1 Семестр / 8. Воспаление +

Воспалительный процесс сопровождается:

Повышением потребления кислорода в поражённой области на этапе формирования артериальной гиперемии.

Усилением обмена веществ на начальной стадии.

Снижением обменных процессов по мере усугубления нарушений кровообращения.

Все перечисленные первичные альтеративные изменения являются начальной фазой острого воспаления.

5. Медиаторы острого и хронического воспаления, их общие биологические эффекты.

Definition

Медиаторы воспаления – биологически активные вещества, образующиеся при воспалении, обеспечивающие закономерный характер его развития и исходов, формирование его местных и общих признаков.

Эти вещества обеспечивают последовательное развитие воспаления, его общие и местные проявления, а также окончание воспалительного процесса.

Медиаторы делятся на клеточные и плазменные, каждый тип которых выполняет специфические функции, поддерживая баланс между процессами повреждения и восстановления тканей.

Клеточные медиаторы воспаления

Клеточные медиаторы образуются непосредственно в клетках организма и высвобождаются в активированном состоянии в очаге воспаления. Эти медиаторы играют важную роль в инициации и поддержании воспалительного процесса.

1. Биогенные амины

Гистамин

Источники: базофилы и тучные клетки.

Рецепторы и эффекты:

Н1-рецепторы: активация вызывает боль, зуд, жжение.

Н2-рецепторы: активация вызывает увеличение синтеза простагландинов, повышение сосудистой проницаемости, миграцию макрофагов и нейтрофилов.

Общий эффект: расширение артериол, усиление гиперемии в очаге воспаления, повышение чувствительности тканей.

Серотонин

Источники: тромбоциты, нейроны, энтероэндокринные клетки.

Эффекты: увеличение проницаемости сосудов, венозная гиперемия, боль, усиление тромбообразования.

Адреналин и норадреналин

Источники: симпатическая нервная система.

Эффекты: активация метаболизма, сокращение гладких мышц сосудов, что способствует ишемии, регуляция фагоцитарной активности.

2. Нейромедиаторы

Ацетилхолин

Источники: парасимпатическая нервная система.

Эффекты: снижение тонуса гладких мышц артериол (расширение их просвета), регуляция миграции лейкоцитов, стимуляция фагоцитоза, активация пролиферации клеток.

3. Пептиды и белки

Цитокины (интерлейкины, факторы роста, интерфероны и другие)

Источники: различные клетки, включая моноциты, макрофаги и лимфоциты.

Эффекты:

Регулируют взаимодействие лейкоцитов, хемотаксис, стимуляцию фагоцитоза.

Активация пролиферации и дифференцировки клеток.

Способствуют лихорадке.

Интерфероны

Эффекты: антивирусная активность, стимуляция фагоцитоза и цитотоксической активности лейкоцитов.

Хемокины

Эффекты: регулируют перемещение лейкоцитов, участвуют в иммунных и воспалительных реакциях.

4. Липидные медиаторы воспаления

Простагландины (ПГ)

Источники: тромбоциты, эндотелиальные клетки, активированные лейкоциты.

Эффекты: регулируют тонус сосудов, адгезию клеток крови, участвуют в регуляции кровоснабжения, фагоцитозе и гомеостазе, вызывают лихорадку.

Лейкотриены

Образование: липооксигеназное превращение арахидоновой кислоты.

Эффекты: спазм сосудов и бронхиол, положительное хемотаксическое действие для фагоцитов, повышенная проницаемость сосудов.

5. Свободные радикалы и продукты перекисного окисления липидов (ПОЛ)

Образование: вследствие повреждения тканей.

Эффекты:

Повышение проницаемости клеточных мембран и стенок сосудов.

Усиление метаболизма, эмиграция лейкоцитов и повышение эффективности фагоцитоза.

Чрезмерная активация ПОЛ приводит к альтерации и гибели клеток, разрушению внеклеточных структур.

