Úvod do patofyziologie Orgánová, buněčná a molekulární úroveň poznání etiologie a patogeneze nemoci Jan Živný Univerzita Karlova v Praze Lékařská fakulta Ústav patologické fyziologie

Obsah Historie výuky patofyziologie Obsah a cíle patofyziologie Základní terminologie Příklady Organizace výuky

Historie výuky patofyziologie Patologie (patologická anatomie) První dokumentovaná pitva Avenzoar (1091-1161) Rudolf Virchow (1821-1902) zakladatel mikroskopcké patologie Experimentální patologie Morfologické a funkční studie onemocnění pomocí mikroskopických a molekulárně biologických metod na úrovni orgánů, tkání, buněk a tělesných tekutin Fyziologie Studie funkcí zdravého organismu Patofyziologie Funkční studie procesů v nemocném organismu a vývoj experimentálních modelů onemocnění (buněčné linie, experimentální zvířata) The Greek physician Hippocrates, the founder of scientific medicine, was the first to deal with the anatomy and the pathology of human spine Ibn Zuhr známý také jako Avenzoar Abū Merwān ’Abdal-Malik ibn Zuhr (Arabic: أبو مروان عبد الملك بن زهر born in Seville, and studied at the University of Córdoba. Most early pathologists were also practicing physicians or surgeons. He was born in Seville, and studied at the University of Córdoba. He belonged to the Banu Zuhr family, which produced five generations of physicians, including two female physicians who served the Almohad ruler Abu Yusuf Ya'qub al-Mansur.[1] Ibn Zuhr was also the teacher of Averroes. He began his medical practice and training under his father, Abu'l-Ala Zuhr

Budova lékařsko-chemického ústavu (postavena 1879) 1879 lékařsko-chemický ústav kde byl umístěn i ústav experimentální patologie Univerzita Karlo-Ferdinandská (tak se oficiálně jmenovala pražská univerzita od r. 1654) V ulici U nemocnice vyrostl r. 1859 patologicko-anatomický a soudně-lékařský ústav (r. 1879 byl zvýšen o patro), r. 1877 anatomický ústav a r. 1879 lékařsko-chemický ústav, kde byl umístěn i ústav experimentální patologie. Snímky z knihy Die Deutsche Karl-Ferdinands-Univesität in Prag, Praha 1899, Verlag der J. G. Calve 28. 2. 1882 vyšel zákon, který stanovil, že od školního roku 1882/83 budou v Praze dvě univerzity, jedna s vyučovací řečí českou, druhá s německou. Obě nesly nadále jméno Karlo-Ferdinandova (tak se oficiálně jmenovala pražská univerzita od r. 1654) a obě se směly považovat za pokračovatelky vysokého učení založeného v Praze Karlem IV. v r. 1348. Sbírky a ústavy měly ovšem zůstat existujícím katedrám. Jejich přednostové se měli rozhodnout, na kterou z univerzit se svými pracovišti přejdou. Ludmila Hlaváčková Publikováno: Vesmír 73, 684, 1994/12Obor: Historie Experimentální patologie

Patofyziologie – definice Zabývá funkčními změnami v nemocném organismu Integrující biomedicínský obor založený na metodách základního a klinického výzkumu Zabývá se mechanismy ovlivňujícími vznik, vývoj a léčbu patologických stavů člověka (a zvířete).

Obsah a cíle patofyziologie Patofyziologie sbírá a analyzuje informace o příčinách a mechanismech nemocí Patofyziologie představuje teoretický základ pro diagnozu a léčbu nemocí založený na vědeckém poznání

Znalost příčin a mechanismů onemocnění je nezbytná pro: Prevenci onemocnění Diagnózu onemocnění Racionální terapii

Patofyziologie v pregraduálním studiu lékařských oborů Integrující biomedicíncký obor Spojuje vědecké poznání s klinickou praxí Důležitá součást pregraduálního vzdělání v lékařských oborech

Základní terminologie

Etiologie (αἰτία [aitiá] = příčina) onemocnění Zabývá se Poškozením, které vede ke vzniku onemocnění Podmínkami za kterých je dané poškození schopné vyvolat onemocnění Pathogeneze (pathos = bolest, utrpení, strádání, genesis = vznik) Mechanisms vzniku a vývoje chorobných změn v těle Onemocnění Výsledek interakce příčiny, obraných mechanismů a faktorů okolních prostředí Oposit - etiology of health: deals with factors which promote the health)

