Материалы SapiensMed не заменяют консультацию врача
Здравствуйте, друзья! В нашем традиционном лонгриде поговорим о том, почему возникают болезни и как они развиваются в организме. Почему один и тот же микроб у одного человека вызывает тяжёлую пневмонию, а у другого — лёгкий насморк? Что важнее — гены или образ жизни? И почему врач иногда лечит не причину болезни, а её механизм?
Мы разберём два ключевых понятия медицины — этиологию, учение о причинах болезней, и патогенез, учение о механизмах их развития. Расскажем, чем причина отличается от условий и факторов риска, что такое главное звено патогенеза и как цепочка событий в клетках превращается в симптомы.
Отдельно обсудим, как врачи ищут причину болезни, на какие звенья действуют разные виды лечения и как знание механизмов помогает в профилактике. В конце статьи вас ждёт краткое резюме по каждому разделу статьи.
Часть 1. Как организм сохраняет здоровье
1.1. Гомеостаз и запас прочности
Здоровый организм постоянно подвергается воздействиям: микробам, перепадам температуры, нагрузкам, ошибкам в питании. Чаще всего это не приводит к болезни, потому что регулирующие системы быстро возвращают показатели внутренней среды к норме12. Как работают эти механизмы, подробно рассказано в статье Гомеостаз: как организм поддерживает постоянство внутренней среды.
Болезнь возникает тогда, когда сила или длительность воздействия превышает возможности защиты, либо когда сами защитные механизмы ослаблены или работают неправильно. Чем отличаются здоровье, предболезнь и болезнь, мы разбирали в статье Что такое болезнь: здоровье, предболезнь, болезнь, выздоровление.
Чтобы понять любую болезнь, врачу нужно ответить на два вопроса: что её вызвало и как она развивается. Ответом на первый вопрос занимается этиология (от греческих слов «причина» и «учение»), на второй — патогенез («страдание» и «происхождение»)13.
Часть 2. Патогенез: как болезнь развивается шаг за шагом
2.1. Цепочка причин и следствий
Патогенез — это последовательность событий от первого повреждения до проявлений болезни. Каждое событие становится причиной следующего, и образуется цепочка12. Удобная аналогия — падающее домино: толкнули первую костяшку, а падают все.
Рассмотрим бактериальную пневмонию4:
- Бактерии попадают в альвеолы — мельчайшие воздушные пузырьки лёгких.
- Клетки иммунитета распознают микробы и выделяют сигнальные молекулы воспаления.
- Сосуды расширяются, становятся проницаемыми, и в альвеолы выходят жидкость и лейкоциты.
- Заполненные жидкостью альвеолы перестают участвовать в газообмене, и кислорода в крови становится меньше.
- Сигнальные молекулы попадают в кровь, действуют на гипоталамус, и повышается температура.
- Нехватка кислорода заставляет человека дышать чаще, а сердце — биться быстрее.
Так из одной причины — бактерий — рождаются кашель, одышка, лихорадка и учащённое сердцебиение. Каждое из этих проявлений объясняется своим звеном цепочки. Подробнее о строении лёгких — в статье «Всё, что вы хотели знать о лёгких».
2.2. Начальное и главное звено
В патогенезе различают начальное звено — первое изменение, вызванное причиной, и главное звено — ключевое нарушение, от которого зависят остальные. Если устранить главное звено, разваливается вся цепочка12.
Например, при сахарном диабете 1 типа главное звено — недостаток инсулина из-за гибели бета-клеток поджелудочной железы. Высокий сахар, жажда, обильное мочеиспускание, похудение и кетоацидоз — следствия этого звена. Поэтому введение инсулина устраняет почти все проявления, хотя причина — аутоиммунное разрушение клеток — сохраняется14.
Миф
Если лечение не устраняет причину болезни, оно бесполезно.
Факт
Часто причину устранить нельзя или она уже перестала действовать. Тогда лечение направляют на главное звено механизма: инсулин при диабете 1 типа, препараты для снижения давления при гипертонии. Такое патогенетическое лечение спасает жизни и предотвращает осложнения.
