360 likes | 553 Views
Vonkajšie patogénne faktory vzniku a rozvoja chorôb. Prof. MUDr. J. Hanáček, CSc. Štúdijný program - OŠE, RA a VZ. I. Hlavné skupiny príčin chorôb z vonkajšieho prostredia a mechanizmy ich pôsobenia na organizmus.
E N D
Vonkajšie patogénne faktory vzniku a rozvoja chorôb Prof. MUDr. J. Hanáček, CSc. Štúdijný program - OŠE, RA a VZ
I. Hlavné skupiny príčin chorôb z vonkajšieho prostredia a mechanizmy ich pôsobenia na organizmus • Patogénnymi faktormi môžu byť rôzne druhy energie pôsobiace na človeka z vonkajšieho prostredia, ktoré svojou neadekvátnou kvantitou alebo kvalitou sú schopné porušiť homeostázuvnútorného prostredia. Tieto patogénne faktory nazývame noxami
Noxy vonkajšieho prostredia delíme na: • 1. fyzikálne : • a) mechanická energia • b) akcelerácia, decelerácia, gravitácia • c) vibrácia, hluk, ultrazvuk • d) vysoká a nízka teplota prostredia • e) jonizačné žiarenie • f) elektrický prúd a elektromagnetické vlnenie • g) klíma a počasie
2. chemické :a) anorganické - prvky ( As, Hg, Pb…..) - zlúčeniny (SO2, Nox, HCN, O3 ..) - iné - kyseliny, zásady, b) organické - rastlinné a živočíšne toxíny - organický prach • 3. biologické : • a) vírusy e) nedostatok alebo nadbytok živín • b) baktérie f) prióny • c) parazity g) iné • d) plesne
4. spoločenské a sociálne: Stresory: • psychogénne • sociálne • spoločenské
Mechanizmy pôsobenia mechanickej noxy na človeka • Hlavný mechanizmus:- poškodenie integrity orgánov • a systémov organizmu • - poškodenie integrity tkanív • - poškodenie integrity buniek • Priame dôsledky :poranenia- odreniny, pomliaždeniny, • vpichy, seknutie, pohryznutie, • prestrelenie, vykĺbenie, zlomenie... • Nepriame dôsledky: ischémia, poškodenie inervácie, • dislokácia orgánov alebo ich • častí (herniácia), tlak...
Príklady poškodenia organizmu priamym pôsobením mechanickej energie • Blast syndróm - tlaková vlna vyvolaná explóziou (priamy vplyv)poškodenie sluchu ruptúra alveol ruptúra stien GIT • Crush syndróm- stlačenie mäkkých tkanív dlho pôsobiacim (nepriamy vplyv tlakom (zasypanie zemou, snehom...) aj priamy vplyv) hypoperfúzia až ischémia tkanív ischemické poškodenie buniek (reverzibilné, ireverzibilné), reperfúzia vyplavenie toxických metabolitov do celého organizmu ohrozenie života človeka
Preležaniny ( dekubity)- stlačenie tkanív (dlhodobé) nemeniacou sa polohou tela ischémia poškodenie kože, podkožia, svalov infekcia sepsa • Comotio cerebri- makro-, mikro - krvácania do mozgu poškodenie funkcie štruktúry mozgu trvalé poškodenie mozgu rôznej intenzity (až demencia) • Comotio cordis -asystólia a iné poruchy rytmu insuficiencia srdca (MO srdca) zlyhanie KVS smrť (Využíva sa aj terapeuticky pri fibrilácii komôr srdca na jej prerušenie až trvalé odstránenie)
Mechanizmy pôsobenia gravitácie, akcelerácie a decelerácie na človeka • gravitačná sila (1G)- človek je na jej pôsobenie adaptovaný, ale jej vplyv sa v organizme prejavuje - nižším prietokom krvi apikálnými ako bazálnymi časťami pľúc, - lokalizáciou edémov v dolnej polovici tela (resp. na báze pľúc), - obezita - zvýšené zaťaženie nosných kĺbov (bedrové, kolenné), - vazokonstrikcia v DK vo vertikálnej polohe •gravitačná sila viac ako 1G(letci, automobiloví pretekári, parašutisti) - zvýraznenie vplyvu na cirkuláciu krvi v mozgu a v ostatných orgánoch - dislokácia nefixovaných a odtrhnutie fixovaných viscerálnych orgánov
Akcelerácia a decelerácia- náhle a rýchle zmeny smeru pohybu človeka v priestore • negatívne ovplyvnenie cirkulácie krvi (hlavne v mozgu) (závraty, synkopy, TK v mozgových cievach bolesť hlavy, krvácanie do mozgu) - negatívne ovplyvnenie funkcie vestibulárneho aparátu Kinetózy – časté sú búrlivé vegetatívne reakcie (porušenie funkcie sympatikového a parasympatikového nervového systému) spôsobené zvýšenou stimuláciou vestibulárneho aparátu pohybmi organizmu človeka viacerými smermy súčastne(cestovanie autom, plavba loďou, let malými lietadlami)... Dôsledok:nauzea, zvracanie, zmeny činnosti srdca (tachy-bradykardia), pokles TK, bolesti brucha, závraty...
