Кафедральное пособие по воспалению 2019г

Гуморальные (плазменные) медиаторы

Медиаторы в очаге воспаления обладают общими эффектами, действующими как местно, так и в целом организме:

разрушение межклеточного вещества соединительной ткани;

повышение проницаемости сосудистой стенки (изменение структуры базальной мембраны, субэндотелиального слоя);

расширение артериол;

увеличение (или торможение) эмиграции лейкоцитов в очаг воспаления;

увеличение пролиферации и синтез коллагена;

вызывают боль и зуд.

Тем самым медиаторы воспаления координируют взаимодействие лейкоцитов и других клеточных элементов на поле воспаления, регулируя воспалительную реакцию в целом, инициируют общие реакции при воспалении, формируя синдром «системных реакций при воспалении».

Сосудистые реакции при воспалении

Сосудистые реакции при воспалении развиваются вследствие воздействия воспалительного агента одновременно с альтерацией и первоначально являются по своей природе рефлекторными, а в последующем результатом гуморального воздействия медиаторов воспаления. Протекают в следующей последовательности.

Первой весьма кратковременной реакцией сосудов поврежденного участка ткани является спазм сосудов с развитием ишемии, которая длится от 5-10 секунд до нескольких минут. Спазм артериол ограничивает число функционирующих капилляров, замедляя кровоток. В механизме развития ишемии участвуют эндотелины, катехоламины и лейкотриены, высвобождаемые активированными тромбоцитами и эндотелиоцитами. Существенный вклад вносит рефлекторное (или аксон-рефлекторное) повышение тонуса вазоконстрикторов через α-адренорецепторы. Спазм несет как положительные (препятствует кровотечению и распространению флогогена), так и отрицательные черты (возникающая ишемия потенцирует повреждение).

12

Артериальная гиперемия развивается вслед за спазмом. На ранних этапах в патогенезе гиперемии основная роль принадлежит локальным аксонрефлексам с выделением ацетилхолина (нейротонический механизм). Затем сосуды микроциркуляторного русла достигают своего максимального расширения (в том числе под действием медиаторов воспаления – гуморальный механизм) и перестают реагировать на сосудосуживающие факторы – остаются паретически расширенными (миопаралитический механизм). Возрастает число функционирующих капилляров, линейная объемная скорость кровотока и лимфооттока, адекватно увеличивается лимфообразование. РаО2 ткани растет, а артериовенозная разница по кислороду падает. Артериальная гиперемия также имеет двойственные последствия. С одной стороны, она приводит к увеличению объемного кровотока в ткани, что влечет за собой активацию обменных процессов, приток в зону воспаления клеток крови (особенно лейкоцитов), иммуноглобулинов, белков острой фазы воспаления, т.е. повышает местную реактивность и резистентность. С другой стороны, может привести к генерализации (диссеминации) флогогена.

Далее в воспалительном очаге развивается прогрессирующее замедление кровотока. При расширенных венулах, артериолах и капиллярах и все еще быстром кровотоке формируется смешанная гиперемия, вскоре трансформирующаяся в венозную гиперемию. Механизмы развития венозной гиперемии следующие.

1. Внутрисосудистые:

повышение вязкости крови вследствие ее сгущения;

увеличение сопротивления кровотоку в результате краевого стояния лейкоцитов;

набухание эндотелия и повышение прилипания лейкоцитов к эндотелию;

набухание и агрегация эритроцитов («сладж-феномен» (от английского «slug» – слизняк, ползти слизняком или «sludge» – тина, ил). При длительном сладжировании кровь в микрососудах становится гомогенной вследствие гемолиза);

тромбообразование.

2.Изменения сосудистой стенки: потеря сосудистого тонуса вследствие изменения растяжимости и эластичных свойств стенки, паралича нервно-мышечного аппарата сосудов, сдвиг рН в кислую сторону в венулах (изначально кровь в венулах имеет меньший рН из-за более высокого содержания углекислоты в ней), что приводит к набуханию эндотелиальных клеток, вследствие чего уменьшается просвет венозных микрососудов.

3.Внесосудистые, или тканевые изменения: при артериальной гиперемии происходит активная транссудация жидкой части крови в воспаленную

ткань, компоненты которой ее удерживают (вследствие гиперонкии и гиперосмии), развивается отек, сдавливающий стенки венул и

13

лимфатических сосудов. Сдавление венул и лимфатических сосудов приводит к нарушению дренажной функции.

