Тема 9. Воспалительный процесс

Воспаление — сложная сосудисто-тканевая реакция организма на действие патогенных факторов, характеризующаяся обязательным наличием в очаге воспаления процессов: альтерации, экссудации и пролиферации.

К внешним приз­накам воспаления относится: покраснение, припухлость, жар, боль, нарушение функции.

Изменение сосудистой реакции проявляется в самом начале воспаления. Причина, вызвавшая воспаление, оказывает рефлек­торное и непосредственное влияние на сосудосуживающие нервы стенок сосудов, вызывая вначале кратковременный спазм сосудов (артериол, прекапилляров, вен), что проявляется явлениями кратковременной анемии. Вскоре суженные сосуды расширяются, появляется активная артериальная гиперемия за счет раздражения сосудорасширителей и сопровождается ускорением кровотока, повыше­нием артериального давления. Затем тонус сосудов постепенно уменьшается, кровоток замедлятся, местами может полностью прекращаться. Наступает пассивная венозная гиперемия, что является следствием паралича нервно-мышечного аппарата сосудов, сдавли­вания мелких вен серозной жидкостью, вышедшей из сосудов, сгущением крови и образованием тромбов. Подобные изменения происходят и в лимфатической системе, что способствует более значительному уменьшению оттока крови из воспаленного очага, продуктов обмена, токсинов, микробов.

Повреждение клеток в очаге воспаления от воздействия пато­генного фактора приводит к накоплению в нем продуктов распада, токсинов, продуктов неполного обмена веществ, которые обуслав­ливают явления гиперонкии, гиперосмии, гиперионии с последующей экссудацией и эмиграцией клеток белой крови. Процесс направленного движения лейкоцитов в воспаленную ткань назы­вается положительным хемотаксисом. Вещества, привлекающие лейкоциты делятся на цитотоксины и цитотоксигены. Цитотоксигены сами не вызывают хемотаксиса, но способствуют превращению веществ в цитотоксины. Разные виды лейкоцитов привле­каются разными цитотоксигенами. Для нейтрофилов — компоненты комплемента, денатурированные белки, токсины микробов, пептон и др. вещества. Цптотоксигенами являются трипсин, плазмин, коллагеназа, комплексы антиген-антитело, крахмал, гликоген, бактериальные токсины. Эти продукты, накапливаясь в очаге воспаления, подвергаются расплавлению и образуется экссудат.

В зависимости от характера экссудата различают следующие виды воспаления: серозное, фибринозное, гнойное, геморрагическое.

1. Серозное воспаление характеризуется наличием в очаге воспаления прозрачного или слегка опалесцирующего, с низким удельным весом экссудата, содержащего 5-6% белка и неболь­шое количество форменных элементов. По внешним признакам серозный экссудат имеет сходство с транссудатом, но в отличие от последнего имеет больше белка, форменных элементов крови и ферментов, на воздухе свертывается. Образуется чаще всего при плевритах, перитонитах. В случае скопления больших количеств серозной жидкости в тканях развивается воспалительный отек.

2. Для фибринозного воспаления характерно наличие в экссу­дате высокого содержания белка (фибриногена). Данный вид вос­паления возникает в результате воздействия некоторых возбуди­телей на организм (паратифа, дифтерии и др.) вызывающих значительную проницаемость сосудистой стенки и выход за ее пределы крупных молекул фибриногена.

3. Если пленки фибрина отлагаются на поверхности ткани и сво­бодно отделяются от нее, то такое воспаление называется фибринозным. В случае пропитывания фибрином нижележащих участков тканей, где его трудно отделить, такое воспаление называется дифтеритическим.

4. Гнойное воспаление характеризуется образованием экссудата с большим количеством гнойных телец.

5. Геморрагическое воспаление может развиваться в случае значительного поражения сосудов, через стенки которых в воспа­ленный очаг с лейкоцитами проникают и эритроциты, и экссудат принимает розово-красный оттенок. Такой экссудат наблюдается при чуме, роже, пастереллезе, сибирской язве.

6. Когда воспаление развивается на слизистой оболочке органа, то такое воспаление носит название катаральное (катар слизистой оболочки желудка, кишечника, дыхательных путей). При этом в экссудате находится значительное количество слизи.

Могут встречаться и смешанные экссудаты: серозно-гнойный, гнойно-геморрагический, серозно-фибринозный и т. д.

