Теории воспаления.

Поистине, история воспаления - это история медицины вооб­ще.

Гиппократ считал воспаление результатом локального из­бытка одного из соков организма (4 век до н.э.).

Феноменологически, основные признаки воспаления были впервые выделены древнеримским энциклопедистом как “rubor, tumor cum calore et dolorе (Корнелий Цельс, 30 год до н.э. - 38 год н.э.) et functio laesa” (последнюю характеристику добавил позже Р.Вирхов ).

Клавдий Гален (129-200 год н.э.) выделял 8 видов воспаления по характеру притекающих к воспаленному месту жидкостей.

В истории учения о воспалении замечательны очень передовые для 17-го столетия взгляды Сильвиуса де ля Боэ , считавшего этот процесс результатом переполнения капилляров кровью. Согласно данной концепции, избыток крови выходит в ткани, что сопровождается усилением обмена, повышением температуры, нарушением солевого состава ткани и местным накоплением кислот.

Выдающиеся патологи 17-го – начала 18-го столетий Г. Э. Шталь и Г. Бурхааве (1698, 1707) считали основой воспаления скопление крови в микрососудах, вызван­ное сгущением крови и сокращением сосудов, признавая целительность этого процесса.

М.Ф.К. Биша (1802) впервые указал на наличие особого состояния кле­ток в очаге воспаления (“органической чувствительности, вы­званной раздражением”). Английские авторы, в частности, Ч. Гастингс (1801, 1818) описали переменчивую реакцию сосудов при воспалении с начальным сужением, затем - расширением и конечным замедлением кровотока, а француз Дю Троше (1823) впервые наблюдал “выход кровяных телец в ткань” при воспалении, ошибочно принимая их за обесцвеченные эритроциты.

Р.Вирхов (1859) создал первую гистологически обоснованную теорию воспаления - “нутритивно-аттракционную теорию”. Согласно нутритивной теории, воспаление вызывается раздражением клеток, кото­рые вследствие этого начинают притягивать и накапливать пи­тательные вещества, необходимые им для обеспечения по­следующей репарации повреждений, составляющей цель всего процесса. Питательные вещества формируют в клетках включения, вызывающие патоморфологическую картину кле­точной дистрофии. В ходе развития воспаления они расходу­ются и исчезают. Клетки же набухают от усиленного питания, а затем делятся. Вирховская теория воспаления была первой, где повреждение стоит на месте пускового сигнала процесса, а репарация выступает, как его цель. Не подлежит сомнению и наличие в клетках-участниках воспаления включений, так же как их исчезновение в ходе воспаления. Однако, по современ­ным данным , эти включения не нутритивного, а сигнального назначения (медиаторы воспаления). Поэтому, не представля­ется возможным рассматривать воспаление, как частный вид дистрофии.

Ю.Конгейм (1867) в классических экспериментах на прозрач­ных органах лягушки: брыжейке, плавательной перепонке и языке, методом прижизнен­ной микроскопии проследил ход воспаления и подтвердил типич­ную сосудистую динамику этого процесса в виде сменяющих друг друга стадий микроциркуляторного расстройства (крат­ковременная ишемия, артериальная гиперемия, переходящая через смешанную гиперемию в венозную и , наконец, стаз). Все эти процессы сохранялись даже при разрушении у лягушки головного и спинного мозга, что указывало на наличие местных форм их регуляции. Ученик Вирхова (в подтверждение и развитие более ранних данных, о выселении лейкоцитов из сосудов, описанном А.У.Уоллером ещё в 1846 г.) обнаружил, что при воспалении происходит выпот жидкой части плазмы крови в ткань, маргинация лейкоцитов вдоль эн­дотелия сосудов и их эмиграция за пределы сосудистого русла. Однако, значение и последствия этого выхода лейкоцитов в ткань оставались неизвестны.

Под влиянием монокаузализма в конце 19 века многие авторы постулировали бактериальную этиологию всякого воспаления (Гюнтер, 1873), и в центре внимания оказались его биологические, клеточные аспекты.

Русский биолог-эволюционист И.И.Мечников нашел ответ на вопрос: “Зачем эмигрируют лейкоциты?”, открыв фагоцитоз и описав сравнительную патологию воспаления у различных животных, движение лейкоцитов он связал с явлением, известным уже у простейших как хемотаксис . (1882, 1884).

