патфізіологія

Глава 8. Запалення

Впатогенезізапаленняумовнорозрізняютьтристадії:альтерацію,

ексудацію та проліферацію.

Запалення починається з ушкодження клітини — альтерації. АльG терацію може викликати будьGякий ушкоджувальний агент, котрий за силою та довготривалістю перевершує адаптаційні можливості ткаG нини.

Альтерація є для клітин та тканин сигналом неблагополуччя, що наближається, та одночасно з ушкодженням включає ряд механізмів, спрямованих на те, щоб знизити інтенсивність ушкодження, локаліG зувати його та заповнити дефект, який виник. Розрізняють первинну і вторинну альтерацію.

Первинна альтерація — результат ушкоджувальної дії запального фактора й залежить в основному від його властивостей, отже, первинG на альтерація ще не компонент запалення, оскільки запалення — це реакція на ушкодження, тобто на первинну альтерацію.

Вторинна альтерація є наслідком впливу на сполучну тканину, мікросудини та кров лізосомальних ферментів, які звільнились з клітин, та активних метаболітів кисню. Вона є невід’ємною частиG ною запального процесу, бо є реакцією організму на вже викликане причиноюпошкодження.

Один з найбільш важливих механізмів ушкодження, що має велиG ке значення для перебігу запального процесу, — вихід з ушкоджених органел клітини (лізосом) лізосомальних ферментів (кілька десятків). Лізосомальні ферменти мають високу активність і здатні зруйнувати яксамуклітину,такіміжклітинніутворення.Розрізняютьлізосомальні ферменти, що впливають на білки і пептиди (гістогеназа, нейтральна протеїназа, різні катепсини, колагеназа, еластаза, активатор плазміG ногену, активатор кініногену, гематотоксичний фактор, фактор, що генерує протеазу), на ліпіди (кисла ліпаза, фосфоліпаза А1, А2, холінеG стераза, глюкоцеребролідаза, галактоцеребролідаза та ін.), на вуглеG води (лізоцим, гіалуронідаза, нейрамідаза, αG і βGгалактозидаза, αG і βGацетилгалактозамінідазатаін.),нануклеїновікислоти(кислаДНКаG за, кисла РНКаза).

В перші години розвитку запалення істотне значення мають лізоG сомальні протеази типу хемотрипсину, а в більш пізній період — каG тепсини. Лізосомальні ферменти викликають ушкодження клітин і тканин, впливаючи на перебіг запального процесу.

Дія лізосомальних ферментів пов’язана з двома механізмами:

—первинним лізисом клітини;

—ендоцитозниммеханізмомбіологічноготранспорту,задопомоG гою якого лізосоми здатні поглинати адсорбовані їхніми мембранами

151

Розділ ІІ. Типові патофізіологічні процеси

частки з клітинної протоплазми, що потім піддаються впливу лізосоG мальних ферментів.

Саме ушкодження клітин і мікросудин є пусковими моментами запальної реакції.

За стадією альтерації випливає стадія ексудації.

Ексудація — це вихід рідкої частини крові, електролітів, білків і клітин через судинну стінку в запалену тканину.

Рідина, яка виходить із судин, називається ексудатом. Вона або просочує запалену тканину, або зосереджується в якійGнебудь порожG нині. Наприклад, при запаленні судинної оболонки ока — у передній камеріока,призапаленнісерцевогом’яза—вперикардіальнійділянці та ін.

Основна причина ексудації — підвищення проникності судинної стінки капілярних судин і венул. Вихід води і розчинених у ній речоG вин відбувається:

—у місцях зіткнення ендотеліальних клітин;

—за допомогою мікропіноцитозу.

В останньому випадку клітини ендотелію здатні «поглинати»

найдрібніші краплі рідини, переправляти їх на протилежний край клітини та викидати у найближче середовище (екструзія).