При острых септических процессах за пределы сосудов выхо­дят полисегментоядерные нейтрофилы. При хронических — в гное преобладают лимфоциты. При аллергических процессах в экссу­датах находится значительное количество эозинофилов. Кроме клеток крови в экссудатах может находиться значительное коли­чество различной микрофлоры (стрептококки, стафилококки, дип­лококки, тетракокки, грибки, личинки паразитов, клетки воспален­ной ткани, свернувшийся белок (белковый детрит), нити фибрина. В процессе борьбы с патогенным фактором (микробами) мно­гие клетки подвергаются вредному воздействию со стороны ток­синов, продуктов распада. Под воздействием этих веществ в клетках наступают различные изменения со стороны ядра и про­топлазмы. Погибшие клетки и клетки, находящиеся в различной стадии дегенерации, превращаются в так называемые «гнойные тельца». В них находят прозрачные пузырьки (вакуолизации), мутное набухание ядра и протоплазмы (исчезает граница меж ду клеткой и окружающей средой), токсическая зернистость прото­плазмы (появление необычной зернистости в протоплазме нейтрофилсв — разной величины, окраски и плотности), жировое перерождение (накопление капель жира, определяется при спе­циальной окраске), накопление гликогена, со стороны ядра отмечаются явления пикноза (уплотнение ядра), кариорексис (распад ядра на части), кариолизис (расплавление ядра). Распад клеток обусловливает накопление в гное белковых веществ (пеп­тонов, альбумоз), аминокислот, продуктов жирового обмена, кетоновых тел, холестерина, органических кислот, минеральных кислот, что приводит к изменению рН в сторону кислой реакции.

Раневой процесс или заживление ран состоит из последова­тельно развивающегося ряда биологических явлений, которые сменяют друг друга. Различают три фазы раневого процесса: фаза очищения; фаза воспаления; фаза пролиферации.

В первую фазу наблюдается кратковременный спазм сосудов, за которым следует их расширение (активная и пассивная гипере­мия), затем стаз и повышение проницаемости сосудов.

Во вторую фазу выходит из сосудов жидкая часть крови в раневой канал, вымывает поврежденные части клеток, инородные частицы и мик­робы. Это носит название «первичная очистка раны». Поврежде­ние тканей приводит к резким расстройствам тканевого обмена. Нарушается электролитный баланс, возникает местный ацидоз, накапливаются продукты распада тканей, токсины микробов. Развиваются все признаки воспаления, ведущие к биологической очистке раны с образованием линии демаркации. Биологическая очистка раны происходит за счет процесса фагоцитоза главным образом клетками крови и тканей.

В третьей фазе раневого процесса сосудистые явления зати­хают, на первое место выступают процессы образования новых тканевых элементов, которые обуславливают явления грануляции и эпителизации.

Занятие 13. Воспалительный процесс

Цель занятий. Изучить причины, механизм развития, последствия воспаления, его особенности у различных видов жи­вотных.

Задание 1. Альтерация ткани языка лягушки при воспалении.

Оснащение: препаровальные дощечки; микро­скопы; булавки; кристаллы азотнокислого серебра (15-20); кюветы; препаровальные иглы; глазные пипетки; анатомические пинцеты; 0,65%-ный раствор натрия хлорида (500 мл); 1%-ный раствор метиленовой сини (30 мл); подопытные животные: лягушки.

Постановка опыта. Лягушку, наркотизированную ал­коголем, фиксируют брюшком вниз на дощечке с таким расчетом, чтобы нижняя челюсть находилась у края отверстия в препаровальной дощечке. Открывают ротовую полость, вкалывают булав­ки в углы рта, осторожно пальцами и препаровальной иглой рас­правляют ткань языка над круглым отверстием дощечки. Следят, чтобы в языке не было нарушено кровообращение.

Подготовленный препарат помещают на столик микроскопа и рассматривают в дистальном участке языка (под малым увеличе­нием) картину исходного кровотока в течение 1-2 мин. После этого глазным пинцетом берут кристаллик азотнокислого серебра и на 2 с прикладывают к языку. Быстро промывают физиологичес­ким раствором, вновь наблюдают за состоянием ткани и кровооб­ращения в очаге повреждения и за его пределами. Через 5 мин на слизистую оболочку языка наносят 1%-ный раствор метиленовой сини, через 3 мин смывают ее, обращая внимание на степень прокрашивания ткани языка в центре поражения и за его пределами, а также на характер кровотока. О степени альтерации судят по ин­тенсивности восприятия краски тканью языка.

Оформление протокола опыта. Записывают последовательность манипуляций, проводимых экспериментато­ром. Отмечают характер расстройств гемодинамики при воспале­нии языка. Устанавливают степень альтерации тканей при дей­ствии вредоносного агента. Объясняют наблюдаемые явления. Де­лают выводы.

Задание 2. Участие нервной системы в развитии сосудистых из­менений при воспалении.

Оснащение: препаровальные дощечки; микро­скопы; глазные пипетки; булавки; анатомические пинцеты; глазные ножницы; кюветы; вата (65 г); 0,65%-ный раствор натрия хлори­да (260 мл); 10%-ный раствор этилового спирта (300 мл); 2%-ный раствор азотно­кислого серебра (6 мл); раствор адреналина (1:1000) (6 мл); дистиллированная вода (500 мл); подопытные животные: лягушки.

Постановка опыта. Лягушку, наркотизированную этанолом, фиксируют на дощечке. Аккуратно отпрепаровывают, не повредив сосуды, оба бедренных нерва, берут их на лигатуру. Рас­правляют, умеренно растягивая над двумя отверстиями в препаровальной дощечке, плавательные перепонки правой и левой задних лапок. Фиксируют их косо вколотыми булавками. Препарат поме­щают на столик микроскопа. Под малым увеличением изучают нормальный кровоток. Левую, контрольную, лапку смачивают изотоническим раствором натрия хлорида, а на правой поврежда­ют кожу и вызывают воспаление 2-3 каплями 2%-ного раствора азотнокислого серебра. Изучают возникающие изменения кровотока. Через 30 с раздражитель смывают обильным количеством дистиллированной воды и вновь наблюдают за меняющейся кар­тиной кровообращения в очаге воспаления. Периодически срав­нивают микроскопическую картину кровотока поврежденной лапки с контрольной.