6. Нуклеотиды и нуклеозиды

АТФ

Эффекты: обеспечивает энергетическую поддержку клеток, регулирует тонус сосудов и агрегацию клеток крови.

АДФ

Эффекты: стимулирует адгезию и агрегацию тромбоцитов, вызывает тромбообразование и нарушение крово- и лимфообращения.

Аденозин

Эффекты: оказывает сосудорасширяющее действие, вызывая артериальную гиперемию.

Плазменные медиаторы воспаления

Плазменные медиаторы образуются в клетках, выделяются в кровь и межклеточную жидкость в неактивной форме и активируются в очаге воспаления. Эти медиаторы оказывают значительное влияние на сосудистые реакции и регуляцию коагуляции крови.

1. Кинины

Основные вещества: брадикинин и каллидин.

Источники: кининогены (синтезируются преимущественно в печени).

Эффекты:

Увеличение проницаемости стенок сосудов (брадикинин в 10–15 раз активнее гистамина).

Стимуляция отека, расширение артериол, что вызывает артериальную гиперемию.

Активация миграции фагоцитов в зону воспаления.

2. Факторы системы комплемента

Образование: синтезируются в печени, костном мозге, селезенке и могут продуцироваться лейкоцитами в очаге воспаления.

Эффекты:

Хемотаксис и опсонизация патогенов.

Цитолитическое и бактерицидное действие.

Морфологические признаки воспаления — это изменения, происходящие в тканях на клеточном и субклеточном уровнях, которые можно наблюдать под микроскопом. Эти признаки являются результатом реакции организма на повреждение, инфекцию или другие повреждающие факторы.

Воспаление можно разделить на несколько стадий и типов, но общие морфологические признаки можно выделить следующим образом:

1. Гиперемия (расширение сосудов)

Генез: Одним из первых реакций на повреждение является расширение сосудов, что приводит к увеличению кровотока в области воспаления. Это происходит в результате высвобождения медиаторов воспаления, таких как гистамин, брадикинин и простагландины, которые способствуют расширению сосудов.

Микроскопическая картина: Увеличение диаметра сосудов и застоев крови в капиллярах. На микроскопических срезах можно увидеть расширенные кровеносные сосуды с замедленным кровотоком, в которых может наблюдаться стаз (замедление циркуляции крови).

2. Экспрессия лейкоцитов в ткани (лейкоцитоз)

Генез: На фоне воспаления происходит активация белых кровяных телец, которые мигрируют из кровеносных сосудов в ткань, чтобы бороться с инфекцией или очищать ткани от поврежденных клеток. Это происходит благодаря действию хемотаксических факторов.

Микроскопическая картина: В тканях видны скопления лейкоцитов (нейтрофилов, моноцитов, лимфоцитов), которые мигрируют через стенки сосудов в место воспаления. При этом происходит экстравазация клеток, что можно наблюдать в виде клеточных накоплений вокруг сосудов или в тканях.

3. Отек (экссудация)

Генез: Поврежденные сосуды становятся более проницаемыми для белков и жидкости, что приводит к выходу плазмы из сосудов в ткань. Это происходит под воздействием медиаторов воспаления, таких как гистамин и брадикинин.

Микроскопическая картина: Увлажнение тканей, увеличение интерстициального пространства. В тканях могут быть видны водянистые экссудаты или фибринозные отложения. Экссудат может быть серозным (содержащим белки и мало клеток), гнойным (содержащим большое количество лейкоцитов), фибринозным (содержащим фибрин) или геморрагическим (содержащим эритроциты).

4. Изменения в клетках

Генез: В ответ на воспаление клетки могут подвергаться различным изменениям, включая дегенерацию, некроз или активацию. Например, воспаленные клетки могут накапливать жидкости, увеличиваться в размере, изменять свою морфологию или погибать.

Микроскопическая картина: Клетки могут быть увеличены, с нарушенной структурой цитоплазмы или ядра (включая пикноз, кариорексис или кариолиз). Также может быть видна потеря клеточной структуры при некрозе.