Его представления о смысле воспаления были дополнены данными Ж.Борде (1894) о роли антител и комплемента в бактериолизе и теорией П.Эрлиха (1904), согласно которой воспаление необходимо для переноса в поврежденные ткани из сосудов этих защитных гуморальных сывороточных агентов.

Новая ступень познания молекулярных механизмов воспаления связана с введением Г.Шаде методов физической химии в арсенал экспериментальной патофизиологии (1923). Шаде удалось охарактеризовать типичные физико-химические сдвиги в очагах воспаления: местный ацидоз, гиперосмолярность (что предполагал еще Э.Бухгейм в 1855 г.), накопление ионов калия в интерстициальной жидкости, увеличение тканевого гидростатического давления. С позиций теории Шаде, узловую роль в воспалении играет “пожар обмена” - резкая активация метаболизма в очаге повреждения. Гиперметаболизм приводит к повышению местной температуры и к гидролизу крупных молекул , а значит, к увеличению числа частиц, что влечет повышение местного осмотического давления, провоцирующее отек. Еще ранее, русские патофизиологи А. Шкляревский (1868) и В.В.Воронин (1897) развили сходные биофизические взгляды на природу клеточных процессов при воспалении и показали, что осмотический градиент, различия в плотности клеток крови, а также изменения тургора ткани и поверхностного натяжения в очаге воспаления могут быть важными механическими факторами, вызывающими направленное движение фагоцитов к центру очага. Однако, даже после всех этих успехов учения о воспалении оставалось неясным, какие сигналы управляют поведением клеток в воспалительном очаге и непосредственно запускают сосудистые изменения, образование выпота, регулируют действия фагоцитов и клеток-участниц репарации.

Наиболее авторитетная теория регуляции воспаления сложилась еще в 19 веке, благодаря работам Ж.Бушара, С.Самуэля (1873), Ф.-Г.-Я. Генле и А. Шиллинга (1847), трактовавших роль нервной системы в процессе воспаления , как весьма значительную и даже исключительную (паралитическая, вазоконстрикторная и нервно-дистрофическая теории воспаления). Позже попытки объяснить динамику воспаления действием центральной и местной нервной регуляции предприняли Г. Шписс (1857), Г. Риккер (1924), А.Д.Сперанский (1933), Д.Е.Альперн (1959). Традиционная нервистская концепция регуляции поведения клеток при воспалении оказалась очень стойкой к критике и еще в 1975 году, давая определение воспаления, А.М.Чернух называл нервную систему в качестве обязательного и ведущего контролера этого процесса. В подтверждение нервной теории воспаления некоторые авторы ссылались на “психическое воспаление”, полученное у испытуемых силой гипноза или самовнушения (Крейбих,1905; В.М.Бехтерев, 1928). Однако, при этом воспроизводится не воспаление, а лишь его отдельные элементы (гиперемия).

Выяснилось, что воспаление развивается при повреждении васкуляризованной ткани, даже если она блокирована новокаином или полностью денервирована, вместе с тем одна только денервация, произведенная на удалении от органа, без повреждения его тканей, не позволяет запустить воспаление. Яркий опыт, демонстрирующий это, представляет собой модификацию известного эксперимента Ф.Мажанди (1824). Если произвести денервацию глаза у кролика, перерезав первую ветвь тройничного нерва, развивается воспаление в виде язвы роговицы. Но наложение прозрачного щитка на глаз предупреждает развитие процесса, несмотря на денервацию, так как исключает местные механические травмы роговицы (Я.М.Чистосердов, 1876). Убедительны и данные о развитии воспаления под наркозом, а также в изолированных органах и в хорионаллантоисной оболочке куриного эмбриона, где нервных элементов нет вообще. Подобные результаты, свидетельствующие против нервной концепции воспаления были получены многими авторами (Н.В.Лауэр, 1923, О.Любарш, 1935, Н.Н.Зайко, 1966). Согласно современной точке зрения, нервная система оказывает известное влияние на протекание некоторых составляющих воспаления, например, сосудистой реакции, обеспечивает рецепцию боли и зуда, важных для развития воспаления. Аксон-рефлексы участвуют в развитии изменений кровотока в поврежденном сосуде.

