Pathophysiologie - Pathophysiology

Pathophysiologie Abtastwerte
BMP / ELEKTROLYTE :
Na + = 140 Cl = 100 BUN = 20 /
Glu = 150
K + = 4 CO 2 = 22 PCr = 1,0 \
ARTERIELLES BLUTGAS :
HCO 3 = 24 p a CO 2 = 40 p a O 2 = 95 pH = 7,40
ALVEOLARGAS :
p A CO 2 = 36 p A O 2 = 105 Aa g = 10
ANDERE:
Ca = 9,5 Mg2 + = 2,0 PO 4 = 1
CK = 55 BE = −0,36 AG = 16
SERUMOSMOLARITÄT / NIEREN :
PMO = 300 PCO = 295 POG = 5 BUN: Cr = 20
URINALYSE :
UNa + = 80 UCl = 100 UAG = 5 FENa = 0,95
Großbritannien + = 25 USG = 1,01 UCr = 60 UO = 800
PROTEIN / GI / LEBER FUNKTIONSTESTS :
LDH = 100 TP = 7,6 AST = 25 TBIL = 0,7
ALP = 71 Alb = 4.0 ALT = 40 BC = 0,5
AST/ALT = 0,6 BU = 0,2
AF-Alb = 3,0 SAAG = 1.0 SOG = 60
Liquor :
Liquor Alb = 30 Liquorkleber = 60 Liquor/S alb = 7,5 Liquor/Sglu = 0,4

Pathophysiologie ( auch Physiopathologie genannt ) – eine Konvergenz von Pathologie und Physiologie  – ist die Untersuchung der gestörten physiologischen Prozesse , die eine Krankheit oder Verletzung verursachen, daraus resultieren oder auf andere Weise damit verbunden sind . Pathologie ist die medizinische Disziplin, die Zustände beschreibt, die typischerweise während eines Krankheitszustands beobachtet werden , während Physiologie die biologische Disziplin ist, die Prozesse oder Mechanismen beschreibt, die in einem Organismus operieren . Pathologie beschreibt den abnormalen oder unerwünschten Zustand, während die Pathophysiologie versucht, die funktionellen Veränderungen zu erklären, die innerhalb eines Individuums aufgrund einer Krankheit oder eines pathologischen Zustands auftreten.

Geschichte

Etymologie

Der Begriff Pathophysiologie stammt aus dem Altgriechischen πάθος ( pathos ) und φυσιολογία ( phusiologia ).

Neunzehntes Jahrhundert

Reduktionismus

In Deutschland leitete Johannes Müller in den 1830er Jahren den Aufbau der Physiologieforschung unabhängig von der medizinischen Forschung. 1843 wurde die Berliner Physikalische Gesellschaft zum Teil gegründet, um Biologie und Medizin vom Vitalismus zu befreien , und 1847 veröffentlichte Hermann von Helmholtz , der 1845 der Gesellschaft beitrat, das Papier "Über die Erhaltung der Energie", das sehr einflussreich war, um die Forschung der Physiologie zu reduzieren Grundlagen der physikalischen Wissenschaften. In den späten 1850er Jahren richtete der deutsche anatomische Pathologe Rudolf Virchow , ein ehemaliger Schüler von Müller, den Fokus auf die Zelle und etablierte die Zytologie als den Schwerpunkt der physiologischen Forschung, während Julius Cohnheim Pionierarbeit in der experimentellen Pathologie in den wissenschaftlichen Labors der medizinischen Fakultäten leistete .

Keimtheorie

1863 identifizierte der Franzose Casimir Davaine , motiviert durch Louis Pasteurs Bericht über die Fermentation zu Buttersäure , einen Mikroorganismus als den entscheidenden Erreger der Rinderkrankheit Milzbrand , aber sein routinemäßiges Verschwinden aus dem Blut ließ andere Wissenschaftler davon ausgehen, dass es sich um ein bloßes Nebenprodukt der Fäulnis handelte . Im Jahr 1876 isolierte der deutsche Landsmann Robert Koch nach Ferdinand Cohns Bericht über ein winziges Sporenstadium einer Bakterienart Davaines Bakteride in Reinkultur – ein entscheidender Schritt, der die Bakteriologie als eigenständige Disziplin etablieren würde – identifizierte ein Sporenstadium, wandte Jakob . an Henles Postulate und bestätigten Davaines Schlussfolgerung, eine große Leistung für die experimentelle Pathologie . Pasteur und Kollegen folgten mit ökologischen Untersuchungen, die seine Rolle in der natürlichen Umwelt über Sporen im Boden bestätigten.