5. Фиброз и грануляция

Генез: В случае длительного воспаления происходит замещение поврежденных тканей соединительной тканью, что называется фиброзом. В случае активации грануляционной ткани формируются новые сосуды и клетки, которые способствуют заживлению.

Микроскопическая картина: Видно образование новых кровеносных сосудов (ангиогенез), увеличение количества фибробластов, синтез коллагена и других элементов внеклеточного матрикса. Грануляционная ткань состоит из новообразованных капилляров, фибробластов и воспаленных клеток.

6. Накопление продуктов распада (гной, некроз)

Генез: В случае бактериальной инфекции или другого значительного повреждения тканей образуется гной, который состоит из мертвых клеток, бактерий и продуктов распада тканей. Это часто сопровождается некрозом.

Микроскопическая картина: В тканях видны мертвые клетки, бактерии, фрагменты тканей и белков, а также лейкоциты, которые поглощают эти продукты распада. Некроз тканей может привести к их полной разрушению с образованием полостей или язв.

7. Лимфоцитарная инфильтрация и гранулемы

Генез: При хроническом воспалении, особенно в случае инфекций, таких как туберкулез, или аутоиммунных заболеваниях, происходит активация лимфоцитов и образуются гранулемы.

Микроскопическая картина: Лимфоциты и макрофаги образуют инфильтраты, а также могут формироваться гранулемы — специфические структурные единицы, включающие центральную некротическую зону, окруженную клетками.

Эти изменения происходят в ходе воспалительной реакции и являются попыткой организма ограничить и устранить причинный агент (например, инфекцию), а также восстановить поврежденные ткани. В зависимости от типа воспаления (острое, хроническое), морфологическая картина может варьироваться.

Общие проявления воспаления обусловлены влиянием медиаторов, которые выделяются из очага воспаления. Эти эффекты можно разбить на несколько основных категорий, каждая из которых имеет свой механизм реализации.

Лихорадка

Возникает под воздействием эндогенных пирогенов, таких как IL-1, которые выделяются активированными лейкоцитами.

Эти пирогены воздействуют на центр терморегуляции, вызывая повышение температуры тела.

Ускоренный обмен веществ

Происходит за счет усиленной секреции катаболических гормонов, особенно под влиянием монокинов.

Усиление метаболизма может быть связано с лихорадкой как вторичный эффект.

В крови отмечается повышение уровня глюкозы, глобулинов и остаточного азота.

Повышение скорости оседания эритроцитов (СОЭ)

Это связано с абсолютным или относительным увеличением концентрации глобулинов в плазме.

Усиленная продукция белков острой фазы гепатоцитами под влиянием монокинов или же потеря альбуминов при экссудации приводят к увеличению СОЭ.

Преобладание крупнодисперсных белков снижает отрицательный заряд эритроцитов, что усиливает их агглютинацию и ускоряет оседание.

Изменения иммунных свойств организма

Воспаление способствует формированию клеточного и гуморального иммунитета.

Повышенная устойчивость к повторному воздействию инфекционного агента достигается за счет работы лимфоидных клеток в очаге воспаления.

В-лимфоциты трансформируются в плазматические клетки, которые продуцируют антитела.

Формируется так называемый "иммунитет через болезнь", т.е. воспаление помогает организму создать специфический иммунный ответ.

Реакции системы крови при воспалении

Эмиграция лейкоцитов в очаг воспаления сопровождается рядом изменений в кроветворной ткани и периферической крови:

Первоначально наблюдается временное снижение числа циркулирующих лейкоцитов (транзиторная лейкопения), связанное с их маргинацией и эмиграцией.

Количество зрелых и незрелых гранулоцитов и моноцитов в костном мозге снижается, так как они активно переходят в кровь под влиянием ускорения кровотока.

При повышении числа лейкоцитов в крови, поступающих из костного мозга, относительно числа эмигрировавших в очаг воспаления развивается лейкоцитоз.

