Лекция 4.
ВОСПАЛЕНИЕ
Сущность воспаления, кардинальные признаки, адаптивная роль воспаления, виды, местные и общие процессы при воспалении, причины воспаления, механизмы альтерации, динамика сосудистой реакции в очаге воспаления, механизмы экссудации, медиаторы воспаления, стадии фагоцитоза, значение незавершенного фагоцитоза.
ВОСПАЛЕНИЕ – типовой патологический процесс – эволюционно сформировавшаяся защитно-приспособительная реакция организма для локализации, уничтожения и удаления патогенного агента, характеризующаяся явлениями альтерации, экссудации и пролиферации. (Выделяют отдельно также сосудистые реакции и фагоцитоз).
Только в В. всегда есть все 3 фактора – альтерация, экссудация и пролиферация. Эволюционный прообраз В. – внутриклеточное пищеварение (остался как фагоцитоз у многоклеточных).
В. – адаптивная реакция, устраняющая патогенный агент, но повреждение тканей в ходе В. указывает и на патогенный его характер, что требует контроль и лечебную регуляцию В.
Патогенны – боль, припухлость, нарушение функции, альтерация, экссудация с дальнейшим инфицированием, пролиферация – с избытком (грануломы), ишемия, венозная гиперемия с тромбозами, повышение проницаемости лизосом, выделение гистамина, простагландинов и др. БАВ в избытке, физико-химические нарушения (закисление, отек), преобладание гликолиза и отсутствие эффекта Пастера, нагноение (нарастание альтерации, диссеминация инфекции), амилоидоз при хронической инфекции, соединительно-тканное заживление рубцом с утратой паренхимы, резкие общие изменения.
Саногенез В.: артериальная гиперемия – насыщение кислородом, венозная – локализация очага (вместе с отеком, стазом и тромбозами), боль – щажение ткани, экссудация – стимулирует фагоцитоз, пролиферация – заживление; лизосомы – гибель патогенного агента.
ФОРМЫ (ВИДЫ) ВОСПАЛЕНИЯ – Альтеративное В., Экссудативное В. (серозное, фибринозное, гнойное, геморрагическое и ихорозное – гнилостное) и Пролиферативное В..
Роль состояния организма: выраженность В. – от реактивности организма (от ан- до гипер- эргии).
Кардинальные признаки В.: (Гален и Цельс) 1.Краснота (rubor) – артериальная гиперемия (венозная – цианоз), 2.Припухлость (tumor) – тургор тканей повышен, 3. Жар (calor) – артериальная гиперемия, пептидные пирогены и усиление обмена, 4. Боль (dolor) – раздражение болевых рецепторов биоактивными веществами и сдавление отеком, 5. Нарушение функции (functio laesa) – боль, отек, альтерация, изменение обмена и пр.
Общие реакции (системные) при В. – лихорадка (ИЛ-1 и ИЛ-6), лейкоцитоз (из депо и лейкопоэтины), увеличение СОЭ (диспротеинэмия, ацидоз, гиперкалиемия, проагреганты, повышение адгезии, агрегации эритроцитов), иммуные рекции и диспротеинэмия (повышение глобулинов), выход гранулоцитов из депо (костного мозга), гормональные изменения (активация симпато-адреналовой системы, стресс), изменения гемостаза, дисферментемия. Местные реакции – обычно в пределах гистиона ткани (структурно-функциональная единица – паренхима, соединительная ткань, сосуды, нервы).
Причины В. Экзогенные и эндогенные. Инфекционнные и неинфекционные По природе – механические (травмы), физические (тепло, УФ, холод), химические, биологические (токсины, микроорганизмы).
МЕХАНИЗМЫ ВОСПАЛЕНИЯ:
АЛЬТЕРАЦИЯ: пусковой механизм В., результат прямого действия патогенного агента (1-ичная альтерация) и повреждения лизосом, а также местной рефлекторной ишемии (2-ичная альтерация) – что ведет к химически-индуцируемому повышению проницаемости сосудов, к транссудации и экссудации. Ферменты лизосом ведут к дегрануляции тучных клеток и выходу гистамина (важнейший медиатор воспаления) – образование пор между эндотелиальными клетками и внутриклеточных транспортных каналов; сокращение стенок вен на гистамин повышает давление и проницаемость в микроциркуляторном русле. Ферменты лизосом через фактор Хагемана и с участием a-глобулинов – образуют фактор проницаемости сосудов, а также активируется калликреин и запускается цепь высвобождения кининов (также повышают проницаемость).