Auch in Bezug auf Sepsis hatte Davaine Kaninchen eine stark verdünnte, winzige Menge faulen Blutes injiziert, die Krankheit verdoppelt und den Begriff Fäulnisferment verwendet , aber es war unklar, ob sich dies auf Pasteurs Begriff Fermentation auf einen Mikroorganismus oder wie es tat für viele andere, zu einer Chemikalie. Im Jahr 1878 veröffentlichte Koch Aetiology of Traumatic Infective Diseases , anders als alle vorherigen Arbeiten, wo Koch auf 80 Seiten, wie von einem Historiker bemerkt, "in praktisch schlüssiger Weise zeigen konnte, dass eine Reihe von Krankheiten, die sich klinisch und anatomisch unterscheiden" , und in der Ätiologie können experimentell durch Injektion von fauligem Material in Tiere hergestellt werden." Koch nutzte die Bakteriologie und die neuen Färbemethoden mit Anilinfarbstoffen , um jeweils bestimmte Mikroorganismen zu identifizieren. Die Keimtheorie der Krankheit kristallisierte den Begriff der Ursache heraus – vermutlich durch wissenschaftliche Untersuchungen identifizierbar.

Wissenschaftliche Medizin

Der amerikanische Arzt William Welch wurde von 1876 bis 1878 in deutscher Pathologie ausgebildet, unter anderem bei Cohnheim , und eröffnete 1878 Amerikas erstes wissenschaftliches Labor – ein Pathologielabor – am Bellevue Hospital in New York City. Welchs Kurs zog Studenten anderer medizinischer Fakultäten an. die darauf reagierten, indem sie ihre eigenen Pathologielabore eröffneten. Nach seiner Ernennung durch Daniel Coit Gilman auf Anraten von John Shaw Billings zum Gründungsdekan der medizinischen Fakultät der neu gegründeten Johns Hopkins University , die Gilman als ihr erster Präsident plante, reiste Welch erneut nach Deutschland, um sich in Kochs Bakteriologie weiterzubilden 1883. Welch kehrte nach Amerika zurück, zog aber nach Baltimore, um die amerikanische Medizin zu überarbeiten, während er Vichows anatomische Pathologie, Cohnheims experimentelle Pathologie und Kochs Bakteriologie vermischte. Die Hopkins Medical School, die von den "Four Horsemen" - Welch, William Osler , Howard Kelly und William Halsted - geleitet wurde, wurde schließlich 1893 als Amerikas erste medizinische Fakultät eröffnet, die sich dem Unterrichten deutscher wissenschaftlicher Medizin widmete.

Zwanzigstes Jahrhundert

Biomedizin

Die ersten biomedizinischen Institute, Pasteur-Institut und Berliner Institut für Infektionskrankheiten , deren erste Direktoren Pasteur und Koch waren , wurden 1888 bzw. 1891 gegründet. Amerikas erstes biomedizinisches Institut, das Rockefeller Institute for Medical Research , wurde 1901 mit Welch, dem Spitznamen "Dekan der amerikanischen Medizin", als wissenschaftlicher Direktor gegründet, der seinen ehemaligen Hopkins-Studenten Simon Flexner zum Direktor der Pathologie- und Bakteriologielabors ernannte . Durch den Ersten und Zweiten Weltkrieg wurde das Rockefeller Institute weltweit führend in der biomedizinischen Forschung.

Molekulares Paradigma

Die Pandemie von 1918 löste eine rasende Suche nach ihrer Ursache aus, obwohl die meisten Todesfälle auf eine Lungenentzündung zurückzuführen waren , die bereits auf eine Pneumokokken- Invasion zurückgeführt wurde. In London berichtete der Pathologe des Gesundheitsministeriums Fred Griffith 1928 über die Umwandlung von Pneumokokken von virulent zu avirulent und zwischen antigenen Typen – fast ein Wechsel der Spezies –, die die spezifische Ursache der Pneumonie in Frage stellten. Das Labor von Oswald Avery vom Rockefeller Institute , Amerikas führendem Pneumokokken-Experten, war von dem Bericht so beunruhigt, dass sie sich weigerten, eine Wiederholung zu versuchen.

