ALGEMENE FYSIOPATHOLOGIE
Prof. Vangoitsenhoven
,Inhoud
Inleiding..................................................................................................................................................3
1. Situering van de discipline pathologische fysiologie.......................................................................3
2. Definities.........................................................................................................................................4
2.1. Het begrip: ‘Activiteit’..............................................................................................................4
2.2. Wat is pathologisch?................................................................................................................5
3. Huidige doodsoorzaken..................................................................................................................6
4. Levensexpectantie..........................................................................................................................6
5. Veroudering....................................................................................................................................6
5.1. Meten van ‘veroudering’.........................................................................................................6
5.2. Veroudering versus leeftijds-gebonden ziektes........................................................................7
5.3. Cellulaire en moleculaire oorzaken van veroudering...............................................................7
5.4. Kenmerken van veroudering..................................................................................................10
5.5. Kan men veroudering vertragen?...........................................................................................10
Hoofdstuk 1: Het ‘local adaptation syndrome’; de acute ontstekingsreactie........................................11
Inleiding:...........................................................................................................................................11
Pathofysiologie van de acute ontstekingsreactie:.............................................................................12
1. Vasculaire elementen van de ontstekingsreactie..........................................................................12
1.1. Pathofysiologie......................................................................................................................12
1.2. Biochemische mediatoren.....................................................................................................13
2. Cellulaire elementen van de ontstekingsreacties..........................................................................19
2.1. Pathofysiologie......................................................................................................................19
2.2. Biochemische aspecten.........................................................................................................19
2.3. Stoornissen in de cellulaire fase.............................................................................................21
3. Verdere evolutie...........................................................................................................................22
4. Algemene weerslag van de acute ontstekingsreactie...................................................................22
Hoofdstuk 2: Koorts en andere stoornissen van de thermoregulatie...................................................24
1. Inleiding........................................................................................................................................24
2. Fysiologie van de thermoregulatie................................................................................................24
2.1. Effector-apparaat...................................................................................................................24
2.2. Sensor-apparaat.....................................................................................................................27
2.3. Set-point................................................................................................................................27
3. Fysiopathologie van de thermoregulatie......................................................................................28
3.1. Koorts....................................................................................................................................28
3.2. Hyperthermie.........................................................................................................................31
, 3.3. Hypothermie..........................................................................................................................33
Hoofdstuk 3: Voeding en Metabolisme.................................................................................................34
1. De normale voedingsbehoeften van de mens...............................................................................34
1.1. Essentiele nutritionele behoeften..........................................................................................34
1.2. Aanbevolen hoeveelheden....................................................................................................36
1.3. Factoren die de behoefte aan nutriënten beïnvloeden..........................................................36
2. Malnutritie....................................................................................................................................37
2.1. Eiwit-energie malnutritie.......................................................................................................37
2.2. Hypometabole en hypermetabole toestanden......................................................................38
2.3. Kanker cachexie.....................................................................................................................41
3. Regeling van de energiebalans en obesitas...................................................................................41
3.1. Regeling van de energiebalans...............................................................................................41
3.2. Obesitas.................................................................................................................................43
Hoofdstuk 4: fysiopathologie van de calciumhomeostase....................................................................46
1. Fysiopathologische aspecten........................................................................................................46
1.1. Homeostase van het serum-calcium......................................................................................46
1.2. Vorming en turn-over van het bot.........................................................................................47
1.3. Hormonale controle van de calciumhomeostase...................................................................48
2. Pathofysiologie van de calciumhomeostase.................................................................................50
2.1. Hypocalcemie........................................................................................................................50
2.2. Hypercalcemie.......................................................................................................................53
Hoofdstuk 5: Pathofysiologie van het ademhalingsstelsel....................................................................56
Inleiding............................................................................................................................................56
1. Pathofysiologie van hypoxie en hypercapnie................................................................................57
1.1. Hypoxie..................................................................................................................................57
1.2. Hypercapnie...........................................................................................................................59
2. Belangrijkste vormen van longpathologie.....................................................................................60
2.1. Obstructieve aandoeningen...................................................................................................60
2.2. Restrictieve aandoeningen.....................................................................................................64
2.3. Vasculaire aandoeningen.......................................................................................................67
3. Diagnose: longfunctieproeven......................................................................................................71
3.1. Metingen van de statische longvolumes................................................................................71
3.2. Metingen van de dynamische longvolumes (ventilatie).........................................................71
3.3. Bloedgaswaarden...................................................................................................................72
Hoofdstuk 6: fysiopathologie van het cardiovasculair systeem............................................................73
Inleiding............................................................................................................................................73
, 1. Syncope........................................................................................................................................73
1.1. Circulatoire oorzaken.............................................................................................................73
1.2. Niet-circulatoire oorzaken van sycnope of flauwte................................................................78
2. Hartfalen.......................................................................................................................................79
2.1. hartfalen met een gedaalde ejectiefractie.............................................................................79
2.2. Hartfalen met een bewaarde ejectiefractie...........................................................................79
2.3. Compensatoire mechanismen...............................................................................................80
3. Shock............................................................................................................................................81
3.1. Indeling op basis van pathogenese........................................................................................81
3.2. Algemene fysiopathologie van shock.....................................................................................82
2.3. Symptomen............................................................................................................................84
Inleiding
1. Situering van de discipline pathologische fysiologie
Ziektenleer = beschrijft systematisch -> systeem per systeem of orgaan per orgaan, alle gekende
aandoeningen met hun etiologie, pathogenese, symptomen, diagnose, differentieel-diagnose,
evolutie, behandeling en prognose.
