绪论
兽医病理生理学(veterinarypathophysiology)又称动物病理生理学(animal pathophysiology),是研究动物疾病发生、发展和转归的规律及其机制,为动物疾病的诊断和防治提供理论基础,为人类疾病提供可靠动物模型的科学。
一、兽医病理生理学在兽医科学中的地位
兽医病理生理学与兽医病理解剖学(veterinary pathoanatomy)是连接基础兽医学与临床兽医学的“桥梁”或“纽带”,前者侧重功能、代谢变化与机制的研究,后者侧重形态结构变化的研究,二者相辅相成、相互配合,在兽医学教学中起着承前启后的作用。
兽医病理生理学作为一门独立的学科,是兽医科学发展的必然结果,其研究范围几乎涵盖了从基础到临床的所有兽医学领域。它以兽医解剖学、动物生理学、动物生物化学、兽医微生物学、兽医免疫学等学科为基础,为进一步学习兽医内科学、兽医外科学、兽医外科手术学、兽医产科学、兽医传染病学和兽医寄生虫病学等课程奠定理论基础,在疾病的诊断、机制的阐明和临床工作水平的提高等方面均起着十分重要的作用。
二、兽医病理生理学的基本内容
兽医病理生理学涵盖下列三大内容。
(一)疾病论
疾病论包括健康与疾病的概念,疾病发生的原因,疾病发生、发展的一般规律与基本机制,疾病的经过与转归,寄生物与宿主的关系,细胞凋亡与疾病,细胞黏附分子与疾病,细胞信号转导与疾病,自由基与疾病,应激与疾病等内容(本书第一至七章)。这部分内容着重阐述疾病发生、发展的一般规律及基本机制,为正确理解和掌握具体疾病的特殊规律提供基本概念和思想方法。
(二)基本病理过程
基本病理过程包括水与电解质代谢障碍、酸碱平衡紊乱、缺氧、发热、炎症介质、弥散性血管内凝血、休克等内容(本书第八至十四章)。这部分内容着重阐述在临床上许多疾病所共有的、典型的、具有代表性的基本病理过程及机制。
(三)器官病理生理学
器官病理生理学包括心功能不全、呼吸功能不全、肝功能不全、肾功能不全和多器官功能障碍综合征等内容(本书第十五至十九章)。这部分内容着重阐述各器官系统疾病的病因与发病机制。
三、兽医病理生理学的研究方法
兽医病理生理学的研究方法整体来说有动物实验和临床观察两种,这是兽医病理生理学研究的两大支柱。从机体组成上来说,有分子水平、细胞水平、器官系统水平及整体水平的研究等;分子、细胞、器官系统水平的研究侧重于分析单因子的影响,整体水平的研究侧重于综合分析多因子对机体的影响。从学科分类上来说,有化学方法、物理方法、生物化学方法、免疫学方法、生理学方法等。这里主要讲动物实验和临床观察两种方法。
(一)动物实验
在人为控制条件下,在实验动物身上复制疾病模型或在体外培养细胞、组织及器官,然后根据需要对其功能、代谢、形态结构等改变进行研究,将其结果通过综合分析来探索疾病发生的机制。这是兽医病理生理学研究的基本方法,可分为体内试验与体外试验两种。
1.体内试验体内试验(vivo experiment)是指直接在实验动物身上复制疾病,然后进行样品采集与指标测定。体内试验是整体水平的研究,是以完整机体为研究对象来观察、分析在各种内外环境改变的情况下,疾病发生、发展的过程及其变化规律。
体内试验的优点是实验在动物体内进行,比较符合疾病发生时的实际情况;缺点是其影响因素较多,需要比较多的样本,费时、费力。
2.体外试验体外试验(vitro experiment)是运用培养基在体外培养选定的细胞、组织或器官来观察外来因子对细胞、组织或器官的影响,包括细胞培养(cell culture)、组织培养(tissue culture)和器官培养(organculture)。
(1)细胞培养细胞培养是指用单个细胞或细胞群在体外进行培养的同时加入致病因子来观察细胞功能、代谢及形态结构的变化。这是细胞水平上的研究,是*常用的体外试验方法。