2.3. Местное и общее, специфическое и неспецифическое
Любая болезнь сочетает местные и общие изменения. Воспаление аппендикса начинается в одном органе, но вызывает лихорадку, изменения в анализе крови и общую слабость. Если местный процесс не остановить, он распространяется: при разрыве аппендикса развивается перитонит, и вся брюшная полость становится очагом воспаления14. Об этом рассказывает статья «Перитонит: почему воспаление брюшины смертельно опасно».
Проявления болезни бывают специфическими, то есть характерными для конкретной причины, и неспецифическими, общими для многих болезней. Специфичны, например, антитела к определённому вирусу или типичная сыпь при кори. Неспецифичны лихорадка, воспаление, стрессовая реакция, слабость: они возникают при самых разных повреждениях114.
2.4. Когда следствие становится причиной
Иногда звено патогенеза начинает усиливать то, что его вызвало. Так образуется порочный круг: например, при сердечной недостаточности задержка воды перегружает ослабленное сердце, и оно работает ещё хуже. Порочные круги превращают острую болезнь в хроническую и делают её самоподдерживающейся12. Этой теме посвящена следующая статья нашего плана.
Часть 3. Этиология: причины, условия и факторы риска
3.1. Виды причин
Причины болезней принято делить на несколько групп13:
- Физические — травма, высокая и низкая температура, электрический ток, ионизирующее излучение.
- Химические — яды, кислоты и щёлочи, избыток лекарств, алкоголь, компоненты табачного дыма.
- Биологические — вирусы, бактерии, грибы, паразиты, а также белки-прионы.
- Генетические — мутации генов и изменения числа хромосом.
- Недостаток необходимого — кислорода, воды, белка, витаминов, микроэлементов.
- Психогенные и социальные — тяжёлый хронический стресс, бедность, неблагоприятные условия труда.
Причина обязательна для болезни: без вируса гепатита B нет гепатита B, без мутации гена — нет муковисцидоза. Но наличие причины ещё не означает болезни. Например, при заражении вирусом гепатита B во взрослом возрасте инфекция у большинства проходит, а у новорождённых, наоборот, чаще становится хронической12. Об этом — статья «Гепатит B: хроническая инфекция, которая незаметно разрушает печень».
3.2. Условия: что облегчает или затрудняет действие причины
Условия — это обстоятельства, которые сами по себе болезнь не вызывают, но влияют на то, подействует ли причина и насколько сильно. Переохлаждение не вызывает пневмонию без микробов, однако облегчает их размножение. Недосыпание, голодание, сахарный диабет, курение, пожилой возраст снижают защиту, а хорошее питание, тренированность, прививки — повышают её13.
В истории медицины спорили две крайности. Одни учёные считали, что у каждой болезни есть одна-единственная причина. Другие утверждали, что болезнь — результат множества равноправных условий. Современный взгляд объединяет оба подхода: причина необходима, но болезнь развивается только при определённом сочетании условий15.
3.3. Многофакторные болезни
Для самых частых болезней — атеросклероза, гипертонии, диабета 2 типа, многих видов рака — нет одной причины. Эпидемиологи описывают их с помощью модели «пирога причин»: болезнь возникает, когда собирается достаточный набор составляющих, и у разных людей этот набор может быть разным6. Повышенное давление, курение, высокий холестерин, лишний вес и малоподвижность — отдельные кусочки этого пирога.
Чтобы отличить настоящую причинную связь от случайного совпадения, учёные используют критерии, сформулированные английским статистиком Остином Брэдфордом Хиллом. Среди них — сила связи, её повторяемость в разных исследованиях, правильная последовательность во времени (причина предшествует следствию) и зависимость от дозы7. Именно так в середине XX века доказали, что курение вызывает рак лёгкого.
В современной медицине все эти подходы сводятся к понятию факторов риска — состояний и привычек, которые достоверно повышают вероятность болезни. По оценкам глобальных исследований, значительная часть смертей в мире связана с изменяемыми факторами риска: давлением, курением, питанием, сахаром крови и весом1015.
3.4. Гены и среда
Наследственность и среда почти всегда действуют вместе. Есть болезни, где решающую роль играет один ген, — например, фенилкетонурия или муковисцидоз. Но даже при фенилкетонурии, если с рождения соблюдать специальную диету, ребёнок развивается нормально: среда меняет исход генетической болезни9.
