Общая этиология и патогенез

Занятие 2. Причины и условия возникновения патологических процессов

Цель занятия

На экспериментальной модели кислородной недостаточности провести анализ основных положений общей этиологии.

Подготовка к занятию

Студенты готовятся к данному занятию в объеме следующих вопросов.

1. Определение понятий: этиология, патогенез.

2. Причины, вызывающие патологические процессы, их классификация и общая характеристика.

3. Понятие о чрезвычайном раздражителе как причине заболеваний; относительность этого понятия.

4. Значение условий в развитии патологических процессов.

5. Материалистический детерминизм как основа современного учения об этиологии и патогенезе. Кондиционализм и монокаузализм; их критика.

^* (Из расчета на всю группу или на подгруппу в 3-6 студентов.)

² (Термометры нужны для занятия 18, в котором используется аналогичная установка.)

1. Толстостенные стеклянные сосуды и резервуары ртутных барометров должны иметь достаточный запас прочности и быть свободными от механических дефектов: трещин, крупных пузырей воздуха в толще стекла и т. д. Сосуды тщательно отбирают и проверяют при глубоком вакууме. Во время проверки и на занятиях соблюдают правила безопасности работы с вакуумными сосудами.

2. Ртутный барометр изготовляют из сухой толстостенной стеклянной трубки с внутренним диаметром 3-5 мм, длиной 80 см, запаянной с одного конца и пропущенной через резиновую пробку. Трубку заполняют чистой сухой ртутью и, закрыв отверстие пальцем или маленькой пробочкой, осторожно опрокидывают, погружая конец в ртуть, налитую в подходящий прочный сосуд. Затем незапаянный конец открывают под ртутью, остерегаясь попадания в трубку воздуха, и, опуская еще глубже стеклянную трубку с пробкой, герметически закрывают сосуд. Шкалу к манометру можно изготовить из полоски миллиметровой бумаги, наклеенной на рейку. Ртутный барометр должен постоянно находиться на большой глубокой кювете (лотке). Необходимо строго соблюдать и другие правила работы со ртутью.

3. Приготовление газовой смеси для опыта 3. Для опыта требуется смесь азота и кислорода, в которой парциальное давление последнего при 760 мм общего давления равно 35 мм рт. ст. (такая смесь содержит около 5% кислорода). Для приготовления смеси пропускают через газовый счетчик в кислородную подушку определенные объемы азота и кислорода. Кислород можно заменить соответствующим объемом воздуха. В первом случае объемы кислорода и азота должны находиться в отношении 1:20, во втором случае воздух и азот находятся соответственно в отношении 5:16. Удобнее пользоваться для каждого газа отдельным счетчиком. Если же отмер газов производят через один и тот же счетчик, необходимо каждый раз перед заполнением подушек тщательно продувать его соответствующим газом. Азот и кислород лучше предварительно набрать из баллонов в подушки и лишь из них пропускать в счетчик. Непосредственное присоединение последнего к баллонам высокого давления без хорошего редуктора может привести к искажению показаний и к поломке счетчика. В случае, если для составления газовой смеси пользуются не кислородом, а воздухом, последний также предварительно накачивают в подушку насосом Комовского или другим подходящим насосом. При наличии электроотсасывателя его можно непосредственно присоединить к газовому счетчику и использовать для нагнетания воздуха в подушку для смеси. Для этого следует поменять местами всасывающую и выпускную трубки и приоткрыть клапан, регулирующий давление.

Если на кафедре имеется наркозный аппарат со смесителями, можно газовые смеси готовить при его помощи.

4. Для опытов 4 и 5 собирают установку, изображенную на рис. 6.

5. Для опыта 6 собирают установку, изображенную на рис. 7.

6. Приготовление газовой смеси для опыта

Для опыта требуется смесь, содержащая 89% воздуха и 11% СО₂. Для приготовления смеси пропускают через газовый счетчик в кислородную подушку 18 л воздуха и 2,2 л СО₂.

Наименование опытов и методика их проведения

Опыт 1. Патогенное действие на организм (мышей) разреженной атмосферы (рис. 4). Белую мышь помещают в толстостенный стеклянный сосуд (2), соединенный резиновыми шлангами через трехходовой кране насосом Комовского (1) и с ртутным барометром (3), и, равномерно вращая рукоятку насоса, в течение 2-3 минут понижают давление в сосуде до 180-170 мм рт. ст. Падение давления контролируют по высоте столбика ртути в барометре. Ведут наблюдение за внешними признаками изменения состояния животного, регистрируют сроки наступления судорог и смерти (отсчитывая время от момента начала откачивания воздуха). По окончании опыта, осторожно поворачивая трехходовой кран (4), медленно (!) впускают в систему воздух до выравнивания давления и лишь после этого открывают пробку сосуда (2).