Mechanizmy pôsobenia vibrácie, hluku a ultrazvuku na človeka • Vibrácia - vlnenie o frekvencii 25 - 8.200 Hz - profesionálna expozícia (obsluha ťažných mechanizmov, píliari...) - poškodenie nervovej regulácie prietoku krvi artériami končatín spazmus ciev bolesti prstov, atrofické zmeny na koži, svaloch prstov, osteoporóza, - poškodenie sluchu, CNS
Hluk - zvuk (16 - 20.000 Hz), ktorý pôsobí na človeka rušivo a každý zvuk, ktorého intenzita je väčšia ako 50 dB • Ultrazvuk - vlnenie o vyššej frekvencii ako 20. 000 Hz Mechanizmus: poškodzuje tkanivá podobnými mechanizmami ako hluk a vibrácie Terapeutické a diagnostické využitie: - využíva sa termálny efekt - sonografické vyšetrovacie metódy
Mechanizmy pôsobenia ionizačného žiarenia na človeka • Ionizačné žiarenie- žiarenie spôsobujúce ionizáciu • v látke, do ktorej preniká • Druhy ionizačného žiarenia (IŽ): • a) elektromagnetické vlnenie - röntgenove lúče, • - gama žiarenie, • b) korpuskulárne žiarenie – alfa- a beta- častice • - protónové žiarenie • - neutrónové žiarenie
Mechanizmy účinku ionizačného žiarenia a)Zásahová teória - v každej bunke existuje „citlivý terč“, zasiahnutie ktorého vedie k poškodeniu bunky b)Radikálová teória - IŽ spôsobuje vo vodeprítomnej v organizme rádiolýzu vznik radikálov (hydroxylový, kyslíkový) poškodenie bb. Kyslíkový efekt- v prítomnosti O2 spôsobí IŽ v tkanive väčšie poškodenie ako v tkanive bez prítomnosti O2 Na ktoré štruktúry bunky IŽ hlavne pôsobí ? - Je to dvojvlákno DNK: - IŽ spôsobízlom dvojvlákna - Dvojitý zlom (zlom oboch vlákien DNK) letálne poškodenie bunky
Akútna choroba z ožiarenia (ACHOŽ) • Vzniká po ožiarení celého telaalebo jeho väčšej časti dostatočne vysokou dávkou žiarenia • V závislosti od dávky žiarenia sa vyvíjajú symptómy a príznaky poškodenia hemopoetického, tráviaceho alebo centrálneho nervového systému
Formy ACHOŽ • a) Krvná (dreňová) forma- pri ožiarení celého tela dávkou 3 - 5 Gy • - nešpecifické prejavy:nevolnosť, apatia, bolesti hlavy, nauzea, • zvracanie (v dôsledku poruchy rovnováhy • v nervovom systéme) • - bezpríznakové obdobie:1 - 2 týždne (je ešte dostatočné množstvo • „starých“funkčných krvných elementov) • - špecifické prejavy:• LE pod kritickú hodnotu • (pod 2.500/mm3 , z toho je 30% Ne = 750 • Ne/ mm3 =agranulocytóza) • • granulocytov pod 1000/ mm3 sepsa • • krvácanie ( počtu trombocytov) • • anémia (počtu Er) • • defekty slizníc - farynx, dutina ústna
b) Črevná forma -po ožiarení celého tela dávkou cca 10 Gy • - nešpecifické prejavy (ako vyššie) sú výraznejšie • - latentné obdobie trvá len do 4 - 6. dňa po ožiarení • - manifestné štádium - nekróza buniek epitelu GIT • krvavé hnačky, perforácia čreva, ileus • c) Nervová forma -ožiarenie dávkou niekoľko desiatok Gy • (CNS je najrezistentnejším tkanivom proti ožiareniu) • - nešpecifické prejavy sú výrazné a intenzívne • psychická dezorientácia až zmätenosť, kŕče a bezvedomie • smrť za niekoľko hodín až dní po ožiarení