Активируется в ответ на химические изменения система комплемент – С`- зависимый лизис мембран. Фосфолипазы лизосом расщепляют фосфолипиды клеточных мембран с синтезом арахидоновой кислоты и индукцией простагландинов – медиаторов воспаления. Ферменты лизосом активируют также процессы пролиферации при В.
Схема 1 Механизмы воспаления (АЛЬТЕРАЦИЯ)
Патоген- АЛЬТЕРАЦИЯ (1-ичная альтер.+рефлект.ишемия)
ный агент
повышение прони- ферменты ® тучные клетки повреждения
цаемости сосудов лизосом ¯ вен и тромбозы
гистамин ¯
фактор Хагемана активация Расстройства
+ a-глобулинов комплемента периферического
¯ ¯ кровообращения
ф-р прониц.со- лизис мембран ¯
судов и кинины ¯ Наруш.обмена Эмиграция
¯ Фосфолипиды лейкоцитов
трансСудация и экссудация ПГ
СОСУДИСТАЯ РЕАКЦИЯ: Первичный кратковременный спазм сосудов ведет к ишемии ткани (т.к. вазоконстрикторы чувствительнее к раздражению), затем возбуждаются вазодилятаторы и развивается нейротоническая артериальная гиперемия, которая быстро сменяется нейропаралитической (и миопаралитической) артериальной гиперемией, а повреждение стенок вен и лимфососудов ведет к тромбозам и венозной гиперемии, это ведет к отеку и сдавлению вен извне, замыкая порочный круг венозной гиперемии.
Ишемия: секунды, вазоконстрикция – катехоламины (КА), тромбоксан А2 (ТрбА2), лейкотриены (ЛТ).
Нейротоническая гиперемия: ацетилхолин (АХ); избыток при альтерации и ишемии ткани К+и Н+ повышает чувствительность к нему.
Гуморальный механизм: кинины, простагландины, аденозин, оксид азота, гистамин.
Миопаралитический механизм: снижение базального тонуса артериол при ишемии и ацидозе.
Схема 2 Механизмы воспаления (СОСУДИСТАЯ РЕАКЦИЯ)
Нейрогенная ®Нейротоничес-® Нейропаралитиче- ®Венозная
ишемия (КА, кая гиперемия ская гиперемия гиперемия
ТрА2, ЛТ) (АХ + К+, Н+) +миопаралитическая и тромбозы
(кинины, ПГ, аденозин, NO, гистамин)
ЭКССУДАТ: жидкость, выходящая из микрососудов с большим ко-личеством белка и форменных элементов крови.
Причины: увеличение проницаемости сосудов (гидролиз базальной мембраны, сокращение актомиозина в эндотелии, разрушение цитоскелета эндотелия, образование щелей- ишемия, ацидоз, альтерация)
ЭМИГРАЦИЯ ЛЕЙКОЦИТОВ: через 1-2 ч.: краевое стояние – адгезия – прохождение через стенку (3-6 мин) – хемотаксис и электротаксис (H+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, мицеллы белка) – фагоцитоз.
ИЗМЕНЕНИЕ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ при ВОСПАЛЕНИИ:
Углеводный: резкое повышение энергопотребления и застой крови, повреждения митохондрий ведет к нехватке О2 и снижению процессов окисления, резко активируется гликолиз (при снижении АТФ и повышении АДФ с АМФ) и повышается молочная кислота, пировиноградная и др. (характерно отсутствие эффекта Пастера – нет кислородного торможения анаэробного расщепления углеводов).
Жировой: усиление липолиза (высвобождение лизосомальных липаз и фосфолипаз из поврежденных клеток и лейкоцитов и их активация в кислой среде) в очаге повышает количество свободных жирных кислот (ЖК), а также извращается обмен с появлением местно кетоновых тел (КТ), появление продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), фосфолипазы активируют образование арахидонатов – медиаторов воспаления – лейкотриенов и простагландинов.
Белковый: увеличение протеолиза, образование биоактивных пептидов, повышение онкотического давления – отек и набухание ткани.