Паралельно з ушкодженням клітин і тканин ранні стадії запальG ного процесу характеризуються судинною реакцією. Реакція мікросуG

динного русла виникає майже одночасно з ушкодженням. Найбільшранньоюідужекороткочасноюреакцієюмікросудинна

ушкодження є констрикція (спазм) артеріол, що продовжується від 10–20сдодекількоххвилин.Констрикціяартеріол,якаобмежуємісцеG вий кровообіг, очевидно, є проявом захисної реакції, яка здійснюєтьG ся адреналіноподібними речовинами.

ОднакпереважноюреакцієюмікросудинногорусланаушкодженG ня є вазодилятація (розширення судин). У місці ушкодження клітин,

тканин і органів розкриваються всі артеріоGвенозні анастомози, макG симально розслаблюються прекапілярні сфінктери та всі капіляри, підвищується обмін речовин, збільшується приплив до осередка заG

палення лейкоцитів, активізується лімфатична система. Стадія вазоG дилятації називається артеріальною гіперемією. У патогенезі її розвитG

ку мають місце як рефлекторні фактори, так і гуморальні, метаболічні і нейропаралітичні. З розвитком запалення артеріальна гіперемія заG мінюється на венозну. Цьому сприяють зміни реологічних властивосG тей крові (згущення крові, крайове розташування лейкоцитів, актиG вація фактора Хагемана та ін.), підвищення проникності кровоносG

152

Глава 8. Запалення

них стінок і набряк ендотелію судин, а також набряк прекапілярних тканин. Усі ці фактори (крові, судинної стінки і навколишньої тканиG

ни) призводятьспочатку до утрудненнявідтокукровіповенах,апотім і до повної зупинки течії крові — стазу.

Пристазіеритроцитиутворюютьагрегати,мовбизчепившисьодин з одним і з ендотелієм. Надалі еритроцити піддаються лізису.

Усістадіїсудинноїреакції—відгіпереміїдостазу—впершев1867р. вивчив і описав учень Р. Вірхова Юліус Конгейм. Він також описав процеси еміграції лейкоцитів через судинну стінку (дослід Конгейма) й у 1887 р. спробував пояснити місцеві клінічні ознаки запалення поG рушеннямимікроциркуляції.ДеякіположенняцієїтеоріїпідтверджуG ються сучасними методами досліджень.

Кожна стадія запального процесу, і насамперед судинна, значною мірою пов’язана з виділенням комплексу фізіологічно активних реG човин — медіаторів і модуляторів запалення. Ці ж речовини в умовах нормальної життєдіяльності організму також утворюються в різних органах і тканинах, але у фізіологічних концентраціях, і є відповідальG ними за регуляцію функцій на клітинному і тканинних рівнях (М.О.Клименкотаін.).Призапаленні,вивільнюючисьувеликихкількоG стях безпосередньо в осередку запалення внаслідок активації клітин ірідкихсередовищ,вонинабуваютьновуякість—медіаторівзапалення.

Медіатори (посередники)запалення—цебіологічноактивніречови ни, відповідальні за виникнення або підтримку тих чи інших запаль них процесів (підвищеної судинної проникності, еміграції й т. д.).

Практичновсімедіаториєімодуляторамизапалення,тобтоздатні підсилювати чи ослаблювати виразність запальних явищ. Медіаторна ланка є основною у патогенезі запалення. Вона координує взаємодію великої кількості клітин — ефекторів запалення і зміну клітинних фаз в осередку запалення. Взаємодія медіаторів можлива на рівні їхнього синтезу чи секреції.

За походженням їх можна поділити на дві групи:

1)медіатори,щоутворюютьсявклітинах(клітинні),—вазоактивні аміни (гістамін, серотонін), лейкокініни, лізосомальні ферменти, лімфокіни, лейкотрієни, простагландини, похідні арахідонової кисG лоти (ейкозаноїди), нейропептиди та ін.;

2)медіатори,щоутворюютьсяврідкихсередовищахорганізму(гуG моральні),—похіднікомплементу,факторисистемизгортаннятапроG тизгортання крові, кініни та ін.

Особливості біологічної дії, походження і хімічна природа медіаG торів представлені в табл. 8.1.

153

Розділ ІІ. Типові патофізіологічні процеси

Таблиця 8.1.