Для многофакторных болезней наследственность задаёт предрасположенность, а образ жизни решает, реализуется ли она9. Подробнее — в статьях «Передается ли склонность к лишнему весу по наследству» и «Наследственный колоректальный рак: когда нужен генетический анализ».
Миф
Хронический стресс — это просто плохое настроение, на здоровье он не влияет.
Факт
Длительный стресс поддерживает повышенный уровень кортизола и адреналина, повышает давление, ухудшает сон и усиливает воспаление. Он считается признанным фактором риска болезней сердца и сосудов, хотя и не единственной их причиной.
О том, как психологическая нагрузка влияет на сосуды и сердце, рассказывает статья «Как хронический стресс разрушает сердце».
Часть 4. Как механизм объясняет симптомы и осложнения
4.1. Каждый симптом — след звена патогенеза
Если знать механизм болезни, её проявления становятся логичными. Возьмём аллергический насморк. Аллерген пыльцы связывается с антителами класса E на поверхности тучных клеток, и те выбрасывают гистамин. Гистамин расширяет сосуды слизистой носа — появляется заложенность; повышает их проницаемость — течёт из носа; раздражает нервные окончания — возникают зуд и чихание414. Подробнее — в статье «Как развивается аллергическая реакция: сенсибилизация, IgE, тучные клетки и гистамин».
4.2. Осложнения — продолжение цепочки
Осложнение — это следующее звено той же цепочки, которое затрагивает новые органы. При атеросклерозе холестерин накапливается в стенке артерии, вокруг него развивается хроническое воспаление, формируется бляшка. Если её поверхность повреждается, на ней образуется тромб, который закрывает просвет сосуда. В артериях сердца это вызывает инфаркт, в артериях мозга — инсульт411.
Получается, что инфаркт и инсульт — не отдельные внезапные болезни, а поздние звенья одного процесса, который годами шёл без симптомов. Это объясняет, почему так важны контроль давления и холестерина задолго до появления жалоб1115.
4.3. Защита, которая вредит
Многие проявления болезни — это работа защитных механизмов. Воспаление уничтожает микробов и очищает рану, лихорадка мешает размножению возбудителей. Но если защитная реакция слишком сильная или длится слишком долго, она сама повреждает ткани114. Так при тяжёлой инфекции избыточный выброс сигнальных молекул воспаления может привести к падению давления и поражению многих органов.
Не стоит сбивать умеренную температуру любой ценой и сразу подавлять кашель: это защитные реакции. Но если температура держится выше 39 °C, плохо снижается, сопровождается спутанностью сознания, сыпью или одышкой, защита уже становится опасной, и нужна помощь врача.
Часть 5. Как ищут причину и механизм болезни
5.1. Основные методы
Поиск причины начинается с расспроса: врач уточняет, когда начались жалобы, что им предшествовало, какие болезни есть у родственников, где человек работает и чем питается. Затем выбирают методы, которые помогут подтвердить догадку4:
- Лабораторные анализы показывают сдвиги внутренней среды и признаки воспаления.
- Микробиологические и молекулярные исследования находят возбудителя или его генетический материал.
- Генетические тесты выявляют мутации при подозрении на наследственную болезнь.
- Визуализация — ультразвуковое исследование, рентген, компьютерная и магнитно-резонансная томография — показывает, какой орган поражён.
- Биопсия — исследование кусочка ткани под микроскопом — позволяет увидеть сам патологический процесс.
Иногда открытие причины меняет лечение целой болезни. Долгое время язву желудка объясняли стрессом и кислотой, пока австралийские учёные Барри Маршалл и Робин Уоррен не показали, что её главная причина — бактерия Helicobacter pylori8. Сегодня язву, связанную с этой бактерией, лечат курсом антибиотиков, а не годами диет13.