Зона венозной гиперемии характеризуется замедлением кровотока, в особенности, ограничением венозного оттока. Расширяются капиллярное и венулярное русло, растет гидростатическое давление. Диаметр артериол нормализуется. Вследствие замедления скорости кровотока увеличиваются артериовенозная разница по кислороду и содержание восстановленного гемоглобина. Напряжение О2 в оттекающей венозной крови падает. На фоне венозной гиперемии внесосудистые процессы, связанные с экссудацией (эмиграция лейкоцитов, хемотаксис, фагоцитоз), достигают максимума. Прогрессирующее замедление кровотока и утрата микрососудами тоникоэластических свойств создают картину предстатических изменений с характерными толчкообразным (в систолу – вперед, в диастолу – на месте) и маятникообразным (в систолу – вперед, в диастолу – назад) движением крови.

Стаз – является последствием венозной гиперемии, при этом сначала происходит замедление кровотока, а затем его полная остановка.

Венозная гиперемия и стаз также приводят к двойственным последствиям. С одной стороны, они усугубляют гипоксию и ацидоз тканей в очаге воспаления, приводя к еще большим повреждениям. С другой стороны

–играют и защитную роль:

локализуют флогоген, продукты вторичной альтерации и микроорганизмы в очаге воспаления, препятствуя их генерализации;

из-за нарушения оттока крови в очаге воспаления резко нарастает концентрация медиаторов, иммуноглобулинов и других веществ, повышающих резистентность тканей и имеющих микробицидный эффект;

благодаря резкому замедлению тока крови лейкоциты получают возможность активнее взаимодействовать с молекулами адгезии эндотелия и мигрировать в очаг воспаления.

Сосудистые изменения в различных участках очага воспаления происходят не синхронно. В центральных зонах уже через 15-45 минут после значительного по силе повреждения развивается стаз, в то время как в периферических – еще происходит артериальная и смешанная гиперемия.

Нарушения микроциркуляции способствуют таким явлениям, как экссудация и эмиграция клеток крови из сосудов.

Экссудация

На фоне смешанной гиперемии, когда отток крови уже затруднен, а приток еще увеличен, под влиянием целого ряда медиаторов (ведущую роль играют гистамин, кинины, простагландины, лейкотриены, ФАТ и фрагменты комплемента) происходит повышение сосудистой проницаемости, и начинается процесс экссудации. Экссудация – это выход белоксодержащей жидкой части крови и клеточных элементов в очаг воспаления. Медиаторы

14

воспаления вызывают экспрессию молекул клеточной адгезии, что приводит к маргинации – краевому стоянию лейкоцитов. Накопление хемоаттрактантов усиливает эмиграцию лейкоцитов. В ткань выходит плазма, ее белки и клетки крови.

Механизмы экссудации:

повышение проницаемости сосудов (венул и капилляров) в результате воздействия медиаторов воспаления, ацидоза и в ряде случаев самого воспалительного агента;

увеличение гидростатического давления в сосудах очага воспаления вследствие гиперемии;

возрастание осмотического и онкотического давления в воспаленной ткани в результате альтерации и снижения онкотического давления крови из-за выхода белков при обильной экссудации;

затруднение лимфооттока вследствие сдавливания лимфатических сосудов отечной тканью.

Экссудат при воспалении отличается от транссудата наличием клеток и более высокой плотностью. Состав экссудата определяется причиной и степенью повреждения ткани, а также спектром и количеством присутствующих хемоаттрактантов. Белковый и клеточный состав экссудата определяется степенью повышения проницаемости сосудов.

По типу экссудата воспаление подразделяют на экссудативное и продуктивное.

Выделяют следующие типы экссудативного воспаления.

Серозное – в прозрачном экссудате содержится умеренное количество белка (до 8%), а также небольшое количество клеток, в основном – лимфоцитов. Встречается при вирусном воспалении, при ожогах (содержимое пузырей).

Катаральное (слизистое) – серозный экссудат, образующийся на слизистых. Он дополнительно содержит мукополисахариды, секреторный IgA, лизоцим. Встречается при вирусном воспалении.

Фибринозное – экссудат содержит небольшое количество белка, единичные лейкоциты, фибрин. Данный вид в зависимости от того, отделяется ли фибринозная пленка от ткани или нет, именуют, соответственно, крупозным (пневмококковая пневмония) или дифтеритическим (дифтерия – фибринозные налеты в зеве).

Гнойное – экссудат содержит много белка, разрушенные ткани, много ПМЯЛ, гнойных телец (погибшие ПМЯЛ). Причиной являются бактерии, особенно кокковая флора.

Гнилостное – в составе много белка, тканевой детрит, разрушенные лейкоциты. Возможной причиной являются синегнойная палочка, анаэробная флора.