Біологічно активні речовини — медіатори (модулятори) запалення

154

155

Розділ ІІ. Типові патофізіологічні процеси

За синтезом розрізняють преформовані і знов утворені медіатори. Преформовані медіаторисинтезуютьсяпостійно,навітьпривідсутG

ності будьGякого ушкодження. Синтезовані медіатори накопичуютьG ся в спеціальних сховищах і вивільнюються з них повільно після виG никненняушкодження(наприклад,гістамін).Синтезіншихмедіаторів починається відразу після ушкодження у відповідь на нього. Такі меG діатори називають знову утвореними (наприклад, простагландини).

За стадією ексудації випливає стадія проліферації.

Проліферація — це процес розмноження клітин сполучної тканини.

Спільні властивості сполучнотканинних клітин виявляються здатністю до біосинтезу колагену, еластину, ретикуліну, деяких глікоG протеїдів і глікозаміногліканів (мукополісахаридів). Найбільш дифеG ренційованими клітинами сполучної тканини є фібробласти.

У механізмі проліферації велике значення мають кейлони. Це воG дорозчинні термолабільні глікопротеїди з молекулярною масою 400 000. Вони регулюють клітинний розподіл через вплив на ферменG ти, необхідні для редуплікації ДНК.

8.2. Класифікація запалення

Запалення класифікується за:

—виразністю основного місцевого процесу: альтеративне, ексуG дативне (рис. I) і проліферативне;

—реактивністюорганізму:нормергічне,гіпоергічнеігіперергічне;

—видом ексудату: серозне, гнійне, геморагічне, фібринозне, змішане;

—перебігом: гостре, підгостре, хронічне.

156

Глава 8. Запалення

Нормергічне запалення — запалення в нормальному організмі, із

звичайним перебігом.

Гіперергічне запалення — запалення в сенсибілізованому організмі, із бурхливим перебігом. Класичними прикладами є феномен Артюса,

реакція Пірке та ін. Найбільш виражені явища альтерації. Гіпоергічне запалення — слабко виражене запалення або з в’ялим

перебігом. Розрізняють позитивну гіпоергію, якщо запалення переG бігає в умовах підвищеної стійкості до подразника (наприклад, в імуG нізованомуорганізмі)інегативнугіпоергію,колизапаленняспостеріG гається в людей з ослабленою реактивністю (наприклад, у виснажеG них при голодуванні, цукровому діабеті). У таких хворих запалення характеризується слабкою виразністю судинноGтканинних змін, заG тримкоюелімінаціїфлогогенуйушкодженоїнимтканини,завершення запальногопроцесу.

Великий вплив на перебіг запалення справляє стан реактивності організму, нервової, ендокринної й імунної систем, що дозволяє розG глядати запалення як загальну реакцію організму на місцеве ушкодG ження тканини.

8.3. Основні фізико!хімічні зміни в осередку запалення

Основними фізикоGхімічними змінами в осередку запалення є гіперосмія, гіперонкія, ацидоз.

Гіперосмія — підвищення осмотичного тиску.

Причини: збільшення вмісту іонів калію. Механізми розвитку: а)вихідкаліюзушкодженихклітин;б)звільненнякаліюзвнутрішньоG клітинних білків.

Гіперонкія — підвищення онкотичного чи колоїдно осмотичного тиску.

Причини: утворення низькомолекулярних білків і надходження білків у тканину з плазми крові при ексудації.

Ацидоз — зміна середовища убік «закисления».

Причини:накопиченнямолочноїкислоти,збільшеннявмістуаміG нокислот, вільних жирних кислот і поява трикарбонових кислот.

Механізми розвитку: активізація гліколізу, лізосомальних протеG аз, лізосомальних ліпаз і фосфоліпаз, порушення циклу Кребса і ткаG нинного дихання.

Такимчином, ферменти,що звільняються зушкоджених лізосом, гідролізують вуглеводи, що знаходяться в осередку запалення.

157

Розділ ІІ. Типові патофізіологічні процеси

Білки, нуклеїнові кислоти, жири, продукти гідролізу надалі піддаG ютьсядіїферментівгліколізу,активністьякихтакожпідвищується.Це стосується й ферментів аеробного окиснення.