Таблица 1. Виды причин болезней и как их выявляют
| Группа причин | Примеры | Как обычно выявляют |
|---|---|---|
| Физические | Травма, ожог, переохлаждение, излучение | Расспрос, осмотр, рентген и другие методы визуализации |
| Химические | Отравление, алкоголь, лекарства, табачный дым | Расспрос, токсикологические анализы крови и мочи |
| Биологические | Вирусы, бактерии, паразиты | Посевы, анализы на антитела, выявление генетического материала возбудителя |
| Генетические | Муковисцидоз, фенилкетонурия, наследственные опухолевые синдромы | Семейный анамнез, неонатальный скрининг, генетическое тестирование |
| Недостаточность | Нехватка железа, витаминов, белка, кислорода | Анализы крови, оценка питания |
| Многофакторные | Атеросклероз, диабет 2 типа, гипертония | Оценка факторов риска, давление, глюкоза, холестерин |
5.2. Почему причину находят не всегда
Иногда, несмотря на полное обследование, причину болезни установить не удаётся. Такие болезни называют идиопатическими — «возникшими сами по себе». Это не значит, что причины нет: просто медицина её ещё не знает или она складывается из множества мелких факторов, которые невозможно измерить14.
В таких случаях лечение строят на знании механизма. Например, при многих аутоиммунных болезнях точный пусковой фактор неизвестен, но понятно, что главное звено — ошибочная атака иммунной системы на собственные ткани. Поэтому применяют препараты, которые подавляют или перенастраивают иммунный ответ24.
Бывает и обратная ситуация: одна причина вызывает разные болезни у разных людей. Курение повышает риск рака лёгкого, хронической обструктивной болезни лёгких, инфаркта и инсульта — какое из последствий разовьётся, зависит от индивидуальных особенностей организма10.
Часть 6. Принципы лечения: на какое звено действует терапия
6.1. Лечение причины
Этиотропное лечение направлено на причину: антибиотики уничтожают бактерии, противовирусные препараты подавляют размножение вирусов, антидоты нейтрализуют яды, хирург удаляет опухоль. При язве, вызванной Helicobacter pylori, применяют сочетание нескольких антибиотиков с препаратами, снижающими кислотность желудка, — ингибиторами протонной помпы (информация приведена в ознакомительных целях)13.
Устранить причину — самый надёжный путь, но он возможен не всегда. Мутацию гена нельзя убрать, а при многих болезнях причина уже перестала действовать, а механизм продолжает работать1.
6.2. Лечение механизма и симптомов
Патогенетическое лечение разрывает цепочку патогенеза на одном из звеньев12:
- Препараты, снижающие давление, уменьшают нагрузку на сердце и сосуды.
- Статины снижают уровень холестерина и замедляют рост атеросклеротических бляшек.
- Глюкокортикоиды подавляют избыточное воспаление и иммунный ответ.
- Антитромботические препараты мешают образованию тромбов на бляшках.
- Заместительная терапия восполняет недостающее — инсулин, гормоны щитовидной железы, ферменты.
Симптоматическое лечение облегчает проявления: обезболивающие, жаропонижающие, средства от тошноты. Оно важно для самочувствия, но само по себе не останавливает болезнь. Все названия групп препаратов приведены в ознакомительных целях; конкретное лечение подбирает только врач1.
Часть 7. Профилактика: прервать цепочку до её начала
7.1. Две стратегии
Профилактика опирается на ту же логику, что и лечение. Можно убрать причину — сделать прививку, соблюдать гигиену, отказаться от курения, обезопасить рабочее место. А можно изменить условия — укрепить защиту организма и уменьшить влияние факторов риска1015.
Для многофакторных болезней важна сумма маленьких шагов. Каждый убранный фактор риска — это вынутая деталь из «пирога причин», и вероятность того, что болезнь сложится, становится меньше615.
Миф
Если в семье никто не болел, о профилактике можно не думать.
Факт
Отсутствие болезней у родственников снижает риск лишь отчасти. Курение, лишний вес, малоподвижность, высокое давление и холестерин действуют независимо от наследственности и вызывают большую часть болезней сердца и сосудов.
7.2. Пошаговый план профилактики
01
Узнайте, какими болезнями болели ваши близкие родственники и в каком возрасте.
02
Сделайте прививки по национальному календарю и обсудите с врачом дополнительные.
03
Откажитесь от курения и ограничьте алкоголь.
04
Проверяйте давление, глюкозу и холестерин с периодичностью, которую советует врач.
05
Поддерживайте нормальный вес и двигайтесь не меньше 150 минут в неделю.
06
Соблюдайте правила безопасности на работе, в дороге и при занятиях спортом.
07
Спите 7–9 часов и учитесь справляться с хроническим стрессом.