Геморрагическое – экссудат содержит много белка, разрушенные эритроциты, лейкоциты. Встречается при гриппозной пневмонии, туберкулезе, опухолях.

Если экссудат по своему характеру представлен комбинацией со

15

свойствами нескольких вышеупомянутых видов, то говорят о его смешанном характере.

Продуктивное воспаление (например, при проказе) характеризуется тем, что экссудация приводит к формированию местных клеточных инфильтратов – гранулём, клеточный пул которых в дальнейшем обновляется и поддерживается не только экссудативным, но и пролиферативным процессом.

Роль экссудации также двояка. Положительные эффекты экссудации:

разбавление (уменьшение концентрации) флогогена, токсинов в очаге воспаления,

экссудат содержит ферменты, разрушающие токсины, микроорганизмы, некротизированные ткани,

доставка в ткани медиаторов воспаления, иммуноглобулинов,

экссудация способствует миграции фагоцитов.

Отрицательная роль экссудации:

сдавление ткани, сосудов, нервных окончаний,

смещение соседних органов,

боль (в результате сдавливающего и смещающего эффектов),

формирование абсцессов, флегмон,

экссудат участвует в «замуровывании» в очаге микробов, токсинов, продуктов обмена вследствие выпадения фибрина, усугубления венозного застоя и тромбирования венозных и лимфатических сосудов.

Морфология экссудативного воспаления

Серозное воспаление. Развивается чаще всего в серозных полостях, на слизистых оболочках, мягких мозговых оболочках, в коже при незначительной поверхностной альтерации. Характеризуется образованием жидкого экссудата, содержащего, единичные лейкоциты, слущенные эпителиальные клетки. Причины – инфекционные агенты, термические, физические факторы. Исход обычно благоприятный.

Фибринозное воспаление. Характерно образование экссудата, содержащего помимо полиморфноядерных лейкоцитов, лимфоцитов, моноцитов, макрофагов, распадающихся клеток воспалённых тканей, большое количество фибриногена. Последний выпадает в тканях в виде свёртков фибрина после экспрессии тканевого фактора и активации системы свертывания крови. По этой причине в фибринозном экссудате содержание белка выше, чем в серозном. Эта форма воспаления сопровождается значительным увеличением сосудистой проницаемости, обусловленной действием медиаторов воспаления. 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 предшествует некроз тканей и агрегация тромбоцитов в очаге повреждения. Фибринозный экссудат

16

пропитывает мёртвые ткани, образуя светло-серую плёнку, под ней располагаются микроорганизмы, выделяющие большое количество токсинов. Толщина плёнки зависит от глубины некроза, 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, бронхов, кишечника, серозных оболочках (рис. 1). Исход обычно благоприятный.

Дифтеритическое воспаление (от греч. diphteria — «кожица»)

развивается на многослойном плоском 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. Исход обычно благоприятный, но иногда происходит грубое рубцевание, а в серозных полостях – образование спаек.

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 это жизнеспособные или погибшие гранулоциты. Кроме того, в экссудате есть лимфоциты, макрофаги, часто эозинофильные гранулоциты. Гной имеет специфический запах, синеватозеленоватую 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 полиморфноядерными лейкоцитами, способными фагоцитировать и убивать микроорганизмы, в экссудате присутствуют бактерицидные факторы (иммуноглобулины, компоненты системы комплемента и др.). Бактерицидные факторы вырабатывают жизнеспособные лейкоциты, они также высвобождаются 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

17

разнообразную структуру в зависимости от времени поступления их из крови в зону нагноения. Через 8–12 ч полиморфноядерные лейкоциты в гное погибают и превращаются в «гнойные тельца». Причина гнойного воспаления - гноеродные (пиогенные) стафилококки, стрептококки, гонококки, и др. Гнойное воспаление возникает практически в любых тканях и органах. Течение его может быть острым и хроническим, по морфологическим формам различают ограниченное и разлитое гнойное воспаление. Основные часто встречающиеся разновидности гнойного воспаления: абсцесс, флегмона, эмпиема, гнойная рана.