ПодальшеушкодженняклітинпоєднуєтьсязушкодженнямимітоG хондрій, у яких містяться ферменти циклу Кребса. У зв’язку з цим поG рушуєтьсяокисненняйвосередкузбільшуєтьсявмістпроміжнихпроG дуктів вуглеводного (піровиноградна кислота, ацетон та ін.), білковоG го (пептози, альбумози, поліпептиди, молочна кислота та ін.), жироG вого (ацетооцтова кислота, γ Gоксимасляна кислота) та інших обмінів.

Уціломукатаболічніпроцесихарактеризуютьсядеполімеризацією білковоGмукополісахариднихкомплексів,розпадомбілків,жирівівугG леводів,появоювільнихамінокислот,поліпептидів,аміносахарів,уроG нових кислот, кінінів, простагландинів та ін. Останні виявляють проG тизапальнийефект.

Однак поряд з катаболічними дуже рано в осередку запалення виG являються анаболічні процеси, що наростають на стадії проліферації (завершення запалення). Збільшується синтез ДНК і РНК, підвиG щуєтьсяактивністьокиснювальноGвідновнихферментів,активізуютьG ся процеси дихання й окисного фосфорилування, поступово нормаG лізуєтьсяобмінречовин.СамеглибокимифізикоGхімічнимипорушенG нями в осередку запалення (тканинний ацидоз, осмотична гіпертенG зія, підвищення онкотичного тиску) Шаде в 1923 р. пояснив виникG нення місцевих ознак запалення, а Менкін, виділивши в 1948 р. спеG цифічні для розвитку запалення речовини, такі, як лейкотаксин, екG судин, пірексин, нехрозин, фактор лейкоцитозу та ін., став, таким чиG

ном, як і Шаде, основоположником сучасної теорії запалення, відоG мої під назвою фізико!хімічної, чи біохімічної.

8.4. Місцеві ознаки запалення

Ацидоз зумовлює набряки сполучної тканини, збільшує ексудаG цію і локальний набряк. Підвищення осмотичного тиску збільшує екG

судацію. Ацидоз і підвищення осмотичного тиску створюють умови для появи припухлості (tumor) в осередку запалення.

Почервоніння (rubor)з’являєтьсяврезультатірозширення(dilatatio) судин, збільшення припливу артеріальної крові, що містить оксигеG моглобін яскравоGчервоного кольору, і розкриття капілярів, які не функціонували раніше.

Надходженням у тканині більш теплої артеріальної крові і посиG ленням обміну речовин можна пояснити підвищення локальної темпе! ратури (calor).

158

Глава 8. Запалення

Біль (dolor) виникає в результаті подразнення чутливих нервових закінчень різними біологічно активними речовинами — медіаторами болю(брадикінін,гістамін,недоокисненіпродуктиобміну,такі,якмоG лочнакислота),атакожякоюсьміроюй унаслідокнатягу тканинипри набряку,щоспричиняєстисненнячутливихнервовихзакінчень.

Різко виражений запальний процес, що супроводжується змінаG ми метаболізму, кровообігу, іннервації в тканинах, як правило, виявG ляється порушенням функції органа чи системи (functio laesae).

8.5. Загальні ознаки запалення

Поряд з місцевими (чи зовнішніми) ознаками запалення: почерG воніння, пухлина, біль, жар і порушення функції органа, в організмі виникають зміни, що заведенно називати загальними ознаками заG палення. Вони, як правило, носять захисноGпристосовний характер.

Типовою загальною ознакою більшості запальних процесів

єзбільшеннякількостілейкоцитівводиниціоб’ємупериферичноїкрові— лейкоцитоз і зміна лейкоцитарної формули. Лейкоцити фагоцитують

і знищують мікроорганізми.