,Pathologische fysiologie = aan de hand van een steeds meer doorgedreven kennis van de normale
fysiologie, normale biochemie, normale celbiologie en aanverwante wetenschappen zoals
anatomopathologie, immunologie en microbiologie en steeds verder geperfectioneerde technieken
een wetenschappelijke verklaring te vinden voor empirische gegevens uit de ziektenleer.
Beide disciplines vullen elkaar aan.
Verschillende uitdagingen van pathogysiologie:
- Men wil verder gaan dan constateren van feiten -> op bouwen van hypothesen en theorieën.
Deze moeten continu moeten worden herdacht en aangepast
- Men moet bij benadering van ziektefenomeen alle disciplines betrekken die potentieel
relevant zijn -> multidisciplinair
- Ziekte heeft steeds te maken met het gehele organisme. Men kan zelden een bepaald orgaan
geïsoleerd bekijken.
- Pathologie is sterk geïndividualiseerd, ze manifesteert zich op een bepaald terrein.
- Onze interesse gaat in eerste plaats naar menselijke pathologie waar mogelijkheid tot
experimenteren om ethische en praktische redenen sterk beperkt is
2. Definities
Ziekte = abnormale of pathologische activiteit van en in het organisme. De term ‘abnormaal’ of
‘pathologisch’ blijft echter vaag en in zekere mate rekbaar. Anderzijds stelt deze definitie wel duidelijk
dat het gaat om een activiteit/proces.
2.1. Het begrip: ‘Activiteit’
Stoornis van bepaalde activiteit impliceert een evolutie.
Evolutie van een ziekte kan acuut of chronisch zijn en kan leiden tot genezing of dood.
- Genezing -> niet noodzakelijk een volledig herstel (restitutio ad integrim), kan gepaard gaan
met restverschijnselen (sequellen) en zodanig leiden tot een vermindering van de
beschikbare reserves van één of meerdere organen of systemen.
o In dit geval betekent genezing het bereiken van een nieuw maar meer precair
evenwicht.
o Veel chronische aandoeningen verlopen initieel subklinisch -> wanneer de reserves
tot een kritische drempel zijn gedaald, worden onderliggende sequellen duidelijk
Evolutie van ziekte kan bepaald worden door 2 factoren:
- Schadelijk agens
o Fysische agentia (trauma, hitte, koude, …), chemische en biologische agentia
(enzymes, toxines, genotsmiddelen, drugs), infectie-inflammatie, hypoxie-ischemie
Deze kunnen schade veroorzaken via verschillende mechanismen
, Interferentie met metabole pathways, schade aan membranen, DNA
schade
Vb. hypoxie
Reacties van lichaam op systemische hypoxie -> hart klopt sneller,
chronotopie, inotroop effect -> groter SV creëren, hyperventilatie
Ischemie
Korte termijn: vasodilatatie (meer bloedtoevoer)
Lange termijn: angiogenese (meer bloedvaten), VEGF
(vascular endothelial growthfactor), erythropoëtine EPO
vorming in de nieren -> meer RBC
Hypoxische respons = HIF stabilisatie
Metabolisme van cellen gaat veranderen, ze moeten minder
O2 verbruiken
- Terrein
o = resultante van de omgevingsfactoren enerzijds en genetische constitutie anderzijds
Vb. mucoviscidose: CFTR gen
Omgevingsfactoren -> voeding, hygiëne, stresse, hoogte, T, ..
Natuurlijke evolutie van een ziekte kan beïnvloed worden door therapie
- Doel van therapie is de evolutie gunstig beïnvloeden.
o Kan gericht zijn op indijken van schadelijk agens
o Kan gericht zijn op het ondersteunen van het terrein (bv. voeding, vaccinatie,
gentherapie, …)
o Deze therapie steunt op een goed begrip van de pathologische fysiologie
2.2. Wat is pathologisch?
Voor sommige parameters vertonen de normale en pathologische populatie verschillende
verdelingscurven die elkaar niet/nauwelijks overlappen. -> vooral bij parameters die sterk door één
enkele factor worden gedetermineerd (bijv. IQ van kinderen met onbehandelde phenylketonurie,
stoornis veroorzaakt door fout in 1 gen). Hierbij is onderscheid tussen normaal en pathologisch geen
probleem.
,Meeste biologische parameters worden multifactorieel beïnvloed (gewicht, bloedsuikergehalte,
cholesterol, DBD, …). -> resulteert vaan in één enkele verdelingscurve waarbij geen duidelijke
scheiding is tussen normaal en pathologisch. Interpretatie van de waarde van die parameter is dan
ook nodig.