Ионы и вода: трансмембранный дисбаланс: выход К+ и Mg2+ и вход в клетки Na+ и Ca2+, нарушает функции и энергетику ткани, гидратация ткани и нарушение функции потенциала клеток.
Ацидоз: типичен в очаге В.: недоокисленные соединения (молочная кислота, высшие жирные кислоты и кетоновые тела) из-за гликолиза, липолиза, протеолиза (аминокислоты); местная ишемия; стаз крови; истощение буферных систем со временем. Ацидоз ведет к: повышению проницаемости сосудов и отеку, повышению проницаемости мембран клеток и набуханию ткани, активации ферментов лизосом, боли, изменяет чувствительность к биоактивным веществам и их эффекты (снижается чувствительность к адреномиметикам и повышается к холиномиметикам), усиливается гидролиз белка – гиперонкия – отек, усиление гидролиза различных веществ – гиперосмия – отек. Гиперосмия: повышение протеолиза, гидролиза макромолекул, распад клеток. Ведет к: гипергидратации очага, повышению проницаемости сосудов, стимуляции миграции лейкоцитов (хемотаксис), изменению тонуса сосудов, боли.
Гиперонкия: ферментативный и неферментативный гидролиз белков, изменение конформации белков и мицелл с повышением гидрофильности при присоединении ионов в очаге воспаления, выход альбумина из сосудов. Ведет к: отеку в очаге.
Физико–химические реакции: молочные и жирные кислоты закисляют очаг В.: первичный ацидоз как результат ишемии, затем при артериальной гиперемии – длительный метаболический ацидоз вначале компенсированный и затем декомпенсированный. Протеолиз повышает онкотическое местное давление; лизис и некроз ведут к повышению осмотического давления и выходу внутриклеточного К+ , это ведет к повышению тургора и отеку ткани.
Схема 3. Механизмы воспаления (НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА)
УГЛЕВОДЫ: гликолиз ® молочнокислый ацидоз
ЖИРЫ: ЖК и КТ, ПОЛ, ПГ и ЛТ
БЕЛКИ: протеолиз ® БАВ (пептиды) и гиперонкия
ИОНЫ,ВОДА: выход K+и Mg2+ вход в клетку Na+и Ca2+®гиперосмия
В ткани наблюдаются:
АЦИДОЗ: вследствие: ишемия, стаз, метаболизм (лактат), лизосомы
ведет: отек, набухание, боль, гиперонкия, гиперосмия, извращ.реакц.
ГИПЕРОНКИЯ: вследствие: гидролиз белков, выход альбумина
ведет к: отек в очаге воспаления
ГИПЕРОСМИЯ: вследствие: протеолиз и гидролиз белка, лизис кл.
ведет к: гипергидратация, миграция лейкоц., транссудация, боль
Биоактивные вещества при В.(медиаторы В.): изменяют обмен, местную сосудистую реакцию, ведут к альтерациии, повышению сосудистой проницаемости, стимулируют пролиферацию. Это:
лизосомальные ферменты (гидролазы и липазы, фосфолипазы);
простагландины (Фосфолипаза А + фосфолипиды мембран – арахидоновая к-та – циклооксигеназа – простагландины) – ускоряют кровоток, повышают проницаемость тканей и эмиграцию лейкоцитов, участвуют в развитии лихорадки, усиливают влияние брадикинина на сосуды; через циклические нуклеотиды регулируют интенсивность В.:(ПГЕ – цАМФ – снижает, ПГФ – цГМФ – повышает В.);
лейкотриены: длительное сокращение гладкомышечных клеток ведет к ишемии, лабилизации мембран лизосом и повышает В.
Группа активных пептидов: вызывают повышение температуры, некроз, лейкоцитоз, стимуляцию пролиферации.
Цитокины: интерлейкин-1-4, 6 и 8 – стимулируют хемотаксис фагоцитов, синтез простагландинов, адгезию эндотелиоцитов, стимулируют пролиферацию, микротромбы и лихораду.
Белки острой фазы – стимулируют хемотаксис и выход гранулоцитов из костного мозга.
Катионные белки: из гранулоцитов, неспецифическая бактерицидная активность, стимуляция эмиграции лейкоцитов, повышение проницаемости сосудов.
Фибронектины: синтез многими клетками – опсонизируют объекты фагоцитоза и активируют хемотаксис лейкоцитов.