Рис. 4. Схема установки к опытам 1, 2, 4. 1 - насос Комовского; 2 - толстостенный сосуд; 3 - ртутный барометр со шкалой; 4 - трехходовой кран; 5 - глубокая кювета

Перед студентами ставится вопрос, что явилось причиной развития у мышей патологического процесса со смертельным исходом: уменьшение парциального давления кислорода в воздушной среде сосуда или же падение барометрического давления. Для ответа на этот вопрос проводят параллельно два следующих контрольных опыта (2 и 3).

Опыт 2. Действие на организм разреженной атмосферы при нормальном парциальном давлении кислорода. Мышь помещают в газовую смесь с нормальным парциальным давлением кислорода (150 мм рт. ст.) и таким же общим давлением, как в опыте 1 (170-180 мм рт. ст.). Для этого из сосуда (2) и из барометра откачивают насосом Комовского воздух до уровня 140-150 мм рт. ст., а затем, присоединив к свободному отростку трехходового крана (4) подушку с чистым кислородом, медленно впускают его в сосуды. После этого приоткрывают пробку сосуда (2), быстро помещают туда мышь и вновь плотно закрывают. В дальнейшем действуют так же, как и в опыте 1, т. е. медленно понижают давление в сосуде до 180-170 мм рт. ст. и наблюдают за состоянием животного.

Опыт 3. Действие на организм атмосферы с пониженным парциальным давлением кислорода и нормальным общим давлением. Мышь подвергают действию разреженной атмосферы с таким же парциальным давлением кислорода, как в опыте 1 (около 35 мм рт. ст.), но при нормальном общем давлении. Для этого животное помещают в стеклянный сосуд объемом 1-2 л (рис. 5), герметически закрывают пробкой с отводами и заполняют сосуд приготовленной заранее смесью азота и кислорода соответствующего состава (см. подготовку к занятию), пропуская эту смесь из подушки через резиновые шланги. Наблюдают за состоянием животного. Опыты 2 и 3 прекращают, когда в одном из них наступит гибель мыши. Полученные во всех опытах результаты сопоставляют и делают соответствующие выводы о значении причины и сопутствующих условий, вызывающих в данном случае гибель животных.

Рис. 5. Сосуд для опыта 3

Опыт 4. Патологические изменения в организме мышей при дыхании в небольшом замкнутом пространстве (асфиксия). В коническую колбу (рис. 6) кладут мешочек с песком, помещают туда мышь и плотно закрывают пробкой. Отмечают время начала опыта. Наблюдают за изменениями дыхания, двигательной активностью, общим состоянием мыши. Опыт продолжают до гибели животного. Отмечают срок выживания. Затем открывают зажимы на шлангах 3 (см. рис. 6) и подкисленная вода, вытекающая из воронки 2, вытесняет воздух из колбы в воронку. Зажимы закрывают и воздух анализируют в аппарате Холдена, определяя содержание О₂ и СО₂ к моменту гибели животного.

Рис. 6. Схема установки для опытов 4, 5. 1 - широкогорлая коническая колба на 100 мл; 2 - делительная воронка, наполненная подкисленной водой; 3 - резиновые шланги с зажимами; 4 - мешочек с песком или натронной известью

Ставят вопрос, что именно явилось причиной развития у животного патологического процесса со смертельным исходом: уменьшение процентного содержания О₂ или повышение концентрации СО₂. Для ответа на этот вопрос проводят параллельно два следующих контрольных опыта (5 и 6).

Опыт 5. Действие на организм воздуха с пониженным содержанием О₂ при отсутствии СО₂. Опыт ставят аналогично предыдущему, однако в колбу вместо мешочка с песком кладут натронную известь (для поглощения СО₂). Регистрируют срок гибели животного и определяют содержание в воздухе О₂ и СО₂.

Опыт 6. Действие на организм воздуха с повышенным содержанием СО₂ при нормальном содержании кислорода. В воронку (рис. 7) помещают мышь, закрывают воронку металлической сеткой и пропускают в течение 15-20 минут струю заранее приготовленной смеси воздуха и СО₂, наблюдают за дыханием и общим состоянием животного.

Рис. 7. Схема установки для опыта 6. 1 - подушка со смесью воздуха и СО₂; 2 - стеклянный сосуд с отростком, закрытый металлической сеткой

Результаты опытов 4, 5 и 6 сопоставляют, обращая, в частности, внимание на сроки гибели животных и содержание О₂ и СО₂ в воздухе к моменту их гибели.

Делают соответствующие выводы о значении причины и сопутствующих условий в развитии наблюдаемого патологического процесса.