Onemocnění: Teleangiectasia haemorhagica hereditaria (HHT) Autosomálně dominantně dědičné onemocnění, které vede k cévním malformacím

Terminologie Příznak onemocnění (Klinický příznak) Symptom Syndrom Projev poškození, které je způsobeno onemocněním (objektivně při vyšetření) Symptom Projev onemocnění pozorovaný pacientem (subjektivní, neměřitelná) Syndrom Spojení několika příznaků a symptomů, které se často vyskytují současně Kombinace jednotlivých nálezů může být typická pro některá onemocnění Discipline Nosology (nosos = disease; logos = science) Systematically describes the disease and this is the base for classification of diseases

Osler-Weber-Rendu syndrom Známé také jako: Osler-Weber-Rendu syndrom Klinické příznaky Telangiektasia (malé cévní malformace) viditelné na kůži a sliznicích

Osler-Weber-Rendu syndrom Klinické příznaky a patologický nález Telangiektasia malé cévní malformace viditelné na kůži a sliznicích Hereditary hemorrhagic telangiectasia (HHT, or Osler-Weber-Rendu disease) is an autosomal dominant disorder that manifests with widespread cutaneous, mucosal, and visceral telangiectases. Papular, punctate, and linear telangiectases occur predominantly on the tongue, lips, digit tips, perioral region, and trunk. The lesions tend to bleed because of vascular fragility due to a discontinuous endothelium and smooth muscle layer plus elastin deficiency. Epistaxis is the most common bleeding manifestation, but patients can also present with GI bleeding due mainly to gastric and duodenal arteriovenous malformations (AVMs). Some patients develop symptomatic pulmonary AVMs, which may result in hypoxemia due to shunting and in embolic stroke or brain abscess related to paradoxical embolism. By permission of the publisher. From Deitcher S. In Atlas of Clinical Hematology. Edited by JO Armitage. Philadelphia, Current Medicine, 2004. Available at www.images.md.

Osler-Weber-Rendu syndrom Klinické příznaky a patologický nález Telangiektasia malé cévní malformace viditelné na kůži a sliznicích Hereditary hemorrhagic telangiectasia (HHT, or Osler-Weber-Rendu disease) is an autosomal dominant disorder that manifests with widespread cutaneous, mucosal, and visceral telangiectases. Papular, punctate, and linear telangiectases occur predominantly on the tongue, lips, digit tips, perioral region, and trunk. The lesions tend to bleed because of vascular fragility due to a discontinuous endothelium and smooth muscle layer plus elastin deficiency. Epistaxis is the most common bleeding manifestation, but patients can also present with GI bleeding due mainly to gastric and duodenal arteriovenous malformations (AVMs). Some patients develop symptomatic pulmonary AVMs, which may result in hypoxemia due to shunting and in embolic stroke or brain abscess related to paradoxical embolism. By permission of the publisher. From Deitcher S. In Atlas of Clinical Hematology. Edited by JO Armitage. Philadelphia, Current Medicine, 2004. Available at www.images.md. Deitcher S. In Atlas of Clinical Hematology. Edited by JO Armitage. Philadelphia, Current Medicine, 2004

Osler-Weber-Rendu syndrom Klinické příznaky a patologický nález Telangiektasia (malé cévní malformace) viditelné na kůži a sliznicích Epistaxe (časté krvácení z nosu)

Osler-Weber-Rendu syndrom Klinické příznaky a patologický nález Telangiektasia malé cévní malformace viditelné na kůži a sliznicích Epistaxe (časté krvácení z nosu) Arteriovenozní malformace (AVMs) vnitřních orgánů a tkání

„Ektázie“ jsou přítomné ve vnitřních orgánech v plicích způsobují tzv „Ektázie“ jsou přítomné ve vnitřních orgánech v plicích způsobují tzv. „plicní zkraty“

„Ektázie“ jsou přítomné ve vnitřních orgánech jiný pohled AVM žaludeční arteriovenózní malformace (AVM) Extrahepatic vascular lesions in a 53-year-old man with HHT. Axial image shows a gastric AVM (arrowhead) and its feeding artery in the greater curvature of the stomach (white arrow). There is also a coexistent pancreatic AVM (black arrow). The inset coronal image shows a different view of the gastric AVM (arrow in inset). pancreatické AVM Siddiki, H. et al. Radiographics 2008;28:171-183