Mechanizmy pôsobenia elektrického prúdu a elektromagnetického poľa na živé systémy • Elektrický prúd spôsobuje termické, chemické a mechanické poškodenie tkanív Efekt závisí od: • druhu prúdu - jednosmerný, striedavý • od parametrov prúdu - napätie, intenzita • od miesta vstupu, smeru a dĺžky prechodu prúdu organizmom • od vodivosti (odporu) tkanív
Závažné poškodenie tkanív organizmu spôsobuje striedavý prúd • termický efekt - popáleniny(v dôsledku vzniku odporového tepla) • depolarizačný efekt - depolarizácia buniek, ktorými prúd prejde Dôsledky: - fibrilácia komôr srdca - generalizované kŕče kostrových svalov - bezvedomie • mechanický efekt - ruptúra kože, svalov v mieste vstupu prúdu do organizmu, zlomeniny kostí Parametre striedavého prúdu ohrozujúce životčloveka •intenzita prúdu: > 75 mA až do 3A • napätieprúdu: > 50 V
Najnebezpečnejšie dôsledky úrazu striedavým prúdom • •fibrilácia komôr srdca zastavenie cirkulácie krvi • • kŕče dýchacích svalov (pretrvávajúce) zastavenie • dýchania • • paralýza životne dôležitých nervových centier v CNS • vazodilatácia, asystólia, zastavenie dýchania, • kóma...
Mechanizmus negatívneho účinku elektrického a magnetického poľa na človeka • Elektrické (EP) a magnetické pole(MP) - vzniká pri prenose a využívaní elektrickej energie Prečo pôsobí EP a MP negatívne na živé systémy? Neexistuje jednoduchá a jednoznačná odpoveď! Potenciálne nebezpečné frekvenčné rozsahy elektrického poľa: a) extrémne nízka frekvencia: < 300 Hz (teda aj frekvencia bežne používaného prúdu - 50Hz) b) veľmi nízka frekvencia: 3 - 30 kHz ( televízna obrazovka, obrazovka počítača)
Mechanizmus - EMP (50 - 60 Hz): • - spôsobuje osciláciu kalciových iónov v bunkách • dôsledok:? • - spôsobuje zvýšenie inositol-3-fosfátu v bunkách • - dermatitída (tváre) operátorov pri • obrazovkách • psychosomatický sy.- aktivácia vegetatívneho nervového • systému (sympatikus, parasympatikus) • a CNS • - aktivácia DS, KVS a GIT • Nový termín: • citlivosť na elektrinu vznik psychosomatického sy.(?) • (popísaný vyššie) • Psychosomatický sy. však zrejme nie je dôsledkom pôsobenia elektormagnetického poľa, ale pôsobenie psychogenných stresov, ktoré vzniku pri obsluhe zariadení s obrazovkou Možné dôsledky:
2. Chemické noxy - mechanizmy ich pôsobenia na organizmus • Účinokheterogénnej skupiny chemických látok na tkanivá, orgány a systémy človeka závisí od niekoľkých faktorov: • a) veľkosti dávky a rýchlosti jej vstupudo organizmu • b) celkového času trvania expozície • c) vlastností noxy • d) detoxikačnej kapacity organizmu • f) miesta vstupu do organizmu
Dôsledky pôsobenia chemických nox na bunky • 1. inaktivácia a denaturácia enzýmov • 2. vznik inaktívnych komplexovtvorených chemickou noxou a aktívnymi súčasťami bunky • Napr. otrava kyanidom:kyanid + Fe inaktívny komplex • inhibícia aktivity cytochrómu a3 • (v terminálnej časti cytochrómového • reťazca) spomalenie až zastavenie • oxidačných procesov „dusenie sa tkanív“ • otrava arzénom: arzén +pyruvátdehydrogenéza • inaktívny komplex: v srdci • využívajú sa MK na tvorbu energia (srdce nie je poškodené) • inaktívny komplexv nervovom systéme: • využíva sa glukózablok tvorby energie poškodenie NS • (NS nedokáže tvoriť energiu spaľovaním MK, len glukózy)
