyniowy

hormony

neuromediatory

komórki, cytokiny

(C) jmw '2011

23

ENDOGENNE BIOLOGICZNE

CZYNNIKI CHOROBOTWÓRCZE

•

NIEDOBORY LUB NADMIARY METABOLITÓW : + lub –

zaburzenie homeodynamiki

•

NATĘŻENIE PATOLOGICZNEJ REAKCJI ORGANIZMU

ZALEŻY

OD „STĘŻENIA” CZYNNIKA

I

OD CZASU

EKSPOZYCJI

•

FORMY REAKCJI:

•

Zaburzenia metaboliczne, rzadziej Toksyczna

•

Zapalna

MIEJSCA REAKCJI:

•

Brak wyraźnej specyfiki narządowej

•

PRZYKŁADY:

•

Przewlekły głód / Otyłość

•

Awitaminozy/ Hiperwitaminozy

•

Cukrzyca / hipoglikemia

•

Endokrynopatie +/-

•

Hipercholesterolemia / hipocholesterolemia

(C) jmw '2011

24

EGZOGENNE BIOLOGICZNE

CZYNNIKI CHOROBOTWÓRCZE

• BAKTERIE, WIRUSY, GRZYBY, PIERWOTNIAKI, PASOŻYTY…

• NATĘŻENIE PATOLOGICZNEJ REAKCJI ORGANIZMU

NIE ZALEŻY

OD „STĘŻENIA” CZYNNIKA ANI OD CZASU EKSPOZYCJI

• FORMY REAKCJI:

•

Immunologiczna / alergiczna

Zapalna

Toksyczna

• MIEJSCA REAKCJI:

•

Specyfika tkankowa lub narządowa

•

Tropizmy

• LATENCJA REAKCJI:

• Komórki jako „przechowalnie” bakterii lub wirusów

•

Formy przetrwalnikowe

(C) jmw '2011

25

FIZYCZNE CZYNNIKI CHOROBOTWÓRCZE

•

URAZY MECHANICZNE I PROMIENISTE

• WIELKOŚĆ I NASILENIE REAKCJI PATOLOGICZNEJ

WPROST

PROPORCJONALNE DO NATĘŻENIA

I CZASU DZIAŁANIA CZYNNIKA

•

Uraz mechaniczny:

Ostry (wypadek) – uszkodzenie lub ubytek tkanki 

zapalenie

Przewlekły (odleżyny) – niedokrwienie uszkodzenie tkanki 

zapalenie

 martwica

•

Ekstremalne temperatury:

Oparzenie 

zapalenie

Zwęglenie  martwica i

zapalenie

Przechłodzenie 

zapalenie

Zamarznięcie  martwica i

zapalenie

•

Promieniowanie:

γ(X),α,β, UV  uszkodzenia DNA  mutacje  nowotwory

(duże natężenia promieniowania – uszkodzenie i/lub śmierć

komórek 

zapalenie

Przewlekłe zapalenie  transformacja nowotworowa...

(C) jmw '2011

26

CHEMICZNE CZYNNIKI

CHOROBOTWÓRCZE

WIELKOŚĆ I NASILENIE REAKCJI PATOLOGICZNEJ

WPROST

PROPORCJONALNE DO NATĘŻENIA

I CZASU DZIAŁANIA

CZYNNIKA

Uszkadzające tkanki – ŻRĄCE

:

Denaturacja białek, zniszczenie tkanki (martwica) 

okołourazowy odczyn

zapalny

• Stężone kwasy i bezwodniki

• Zasady

• Fenole

• Inne

Uszkadzające metabolizm – TOKSYNY

:

» metale ciężkie (Pb, Hg, As…) – wiązanie białek, denaturacja,

inaktywacja enzymów  ŚMIERĆ KOMÓREK 

odczyn zapalny

» cyjanki, rodanki – blokowanie łańcucha oddechowego  ŚMIERĆ

KOMÓREK

» nadtlenki (np. H

2

O

2

)  aktywne formy tlenu (GŁÓWNIE ENDOGENNE!)

 uszkodzenie i śmierc komórek 

odczyn zapalny

»

O

2

, CO

2

Uszkadzające DNA – MUTAGENY

(C) jmw '2011

27

KONSEKWENCJE CHOROBY

• Powrót do pełnego zdrowia (łac: restitutio ad integrum) –

brak

śladów choroby

w morfologii i funkcji,

zachowanie homeodynamiki

• Częściowy powrót do zdrowia z

trwałymi zmianami

morfologicznymi (np. blizny) i/lub uszkodzeniem czynności

(np.

obniżona pojemność oddechowa po zapaleniu płuc) –

częściowe

zachowanie homeodynamiki

• Przejście choroby ostrej w przewlekłą

(pozostają niektóre objawy, ich

nasilenie może być większe niż w ostrej chorobie) -

trwałe

zaburzenie homeodynamiki

• Obniżona zdolność do utrzymania homeodynamiki (jedno- lub

wielosystemowa) –

przyspieszone starzenie się

• Choroba jako konsekwencja choroby

(np. autoimmunizacyjna po

infekcji wirusowej,)

• Śmierć

(C) jmw '2011

28

ALGORYTM LEKARSKIEGO MYŚLENIA

• Aktualny stan osoby badanej:

Subiektywny – co stwierdza u siebie PACJENT

Obiektywny – co może wybadać LEKARZ

• Wzorce normy i patologii

Anatomia (makro i mikro) – patomorfologia

Fizjologia (wszystkie poziomy)

Biochemia kliniczna – badania laboratoryjne

• ODCHYLENIE OD NORMY (OBJAW LUB ZESPÓŁ OBJAWÓW) =

ROZPOZNANIE CHOROBY

• Etiopatogeneza

• LECZENIE

(działanie na czynniki etiologiczne (przyczynowe)

lub patogenetyczne (przyczynowe i/lub objawowe)

• KONSEKWENCJE



PATOFIZJOLOGIA

(C) jmw '2011

PATOFIZJOLOGIA TO NAUKA O

ROZUMIENIU CHOROBY (JAKO

PROCESU) I CHOREGO (JAKO

PODMIOTU TEGO PROCESU)

A WIĘC

PATOFIZJOLOGIA TO PODSTAWA

(LEKARSKIEGO) MYŚLENIA

30

KONIEC

(C) jmw '2011

31

Wykład nie może być

umieszczony na stronie WWW

bez zgody autora zawartej w

tekście.

(C) jmw '2011

Omy i omiki

32

The transcriptome, the mRNA complement of an entire organism,
tissue type, or cell; with its associated field transcriptomics
The metabolome, the totality of metabolites in an organism; with its
associated field metabolomics
The lipidome, the totality of lipids; with its associated field Lipidomics

[3]

The interactome, the totality of the molecular interactions in an
organism

[4]

; a once proposed field of interactomics has generally

become known as systems biology
The spliceome (see spliceosome), the totality of the alternative
splicing protein isoforms; with its associated field spliceomics.
The ORFeome refers to the totality of DNA sequences that begin with
the initiation codon ATG, end with a nonsense codon, and contain no
stop codon. Such sequences may therefore encode part or all of a
protein.

(C) jmw '2011