В дальнейшем происходит восстановление популяции зрелых и незрелых гранулоцитов и моноцитов в костном мозге, что свидетельствует об активации кроветворения.

Общее количество миелокариоцитов и клеток отдельных линий кроветворения увеличивается, указывая на гиперплазию костного мозга, что позволяет

поддерживать лейкоцитарную инфильтрацию в очаге воспаления.

Активация кроветворения

Связана с усиленной выработкой гемопоэтических веществ, таких как колониестимулирующие факторы и интерлейкины.

Эти вещества инициируют механизм самоподдержания лейкоцитарной инфильтрации очага воспаления.

Важную роль в саморегуляции инфильтрации играют лизосомальные ферменты, активные формы кислорода и эйкозаноиды.

Острое и хроническое воспаление

Для острого воспаления характерен нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом влево, проявляющимся увеличением количества молодых нейтрофилов (палочкоядерных и юных).

Хроническое воспаление сопровождается моноцитарным лейкоцитозом и лимфоцитозом.

Гуморальные и рефлекторные реакции

Образование общих воспалительных реакций также обусловлено гуморальными и рефлекторными влияниями из очага воспаления.

Примером может служить усиление рефлекса Гольца у лягушки (замедление сердечных сокращений при легком поколачивании по животу) при воспалении органов брюшной полости.

7. Физико-химические признаки воспаления. Их генез.

1. Альтерация и лизосомальные ферменты

Процессы альтерации: С развитием воспаления в очаге происходят повреждения (альтерация) клеток и тканей.

Роль нейтрофилов и макрофагов:

Эти клетки играют ключевую роль, выделяя лизосомальные ферменты.

Лизосомальные ферменты высвобождаются не только при разрушении клеток, но и под действием компонентов комплемента (С3а и C5а).

Особенность: клетка при этом может не погибнуть.

Стимуляция дегрануляции лизосом:

Медиаторы воспаления и иммунные комплексы, присутствующие с компонентами комплемента, усиливают дегрануляцию лизосом.

Ингибиторы освобождения ферментов:

Такие вещества, как цАМФ, колхицин и простагландин Н, угнетают освобождение лизосомальных ферментов, что тормозит воспаление (по данным А. Хорста).

2. Ионные изменения и гиперкалиемия

Концентрация калия:

В норме концентрация калия внутри клетки в 30 раз выше, чем в межклеточном пространстве.

Накопление калия в очаге воспаления:

При разрушении клеток калий поступает в межклеточное пространство, вызывая гиперкалиемию.

Зависимость от повреждения клеток: степень гиперкалиемии пропорциональна интенсивности клеточного повреждения.

Примеры: концентрация калия в очаге воспаления может увеличиваться в 10–20 раз (данные Шаде).

3. Снижение pH и накопление кислот

Активность гидролитических ферментов:

Повышение активности ферментов ведет к накоплению метаболитов, таких как молочная и пировиноградная кислоты.

Гипоксия и гликолиз:

Из-за нарушений микроциркуляции и усиления гликолиза увеличивается концентрация органических кислот.

Снижение pH и Н-гипериония:

Скопление кислых продуктов ведет к постепенному снижению pH в очаге воспаления и развитию Н-гиперионии.

4. Осмотическое давление и гидролиз

Гидролиз белков, жиров и углеводов:

Разрушение клеточных элементов сопровождается образованием молекул, что увеличивает осмотическое давление в очаге воспаления.

5. Онкотическое давление и белки крови

Проницаемость сосудов:

Повышение проницаемости сосудов приводит к выходу белков крови в очаг воспаления.

Возрастание онкотического давления:

В результате выход белков повышает онкотическое давление в очаге воспаления.

6. Накопление биологически активных веществ

Реакция на флогогенные факторы:

После воздействия флогогенных факторов в очаге накапливаются активные вещества, которые воздействуют на сосуды и клеточные реакции воспаления.

Медиаторы воспаления:

Оказывают влияние на диаметр сосудов, проницаемость, хемотаксис и фагоцитоз.