Абсцесс – отграниченное гнойное воспаление с образованием полости, заполненной гнойным экссудатом. Он возникает в жизнеспособных тканях после воздействия микроорганизмов или в погибших тканях, где нарастают процессы аутолиза. Уже через несколько часов после начала гнойного воспаления вокруг скопления экссудата виден вал из клеток крови: моноцитов, макрофагов, лимфоцитов, эозинофилов, скоплений фибрина, содержащих полиморфноядерные лейкоциты (рис. 2). Через трое суток вокруг абсцесса начинается формирование грануляционной ткани и возникает пиогенная мембрана (рис. 3). Через сосуды грануляционной ткани происходит поступление в полость абсцесса лейкоцитов и частичное удаление из неё продуктов распада. При хроническом течении абсцесса грануляционная ткань созревает, и в пиогенной мембране возникают три слоя: гнойно-некротический, грануляционной ткани, зрелой соединительной ткани (рис. 4). Исход абсцесса – 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 какойлибо полостью нет спадения его стенок, возникает свищ – узкий канал, выстланный грануляционной тканью или эпителием. Изредка бывает инкапсуляция абсцесса, сопровождающаяся сгущением гноя. Иногда возможна петрификация абсцессов.

Флегмона – гнойное диффузное воспаление с пропитыванием и расслаиванием тканей гнойным экссудатом. Флегмона обычно возникает в подкожно-жировой клетчатке, межмышечных прослойках, стенке аппендикса, мозговых оболочках и т.п. (рис. 5). Флегмона бывает двух видов: мягкая, если преобладает лизис некротизированных тканей; твёрдая, когда в воспалённой ткани возникает коагуляционный некроз и постепенное отторжение тканей. Осложнения флегмон разнообразны. 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

18

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. Исходы: заживление флегмонозного воспаления начинается с его отграничения с образованием грубого рубца.

Эмпиема – гнойное воспаление полостей тела или полых органов. Причины развития эмпием – как гнойные очаги в соседних органах (например, абсцесс лёгкого, эмпиема плевральной полости), так и нарушение оттока гноя при гнойном воспалении полых органов (жёлчного пузыря, червеобразного отростка, маточной трубы и т.д.). 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. Первичное нагноение возникает непосредственно после травмы и травматического отёка. Вторичное нагноение — рецидив гнойного воспаления. Осложнения гнойной раны: флегмона, гнойнорезорбтивная лихорадка, сепсис. Исход гнойной раны — её заживление вторичным натяжением с формированием рубца.

Особые виды воспаления — геморрагическое и катаральное – не считают самостоятельными формами.

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 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

19

возможна примесь слизи к серозному экссудату. Нередко наблюдают гнойный катар слизистой оболочки трахеи и бронхов. Острое катаральное воспаление протекает 2–3 недели и проходит 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.

Эмиграция лейкоцитов

Эмиграция (emigratio,от лат. emigrare – «выселяться, переселяться») – выход лейкоцитов из сосудов в ткань. Выход осуществляется главным образом через стенку венул. Эмиграция лейкоцитов в очаг является ключевым событием патогенеза воспаления.

Под влиянием медиаторов воспаления эндотелий сосудов (посткапиллярных венул, капилляров, лимфатических сосудов) меняет свои свойства, становясь «клейким» и способным пропускать эмигрирующие лейкоциты.

Эмиграция – стадийный процесс:

1.краевое стояние лейкоцитов, или маргинация, при которой лейкоциты выходят из осевого кровотока и катятся по интиме, прикрепляясь к эндотелию и покрывают его изнутри;

2.адгезия к эндотелию;

3.проникновение через стенку сосуда, которое занимает около 4 минут,

начиная с момента остановки клетки у эндотелия. Нейтрофилы и моноциты – проходят путем диапедеза через межэндотелиальные щели во внесосудистое пространство. Этот процесс не сопровождается существенной экстравазацией жидкости, но требует от клетки больших энергозатрат. В преодолении базальной мембраны могут иметь значение лизосомальные ферменты, коллагеназа и эластаза. Лимфоциты проникают непосредственно через тело эндотелиоцита, путем погружения в большую вакуоль;

4.движение лейкоцитов к центру воспалительного очага, по градиенту

концентрации хемоаттрактантов – хемотаксис.

Хемоаттрактантами являются некоторые липидные компоненты микробных оболочек, продукты повреждения и метаболизма клеток (продукты деградации фибрина (ПДФ), метаболиты арахидоновой кислоты – лейкотриены, тромбоксан А2); компоненты системы комплемента – С3а, С5а; ФХЭ и ФХН, выделяемые тучными клетками; цитокины – ИЛ-1, ИЛ-8, ФНО и другие вещества.

Маргинация начинается со стадии артериальной гиперемии и продолжается вместе с выселением лейкоцитов при венозной гиперемии и стазе. Полный стаз приводит к уменьшению эмиграции и переносит центр событий во внесосудистое пространство, так как там активно продолжаются хемотаксис и фагоцитоз.

20