3. indukcia toxicity chemickej látky jej metabolickou • premenou v bunke • Napr. otrava metanolom: • metanol oxidácia formaldehyd cytotoxicita • (ireverzibilné poškodenie bielkovín) • Najintenzívnejšie toxické poškodenie je v orgánoch (bunkách) obsahujúcich najviac alkoholdehydrogenézy(pečeň, ale aj retina) poškodenie pečene, poškodenie zraku • 4. poškodenie konjugačného procesu v pečeňovej bunke • Napr. chemická látka konjugačný proces vylúčenie • (alkohol,Hg) chemickej noxy z organizmu • poškodenie konjugačného procesu • neschopnosť vylúčiť chemickú noxu • z organizmu
5. letálna syntéza - ide o „omyl“ detoxikačných mechanizmov • normálne • Napr.: detoxikácia floroacetátu sodného neaktívna látka • „omyl“ • florocitrát inhíbicia akonitázy • zastavenie Krebsovho cyklu • 6. väzba chemickej noxy na dôležité komplexné látky • Napr. •väzba CO na Hbkarboxyhemoglobín neprenáša O2 • •oxidácia Fe2+ v Hbmethemoglobín neprenáša O2 • (fenacetín, dusitany, sulfonamidy, anilín) • •živočíšny jed obsahujúci lecitinázuzmena • fosfolecitínu na lyzolecitín v Er. hemolýza
Endogénne chemické noxy • Sú to produkty metabolizmu, ktoré sa tvoria vo veľkom množstve a/alebo v zmenenej kvalite a nemôžu byť detoxikované a/alebo vylúčené z organizmu • Napr.- ketolátky pri diabetes melitus, • - NH3, falošné neurotransmiterypri insuficiencii pečene, • - akumulácia K+, H+,laktátu pri hypoxii tkanív, • - akumulácia bilirubínu (žltačka), • - nadmerná tvorba voľných kyslíkových radikálov (faječenie • cigariet), • - nadmerná tvorba prozápalových cytokínov, • - akumulácia porfyrínov v tkanivách (pri porucha metabolizmu • porfirínov), • - protilátky proti normálnym tkanivám (autoimunita) • - iné
Akútne poškodenie organizmu leptavými látkami • Klasické leptavé látky: anorganické kyseliny a zásady • Iné leptavé látky:izokyanáty, dimetylsulfát, nitrózne plyny, fosgén (bojová chemická látka), chlór, čpavok, SO2 , Dôsledky(všeobecné): poškodenie tkaniva v mieste ich pôsobenia (zápal, denudácia epitelu, ulcerácia slizníc/kože), nekróza epitelu a subepiteliálnych štruktúr Anorganické kyseliny koagulačné nekróza (relatívne stabilná) Lúhy penetrácia do tkaniva penetrácia, perforácia
• Nitrózne plyny:•zmes oxidov dusíka [hlavne oxidu • dusičitého (NO2 , N2O4) a oxidu • dusnatého (NO)] • - zápach ako ozón • Vznikajú pri :-kontakte HNO3 s kovmi (výroba výbušnín) • - pri výrobe umelých hnojív • - pri horení filmového materiálu • - pri zváraní elektrickým oblúkom • Dôsledky:- zápal sliznice dýchacích ciest rôznej • intenzity s dvojfázovým priebehom • - vznik methemoglobinémie