- Pathologisch -> alle waarden die een negatief effect hebben op levensverwachting
(mortaliteit verhogen), maar ook waarden die een zekere morbiditeit meebrengen of
levenskwaliteit verminderen.
- Of een bepaalde absoluut gemeten waarde (vb. lichaamsgewicht) effecten heeft op
mortaliteit, morbiditeit en levenskwaliteit hangt op zijn beurt af van genetische samenstelling
en omgevingsfactoren.
3. Huidige doodsoorzaken
- Begin van 20ste eeuw: acute vormen van pathologie verantwoordelijk voor groot deel van de
(vaak vroegtijdige) mortaliteit -> TBC, acuut gewrichtsreuma, polio, pokken, pneumokokken-
pneumonie, …
- Laatste decennia: chronische vormen van pathologie -> artherosclerose, arteriële
hypertensie, chronische respiratoire pathologie, T2D, kanker, levercirrose.
-> gemiddelde levensverwachting enorm toegenomen
4. Levensexpectantie
Levensverwachting blijft toenemen, deze kleine toenames betekenen niet dat immortaliteit mogelijk
wordt. De vraag is wanneer er een vertraging van deze toename in levensverwachting zal optreden
wat de maximale levensduur van de mens is. Slechts sinds 20-tal jaar wordt intens onderzoek verricht
over veroudering.
Verklaringen voor toename in levensverwachting:
- Verbetering omgevingscondities -> voeding, hygiëne
- Medische vooruitgang
Maar zelfs onder optimale omstandigheden blijven we onze reserves verliezen tot op een kritisch
punt dat niet langer leefbaar is, met andere woorden we verouderen.
5. Veroudering
= progressieve, algemene afname eerst in de functionele reserve en nadien in de functie van een
organisme. Geen ziekte, maar het risico om een ziekte te ontwikkelen is toegenomen.
- De biochemische samenstelling van weefsels verandert met de leeftijd
- De fysiologische capaciteit vermindert
- Mogelijkheid om in stress situaties de homestase te garanderen neemt af.
5.1. Meten van ‘veroudering’
Effect van veroudering op menselijke fysiologie is moeilijk correct te analyseren -> onderzoeker leeft
minder lang dan ‘onderzoeksobjecten’.
- Alternatief -> ‘cross-sectionele’ studie, hierbij worden groepen in een bepaalde
leeftijdscategorie onderzocht.
o Probleem -> de verschillende cohorten of groepen worden meestal blootgesteld aan
een totaal andere omgeving en er kan reeds een selectie opgetreden zijn.
, Op dit moment nog geen gevalideerde ‘biomerkers’ die veroudering kunnen detecteren.
5.2. Veroudering versus leeftijds-gebonden ziektes
Leeftijds-gebonden ziektes = ziektes die alleen op oudere leeftijd leiden tot morbiditeit en mortaliteit
(hartlijden, hersenbloeding/ischemie, T2D, kanker, osteoporosis, alzheimer, …), meestal zijn dit
chronische ziektes.
Maar, deze ziektes zijn niet inherent verbonden aan het proces van veroudering.
5.3. Cellulaire en moleculaire oorzaken van veroudering
Elementen die een rol spelen in het bepalen van de levensduur: omgevingsfactoren en gedrag (roken,
UV, voeding, …)
Anderzijds is het gekend dat de levensduur in bepaalde families langer is dan in andere.
- Tweelingstudies suggereren dan +-30% van variatie van levensduur kan toegeschreven
worden aan genetische factoren.
- Familieleden van 100-jarigen hebben meer kans om zelf honderd jaar te worden in
vergelijking met personen uit dezelfde geboortegroep.
- Nakomelingen van langlevende personen hebben verminderd mortaliteitsrisico op
middelbare leeftijd, terwijl hun echtgenoten (die dezelfde omgevingsfactoren deelden) dit
voordeel niet hebben.
- Zeldzame genetische condities waarbij vroegtijdige veroudering (progeria) optreedt
(Hutchinson-Gilford progeria)
Drie processen lijken belangrijk te zijn in het verouderingsproces:
1. Schade door oxidatieve stress
2. Inadequaat herstel van de schade
3. Ontregeling van celaantal
Waarschijnlijk is een langdurend onevenwicht tussen schade en herstel een belangrijk element in
veroudering. Tijdens ontwikkeling en groei wordt de schade meestal hersteld, maar op volwassen
leeftijd treedt er geleidelijk een onevenwicht op ten nadele van het herstel.
5.3.1. Schade aan macromoleculen
a. Oxidatieve stress
ROS (reactive oxygen species: waterstofperoxide, hydroxylradikaal en superoxide radikaal)
-> onstabiel, kunnen schade toebrengen aan belangrijke moleculen zoals eiwitten, lipiden en
DNA.
ROS heeft ook een functie in bepaalde fysiologische processen:
o Vorming van schildklierhormoon
o Vernietiging van bacteriën