Нейропаралитический кератит не полностью предотвращается экранированием роговицы, следовательно пути решения проблемы участия нервов в развитии воспаления надо искать в связи с паракринными функциями нервных окончаний, воспринимая нерв как источник не только синаптического медиатора, но и нейропептидов.

Возможно, переоценка роли нервной системы в воспалении произойдет, когда будут лучше изучены взаимосвязи вегетативной иннервации и нейропептидов диффузной нейроэндокринной системы, которые, очевидно, могут вмешиваться в развитие воспаления, например, при астматическом бронхите. Уже сейчас установлено, что при повреждении ткани стимуляция полимодальных болевых рецепторов может вызывать освобождение безмякотными нервными С-волокнами в очаге воспаления нейропептидов (субстанция Р, полипептид, связанный с геном кальцитонина, нейротензин, парат-гормон). Так как С-волокна имеют окончания на местных мастоцитах, эти нейропептиды способны провоцировать дегрануляцию тучных клеток и запускать ряд компонентов экссудации через освобождение местных медиаторов. По мнению К.А.Слука и К.Н.Уэстлунда (1993), болевые импульсы могут включать на сегментарном уровне спинного мозга генетически детерминированные программы, приводящие к выделению и аксональному транспорту нейропептидов, участвующих в воспалении. В.Ю.Шанин считает, что именно блокада этих механизмов обусловливает при воспалении положительный эффект проводниковой анальгезии (1996). Взаимодействие воспалительных медиаторов и центрального звена нейроэндокринной системы будет обсуждаться ниже в разделе “Преиммунный ответ”.

Эксперименты с денервацией воспалительных очагов побудили искать локальные химические регуляторы воспаления, так как ни физико-механический подход, ни нервизм не могли объяснить всего богатства проявлений этого процесса, например, избирательности и очередности маргинации и эмиграции различных лейкоцитов.

Выдающуюся роль сыграло положение Томаса Льюиса (1927) о местных химических регуляторах воспаления, возникающих под влиянием повреждения в его очагах - практически, этот английский патолог первым предложил медиаторное объяснение динамики воспаления и постулировал медиаторную роль первого из аутокоидов - гистамина. Позже эта веха в учении о воспалении была закреплена хроматографическими опытами В.Менкина с воспалительными экссудатами (1938, 1940). Американский автор разделил химическим путем фракции выпота , содержащие факторы, способные провоцировать различные компоненты воспалительного ответа ткани и выделил некоторые хемоаттрактанты.

С развитием электронной микроскопии учение о воспалении дополнилось сведениями о важной роли лизосом и пероксисом в ходе этого процесса (К. де Дюв, 1951). Наряду с обнаружением предсказанных Мечниковым “цитаз” - то есть кислых гидролаз лизосом, была оценена приоритетная роль кислородзависимых бактерицидных механизмов воспалительного процесса (Б. М. Бабёр, 1982). Сложились представления о системе мононуклеарных фагоцитов и об исключительной роли макрофага, определенного как: “вездесущий элемент воспаления” (Ц.Кон, 1983). Современное состояние учения о воспалении характеризуется интенсивным исследованием медиаторных систем и клеточных рецепторов, участвующих в динамике воспалительного процесса. Еще в двадцатые годы была оценена роль гистамина и других биогенных аминов. Пятидесятые - семидесятые годы ознаменовались изучением фосфолипидных медиаторов (Б. Самуэльсон, С. Бергстрём, Дж.Р. Вейн 1982). В восьмидесятые - девяностые годы наибольший интерес исследователей привлекли пептидные медиаторы, в том числе нейропептиды и интерлейкины (ИЛ). Был, наконец , охарактеризован конкретный способ противовоспалительного действия глюкокортикоидов, как блокаторов интерлейкинового каскада, индукторов антифосфолипазных белков и апоптоза лимфоцитов и эозинофилов (К. Брюне, 1989). Детальному изучению подверглась роль молекул клеточной адгезии в осуществлении краевого стояния лейкоцитов, тромбообразования и других форм межклеточной кооперации при воспалении (Р.Котран, 1987).

Лидирующее направление в учении о воспалении устанавливает все новые связи между этим процессом и рассматриваемыми ниже системными ответами организма на повреждение - преиммунным ответом, механизмами иммунной защиты и стрессом.