Fosgén - karbonylchlorid (COCl2) Vzniká pri:- hasení požiaru tetrachlórovými hasiacimi prístrojmi (termický rozklad chlórovaných uhľovodíkov) Dôsledky: poleptanie dýchacích ciest • Dymy z farebných kovov:(medi, zinku, mosadze) Vzniká v zlievárňach farebných kovov Dôsledky:denaturácia bielkovín slizničného epitelu vznik pyrogénovichresorbcia reakcia imunitného systému horúčka(horúčka zlievačov)
Otrava organofosfátmi Sú to látky s insekticídnym účinkom(napr. Fosdrin, Intrathion…) Vstup do organizmu: kožou, spojivkami, sliznicou dýchacieho a tráviaceho traktu Detoxikácia: v pečeni, obličkách - detoxikačné metabolity môžu byť toxickejšie ako originálna látka Hlavný účinok: inhibícia cholinesteráznahromadenie ACh
Dôsledky: koncentrácia ACH stimulácia postganglionárnych cholinergných nervových vlákien a)prejavy muskarínové - nauzea, zvracanie, bolesti brucha, hnačka, zvýšené slinenie, - potenie, sekrécia hlienu v dýchacích cestách až pľúcny edém, mióza poruchy zraku. b) prejavy nikotínové - triaška, svalové zášklby, kŕče, c) prejavy dráždenia sympatika - hypertenzia, tachykardia d) príznaky dráždenia CNS - kŕče, kóma
Prejavom poškodenia bunky vplyvom chemickej látky je zmena jej funkcie rôznej intenzity • a) cytopatický efekt -zmena niektorých biochemických procesov, • ktoré obmedzujú funkcie bunky, nie jej • existenciu • b)cytostatický efekt -sú poškodené tie funkcie bunky, ktoré • zabezpečujú jej delenie, ale existencia bunky • nie je ohrozená • c)cytotoxický (cytocídny) efekt -všetky dôležité funkcie bunky • sú poškodené tak intenzívne, že bunka zaniká
Rozdielnu intenzitu poškodeniabuniek rôznychtkanív ako aj toho istého tkaniva tou istou chemickou látkou možno vysvetliť: • a) nerovnakou citlivosťou bb. rôznych druhov tkanív na • konkrétnu chemickú noxu • b) nerovnakou citlivosťou bb. toho istého tkaniva na • konkrétnu noxu (rôzne fázy bunkového cyklu)
3. Biologické noxy a mechanizmy ich pôsobenia na organizmus • Živočíšne toxíny - produkty metabolizmu živočíchov všetkých • tried s výnimkou vtákov • Najvýznamnejšie živočíšne druhy žijúce v SR produkujúce toxíny • 1) blanokrídle - včela, osa, sršeň, • 2) pavúkovité - križiak • 3) plazy - vretenica obecná (Vipera berus) • 4) obojživelníky - ropucha • Podľa hlavného účinku delíme živočíšne toxíny na: • a) vazoaktívne - vazodilatácia hypotenzia cirkulačný šok • (histamín, acetylcholín) • hemoragíny poškodenie endotelu kapilár • krvácanie
b) hemolytické:živočíšny toxín obsahuje: • - fosfolipázu A lecitín mení na lyzolecitín hemolýza • c) prokoagulačné a antikoagulačné • - prokoagulačné: jed vretenice premena protrombínu na trombín • trombotizácia • - antikoagulačné: vyššia koncentrácia toxínov afibrinogenémia • krvácanie • d) neurotoxíny:je to smrtiaca zložka jedov • - blokáda nervo - svalového spojenia (blok tvorby ACH) • - paralytický vplyv na dýchacie centrum zastavenie dýchania • e) enzýmy: - hyaluronidáza podporuje prienik jedu do tkanív • - proteázy proteolýza v mieste pôsobenia jedu • nekróza tkaniva