08
При наследственной предрасположенности обсудите с врачом раннее обследование или генетическую консультацию.
Когда срочно нужно к врачу
Вызывайте скорую помощь, если появились:
Краткое резюме
Чтобы понять болезнь, нужно знать её причину и механизм. Этиология изучает причины болезней, патогенез — механизмы их развития. Болезнь возникает, когда воздействие превышает возможности гомеостаза и защитных систем.
Патогенез — это цепочка причин и следствий от первого повреждения до симптомов. В ней выделяют начальное и главное звено: устранив главное, можно разрушить всю цепь. Болезнь сочетает местные и общие, специфические и неспецифические изменения, а если следствие начинает усиливать причину, возникает порочный круг.
Причины бывают физическими, химическими, биологическими, генетическими, связанными с недостатком необходимого и психосоциальными. Причина обязательна, но действует только при определённых условиях. Большинство частых болезней многофакторные, их описывают через факторы риска, а гены и среда почти всегда действуют вместе.
Каждый симптом и каждое осложнение — след конкретного звена патогенеза, а инфаркт и инсульт — поздние звенья атеросклероза. Многие симптомы — это защитные реакции, которые при чрезмерной силе сами повреждают ткани. Причину ищут с помощью расспроса, анализов, микробиологических и генетических тестов, визуализации и биопсии. Если причину найти не удаётся, болезнь называют идиопатической и лечат, опираясь на знание её механизма.
Лечение бывает этиотропным, патогенетическим, заместительным и симптоматическим. Причину удаётся устранить не всегда, и тогда терапия разрывает цепочку патогенеза на главном звене. Профилактика устраняет причины и ослабляет условия, а для многофакторных болезней важна сумма небольших шагов: отказ от курения, контроль давления и веса, движение. Боль в груди, внезапная слабость половины тела и признаки отравления требуют срочной помощи.
Источники
- Литвицкий П. Ф. Патофизиология: учебник в 2 томах. 5-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2016.
- Новицкий В. В., Гольдберг Е. Д., Уразова О. И. (ред.) Патофизиология: учебник в 2 томах. 4-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2015.
- Адо А. Д., Адо М. А., Пыцкий В. И. и др. Патологическая физиология. Триада-Х. Россия, 2000.
- Kumar V., Abbas A. K., Aster J. C. Robbins Basic Pathology. 10th edition. Elsevier. США, 2018.
- Давыдовский И. В. Общая патология человека. 2-е издание. Медицина. СССР, 1969.
- Rothman K. J. Causes. American Journal of Epidemiology. США, 1976.
- Hill A. B. The environment and disease: association or causation? Proceedings of the Royal Society of Medicine. Великобритания, 1965.
- Marshall B. J., Warren J. R. Unidentified curved bacilli in the stomach of patients with gastritis and peptic ulceration. Lancet. Великобритания, 1984.
- Бочков Н. П., Пузырев В. П., Смирнихина С. А. Клиническая генетика. 4-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2015.
- GBD 2019 Risk Factors Collaborators. Global burden of 87 risk factors in 204 countries and territories, 1990–2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019. Lancet. Великобритания, 2020.
- Libby P., Buring J. E., Badimon L. et al. Atherosclerosis. Nature Reviews Disease Primers. Великобритания, 2019.
- World Health Organization. Guidelines for the prevention, diagnosis, care and treatment for people with chronic hepatitis B infection. Всемирная организация здравоохранения. Швейцария, 2024.
- Ивашкин В. Т., Лапина Т. Л., Маев И. В. и др. Клинические рекомендации Российской гастроэнтерологической ассоциации по диагностике и лечению инфекции Helicobacter pylori у взрослых. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. Россия, 2022.
- Medzhitov R. Origin and physiological roles of inflammation. Nature. Великобритания, 2008.
- Бойцов С. А., Погосова Н. В., Аншелес А. А. и др. Кардиоваскулярная профилактика 2022. Российские национальные рекомендации. Российский кардиологический журнал. Россия, 2023.
Материал носит информационно-просветительский характер и не заменяет очной консультации врача. Диагноз и лечение определяет только врач.
Читайте также
- Порочный круг в болезни: почему одно нарушение запускает другое
- Реактивность и резистентность: почему одни болеют, а другие нет
Автор:
