Воспаление как общепатологический процесс
В очаге воспаления возникает гамма чрезвычайно сложных процессов, дающих сигнал для включения различных систем организма. Материальный субстрат этих сигналов — накопление и циркуляция в крови биологически активных веществ, в том числе аутокоидов (метаболитов арахидоновой кислоты, в том числе простагландинов), кининов, компонентов комплемента, интерферона и др.
Среди факторов, связывающих местные и общие изменения при воспалении, большое значение имеют так называемые реактанты острой фазы. Эти вещества не специфичны для воспаления, они появляются через 4–6 ч после разнообразных повреждений тканей, в том числе при воспалении. Наибольшее значение из них имеют С-реактивный белок, ИЛ-1, a1-гликопротеин, T-кининоген, пептидогликаны, трансферрин, апоферритин и др. Большинство реактантов острой фазы синтезируют макрофаги, гепатоциты и другие клетки. ИЛ-1 влияет на функцию T-лимфоцитов в воспалительном очаге, активирует полиморфно-ядерные лейкоциты, стимулирует синтез простагландинов и простациклинов в эндотелиоцитах, способствует гемостазу в очаге повреждения и т.д. Концентрация С-реактивного белка при воспалении возрастает в 100–1000 раз. Этот белок активирует цитолитическую активность естественных T-лимфоцитов-киллеров, ингибирует агрегацию тромбоцитов. При воспалении отчётливо растёт уровень T-кининогена — предшественника кининов и ингибитора a-цистеиновых протеиназ. Воспаление индуцирует синтез в печени апоферритина, стимулирующего выработку полиморфно-ядерными лейкоцитами супероксидных бактерицидных ионов. Реактанты острой фазы определяют неспецифический ответ организма, создающий условия для развития местной воспалительной реакции. Вместе с тем они способствуют включению в процесс других систем организма, взаимодействию местных и общих реакций при воспалении. Характер воспаления существенно зависит и от структурно-функциональных особенностей органов и тканей.
|
|
|
Особенности повреждающего фактора и величина очага повреждения также влияют на взаимосвязь местных и общих изменений при воспалительном процессе. Начиная с каких-то критических размеров очага повреждения воспаление протекает с нарушениями гомеостаза, вызванными как продуктами повреждения тканей и медиаторами воспаления, так и стрессом (болевым, эмоциональным и др.). Включение в воспаление иммунной, нервной, эндокринной и других систем способствует образованию и накоплению специфических антител, реакциям клеточного иммунитета, стимуляции костного мозга, стрессорных механизмов, обусловленных болью, лихорадкой и т.п. Развитие общих признаков воспаления (лейкоцитоз, лихорадка, увеличение СОЭ, диспротеинемия, изменение ферментного состава крови и системы гемостаза, интоксикация) — реакция организма на местные изменения. Появление лихорадки связано с воздействием как повреждающего фактора, так и веществ, возникших при распаде клеток. Это пирогены — вещества, способные повышать температуру тела. Лихорадка обладает бактерицидным и бактериостатическим эффектом, стимулирует фагоцитоз, активирует образование антител, синтез интерферона, усиливает функции ряда органов и систем. Вместе с тем чрезмерное повышение температуры тела нарушает работу сердечно-сосудистой, нервной и других систем.
|
|
|
Воспаление трудно отделить от интоксикации. Её симптомы неспецифичны: миалгия, артралгия, головная боль, слабость, снижение аппетита, утомляемость, потливость, недомогание и т.п. Интоксикация связана не только с самим воспалением, но и с особенностями повреждающего фактора, прежде всего инфекционного возбудителя. По мере увеличения площади повреждения и выраженности альтерации возрастают резорбция токсичных продуктов и интоксикация. Взаимоотношение интоксикации и воспаления весьма сложно. Интоксикация нарушает регуляцию многих процессов в организме и, угнетая системы гомеостаза (иммунную, кроветворную и др.), влияет на течение и характер воспаления. Очевидно, с этим связана недостаточная эффективность воспаления как защитной реакции при остром разлитом перитоните, ожоговой и травматической болезни, хронических инфекционных заболеваниях.
|
|
|
Таким образом, станет ли воспаление защитным или губительным для больного, зависит от многих факторов, прежде всего от реактивности организма. В этом — диалектическая сущность воспаления как одной из основных защитно-приспособительных гомеостатических реакций организма.
Воспаление может протекать не только как местная патологическая реакция, но и с участием всех систем организма, составляя основное звено патогенеза заболевания. При этом повреждающий фактор может быть различным: от инфекционных возбудителей до химических или физических воздействий. Воспаление уникально и значительно шире других общих патологических процессов. Как категория общей патологии воспаление имеет гомеостатический характер (сама альтерация тканей подразумевает возможность их будущей репарации после уничтожения и элиминации повреждающего фактора). Однако, начавшись как местная реакция, воспаление включает все регулирующие системы организма. Воспалительные заболевания могут привести к смерти или инвалидизации пациентов, но неизмеримо чаще заканчиваются выздоровлением. В этом случае организм человека нередко приобретает новые свойства, позволяющие ему эффективнее взаимодействовать с окружающей средой.
|
|
|
Течение воспаления может быть острым и хроническим. Оба варианта имеют различную морфологию и патогенетические механизмы.
Острое воспаление
Стадии острого воспаления
Выделяют связанные между собой стадии острого воспаления: повреждение (альтерацию), экссудацию и пролиферацию. Обычно трудно уловить грань между повреждением ткани и выделением клетками медиаторов воспаления. Однако без морфобиохимических изменений при повреждении не может быть включена сосудистая реакция, возникающая после очень краткого латентного периода.
Стадия повреждения
Повреждение (альтерация) тканей и клеток — начальная, пусковая стадия воспаления, протекающая с выделением медиаторов воспаления. Эти изменения вызваны действием агрессоров и ответных защитных, преимущественно местных реакций организма. Различают биохимическую и морфологическую фазы альтерации.
· Биохимическая фаза. Для нарушений метаболизма в зоне первичной альтерации, вызванной непосредственно повреждающим фактором, свойственно преобладание процессов катаболизма: протеолиза, липолиза, гликолиза. Это ведёт к водно-электролитным расстройствам, изменению физико-химических параметров, развитию ацидоза в зоне воспаления.
G Нарушения энергетического и углеводного обменов подразумевают активацию анаэробного гликолиза и развитие лактацидоза вследствие повреждения митохондрий, накопления продуктов, разобщающих процессы окисления и фосфорилирования (ионов кальция, высших жирных кислот). В зоне альтерации увеличено количество АДФ, АМФ и неорганического фосфата, активирующих ферменты гликогенолиза и гликолиза. Изменения физико-химических параметров в зоне воспаления проявляются местным повышением температуры, гиперосмией, гиперионией, дисионией, гиперонкией, ацидозом, гипергидратацией. Повышение осмотического давления связано с разрушением клеток и выходом из них электролитов. Развитие энергетического дефицита нарушает эффективность работы ионных каналов, что приводит к накоплению во внеклеточном пространстве ионов калия. Это изменяет электрический заряд плазмолеммы клеток, коллоидное состояние цитозоля, способствует развитию гиперосмии. Повышение онкотического давления обусловлено нарастающим протеолизом, разрушением клеток, выходом в зону воспаления плазменных белков, в первую очередь альбуминов. Гиперонкия и гиперосмия в зоне воспаления активируют экссудацию. Все эти расстройства обеспечивают повышение проницаемости сосудистых стенок вследствие неферментативного гидролиза базальных мембран, активации лизосомальных ферментов, повреждающих клеточные и внеклеточные структуры, влияние на рецепторы сосудов, что нарушает регуляцию их тонуса и ведёт к сосудистым реакциям. Ацидоз, раздражая нервные окончания, способствует возникновению боли.
G Биохимические изменения приводят к образованию хемоаттрактантов —веществ, осуществляющих хемотаксис,т.е.направленное движение в очаг повреждения фагоцитов и клеток, продуцирующих медиаторы воспаления. К хемоаттрактантам относят иммуноглобулины М и G, C-реактивный белок, ИЛ-1, 8, ФНО-a, компоненты системы комплемента C5а, C3а, микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, лейкотриен B4, тромбоксан A2, катионные белки, брадикинин, продукты деградации фибрина и коллагена, иммунные комплексы. Ряд микроорганизмов выделяет вещества, вызывающие отрицательный хемотаксис или блокирующие движение фагоцита. Хемоаттрактанты могут быть специфическими для определённого вида фагоцитов или обладать универсальным действием на все лейкоциты. После рецепторного взаимодействия хемоаттрактантов и фагоцита происходит его движение, обеспечиваемое микрофиламентами и микротрубочками. Хемоаттракция — процесс каскадный. По мере его нарастания кооперация клеток не только нарастает количественно, но и становится разнообразнее. Более разнообразно и действие продуцируемых клетками веществ, они влияют на более широкий круг реакций, в том числе усиливающих или модулирующих хемоаттракцию. Хемоаттрактанты плазмы крови синтезируют собственные клетки и микроорганизмы.
G Непосредственно после повреждения происходит выделение из тканей просеринэстеразы, тромбина, кинина и других хемотаксических факторов, а при повреждении сосудов — фибриногена и активированных компонентов комплемента. Активация просеринэстеразыи подобных ферментов при любом повреждении клеток запускает серию молекулярных превращений, приводящих к выделению медиаторов воспаления. Важна степень очаговой концентрации бактериальных хемоаттрактантов, не только привлекающих в зону повреждения клетки — продуценты медиаторов воспаления, но и вызывающих их деструкцию.
В результате в очаг повреждения поступают клетки, продуцирующие медиаторы воспаления: лаброциты, базофильные и эозинофильные гранулоциты, моноциты, клетки APUD-системы, тромбоциты. Определённую роль в хемоаттракции играют резидентныемакрофаги, продуцирующие цитокины.
· Морфологическая фаза. Все эти клетки создают первичную клеточную кооперацию, знаменующую начало морфологической фазы воспаления. Для клеточной кооперации в очаге повреждения характерны ауторегуляторные механизмы, цикличность развития и разделение функций. Особое место в клеточной кооперации и во всём воспалительном процессе принадлежит макрофагам, входящим в систему фагоцитирующих мононуклеаров.
G Каждая из этих клеток содержит около 100 биологически активных веществ, участвующих в регуляции многих разнообразных процессов в организме. Одновременно макрофаги выступают как фагоциты, хотя фагоцитоз с целью уничтожения возбудителей — не основная задача макрофагов. В большинстве случаев фагоцитоз необходим для выполнения других, более сложных функций. Макрофаг — одна из главных антигенпредставляющих клеток. Фагоцитируя повреждающие факторы, прежде всего биологической природы, макрофаги определяют их антигенные детерминанты, информация о них поступает в иммунную систему. Эти клетки в значительной степени регулируют воспаление, в том числе включение реактантов острой фазы и через них — всех систем организма в воспалительный процесс. Макрофаги участвуют в развитии пролиферации и репарации, образуя факторы роста и ангиогенеза. Вероятно, с ними связан нестерильный иммунитет, они обеспечивают апоптоз и множество других реакций организма. Макрофаг оказывает хемотаксическое действие, участвуя в создании первичной клеточной кооперации в очаге воспаления. Помимо этого, он, вырабатывая колониестимулирующий фактор, усиливает образование и дифференцировку в костном мозгу предшественников гранулоцитов. С помощью ИЛ-1, a-интерферона, цитокинов и факторов роста макрофаг стимулирует функции эндотелиоцитов и нейтрофильных гранулоцитов в очаге воспаления. Тем самым макрофаг, являясь клеткой местного воспалительного очага, способствует включению в процесс других систем организма.
G В очаге повреждения все эти клетки обеспечивают выброс тканевых медиаторов, вызывая начало воспалительного процесса.Кроме того, при повреждении сосудов происходит высвобождение вазоконстрикторных веществ, образованных тромбоцитами и эндотелием (эндотелина, катехоламинов, тромбоксана A2, простагландина F2a, лейкотриенов). Характерно рефлекторное повышение тонуса вазоконстрикторов, снижение активности вазодилататоров повреждённых сосудов. Такое расстройство кровообращения направлено на локализацию зоны воспаления, повреждающего фактора и уменьшение кровопотери.Поэтому первая реакция микроциркуляторных сосудов на действие медиаторов воспаления — спазм, длящийся от нескольких секунд до нескольких минут, с замедлением кровотока и стазом эритроцитов в капиллярах. Это приводит к ишемии тканей, ослаблению тканевого дыхания в них, нарастанию гликолиза и ацидоза,активизации перекисного окисления липидов, приводящего к повреждению мембранных структур клеток. Всё этоусиливает повреждение тканей и образование медиаторов воспаления. Важнейшие из медиаторов — биогенные амины, прежде всего гистамин и серотонин. Гистамин вызывает острую дилатацию сосудов микроциркуляторного русла, что повышает сосудистую проницаемость и способствует отёку ткани, усиливает слизеобразование и сокращение гладкой мускулатуры. Серотонин также повышает сосудистую проницаемость и сокращение гладкомышечных клеток. Повреждение клеток вызывает выделение кислых липидов — источников таких медиаторов воспаления, как лейкотриены C4, D4, E4, эозинофильный хемотаксический фактор A (обусловливает тканевую эозинофилию), фактор активации тромбоцитов, простагландины. Последние повреждают сосуды микроциркуляторного русла и повышают их проницаемость, усиливают хемотаксис, способствуют пролиферации фибробластов. В образовании медиаторов велика роль лаброцитов, базофильных и нейтрофильных лейкоцитов.
G Под действием медиаторов в результате биохимических реакций в соединительных тканях зоны воспаления происходит деполимеризация белково-гликозаминогликановых комплексов, появление свободных аминокислот, уроновых кислот, аминосахаров, полипептидов, низкомолекулярных полисахаридов. Это приводит к повышению осмотического давления в тканях, их набуханию, задержке в них жидкости. Увеличение количества продуктов жирового и углеводного обмена (жирных кислот, молочной кислоты) усиливает ацидоз тканей и гипоксию.
Накопление в зоне альтерации медиаторов воспаления, обладающих сосудорасширяющим действием (кининов, простагландина E2, аденозина, компонентов комплемента и др.), приводит к смене спазма сосудов микроциркуляции на артериальную гиперемию. Происходит расширение артериол, капилляров, венул, увеличение количества функционирующих капилляров, линейной и объёмной скорости кровотока, возрастание лимфообразования и лимфооттока. Развитие артериальной гиперемии обусловлено также усилением парасимпатических нервных влияний вследствие увеличения высвобождения ацетилхолина из нервных окончаний и повышения чувствительности рецепторов к нему. В области воспаления вазоконстрикторные нервные и гуморальные влияния сохранены, но сосуды утрачивают способность реагировать на них. Кроме того, расширение артериол — следствие аксон-рефлекторного возбуждения вазодилататоров. На этом этапе увеличен выход плазмы крови из сосуда вследствие повышения местного гидростатического давления в артериальном отделе капилляра. Артериальная гиперемия в зоне воспаления повышает доставку кислорода к тканям, что усиливает образование свободных радикалов кислорода, обладающих бактерицидным эффектом.
Очень важна первичная активация плазменных медиаторов воспаления: системы комплемента, плазмина и свёртывающей системы крови. Это результат прямого или опосредованного действия повреждающего фактора, тканевых медиаторов воспаления и биологически активных продуктов с вазомоторным действием.
Таким образом, в стадии альтерации возникают биохимические и морфологические процессы, приводящие к включению местных реакций в виде изменений микроциркуляции, развития некробиоза и некроза тканей в очаге повреждения, а также к вовлечению регуляторных систем всего организма. По этой причине стадия альтерации имеет важнейшее самостоятельное значение, без неё не возникнут экссудативная и некротическая реакции, определяющие характер и динамику всего воспаления, может запаздывать реакция иммунной системы, что имеет тяжёлые последствия.
Стадия экссудации
Эта стадия возникает в разные сроки после повреждения клеток и тканей в ответ на действие медиаторов воспаления, особенно плазменных медиаторов, возникающих при активации трёх систем крови — кининовой, комплементарной и свёртывающей. Все компоненты этих систем существуют в крови в виде предшественников и начинают функционировать только после воздействия определённых активаторов. В плазме крови присутствует и система ингибиторов, уравновешивающих действие активаторов.
Медиаторы кининовой системы — брадикинин и калликреин. Брадикинин усиливает сосудистую проницаемость, вызывает чувство боли, обладает выраженным гипотензивным действием. Калликреин осуществляет хемотаксис лейкоцитов, но главное его значение — активация фактора Хагемана, т.е. включение в воспалительный процесс системы свёртывания крови и фибринолиза. Фактор Хагемана инициирует свёртывание крови, активирует плазменные медиаторы воспаления и сам выступает как медиатор, повышая проницаемость сосудов, усиливая миграцию нейтрофилов и агрегацию тромбоцитов.
В результате система свёртывания крови становится компонентом воспалительной реакции. Система комплемента состоит из специальных белков плазмы крови, вызывающих лизис бактерий и клеток. Кроме того, ряд компонентов комплемента, прежде всего C3b и C5b, повышают проницаемость сосудов, усиливают хемотаксическую активность нейтрофилов и макрофагов. Комплексное действие клеточных и плазменных медиаторов воспаления, других продуктов, накапливающихся в зоне местного нарушения гомеостаза и вызывающих изменение проницаемости стенок микроциркуляторных сосудов, поступление в зону воспаления из крови клеточных элементов приводят к развитию стадии экссудации. Эта стадия имеет следующие компоненты, приводящие к образованию экссудата:
· сосудистые реакции в очаге воспаления;
· собственно экссудация;
· эмиграция форменных элементов крови.
Возникающие при развитии воспаления сосудистые реакции означают расширение сосудов микроциркуляторного русла, усиление притока крови к очагу воспаления (активная гиперемия), замедление венозного оттока (пассивная гиперемия). Замедление оттока крови связано с внутрисосудистыми и внесосудистыми факторами.
· Внутрисосудистые факторы: нарушение реологических свойств крови (сладж, микротромбоз, гемоконцентрация), пристеночное стояние лейкоцитов, изменение свойств сосудистой стенки и повышение её проницаемости.
· Внесосудистые факторы: отёк и экссудат, сдавливающие венулы.
В результате происходит замедление кровотока, расширение капилляров и венул, увеличение в них гидродинамического давления. Всё это обусловливает снижение парциального напряжения кислорода в капиллярах и развитие гипоксии в зоне воспаления. На фоне венозной гиперемии экссудация, эмиграция лейкоцитов и фагоцитоз наиболее выражены. Нарастающее замедление кровотока при толчкообразном и маятникообразном движении крови приводит к его полной остановке — венозному стазу. Кроме того, прекращение кровотока способствует изоляции зоны воспаления от окружающих тканей, уменьшению всасывания веществ из этой зоны. Активная гиперемия усиливает оксигенацию очага воспаления, что способствует образованию активных форм кислорода, притоку гуморальных факторов защиты (комплемент, пропердин, фибронектин и др.), лейкоцитов, моноцитов, тромбоцитов и других клеток крови. Развитию экссудации способствуют следующие факторы.
· Увеличение гидродинамического и, следовательно, фильтрационного давления при активной гиперемии.
· Возрастание площади экссудации, связанное с расширением сосудов, увеличением числа функционирующих капилляров.
· Повышение осмотического и онкотического давления в очаге воспаления, что обеспечивает перемещение жидкости по градиенту концентрации из зоны более низкого давления в область более высокого.
· Увеличение проницаемости сосудистой стенки в результате разрушения в ней гликозаминогликанов, белков базальной мембраны и основного вещества, а также вследствие некроза и слущивания эндотелия под влиянием медиаторов воспаления, кислородных радикалов, ферментов, катионных белков и цитокинов.
· Увеличение транспорта через цитоплазму эндотелиоцитов путём микропиноцитоза.
Одновременно с экссудацией плазмы крови происходит эмиграция лейкоцитов из сосудов в ткани, что приводит к образованию экссудата — богатой белком жидкости (более 2,5 г/л белка, удельный вес более 1020 г/л), содержащей форменные элементы крови, остатки распавшихся тканей и нередко возбудителей воспаления. Экссудация имеет несколько этапов: краевое стояние лейкоцитов и прохождение лейкоцитов через стенку микрососудов.
· Краевое стояние лейкоцитов. Действие хемотаксических факторов очага воспаления, замедление скорости кровотока, повышение гидродинамического давления приводят к перемещению лейкоцитов, менее плотных, чем другие клетки крови, из осевого цилиндра и приближению их к стенке сосудов. Этот этап предшествует эмиграции лейкоцитов в окружающую ткань. Предварительно лейкоциты должны перейти в активированное состояние, чтобы воспринимать сигналы хемоаттрактантов.
G В нормальных условиях адгезии лейкоцитов к эндотелию сосудов мешает отрицательный заряд тех и других клеток, их отталкивание друг от друга. При развитии экссудации под влиянием медиаторов воспаления в процесс вступают двухвалентные катионы плазмы: Ca2+, Mn2+ и Mg2+. Они меняют отрицательный заряд эндотелия на положительный, чему способствует нарушение работы Na+-K+-зависимой АТФазы, накопление в зоне воспаления ионов H+ и K+. В результате отрицательно заряженные лейкоциты притягиваются к сосудистой стенке. Основной механизм прилипания лейкоцита к эндотелию — лигандрецепторное взаимодействие между лейкоцитами и сосудистой стенкой, причём появление рецепторов (молекул адгезии) индуцируют медиаторы воспаления. До активации лейкоцита молекулы адгезии находятся во внутриклеточных гранулах, их высвобождение происходит под влиянием лейкотриена B4, ИЛ-1, 8, a-интерферона, ФНО-a, липополисахаридов бактерий. Адгезию лейкоцитов обеспечивают также комплемент (фракции C5a, C1, C3) и Fc-фрагменты IgG. Они связывают соответствующие рецепторы на мембранах лейкоцитов, вызывая их активацию и хемоаттракцию к эндотелию сосудов. Выпадение фибронектина на эндотелиоцитах и коллагеновых волокнах базальной мембраны сосудов также способствует направленной аттракции лейкоцитов и мононуклеаров. Эти вещества стимулируют адгезивность лейкоцитов и клейкость эндотелия.
G Эндотелиоциты при воспалении экспрессируют молекулы клеточной адгезии, они — источник прокоагулянтов, антикоагулянтов и медиаторов острой фазы. К молекулам клеточной адгезии относят селектины — рецепторы, экспрессируемые на поверхности лейкоцитов и эндотелия. Лиганды для селектинов — комплементарные адгезивные молекулы на поверхности контактирующих клеток. Селектины опосредуют самую раннюю стадию прилипания — обратимую адгезию. Сначала происходит выделение из эндотелия Е-селектина для нейтрофилов, что объясняет их раннюю эмиграцию из сосудистого русла. Затем следует выделение интегринов и межклеточных адгезивных молекул (ICAM-1 и VCAV-1), ответственных за поздние стадии адгезии активированных лейкоцитов и тромбоцитов к эндотелию. Эндотелиоциты важны как регуляторы местного проявления воспаления, а также как связующее звено между местной и общей реакциями организма. При воспалении с выраженной интоксикацией, отложением в стенке сосудов иммунных комплексов или агрегированного иммуноглобулина возможны дегрануляция полиморфно-ядерных лейкоцитов непосредственно в просвете сосуда, повреждение их гидролазами сосудистой стенки. Это усиливает выделение эндотелиоцитами биологически активных веществ и экссудацию. Эндотелиоциты могут выполнять антигенпредставляющую функцию и регулировать развитие клеток иммунной системы.
· Прохождение лейкоцитов через стенку микрососудов —следующий этап, наступающий после активации лейкоцитов под действием цитокинов. Все виды лейкоцитов, способны к активному движению. После краевого стояния лейкоцитов, благодаря действию их ферментов на внутреннюю оболочку сосудов, происходит сокращение эндотелиальных клеток и раскрытие межэндотелиальных щелей, к ним после адгезии перемещаются лейкоциты.
G Для прохождения через эндотелиальную выстилку лейкоцит образует псевдоподию, входящую в межэндотелиальную щель и затем под эндотелиоцит. Затем туда перемещается весь лейкоцит, располагаясь между эндотелием и базальной мембраной сосуда. Молекулярные изменения базальной мембраны позволяют клеткам крови преодолевать её и эмигрировать в зону воспаления. Этот механизм характерен для всех клеток крови, включая эритроциты (рис. 4-1). Процесс выхода лейкоцитов за пределы сосуда занимает несколько часов. При остром воспалении в течение первых 6–24 ч в воспалительный очаг выходят нейтрофильные лейкоциты. Через 24–48 ч преобладает эмиграция моноцитов и лимфоцитов. Такая очерёдность связана с последовательностью выделения молекул адгезии и хемоаттрактантов. Порядок эмиграции клеток зависит и от других факторов, в частности от причины воспаления. Например, при вирусных инфекциях и туберкулёзе первыми в зону воспаления мигрируют лимфоциты, при иммунном воспалении — эозинофилы. Тем не менее решающую роль в экссудации и её особенностях играют медиаторы воспаления.
G Участие в процессе воспаления кровеносных и лимфатических сосудов происходит одновременно. В венулярном отделе микрососудистого русла идёт выраженная миграция клеток и пропотевание плазмы, следующий этап — вовлечение в процесс компонента лимфатической системы — интерстициальных каналов. Это приводит к нарушению кроветканевого баланса, изменению внесосудистой циркуляции тканевой жидкости, отёку и набуханию ткани, усиливающихся при развитии лимфостаза. При этом типично повреждение эндотелия лимфатических капилляров, их переполнение лимфой, расширение межэндотелиальных щелей. Лимфа выходит в ткань, и в самом начале экссудативной стадии возникает острый лимфатический отёк, сохраняющийся до окончания воспаления.
Выход форменных элементов крови из сосуда в зону воспаления и образование того или иного вида экссудата важны для осуществления клетками фагоцитоза. Кроме того, лейкоциты могут вызывать разрушение ткани ферментами, токсическими соединениями кислорода, в результате возникает воспалительный детрит.
Фагоцитоз — биологический процесс поглощения фагоцитами и переваривания чужеродного материала и собственных повреждённых клеток. Выделяют две группы фагоцитов:
Рис. 4-1.Диапедез эритроцитов из сосуда (´18 000)
· микрофаги — гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы);
· макрофаги —моноциты и образующиеся из них после миграции из крови в ткани тканевые макрофаги (клетки Купффера в печени, клетки Лангерханса в коже, альвеолярные макрофаги, клетки микроглии, макрофаги лимфатических узлов и селёзенки, остеобласты костей).
Моноциты крови живут около суток, тканевые макрофаги — несколько месяцев. По способности к движению фагоциты делят на подвижные и фиксированные. Нейтрофилы особенно эффективны при фагоцитозе бактерий. Возможности макрофагов шире, но механизм фагоцитоза для всех фагоцитов одинаков.
Выделяют следующие стадии фагоцитоза:
· приближение фагоцита к объекту фагоцитоза;
· прилипание объекта к поверхности фагоцита;
· погружение объекта в цитоплазму фагоцита;
· внутриклеточное переваривание.
Фагоцит проявляет положительный хемотаксис, термотаксис, гальванотаксис, гидротаксис. Миграция фагоцитов в очаг воспаления происходит в определённой последовательности: сначала преобладает перемещение нейтрофилов, а моноциты, начинающие движение вместе с ними, достигают максимального количества в инфильтрате позже. Лимфоциты мигрируют последними. Очерёдность перемещения фагоцитов связана с появлением молекул адгезии и хемоаттрактантов в определённой последовательности.
Важнейший механизм прилипания — опсонизация — прикрепление особых веществ к объекту фагоцитоза и их распознавание рецепторами фагоцитов. Эти вещества называют опсонинами.
К опсонинам относят иммуноглобулины G1, G3, М, осуществляющие контакт с Fc-рецептором фагоцита и Fab-рецептором объекта фагоцитоза. Прилипание объекта фагоцитоза к фагоциту вызывает активацию последнего. В фагоците происходит метаболический взрыв с образованием и выделением биологически активных веществ, молекул адгезии и экспрессии рецепторов. Растёт потребление кислорода с образованием свободных радикалов, происходит активация гликолиза и пентозного пути. Активация фагоцита возможна и без фагоцитоза под влиянием цитокинов (ИЛ-2, 3, ФНО-a, a-интерферона).
Погружение происходит за счёт охвата объекта фагоцитоза псевдоподиями, в результате он оказывается в цитоплазме фагоцита в фагосоме, образованной путём инвагинации и смыкания фрагмента клеточной мембраны. Далее следует слияние фагосомы с лизосомой с образованием фаголизосомы, в которой идёт внутриклеточное переваривание.
Механизмы разрушения поглощённого материала:
· кислородзависимый — переваривание за счёт образования активных форм кислорода, свободных радикалов и перекисей;
· кислороднезависимый — за счёт лизосомальных гидролаз, катепсинов, катионных бактерицидных белков, лактоферрина, лизоцима.
Активные кислородсодержащие радикалы (синглетный кислород, гидроксильный радикал, супероксидный анион, оксид азота), а также перекись водорода способны разрушать неповреждённые клеточные стенки бактерий и мембраны клеток, поэтому кислородзависимый механизм намного более важен, чем гидролитический. Миелопероксидаза нейтрофилов превращает перекись водорода в присутствии ионов хлора в гипохлорид-анион с выраженными бактерицидными свойствами. При фагоцитозе нейтрофилы выделяют множество веществ: медиаторы воспаления, в том числе обладающие бактерицидными и цитотоксическими свойствами, хемотаксический фактор, привлекающий моноциты. После фагоцитоза фагоцит погибает, не справляясь с последствиями этого процесса. Во время фагоцитоза и гибели фагоцитов происходит выделение из них медиаторов воспаления. Это, с одной стороны, вызывает повреждение тканей, с другой — усиливает бактерицидные и цитолитические свойства экссудатов. Выделение биологически активных веществ даёт возможность разрушить объект без его захвата, особенно если он крупнее фагоцита, или воздействовать на него до поглощения, ослабив его повреждающее действие.
Если при переваривании поглощённые микроорганизмы не погибают, такую разновидность фагоцитоза называют незавершённым. Незавершённый фагоцитоз, или эндоцитобиоз, обычно зависит от биологических свойств микроорганизмов, а не фагоцита. На эндоцитобиоз влияют следующие факторы:
· нарушение слияния фагосомы и лизосомы (таким эффектом обладают вирусы гриппа, микобактерии туберкулёза, возбудители коклюша и токсоплазмоза, выделяющие антилектины);
· устойчивость возбудителей к ферментам лизосом (гонококки, стафилококки);
· способность покидать фагосому после поглощения и длительно существовать в цитоплазме (риккетсии, хламидии, возбудитель проказы);
· способность вырабатывать каталазу, разрушающую перекись водорода (стафилококк, аспергиллы), что нарушает разрушение микроорганизмов и антигенпредставляющую функцию фагоцита.
Таким образом, незавершённый фагоцитоз — важный механизм хронического и рецидивирующего течения инфекций. Выход жизнеспособных микроорганизмов из лейкоцитов приводит к рецидиву гнойного воспаления. Расположение в фагоцитах живых микроорганизмов затрудняет доступ к ним бактерицидных веществ организма и лекарственных средств, а следовательно — лечение пациента.
Незавершённый фагоцитоз, очевидно, может быть и механизмом приспособления организма. При туберкулёзе и других хронических инфекциях с нестерильным иммунитетом с помощью незавершённого фагоцитоза организм сохраняет возбудителей живыми (эндоцитобиоз). Это постоянно стимулирует иммунную систему и препятствует распространению возбудителей по организму. При этом процессе происходит трансформация макрофагов в эпителиоидные и гигантские клетки, вместе с T-лимфоцитами формирующие гранулёмы. Однако это возможно лишь после того, как макрофаг фагоцитирует микобактерию туберкулёза, переварит её, выявит антигенные детерминанты и представит их иммунной системе. При трансформации в эпителиоидную клетку макрофаг теряет большинство лизосом, что мешает ему завершить фагоцитоз перевариванием возбудителей.
Более частое явление — фагоцитарная недостаточность —неспособность фагоцитирующих клеток выполнять свои функции. В её основе лежат следующие механизмы:
· уменьшение числа фагоцитов;
· нарушение функции фагоцитоза;
· нарушение регуляции фагоцитоза.
Уменьшение числа фагоцитирующих клеток может быть наследственным и приобретённым (в результате физических, химических и биологических воздействий). В обоих случаях нарушены процессы пролиферации и созревания клеток костного мозга. Ослабление фагоцитарной реакции вызывает нарушение функций прилипания, движения, переваривания.
Расстройства переваривания связаны с наследственной недостаточностью фермента НАДФ-зависимой оксидазы в моноцитах и гранулоцитах, что вызывает снижение образования активных форм кислорода, перекисей и сохранение бактерий в фагоците. Дефект метаболического взрыва возможен при дефиците пируваткиназы или глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Миелопероксидазная недостаточность нейтрофилов ведёт к снижению образования гипохлорита, обладающего выраженными бактерицидными свойствами. Процесс прилипания нарушен при наследственной недостаточности интегринов и селектинов.
Фагоцитоз важен для уничтожения чужеродных объектов, собственных повреждённых клеток, иммунных комплексов, выделения медиаторов воспаления, представления антигенов лимфоцитам и развития иммунного ответа в целом.
Для клеточной кооперации, возникшей в очаге воспаления в результате альтерации тканей и экссудации, характерны ауторегуляторные механизмы, цикличность развития и разделение функций между клетками. Основную защиту против микроорганизмов, особенно при гнойной инфекции, осуществляют нейтрофилы. Их эмиграция происходит одновременно с сосудистой реакцией. Нейтрофилы первыми вступают в контакт с инфекционным возбудителем и блокируют его проникновение в организм. Полиморфно-ядерные лейкоциты неспецифичны по отношению к патогенному раздражителю: они реагируют на любого возбудителя, уничтожая его с помощью фагоцитоза и экзоцитоза, и при этом погибают. Полиморфно-ядерные лейкоциты — «дежурные» клетки системы неспецифической резистентности организма. Поступившие в очаг воспаления нейтрофильные гранулоциты и макрофаги выполняют бактерицидную и фагоцитарную функции. Они также синтезируют биологически активные вещества, обеспечивающие разнообразные эффекты, но прежде всего усиливающие саму сосудистую реакцию и хемоаттракцию воспаления. Нередко ранняя нейтрофильная инфильтрация при высокой концентрации соответствующих хемоаттрактантов быстро приводит к нагноению зоны воспаления. Позднее к нейтрофильной инфильтрации присоединяются моноцитарная и макрофагальная, что характеризует начало инкапсуляции, отграничения воспалённой зоны за счёт образования клеточного вала по её периферии.
Важный компонент воспаления — развитие некроза тканей. Некротизированная ткань выполняет несколько функций. С позиций биологической целесообразности развитие некроза выгодно для организма, поскольку в очаге некроза должен погибнуть патогенный фактор. Чем скорее разовьётся некроз, тем меньше будет осложнений воспаления, а погибшая ткань затем регенерирует с восстановлением её функции. Это объясняет не только образование клетками различных гидролаз в очаге воспаления, но и развитие тромбоза сосудов вокруг воспалённого участка. Вероятно, тромбоз мелких сосудов, наступающий после эмиграции лейкоцитов в очаг повреждения, не только отграничивает воспалённую область, но также способствует развитию гипоксии тканей и их некрозу. Поэтому в разгар экссудативной воспалительной реакции, когда всё поле воспаления инфильтрировано лейкоцитами и концентрация гидролитических ферментов в нём, очевидно, очень высока, макрофаги практически не поступают в очаг, концентрируясь на его периферии. В противном случае макрофаги просто погибнут в центре очага воспаления, в то время как функция их значительно сложнее, нежели простой фагоцитоз возбудителя.
Макрофаги играют особую роль в воспалении, выступая в качестве как местного регулятора воспаления, так и связующего звена между местными проявлениями этого процесса и общими реакциями на него организма. Кроме того, макрофаги важны как первое звено становления иммунитета в развитии воспаления. Задача фагоцитоза, осуществляемого макрофагом, не только уничтожение инфекта для снижения его концентрации в очаге воспаления, но и выявление его антигенных детерминант и последующая передача информации об этом в иммунную систему. С этих позиций понятно, почему фагоцитарная активность макрофагов по отношению к гнойной инфекции значительно ниже, чем нейтрофильных лейкоцитов. Понятно также, почему макрофаги не поступают в очаг гнойного воспаления в разгар экссудации и наиболее выраженной лейкоцитарной инфильтрации, а располагаются на периферии зоны воспаления, участвуя в формировании второго барьера, изолирующего воспалённые ткани. Эту целесообразность подтверждает и особенность патогенеза асептического воспаления, когда в очаге повреждения присутствуют не чужеродные, а «изменённые свои» антигены. Через 18–24 ч лейкоциты покидают зону повреждения, и только после этого её заполняют макрофаги, не подвергаясь опасности лизиса под действием гидролаз нейтрофилов. Объяснимо и то, что при хроническом, особенно гранулематозном воспалении, когда антигенная структура возбудителя уже известна, для макрофагов часто характерен незавершённый фагоцитоз и то, что при стимуляции иммунной системы значительно возрастает количество макрофагов, участвующих в отграничении очага воспаления.
Таким образом, при воспалении местно возникают чрезвычайно сложные процессы. Они служат сигналом для включения в воспалительную реакцию различных систем организма.
Стадия пролиферации
Продуктивная (пролиферативная) стадия завершает воспаление. А. Поликар назвал её стадией репарации, что более точно, так как указывает на суть процесса, а также биологическое значение воспаления, связывающего результат уничтожения и элиминации агрессора с процессами репарации. В этот период происходит уменьшение гиперемии воспалённой ткани, интенсивности эмиграции форменных элементов крови, особенно нейтрофилов, снижение их количества в тканях.
Процессы пролиферации имеют сложную регуляцию. К активаторам пролиферации относят антимедиаторы воспаления (глюкокортикоиды, антиоксиданты, ингибиторы гидролаз), факторы роста фибробластов, эпидермиса, нервов, ИЛ-1, 2–7, инсулиноподобный фактор роста. К ингибиторам пролиферации относят ФНО, кейлоны. Регенерация клеток и образование соединительной ткани вызваны усилением пролиферации или ограничением апоптоза клеток в результате действия медиаторов воспаления, факторов роста, синтезируемых в макрофагах, лимфоцитах, тромбоцитах, фибробластах и других клетках.
Главный источник факторов роста, особенно для фибробластов, — макрофаги, их преобладание в очаге воспаления вызывает процесс заживления. Функцию макрофагов регулируют лимфокины, выделяемые T-лимфоцитами. Факторы роста стимулируют синтез ДНК в клетках, влияют на образование и активность ферментов и рецепторов, обеспечивающих процесс пролиферации.
Гормональная регуляция регенерации при воспалении происходит под действием соматотропина, инсулина, тироксина. Соматотропин оказывает прямое стимулирующее действие на пролиферацию клеток: остеобластов, фибробластов, хондроцитов, паренхиматозных клеток внутренних органов, миоцитов. Выделение трофогенов, которые распространяются по аксонам, усиливают пролиферативные процессы в зоне воспаления. Эндогенные опиаты также усиливают регенерацию, что объясняет более быстрое заживление при положительных эмоциях.
После очищения поля воспаления путём фагоцитоза, переваривания бактерий и некротического детрита полиморфно-ядерные лейкоциты живут несколько часов и погибают. Постепенно очаг воспаления заполняют макрофаги гематогенного происхождения. Однако пролиферация начинается уже в период экссудативной стадии с выхода в очаг воспаления большого количества макрофагов. Они не только размножаются в этой зоне, но и выделяют интерлейкины, притягивающие фибробласты, стимулирующие их пролиферацию, а также активирующие новообразование сосудов. Скопление клеток в очаге воспаления называют воспалительным инфильтратом. В нём, как правило, выявляют T- и B-лимфоциты, плазмоциты, моноциты, макрофаги, т.е. клетки иммунной системы. Если в цитоплазме клеток инфильтрата, между ними, в стенках мелких сосудов определяют различные иммуноглобулины, возможно образование гранулём и эпителиоидных клеток.
В воспалительной пролиферации активно участвует эндотелий микроциркуляторных сосудов. Постепенно происходит разрушение клеток инфильтрата, и в очаге воспаления начинают преобладать фибробласты, возникающие из местных камбиальных элементов. Они осуществляют фибриллогенез и после этого превращаются в фиброциты.
Для продуктивной стадии воспаления характерны анаболические процессы. Повышен синтез ДНК и РНК, основного вещества, клеточных ферментов, в том числе гидролитических. Особенно активны кислые гидролазы лизосом моноцитов, гистиоцитов, макрофагов, обеспечивающие «очищение» поля воспаления. При пролиферации возникает грануляционная ткань с особой архитектоникой сосудов, образующих капиллярные петли вблизи очага некроза. По мере очищения последнего грануляционная ткань заполняет всю зону повреждения. Грануляционная ткань обладает большой резорбционной способностью, но в то же время служит барьером для возбудителей воспаления, что было изучено ещё в конце XIX в., в том числе М.Н. Никифоровым (1895 г.). Воспалительный процесс заканчивается созреванием грануляций и образованием зрелой соединительной ткани, количество её различно в зависимости от глубины повреждения. При субституции, что наиболее характерно для воспаления, грануляционная ткань созревает до соединительнотканного рубца. Если воспаление завершается реституцией, происходит восстановление исходной ткани, включая специфические особенности её структуры.
Наименование воспаления органа или ткани складывается из названия этого органа с добавлением окончания «-itis» в латинском варианте или «-ит» — в русском языке. Например, миокардит (myocarditis), плеврит (pleuritis), миозит (myositis) и т.п. Однако воспаления ряда органов имеют традиционные названия: пневмония (воспаление лёгких), ангина (воспаление ротоглотки).
В зависимости отпреобладания в развитии воспаления экссудации или пролиферации выделяют его клинико-анатомические формы — экссудативное или пролиферативное (продуктивное) воспаление. Из-за краткосрочности реакции альтерации и отсутствия признаков её преобладания альтеративное воспаление не выделяют. Учитывают также острое или хроническое течение процесса, его морфофункциональные особенности и патогенез (например, иммунное воспаление). Острое воспаление протекает не более 4–6 нед, в большинстве случаев 1,5–2 нед. Если воспаление длится более 6 мес, его считают хроническим. Острое воспаление может быть как экссудативным, так и продуктивным (бешенство, сыпной и брюшной тиф и др.).
Экссудативное воспаление
Типично образование экссудатов, их состав обусловлен, главным образом, причиной воспаления и реакцией организма на повреждающий фактор. Характер экссудата определяет название формы острого экссудативного воспаления. Причины его развития — вирусы (герпес, ветряная оспа), бактерии, термические, лучевые или химические ожоги, образование эндогенных токсинов. Экссудативное воспаление может быть серозным, фибринозным, гнойным, гнилостным.
Серозное воспаление
Серозное воспаление возникает в слизистых, серозных и синовиальных оболочках, коже, капсулах клубочков почек, перисинусоидальных пространствах печени, серозных полостях, а также в строме паренхиматозных органов при выраженной интоксикации как проявление гиперреактивности организма (межуточное воспаление).
Причины развития серозного воспаления — чаще всего вирусы (грипп, герпес, вирусный гепатит, ветряная оспа и др.), бактерии, аллергены, физические и химические факторы (термические, лучевые, химические ожоги), экзогенные и эндогенные токсины, вызывающие резкую плазморрагию. Характерен мутноватый экссудат с небольшим количеством клеточных элементов (полиморфно-ядерных лейкоцитов, эозинофилов, лимфоцитов, слущенных эпителиальных или мезотелиальных клеток) и до 2–2,5% белка. Соотношение альбуминов и глобулинов в экссудате — от 0,55:1 до 2,7:1, концентрация солей — 0,3–0,7%, pH 7–7,1. Серозный экссудат смывает с повреждённой поверхности микроорганизмы и их токсины, а также химические вещества. Вместе с тем серозный экссудат в мозговых оболочках может сдавливать мозг. Серозное пропитывание альвеолярных септ лёгких — одна из причин развития синдрома острой дыхательной недостаточности. Клинически серозное воспаление, как и любое экссудативное, протекает с лихорадкой, умеренным лейкоцитозом, повышением СОЭ и т.д.
Исход серозного воспаления обычно благоприятный: рассасывание экссудата и завершение процесса путём реституции. Иногда после серозного воспаления паренхиматозных органов в них развивается диффузный склероз.
Фибринозное воспаление
Характерно образование экссудата, содержащего помимо полиморфно-ядерных лейкоцитов, лимфоцитов, моноцитов, макрофагов, распадающихся клеток воспалённых тканей, большое количество фибриногена. Последний под действием тромбопластина выпадает в тканях в виде свёртков фибрина. По этой причине в фибринозном экссудате содержание белка выше, чем в серозном. Эта форма воспаления вызывает значительное увеличение сосудистой проницаемости, чему способствует наличие в строме веществ с прокоагулянтными свойствами.
Этиологические факторы: дифтерийная коринебактерия, кокковая флора, микобактерия туберкулёза, вирусы, возбудители дизентерии, аллергические, экзогенные и эндогенные токсические факторы. Фибринозное воспаление чаще бывает на слизистых или серозных оболочках. Экссудации предшествуют некроз тканей и агрегация тромбоцитов в очаге повреждения. Фибринозный экссудат пропитывает мёртвые ткани, образуя светло-серую плёнку, под ней располагаются микроорганизмы, выделяющие большое количество токсинов. Толщина плёнки зависит от глубины некроза, а последняя — от структуры эпителиальных покровов и особенностей подлежащей соединительной ткани. В зависимости от глубины некроза и толщины фибринозной плёнки выделяют крупозное и дифтеритическое фибринозное воспаление.
· Крупозное воспаление(от шотл. croup — плёнка) развивается на слизистых или серозных оболочках, покрытых однослойным эпителием, расположенным на тонкой плотной соединительнотканной основе. В этих условиях некроз не может быть глубоким, поэтому возникает тонкая фибринозная плёнка, её легко снять. Крупозное воспаление бывает на слизистых оболочках трахеи и бронхов, серозных оболочках (фибринозный плеврит, перикардит, перитонит), при фибринозном альвеолите, крупозной пневмонии (рис. 4-2).
· Дифтеритическое воспаление(от греч. diphteria — кожица) развивается на многослойном плоском неороговевающем эпителии, переходном или однослойном эпителии с рыхлой широкой соединительнотканной основой органа, что способствует развитию глубокого некроза и формированию толстой, трудно снимаемой фибринозной плёнки, после её удаления остаются глубокие язвы. Дифтеритическое воспаление бывает в ротоглотке, на слизистых оболочках пищевода, матки, влагалища, желудка, кишечника, мочевого пузыря, в ранах кожи и слизистых оболочек (рис. 4-3).
Исход фибринозного воспаления слизистых оболочек — расплавление фибринозных плёнок с помощью гидролаз полиморфно-ядерных лейкоцитов. Крупозное воспаление слизистых и серозных оболочек, как правило, заканчивается реституцией повреждённых тканей. Дифтеритическое воспаление протекает с образованием язв и последующей субституцией, при глубоких язвах в исходе возможны рубцы. Поскольку фибрин активирует фибробласты, нерастворённый фибринозный экссудат подвергается организации и замещению соединительной тканью. На серозных оболочках часто возникают спайки, шварты, нередко фибринозное воспаление оболочек полостей тела вызывает их облитерацию.
Гнойное воспаление
Для гнойного воспаления характерно образование гнойного экссудата. Это сливкообразная масса, состоящая из клеток и детрита тканей очага воспаления, микроорганизмов, форменных элементов крови. Количество последних — 17–29%, в основном жизнеспособные и погибшие гранулоциты. Кроме того, в экссудате есть лимфоциты, макрофаги, часто эозинофильные гранулоциты. Гной имеет специфический запах, синевато-зеленоватую окраску различных оттенков, содержание белка в нём более 3–7%, обычно преобладают глобулины, pH гноя 5,6–6,9.
Гнойный экссудат содержит различные ферменты, в первую очередь протеазы, способные расщеплять погибшие и дистрофически изменённые структуры в очаге повреждения, в том числе коллагеновые и эластические волокна, поэтому для гнойного воспаления характерен лизис тканей. Наряду с полиморфно-ядерными лейкоцитами, способными фагоцитировать и убивать микроорганизмы, в экссудате присутствуют бактерицидные факторы (иммуноглобулины, компоненты комплемента и др.). Бактерицидные факторы вырабатывают жизнеспособные лейкоциты, они также возникают при распаде погибших лейкоцитов и поступают в экссудат вместе с плазмой крови. В связи с этим гной задерживает рост бактерий и уничтожает их. Нейтрофильные лейкоциты гноя имеют разнообразную структуру в зависимости от времени поступления их из крови в зону нагноения. Через 8–12 ч полиморфно-ядерные лейкоциты в гное погибают и превращаются в «гнойные тельца».
Причина гнойного воспаления — гноеродные (пиогенные) стафилококки, стрептококки, гонококки, брюшнотифозная палочка и др. Гнойное воспаление возникает практически в любых тканях и органах. Течение его может быть острым и хроническим. Основные формы гнойного воспаления: абсцесс, флегмона, эмпиема, гнойная рана, острые язвы.
· Абсцесс — отграниченное гнойное воспаление с образованием полости, заполненной гнойным экссудатом. Он возникает в жизнеспособных тканях после сильного воздействия микроорганизмов или в погибших тканях, где нарастают процессы аутолиза.
G Уже через несколько часов после начала гнойного воспаления вокруг скопления экссудата виден вал из клеток крови: моноцитов, макрофагов, лимфоцитов, эозинофилов, скоплений фибрина, содержащих полиморфно-ядерные лейкоциты. При этом фибрин, обладающий хемотаксисом к полиморфно-ядерным лейкоцитам, стимулирует их эмиграцию из сосудов и поступление в очаг воспаления. На фибрине происходит осаждение циркулирующих иммун
Рис. 4-2.Крупозная пневмония. Фибринозный экссудат в альвеолах. Окраска гематоксилином и эозином (´200)
ных комплексов — хемоаттрактантов для комплемента, обладающего выраженными гистолитическими свойствами. Через трое суток вокруг абсцесса начинается формирование грануляционной ткани и возникает пиогенная мембрана. Через сосуды грануляционной ткани происходит поступление в полость абсцесса лейкоцитов и частичное удаление из неё продуктов распада. При иммунодефиците у пациента есть склонность к расплавлению тканей, окружающих абсцесс. При хроническом течении абсцесса грануляционная ткань созревает, и в пиогенной мембране возникают два слоя: внутренний, обращённый в полость, состоящий из грануляций, фибрина, детрита, и наружный — из зрелой соединительной ткани.
G Исходабсцесса — обычно спонтанное опорожнение и выход гноя на поверхность тела, в полые органы или полости. После прорыва абсцесса происходит рубцевание его полости. Если при сообщении абсцесса с поверхностью тела или какой-либо полостью нет спадения его стенок, возникает свищ — узкий канал, выстланный грануляционной тканью или эпителием. Изредка бывает инкапсуляция
Рис. 4-3.Дизентерия. Дифтеритическое воспаление толстой кишки. Некроз и имбибиция фибринозным экссудатом слизистой оболочки и подслизистого слоя кишки. Окраска гематоксилином и эозином (´150)
абсцесса и при этом сгущение гноя. Иногда возможна петрификация абсцессов вокруг животных паразитов.
· Флегмона —гнойное диффузное воспаление с пропитыванием и расслаиванием тканей гнойным экссудатом. Образование флегмоны зависит от патогенности возбудителя, состояния защитных систем организма, структурных особенностей тканей, где возникла флегмона и где есть условия для распространения гноя. Флегмона обычно возникает в подкожно-жировой клетчатке, межмышечных прослойках, стенке аппендикса, мозговых оболочках и т.п. (рис. 4-4). Флегмону волокнисто-жировой клетчатки называют целлюлитом.
G Флегмона бывает двух видов:
– мягкая, если преобладает лизис некротизированных тканей;
– твёрдая, когда в воспалённой ткани возникает коагуляционный некроз и постепенное отторжение тканей.
G Осложненияфлегмон. Возможен тромбоз артерий, при этом возникает некроз поражённых тканей, например гангренозный аппендицит. Нередко распространение гнойного воспаления на лимфатические сосуды и вены, в этих случаях возникают гнойные тромбофлебиты и лимфангиты. Флегмоны ряда локализаций под влиянием силы тяжести гноя могут стекать по ходу мышечно-сухожильных влагалищ, нервно-сосудистых пучков, жировых прослоек в нижележащие отделы, образуя там скопления, не заключённые в капсулу (холодные абсцессы, или натёчники). Чаще такое распространение гноя вызывает острое воспаление органов или полостей, например гнойный медиастинит — острое гнойное воспаление клетчатки средостения. Отторжение некротизированных и коагулированных тканей при твёрдой флегмоне может привести к кровотечению. Иногда возникают осложнения, связанные с тяжёлой интоксикацией, всегда сопровождающей гнойное воспаление.
G Исходы.Заживление флегмонозного воспаления начинается с его отграничения с образованием грубого рубца. Обычно флегмону удаляют хирургическим путём с последующим рубцеванием операционной раны. При неблагоприятном исходе возможна генерализация инфекции с развитием сепсиса.
· Эмпиема —гнойное воспаление полостей тела или полых органов. Причины развития эмпием — как гнойные очаги в соседних органах (например, абсцесс лёгкого и эмпиема плевральной полости), так и нарушение оттока гноя при гнойном воспалении полых органов (жёлчного пузыря, червеобразного отростка, маточной трубы и т.д.). При этом нарушены местные защитные механизмы (постоянное обновление содержимого полых органов, поддержание внутриполостного давления, что определяет кровообращение в стенке полого органа; синтез и секреция защитных веществ, включая секреторные иммуноглобулины). При длительном течении гнойного воспаления происходит облитерация полых органов.
· Гнойная рана — особая форма гнойного воспаления, возникающая вследствие нагноения травматической, в том числе хирургической раны, или при вскрытии во внешнюю среду очага гнойного воспаления с образованием раневой поверхности. Различают первичное и вторичное нагноение в ране.
G Первичное нагноение возникает непосредственно после травмы и травматического отёка.
G Вторичное нагноение — рецидив гнойного воспаления.
G Осложнения гнойной раны: флегмона, гнойно-резорбтивная лихорадка, сепсис.
G Исход гнойной раны — её заживление вторичным натяжением с формированием рубца.
· Острые язвынаиболее часто бывают в желудочно-кишечном тракте, реже на поверхности тела. По происхождению выделяют первичные, вторичные и симптоматические острые язвы.
G Первичныеострые язвы возникают на поверхности тела, в пищеводе или желудке при непосредственном действии на кожу или слизистую оболочку повреждающих факторов (кислот, щелочей, термического воздействия либо микроорганизмов). Иногда первичныеострые язвы — следствие дерматитов (рожи, контактных дерматитов и др.). Характерны гнойно-некротические изменения тканей, причём преобладание того или иного компонента зависит от этиологического фактора. Заживление таких язв обычно оставляет рубцы.
G Вторичные острые язвы возникают при обширных ожогах тела, ишемии желудочно-кишечного тракта и др.
G Симптоматическиеострые язвы бывают при стрессе, эндокринопатиях, медикаментозные, нервно-рефлекторные, трофические, сосудистые, специфические.
G Осложненияострых язв: аррозия сосуда и желудочно-кишечное кровотечение, при стероидных язвах иногда перфорация стенки органа.
Рис. 4-4.Флегмонозный лептоменингит и энцефалит. Окраска гематоксилином и эозином (´150)
G Исход неосложнённых вторичных острых язв — обычно заживление тканей.
Гнилостное воспаление
Гнилостное, или ихорозное воспаление возникает преимущественно при попадании гнилостной микрофлоры в очаг гнойного воспаления с выраженным некрозом тканей. Обычно оно бывает у ослабленных больных с обширными, длительно незаживающими ранами или хроническими абсцессами. При этом гнойный экссудат приобретает особо неприятный запах гниения. Морфологически преобладает прогрессирующий некроз тканей без склонности к отграничению. Некротизированные ткани превращаются в зловонную массу. Сопутствует нарастающая интоксикация, от неё больные обычно и умирают.
Дополнительные виды воспаления
Не считают самостоятельными формами геморрагическое и катаральное воспаления.
· Геморрагическое воспаление — вариант серозного, фибринозного или гнойного воспаления. Характерны очень высокая проницаемость микроциркуляторных сосудов, диапедез эритроцитов, их примесь к экссудату (серозно-геморрагическое, гнойно-геморрагическое воспаление). При распаде эритроцитов и соответствующих превращениях гемоглобина экссудат может приобрести чёрный цвет. Обычно геморрагическое воспаление возникает при выраженной интоксикации с резким повышением сосудистой проницаемости. Оно характерно для многих вирусных инфекций, особенно тяжёлых форм гриппа, чумы, сибирской язвы, натуральной оспы. При гнойном воспалении также возможна аррозия кровеносного сосуда и кровотечение, но это не означает, что воспаление приобретает геморрагический характер. В этом случае речь идёт об осложнении гнойного воспаления. Геморрагическое воспаление обычно ухудшает течение болезни, исход зависит от её этиологии.
· Катаральное воспаление развивается на слизистых оболочках. Характерна примесь слизи к любому экссудату. Причины катарального воспаления — различные инфекции, аллергические раздражители, термические и химические факторы. При аллергических ринитах возможна примесь слизи к серозному экссудату. Нередко наблюдают гнойный катар слизистой оболочки трахеи и бронхов. Острое катаральное воспаление протекает 2–3 нед, обычно не оставляя следов. В исходе хронического катарального воспаления возможны атрофические или гипертрофические изменения слизистой оболочки. Значение катарального воспаления для организма зависит от его локализации и характера течения.
Продуктивное воспаление
Характерно преобладание пролиферации клеточных элементов над альтерацией и экссудацией. По-видимому, этому способствует особая реактивность организма. Кроме того, сам этиологический фактор обусловливает пролиферативную клеточную реакцию, что особенно типично для вирусов и риккетсий. Основные формы острого продуктивного воспаления — гранулематозное и интерстициальное диффузное.
· Гранулематозное воспаление имеет значение в основном при хроническом течении процесса. Однако оно может протекать и остро, например при острых инфекционных заболеваниях (сыпном и брюшном тифе, бешенстве, эпидемическом энцефалите, остром переднем полиомиелите и др.). В основе гранулём, возникающих в нервной ткани, лежат некрозы групп нейронов или ганглиозных клеток. Возможны мелкоочаговые некрозы серого или белого вещества головного или спинного мозга, окружённые глиальными элементами с функцией фагоцитов. Клетки глии после резорбции некротизированной ткани участвуют в образовании глиальных рубцов в ЦНС. Патогенетическая основа некрозов — чаще всего воспалительные поражения микроциркуляторных сосудов инфекционными агентами или их токсинами с развитием гипоксии периваскулярной ткани. При брюшном тифе гранулёмы возникают в лимфоидных образованиях тонкой кишки и выглядят, как скопления фагоцитов, трансформированных из ретикулярных клеток («тифозные клетки»). Эти крупные округлые клетки со светлой цитоплазмой фагоцитируют S. typhi, а также детрит в солитарных фолликулах. Тифозные гранулёмы подвергаются некрозу, что связывают с сальмонеллами, фагоцитированными брюшнотифозными клетками. При выздоровлении острые гранулёмы исчезают бесследно, как при брюшном тифе, либо оставляют глиальные рубцы, как при нейроинфекциях.
В последнем случае исход заболевания зависит от локализации и объёма рубцов.
· Интерстициальное диффузное (межуточное) воспаление бывает вызвано различными инфекционными агентами или развивается как реакция активной мезенхимы органов на выраженные токсические воздействия, интоксикацию микроорганизмами. Оно может возникать в строме всех паренхиматозных органов, где происходит накопление воспалительных и иммунокомпетентных клеток. Особенности этого воспаления в острой фазе — значительное количество мононуклеаров (моноцитов) в инфильтрате, дистрофические и некробиотические изменения паренхимы органа. Наиболее яркая картина интерстициального продуктивного воспаления бывает при острой и хронической интерстициальной пневмонии, интерстициальном гепатите, интерстициальном нефрите, интерстициальном миокардите.