动物机体器官的功能是由构成该器官的各种细胞的生理特性决定的。例如,心脏的收缩功能是由心肌细胞的生理特性决定的。细胞的生理特性是由构成细胞的各种分子,尤其是生物大分子(蛋白质、核酸)的生化特性决定的。细胞特殊基因表达的异常会导致细胞结构与功能的异常。这是分子水平的研究,其研究的是疾病发生的分子机制。
(2)组织培养组织培养是指从动物体内取出组织,并将其在模拟体内生理环境培养的同时加入致病因子来观察组织功能、代谢及形态结构的变化。这往往是细胞或分子水平的研究。
(3)器官培养器官培养是指从动物体内取出某个器官或一部分器官,并将其在模拟体内生理环境培养的同时加入致病因子来观察器官功能、代谢及形态结构的变化。这是器官系统水平的研究。
体外试验的优点是能人为地控制条件,了解单因子在疾病发生、发展过程中对细胞、组织或器官甚至机体的影响;缺点是其结果有时与体内差异较大。
(二)临床观察
临床观察是对自然发病的动物在整体观察的基础上,根据疾病特点和研究目的,选用实验室技术对其血液、尿液、骨髓等做化验,其结果可直接反映患病动物机体的功能、代谢或某些形态结构的改变,从而了解具体疾病的发生、发展过程,综合分析其发生机制并制订治疗方案。临床观察也属于整体水平的研究。
四、学习兽医病理生理学的指导思想
病理生理学是医学的哲学,是医学的真正科学;兽医病理生理学也不例外。
辩证唯物主义的哲学思想应当是学习兽医病理生理学的指导思想,要具体地运用辩证唯物主义的观点去观察、分析和解决疾病中的各种问题,主要应树立以下几个观点。
(一)整体的观点
要正确地认识动物有机体局部与整体的辩证关系。局部病理过程受整体状态的制约,同时又不断地影响或改变整体的状态;机体疾病时的全身性反应往往也有局部表现(详见第一章第三节中“疾病过程中局部与整体的关系”)。
(二)运动发展的观点
任何疾病或病理过程同一切事物一样,都是在运动的、发展的、变化的,都有一个由发生、发展到消亡的过程。我们观察疾病的症状、病理变化及检测到的生理生化指标等都是其发展过程中某一阶段的状态,我们要运用运动发展的观点去理解,通过前后对比、综合分析,“去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里”来揭示整个疾病过程的全貌。
(三)对立统一的观点
疾病是机体内损伤与抗损伤的一种对立统一体,损伤与抗损伤贯穿于整个疾病过程的始终,双方力量的对比决定着疾病的发生、发展与转归(详见第一章第三节中“疾病过程中损伤与抗损伤的关系”)。
(四)实践第一的观点
认识来源于实践,要坚持实践、认识、再实践、再认识的哲学观。兽医病理生理学是一门实践性很强的学科,要深入临床调查研究,全面掌握患病动物所呈现的功能、代谢变化及其相关数据,细致观察组织、器官的病变,在充分占有第一手资料的基础上综合分析,才有可能正确阐明疾病发生、发展的规律与发生机制。
在学习过程中,既要重视理论知识的学习,又要重视教学实验。要循序渐进地学好每一章节,将其有机地联系起来;在实验教学中要独立操作、独立思考,运用所学理论知识以严谨的、实事求是的科学态度来观察、分析每一实验现象及其发生机制。
(杨鸣琦)
第一章疾病概论
著名病理学家Virchow有句名言:“疾病是变异条件下的生命”(Disease is life under altered condition)c
第一节健康与疾病的概念