Нейромедиаторы: адреналин и норадреналин (активация гликолиза, липолиза, липопероксидации – ПОЛ, спазм артериол – ишемия), ацетилхолин (снижение тонуса артериол – гиперемия, эмиграция лейкоцитов, пролиферация клеток).
Биогенные амины: гистамин (из тучных клеток – боль, жжение, повышение проницаемости сосудов, миграция клеток) и серотонин (из тромбоцитов и тучных клеток – боль, повышение проницаемости сосудов, сокращение венул – венозная гиперемия, способствует тромбообразованию).
Окись азота (синтез эндотелием – нормальная вазидилятация). Продукты ПОЛ -свободно-радикального и перекисного окисления липидов и Н2О2 – токсические и регуляторные эффекты.
Нуклеотиды и нуклеозиды (АДФ, аденозин): АДФ стимулирует адгезию, агрегацию и агглютинацию – тромбообразование, сладж, стаз, ишемию (в венулах – гиперемию).
Плазменные медиаторы: кинины (каллидин, брадикинин) – повышение проницаемости сосудов сильнее гистамина, потенцирование отека, эмиграции лейкоцитов; факторы комплемента – хемотаксис, опсонизация, цитолиз, бактерицидный эффект, регуляция синтеза кининов и иммунитета и гемостаза; свертывающей системы (про- и анти-коагулянты, фибринолитики) – результат повреждения стенки сосудов ; ведет к: тромбозы и стаз, ишемия, венозная гиперемия.
ФАГОЦИТОЗ: поглощение и переваривание корпускулярных частиц (инородных – изначально или становящихся такими).
Главные типы клеток – нейтрофильные полиморфонуклеары.
Важнейшие нормальные механизмы Фагоцитоза: полимеризация -деполимеризация микротрубочек цитоскелета под действием цАМФ-цГМФ и Са2+ ведут к пиноцитозу и вторичным фаголизосомам.
СТАДИИ: 1-я – Адгезия к эндотелию (при его повреждении), образование псевдоподий и проникновение между эндотелиальными клетками, лизис базальной мембраны сосуда коллагеназой и выход фагоцита в ткань.
2-я – Хемотаксис к объекту фагоцитоза: положительный хемотаксис – на полипептиды и пр. цГМФ усиливает, цАМФ подавляет его. В ходе движения идут изменения цитоплазмы типа гель-золь – в передней части фагоцита и перетекание кортикального геля по микротрубочкам; действуют также актин-миозиновые сократительные филаменты. Ф. – энергозависим (гликолиз в основном).
3-я: Прилипание к фагоцитируемому агенту – от электрических зарядов ткани и фагоцита и др.
4-я – Погружение агента в фагоцит (инвагинация оболочки) – от электрических зарядов и поверхностного натяжения, антител – опсонинов.
5-я: Переваривание: в пищеварительной вакуоле сдвиг рН и сливание с лизосомами, метаболический взрыв – АФК. Возможен и выброс гранул из фагоцита наружу.
Незавершенный фагоцитоз – микроорганизмов с полисахаридной капсулой, ведет к хронизации инфекции (ТВС например).
ПРОЛИФЕРАЦИЯ: увеличение стромы, часто паренхимы (регенерация) и межклеточного вещества в очаге В. , способствует регенерации и заживлению после альтерации. Хорошая регенерация: печень, кожа, слизистая, кость); слабая: сухожилия, связки, хрящь; нет регенерации: миоциты, нейроны – заменяются на соединительную ткань (рубец). Активация П. – при снижении воспаления: ингибиторы протеаз, антиоксиданты, полиамины, глюкокорткоиды, гепарин.
Регуляторы П.: медиаторы воспаления (фактор некроза опухоли, лейкотриены, кинины, биогенные амины); лимфокины, факторы роста (в т.ч. тромбоцитов); полиамины; гормоны (СТГ, инсулин, глюкагон, стероиды), венозная гиперемия стимулирует заживление ткани.
Хроническое воспаление: 1-ичное (сразу) и 2-ичное (затухающее). Проявление: грануломы (туберкулез, бруцеллез), инфильтрация мононуклеарами очага В., образование фиброзной капсулы и кальцификация, некроз в центре очага В.
Причины: недостаточность фагоцитоза, длительный стресс (катехоламины и глюкокортикоиды), повторные повреждения ткани, персистирующая инфекция, аутоиммунная агрессия.