Интерстициальный, или межуточный миокардит чаще возникает при инфекционном или токсическом воздействии. Выделяют преимущественно экссудативные и преимущественно продуктивные формы интерстициальных миокардитов (рис. 4-5). При продуктивном миокардите в строме миокарда виден лимфогистиоцитарный и моноцитарный инфильтрат. К межуточным миокардитам относят миокардит Абрамова–Фидлера, имеющий аллергическую природу. Интерстициальный нефрит часто возникает при нарушении оттока мочи из почечной лоханки и развитии острого пиелонефрита, а также при длительном приёме препаратов фенацетинового ряда. Острое интерстициальное воспаление в печени ведёт к появлению в портальных трактах мононуклеарного инфильтрата, иногда с небольшим количеством полиморфно-ядерных лейкоцитов, всегда в сочетании с дистрофией паренхимы. Возможна трансформация острого межуточного гепатита различной этиологии в хронический гепатит, что вызывает склероз портальных трактов.
Исходы острого экссудативного воспаления — наиболее часто полное выздоровление с восстановлением исходной ткани в области бывшего воспаления (реституция). Значительно реже в результате экссудативного воспаления развивается рубцовая ткань. Вместе с тем и экссудативное, и продуктивное воспаления могут приобретать хроническое течение, это неблагоприятный исход воспалительного процесса.
Хроническое воспаление
Хроническое воспаление — патологический процесс, протекающий с персистенцией патологического фактора, развитием в связи с этим иммунологической недостаточности, что вызывает своеобразие морфологических изменений тканей в области воспаления, течение процесса по принципу «порочного круга», затруднение репарации и восстановления гомеостаза.
Как указано выше, биологический смысл воспаления — отграничение, уничтожение и элиминация патогенного фактора, после чего воспаление заканчивается репарацией и восстановлением гомеостаза. Однако нередко по различным причинам патогенный раздражитель бывает не уничтожен. В этом случае воспаление приобретает хроническое течение. Хроническое воспаление — проявление дефекта в системе защиты и приспособления организма к окружающей среде.
Причины хронического воспаления многочисленны. Однако основная причина — персистенция повреждающего фактора, связанная как с его особенностями, так и с недостаточной реакцией воспаления самого организма. Так, патогенный фактор может иметь высокую иммуногенность, повышенную стойкость к гидролазам лейкоцитов и макрофагов; завершению воспаления препятствует также большой объём раздражителя (например, эхинококка). Дефекты в защите самого организма могут быть обусловлены врождённой патологией лейкоцитов, в первую очередь нейтрофильных, нарушением образования мононуклеарных фагоцитов, ингибированием хемотаксиса, нарушением иннервации тканей в области воспаления, аутоиммунизацией этих тканей, генетическим повышением чувствительности к действию патогенного фактора. Эти и другие причины затрудняют репарацию тканей в области воспаления и восстановление гомеостаза, поэтому воспаление теряет своё приспособительное значение.
Воспаление и иммунная система тесно связаны. Естественно, иммунные механизмы играют основную роль и в патогенезе хронического воспаления. Длительно текущий воспалительный процесс затрагивает все системы организма, о чём можно судить по изменениям крови и показателям иммунитета. Так, у пациентов, страдающих хроническими воспалительными заболеваниями, особенно хроническими ранами, как правило, возникает лимфоцитопения, снижение уровня всех T-лимфоцитов, в том числе T-хелперов и T-супрессоров, нарушено их соотношение, что указывает на развитие вторичного иммунного дефицита. Повышено образование антител, особенно IgA и IgG. У большинства пациентов отчётливо увеличен уровень в крови циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК), что связано не только с их повышенным образованием, но и нарушением элиминации. Одновременно падает способность нейтрофилов к хемотаксису, что связано с накоплением в крови ингибиторов этого процесса (продуктов распада клеток, микроорганизмов, токсинов, иммунных комплексов), особенно при обострении воспаления.
Хроническое воспаление имеет особенности, зависящие от этиологии процесса, структуры и функции поражённого органа, реактивности организма и других факторов. Основное значение, очевидно, имеет персистенция раздражителя. Постоянная антигенная стимуляция иммунной системы, интоксикация, вызванная раздражителем, другими микроорганизмами и постоянным некротизированием тканей в очаге воспаления не только повышают функциональную нагрузку на иммунную систему, но и повреждают её. Не исключено, что в этих условиях сама грануляционная ткань может приобретать аутоантигенные свойства, становясь дополнительным постоянным стимулом гиперфункции иммунной системы. Длительное напряжение последней через какое-то время приводит к срыву её функций. Возникают патологические изменения, отражающие выраженную дисфункцию
Рис. 4-5.Острый межуточный миокардит. Окраска гематоксилином и эозином (´120)
иммунной системы, постепенно нарастающий иммунный дефицит. Вместе с тем снижение бактерицидной и фагоцитарной функции лейкоцитов, наряду с угнетением их хемотаксиса, нарушает фагоцитоз, что способствует персистенции инфекции. Возникает «порочный круг». При сохранении причин и условий течения хронического воспаления невозможны полноценная репарация очага воспаления и восстановление гомеостаза.
Морфология. Общий морфогенетический признак хронического воспаления — нарушение циклического течения процесса в виде постоянного наслаивания стадий альтерации и экссудации на стадию пролиферации. Это ведёт к постоянным рецидивам воспаления и невозможности репарации. Грануляционная ткань при хроническом воспалении имеет особенности образования и созревания. Для неё характерны постоянно возникающие очаговые некрозы, лимфоплазмоцитарный инфильтрат со сниженным количеством полиморфно-ядерных лейкоцитов, макрофагов и относительно небольшим количеством активных фибробластов. В стенках сосудов и периваскулярной грануляционной ткани выявляют ЦИК, иммуноглобулины, комплемент. Наблюдают развитие продуктивных васкулитов, пролиферацию эндотелия в более крупных сосудах, вплоть до облитерации их просветов (рис. 4-6). При обострении заболевания васкулиты имеют гнойный характер (рис. 4-7). В них нарастает деструкция эндотелия и падает пиноцитоз.
Количество капилляров обычно снижено, что усиливает гипоксию грануляционной ткани и нарушения метаболизма в ней. При этом страдают эндотелиоциты — секреторные клетки, участвующие в межклеточных взаимоотношениях. Они синтезируют ряд медиаторов иммунитета, в том числе ИЛ-1, усиливающий пролиферацию фибробластов и синтез ими коллагена. Повреждение эндотелия сосудов грануляционной ткани способствует нарушению её созревания и межклеточной регуляции. В течение длительного времени грануляционная ткань остаётся на стадии рыхлой соединительной ткани, в ней преобладает нестойкий коллаген III типа, нарушено образование эластических волокон. Эти изменения усугубляет гипоксия, нарастающая по мере уменьшения количества изменённых сосудов. Снижение парциального напряжения кислорода в ткани также нарушает функции фибробластов, в том числе синтез ими коллагена и эластина. Дефектные эластические волокна, играющие большую роль в репарации, образуют бесформенные скопления, что не позволяет им выполнять свои функции. Уменьшение количества коллагена I типа в очаге воспаления затрудняет эпителизацию гранулирующей раны.
Условия развития хронического воспаления.
· Персистенция повреждающего фактора.
· Иммунологическая недостаточность и развитие вторичного иммунодефицита в результате гуморальных или клеточных нарушений.
G Нарушения гуморального иммунитета:
– изменение концентрации IgA, IgG, IgM в крови, повышение их уровня в тканях;
– повышение концентрации ЦИК в крови и тканях.
G Нарушения клеточного иммунитета:
– лимфоцитопения;
– снижение общей популяции T-лимфоцитов;
– снижение уровня T-хелперов и T-супрессоров;
– изменение соотношения T-хелперов и T-супрессоров;
– снижение хемотаксической активности лейкоцитов;
· Нарушение регенерации в очаге хронического воспаления;
· Течение процесса по принципу замкнутого круга;
· Затруднение восстановления гомеостаза.
Учитывая указанные особенности хронического воспаления, лечение таких больных должно быть направлено не только на борьбу с инфекцией и уничтожение персистирующего повреждающего фактора, но и на восстановление функции всей иммунной системы.
Выделяют хроническое экссудативное и продуктивное воспаление.
· Хроническое экссудативное воспаление: остеомиелит, абсцессы, гнойный сальпингит, хронические раны (трофические язвы и пролежни), хронические язвы (воспаление при язвенной болезни, неспецифическом язвенном колите и т.п.).
· Хроническое продуктивное воспаление:
G диффузное (хронический гепатит, идиопатический фиброзирующий альвеолит);
G гранулематозное — иммунные (туберкулёз, сифилис, лепра) и неиммунные гранулёмы (вокруг пылей);
G воспалительные гиперпластические (гиперрегенераторные) разрастания;
G воспаление вокруг животных паразитов и инородных тел.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 643; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!