正常情况下,机体内部各器官系统之间的功能代谢活动相互协调,维持着动态平衡,机体与外界环境之间也保持着相互统一,我们把机体这时的生命活动过程称为健康(health)。Bernard的体内环境恒定学说(stability of the milieu interne hypothesis)和Cannon的体内稳态学说(homeostasis hypothesis)认为健康是体内环境的恒定或稳定,疾病则是这种恒定稳态的破坏。人们对人类健康的理解日臻完善,世界卫生组织(World Health Organization,WHO)将健康定义为:健康不仅指没有疾病,而且在身体上、心理上、社会适应性上处于完好状态(state of complete well-being)。从健康到疾病是一个由量变到质变的过程,两者之间存在中间状态,既不健康也无疾病,即亚健康。
动物疾病(disease of animal)是指动物机体在致病因素作用下,发生损伤与抗损伤的斗争过程,在此过程中,机体的自稳调节(homeostasis control)紊乱,功能代谢和形态结构发生改变,使机体内、外环境之间的相对平衡与协调关系发生障碍,从而表现出一系列的症状(symptom)或体征(sign),并造成动物的生产能力下降或经济价值降低。简言之,动物疾病是指动物机体在致病因素作用下自稳调节紊乱而发生的异常生命活动过程。
例如,禽霍乱(avium cholera)是营养不良、气温突变等因素使禽类机体抵抗能力降低时,多杀性巴氏杆菌的禽型菌株(禽霍乱巴氏杆菌)乘虚而入,进入禽类机体而导致的禽出血性败血症。在此过程中,机体表现的精神沉郁、缩颈闭眼、独立一隅、食欲减少甚至废绝、结膜潮红、冠和垂肉发绀、许多内脏器官出现大小不等的出血斑点等均属于损伤反应;鼻腔分泌物增多、呼吸加快、体温升高、机体吞噬功能增强等则属于机体和入侵的病原菌展开一系列斗争的抗损伤反应。若抗损伤反应占主导地位,消灭了病原菌或经抗菌药物帮助消灭了病原菌,并使损伤得以修复,机体则由疾病状态恢复健康;若损伤反应占主导地位或治疗不当,病原菌不但未被消灭,甚至在体内繁殖,使损伤不能修复,则疾病将进一步发展。
有人将系统论(system theory)和控制论(cybernetics)的概念与原理移植到医学中,认为健康的本质是机体通过复杂的调节代偿机制对定态遭受威胁做出反应能力的保持,疾病是这种调节代偿机制受破坏从而引起定态丧失(loss of the steady state)的结果。对疾病本质的认识是随着人们对疾病认识水平的提高和疾病本身的发展而逐步深入的,已从群体水平、个体水平、系统器官组织水平、细胞水平、亚细胞水平发展到分子水平。
中医对健康与疾病的认识及疾病的防治都是以我国的传统哲学思想一阴阳五行学说为指导的。阴阳学说认为,“阴阳者,天地之道也”“生之本,本于阴阳”“阴平阳秘,精神乃治;阴阳离决,精气乃绝”,用现代语言来讲,就是生命的根本在于对立统一,健康乃对立生命过程的统一、平衡;疾病或死亡乃对立生命过程统一性或平衡性的破坏。
中、西医虽是两个截然不同的独立体系,但对健康与疾病的认识有着相似的描述。当然西医惯用的研究方法是分析的、还原论的方法(reductionistic approach),侧重揭示健康与疾病的局部规律,对阐明疾病的本质非常必要;中医传统研究方法主要是综合的、构成论方法(compositionistic approach),侧重揭示健康与疾病的整体规律。
兽医工作者的主要任务就是要正确掌握动物疾病与健康之间的转化条件,明确主攻方向,采取合理的、有效的防治原则与措施,消除致病因素的损伤作用,增强机体的抗损伤能力,使疾病朝着有利于健康的方向转化,从而保护动物健康,维护动物性食品安全,*终保障人类健康。
第二节疾病发生的原因
疾病发生的原因,简称病因(cause ofdisease),也称致病因素(pathogenic factor)。
研究疾病发生原因和条件的科学称为病因学(etiology)。
任何疾病都是由一定的致病因素引起的,没有原因的疾病是不存在的。有些疾病发生的原因,
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