Als Avery in den Sommerferien war, war Martin Dawson , Britisch-Kanadier, überzeugt, dass alles aus England richtig sein müsse, wiederholte Griffiths Ergebnisse, erreichte dann auch eine Transformation in vitro und öffnete sie für eine genaue Untersuchung. Nach seiner Rückkehr hielt Avery ein Foto von Griffith auf seinem Schreibtisch, während seine Forscher der Spur folgten. Im Jahr 1944 berichteten Avery, Colin MacLeod und Maclyn McCarty über den Transformationsfaktor als DNA , weithin bezweifelt, dass etwas damit zu tun hat. Zum Zeitpunkt von Griffiths Bericht war nicht bekannt, dass Bakterien sogar Gene besitzen.

Die erste Genetik, die Mendelsche Genetik , begann um 1900, doch die Vererbung von Mendelschen Merkmalen wurde bis 1903 auf Chromosomen lokalisiert , also chromosomale Genetik . Die Biochemie entstand im selben Jahrzehnt. In den 1940er Jahren betrachteten die meisten Wissenschaftler die Zelle als „Sack voller Chemikalien“ – eine Membran, die nur lose Moleküle in chaotischer Bewegung enthält – und die einzigen besonderen Zellstrukturen als Chromosomen, die Bakterien als solche fehlen. Chromosomale DNA wurde als zu einfach angenommen, daher wurden Gene in chromosomalen Proteinen gesucht . 1953 schlossen der amerikanische Biologe James Watson , der britische Physiker Francis Crick und die britische Chemikerin Rosalind Franklin die Molekülstruktur der DNA – eine Doppelhelix – und vermuteten, dass sie einen Code buchstabiert. In den frühen 1960er Jahren half Crick dabei, einen genetischen Code in der DNA zu knacken und so die Molekulargenetik zu etablieren .

In den späten 1930er Jahren hatte die Rockefeller Foundation das molekularbiologische Forschungsprogramm – auf der Suche nach grundlegenden Erklärungen von Organismen und Leben – geleitet und finanziert, das hauptsächlich vom Physiker Max Delbrück am Caltech und der Vanderbilt University geleitet wurde . Doch die Realität von Organellen in Zellen war angesichts der unklaren Visualisierung mit konventioneller Lichtmikroskopie umstritten . Um 1940, hauptsächlich durch die Krebsforschung am Rockefeller Institute, entstand die Zellbiologie als eine neue Disziplin, die die große Lücke zwischen Zytologie und Biochemie füllte, indem sie neue Technologien – Ultrazentrifuge und Elektronenmikroskop – zur Identifizierung und Dekonstruktion von Zellstrukturen, Funktionen und Mechanismen anwendete . Die beiden neuen Wissenschaften verschränkten sich, Zell- und Molekularbiologie .

Achtsam von Griffith und Avery , Joshua Lederberg bestätigte bakterielle Konjugation -reported Jahrzehnte zuvor aber controversial- und wurde mit dem 1958 verliehen Nobelpreis für Physiologie oder Medizin . Am Cold Spring Harbour Laboratory in Long Island, New York, leiteten Delbrück und Salvador Luria die Phage Group, die Watson beherbergte , um Details der Zellphysiologie zu entdecken, indem sie Veränderungen an Bakterien nach der Infektion mit ihren Viren verfolgten , den Prozess der Transduktion . Lederberg leitete die Eröffnung einer genetischen Abteilung an der medizinischen Fakultät der Stanford University und ermöglichte eine bessere Kommunikation zwischen Biologen und medizinischen Abteilungen.

Krankheitsmechanismen

In den 1950er Jahren ergaben Forschungen über rheumatisches Fieber , eine Komplikation von Streptokokkeninfektionen , dass es durch die eigene Immunantwort des Wirts vermittelt wurde , was zu Untersuchungen des Pathologen Lewis Thomas führte, die zur Identifizierung von Enzymen führten, die von den Makrophagen der angeborenen Immunzellen freigesetzt werden und das Wirtsgewebe abbauen . In den späten 1970er Jahren arbeitete Thomas als Präsident des Memorial Sloan-Kettering Cancer Center mit Lederberg zusammen , der bald Präsident der Rockefeller University wurde, um den Finanzierungsfokus der US National Institutes of Health auf die Grundlagenforschung über die Mechanismen zu lenken, die während Krankheitsprozessen funktionieren , von dem die Mediziner zu dieser Zeit so gut wie nichts wussten, da sich die Biologen kaum für Krankheitsmechanismen interessiert hatten. Thomas wurde für amerikanische Grundlagenforscher zum Schutzpatron .