„Ektázie“ mohou být přítomné také v mozku …. Mohou způsobit krvácení Maher, C. O. et al. Stroke 2001;32:877-882

Patofyziologie Teleangiectasia haemorhagica hereditaria (HHT)

Etiologie a patogeneze Teleangiectasia haemorhagica hereditaria HHT1: mutace endoglinu (9q34.1) receptor TGFβ1 a TGFβ3 Predispozice plicních AV zkratů a častého nosního krvácení HHT2: mutace Alk1 (12q11-q14) activin receptor-like kinase 1 je TGFβ1 receptor Zvýšené riziko plicní hypertenze HHT3: Mapuje na 5q31 HHT4 Mapuje na 7p14 Juvenilní polypoza / Teleangiectasia haemorhagica hereditaria syndrom mutace SMAD4 Teleangiectasia haemorhagica hereditaria

Patogeneze HHT: defekt v signální dráze TGF-b

Faktory nezbytné pro vznik a rozvoj onemocnění Genetický kód organismu Externí faktory Čas Penetrance: the proportion of individuals carrying a particular variation of a gene (an allele or genotype) that also express an associated trait (the phenotype). Penetrance: Podíl jedinců, kteří mají konkrétní „patologickou“ variantu genu a zároveň manifestní onemocnění

Organizace výuky patofyziologie pro zubní lékařství

Patofyziologie Obecná patofyziologie Speciální /organová / systémová patofyziologie

Obecná patofyziologie Patologické procesy a mechanismy podílející se v patogenezi více onemocnění Obranné a adaptivní mechnismy, zánět horečka, hypertermie, šok, stress, edém, poruch kontrolních mechanismů, poruchy metabolismu, poškození genetické informace ….

Speciální /orgánová / systémová patofyziologie Analýza a vysvětlení mechanismů funkčních poruch orgánů, tkání a orgánových systémů Hematologická onemocnění Kardiovaskulární onemocnění Onemocnění urogenitálního systému Neurologická onemocnění Endocrinní onemocnění Poruchy reprodukce Poruchy GIT

Organizace výuky 2. ročník zubní lékařství (Patofyziologie 1, letní semestr) Obecná patofyziologie Test / Zápočet 3. ročník zubní lékařství (Patofyziologie 2, zimní semestr) Systémová patofyziologie Test 2x / Zápočet Test / Zkouška

Stress Autonomní nervový systém Stresové mediátory Hormonální změny Vliv na homeostazu Kardiopaskulární změny Srdeční frekvence, tepový objem, vaskulární rezistence

Tkáňové poškození Terapeutiké (iatrogenní) Poranění Reakce organismu na poškození Hypoxie Buněčná smrt Regenerace tkání Hojení ran Angiogeneze

Zánět Příčina: Místní zánětová reakce Systémová zánětová reakce Biologická, chemická, fyzikální, metabolická, imunologická, endokrinní Místní zánětová reakce Systémová zánětová reakce Multiorgánové poškození Leukocyty, krevní destičky, endotel, plasmatiké koagulační faktory, komplement

Poruch výživy Onemocnění a terapeutické zákroky v ústní dutině mohou ovlivnit příjem potravy a tekutin Pacientova reakce na léčbu závisí na stavu výživy Malnutrice Hojení, odpověď na stress, imunitní odpověď Obezita (Metabolický syndrom) Typ II. Diabetes mellitus (Diabetická mikroangíopatie, poškození cílových orgánů)

Patofyziologie nádorů Mechanismus kancerogeneze Nestabilita genomu (poškození genetické informace) Interakce organismu s nádorovými buňkami

Cíl patofyziologie pro zubní lékařství Vysvětlení základních mechanismů, které se podílí na vzniku, rozvoji a progresi onemocnění Výuka je zaměřena na obecnou patofyziologii a patofyziologii akutních stavů (např. krvácení, respirační selhání, kardiovaskulární selhání, atp.)

Doporučená literatura Nečas a kol. Obecná patofyziologie, Nečas a kol. Patologická fyziologie orgánových systémů 1.a 2. Silbernagl S., Lang F., Color Atlas of Pathophysiology, Thieme, 2000

Děkuji za pozornost.