Досить часто запалення супроводжується лихоманкою. Вона розG вивається під впливом пірогенів, що утворюються нейтрофільними лейкоцитами. Підвищення температури під час лихоманки викликає підвищення активності лейкоцитів, підсилює синтез імунних глоG булінів,щомістятьантитіла.ПризапаленнізмінюєтьсяспіввідношенG нябілковихфракційкрові:знижуєтьсярівеньальбумінівізбільшується рівень глобулінів. Унаслідок зміни складу білкових фракцій плазми крові,атакожзменшеннязарядуеритроцитівзбільшуєтьсяшвидкість осідання еритроцитів.

Для характеристики метаболізму при запаленні здавна застосоG вується термін «пожежа обміну». Аналогія полягає в тому, що внасліG док різкого підвищення обміну речовин «горіння», як і при пожежі, йде не до кінця: утворюється багато недоокиснених продуктів: поліG пептиди, жирні кислоти, кетонові тіла. Процесів катаболізму й анаG болізму стосуються всіх видів обміну: вуглеводного, жирового, білкоG вого, електролітного.

8.6. Види ексудатів

Ексудат — рідина, що накопичується у позасудинному просторі при запаленні в результаті зміни властивостей мікроциркуля торних судин.

Ексудат містить білок (35 %), альбуміни, глобуліни, фібриноген (білкизвисокоюмолекулярноюмасою),завждиприсутніформеніелеG

159

Розділ ІІ. Типові патофізіологічні процеси

менти крові — лейкоцити (нейтрофіли, лімфоцити, моноцити), акG тивні ферменти, що вивільняються з загиблих лейкоцитів і лізосом клітини,поліпептиди,щостимулюютьпроліфераціюклітинназаверG шальному етапі запалення, іноді присутні еритроцити, тобто в кожG ному випадку гострого запалення в ексудаті, крім води і солей, можна знайти всі компоненти крові, з яких він утворюється: білки, лейкоциG ти і навіть еритроцити.

Однак загальна кількість ексудату, як і відносний вміст у ньому окремих білкових фракцій і різних форм клітинних елементів, може бути дуже різним. Ці розходження визначаються багатьма фактораG ми, у томучисліхарактеромагента,щовикликаєзапалення,видомткаG нини,уякійрозвиваєтьсязапалення,станомактивностіорганізму.

Взалежностівідвиразностізапальногопроцесу,відтого,якихфорG

мених елементів більше в ексудаті і наскільки активні процеси фагоG цитозу,розрізняютьтаківидиексудатів:серозний, катаральний, гнійний, геморагічний, фібринозний, гнійний, змішаний.

Серозний ексудат складається переважно з води й альбумінів. УтG ворюється на початку багатьох запалень. Виявляється, зокрема, при алергічнихзапаленняхшкіри,призапаленняхшкіри,викликанихукусаG микомах,опіками,механічнимиушкодженнями(типовийприклад— ексудат у пухирях на долонях, що виникають у людей при веслуванні та ін.); при запаленні слизових оболонок і при запаленні серозних поG

рожнин (серозний плеврит, перикардит, перитоніт, артрит).

Катаральний (слизуватий) ексудат виникає при запаленні слизових оболонокносоглотки,легень,шлунковоGкишковоготракту.Катаральні

ексудатимістятьмукополісахариди,секреторніантитіла,лізоцим. Фібринозний ексудат утворюється при сильних ушкодженнях енG

дотелію,щосупроводжуютьсязначнимвитокомвисокомолекулярного фібриногену. Фібриноген, що вийшов із судин, полімеризується в нитці фібрину і є характерним для деяких бактеріальних інфекцій, лістерельозу, дифтерії, дизентерії. Виявляється при запаленні верхніх

дихальних шляхів, товстого кишечника, перикарда, очеревини. Гнійний (пурулентний) ексудат містить гній, що складається з велиG

кої кількості життєздатних і зруйнованих нейтрофілів, «уламків» неG кротизованих тканин, частково розчинених шляхом ферментативноG го перетравлення. Утворюється найчастіше при інфекціях, викликаG них так званими піогенними бактеріями: стафілококами, стрептокоG

ками, пневмококами та ін.

Геморагічний ексудат містить значні кількості еритроцитів. УтвоG рюється при тяжких ушкодженнях судин, що супроводжуються загиG беллю ендотеліальних клітин і руйнуванням базальної мембрани.

160