Beispiele

  • Die Pathophysiologie der Parkinson-Krankheit ist der Tod von dopaminergen Neuronen als Folge von Veränderungen der biologischen Aktivität im Gehirn in Bezug auf die Parkinson-Krankheit (PD). Es gibt mehrere vorgeschlagene Mechanismen für den neuronalen Tod bei Parkinson; jedoch sind nicht alle von ihnen gut verstanden. Fünf vorgeschlagene Hauptmechanismen für den neuronalen Tod bei der Parkinson-Krankheit umfassen Proteinaggregation in Lewy-Körpern , Störung der Autophagie , Veränderungen des Zellstoffwechsels oder der mitochondrialen Funktion, Neuroinflammation und Zusammenbruch der Blut-Hirn-Schranke (BBB), was zu einer vaskulären Undichtigkeit führt.
  • Die Pathophysiologie der Herzinsuffizienz ist eine Leistungsminderung des Herzmuskels durch Schädigung oder Überlastung. Als solche kann es durch eine Vielzahl von Erkrankungen verursacht werden, einschließlich Myokardinfarkt (bei dem der Herzmuskel an Sauerstoff mangelt und stirbt), Bluthochdruck (bei dem die zum Pumpen des Blutes erforderliche Kontraktionskraft erhöht wird) und Amyloidose (bei der eine Fehlfaltung Proteine ​​werden im Herzmuskel abgelagert, wodurch dieser versteift wird). Im Laufe der Zeit führt diese Zunahme der Arbeitsbelastung zu Veränderungen am Herzen selbst.
  • Die Pathophysiologie der Multiplen Sklerose ist die einer entzündlichen demyelinisierenden Erkrankung des ZNS, bei der aktivierte Immunzellen in das zentrale Nervensystem eindringen und Entzündungen, Neurodegenerationen und Gewebeschäden verursachen. Die zugrunde liegende Bedingung, die dieses Verhalten hervorruft, ist derzeit unbekannt. Aktuelle Forschungen in Neuropathologie, Neuroimmunologie, Neurobiologie und Neuroimaging sowie die klinische Neurologie unterstützen die Vorstellung, dass MS keine einzelne Krankheit, sondern ein Spektrum ist
  • Die Pathophysiologie der Hypertonie ist die einer chronischen Erkrankung, die durch eine Erhöhung des Blutdrucks gekennzeichnet ist . Die Hypertonie kann nach Ursache entweder als essentiell (auch als primär oder idiopathisch bezeichnet ) oder als sekundär klassifiziert werden . Etwa 90–95 % der Hypertonie sind essentielle Hypertonie.
  • Die Pathophysiologie von HIV/AIDS beinhaltet, dass sich das Virus nach dem Erwerb des Virus im Inneren repliziert und T-Helferzellen tötet , die für fast alle adaptiven Immunantworten erforderlich sind . Es gibt eine anfängliche Phase einer grippeähnlichen Erkrankung und dann eine latente, asymptomatische Phase. Wenn die CD4- Lymphozytenzahl unter 200 Zellen/ml Blut fällt, hat sich der HIV-Wirt zu AIDS entwickelt, einem Zustand, der durch einen Mangel an zellvermittelter Immunität und die daraus resultierende erhöhte Anfälligkeit für opportunistische Infektionen und bestimmte Krebsarten gekennzeichnet ist .
  • Die Pathophysiologie von Spinnenbissen beruht auf der Wirkung ihres Giftes . Eine Spinnenvergiftung tritt auf, wenn eine Spinne Gift in die Haut injiziert . Nicht alle Spinnenbisse injizieren Gift – ein trockener Biss, und die Menge des injizierten Giftes kann je nach Art der Spinne und den Umständen der Begegnung variieren. Die mechanische Verletzung durch einen Spinnenbiss ist für den Menschen kein ernstes Problem.
  • Die Pathophysiologie der Fettleibigkeit umfasst viele mögliche pathophysiologische Mechanismen, die an ihrer Entwicklung und Aufrechterhaltung beteiligt sind. Dieses Forschungsgebiet war bis zur Entdeckung des Leptin- Gens im Jahr 1994 durch das Labor von JM Friedman nahezu unerschlossen . Diese Forscher postulierten, dass Leptin ein Sättigungsfaktor ist. Bei der ob/ob-Maus führten Mutationen im Leptin- Gen dazu, dass der fettleibige Phänotyp die Möglichkeit einer Leptintherapie bei menschlicher Fettleibigkeit eröffnete. Doch kurz darauf konnte das Labor von JF Caro keine Mutationen im Leptin-Gen bei Menschen mit Fettleibigkeit nachweisen. Im Gegensatz dazu wurde die Leptin- Expression erhöht, was die Möglichkeit einer Leptin-Resistenz bei menschlicher Fettleibigkeit nahelegt.

Siehe auch

Verweise