Через 15 мин после нанесения повреждения на кожу плаватель­ных перепонок обеих конечностей капают 2-3 капли раствора ад­реналина (1:1000). Отмечают возникающие изменения. Через не­сколько минут адреналин смывают. Пробу повторяют 2-3 раза.

Перерезают оба седалищных нерва, их периферические концы механически раздражают пинцетом или кладут на электроды и действуют на них электрическим током. Наблюдают за реакцией сосудов обеих конечностей в ответ на раздражение. Анализируют характер изменений кровообращения в воспаленной ткани и интактной.

Оформление протокола опыта. Записывают ход эксперимента, зарисовывают микроскопическую картину крово­тока в плавательных перепонках обеих лапок лягушки. На основа­нии наблюдений делают выводы об участии нервной системы в развитии сосудистой реакции при воспалении.

Занятие 14. Виды экссудатов, определение ферментативной активности и цитологический анализ гнойного экссудата

Цель занятия: Изучить свойства воспалительного экссудата.

Задание 1. Ферментативная активность гнойного экссудата.

Оснащение: штативы для пробирок; центри­фуги; центрифужные пробирки; гнойный экссудат (50 мл); термостаты; рН-метры; стеклянные колбы на 5 мл; белок яйца (1,5 г); 0,1%-ный водный раствор крахмала (120 мл); раствор Люголя (1 часть кристалли­ческого йода, 2 части калия йодида, 17 частей воды) (8 мл); 20%-ный раствор сульфосалициловой кислоты (23 мл); свежеполученная сыворотка крови подопытного животного (4 мл); водная эмульсия монобутирина (1 : 1000) (15 мл).

Постановка опыта. В пробе гноя определяют наличие протеолитических ферментов. Для проведения исследований экссудат, полученный из абсцесса, наливают в центрифужную пробирку и центрифугируют в течение 10 мин при 3000 мин. Для опытов используют надосадочную жидкость — сыворотку гноя.

Титр определяют по окрашиванию содержимого пробирки. При наличии нерасщепленного крахмала жидкость в пробирках окрашивается в фиолетовый цвет. При полном расщеплении крахмала ферментами гноя содержимое пробирки приобретает желтоватый цвет. Частичное расщепление крахмала выявляют по фиолетово-красному (амилодекстрин) и красному (эритродекстрин) цвету. Титр амилолитических ферментов гноя устанавливают по пробирке, содержимое которой окрашивается раствором Люголя в красный цвет.

Протеолитическую активность гноя определяют по его способ­ности к расщеплению белка куриного яйца. С этой целью белок яйца разводят водой в 150 раз. В каждую из восьми пробирок, сто­ящих в штативе, наливают по 1 мл этого раствора. Затем в первую пробирку добавляют одну каплю центрифугата гноя, в последую­щие пять пробирок приливают гной по каплям в нарастающем ко­личестве (от двух до шести капель). В седьмую пробирку добавля­ют шесть капель сыворотки крови, в восьмую — шесть капель изо­тонического (0,15 моль/л) раствора натрия хлорида. Этим же ра­створом выравнивают объемы в первых пяти пробах. Штатив с пробирками помещают в термостат на 30 мин при температуре 37 °С. По истечении этого времени штатив извлекают, во все про­бирки добавляют по две капли 20%-ного (0,91 моль/л) раствора сульфосалициловой кислоты.

При полном гидролизе белка яйца протеолитическими фер­ментами гноя жидкость в пробирке остается прозрачной, помут­нение пробы свидетельствует о наличии нерасщепленного суб­страта. Таким образом, по степени помутнения раствора судят о переваривающей способности гнойного экссудата, которая услов­но обозначается количеством капель сыворотки гноя, полностью гидролизующих белок в испытуемой пробе за 30 мин экспозиции в термостате.

Оформление протокола опыта. Объясняют принципы выявления в гнойном экссудате протеолитических и ферментов. Записывают ре­зультаты исследований, обсуждают полученные данные. Делают выводы.

Занятие 15. Приготовление и изучение мазков-отпечатков

Задание 1. Цитологический анализ гнойного экссудата.

Оснащение: предметные стекла, микроскопы; стерильные ватные тампоны; термостат; спирт-ректификат (65 мл); спирт метиловый абсолютный (65 мл); краска Романовского-Гимзы (120 мл); иммерсионное масло (6 мл); подопытные животные с гнойной раной.

Постановка опыта. Цитологическую картину воспалительного экссудата изучают при получении раневых отпечатков по М. П. Покровской и М. С. Макарову. В хирургической клинике заранее подбирают больное животное с раневой поверхностью, покрытой гнойным экссудатом.

Обычным способом, так же как и для гематологических исследований, подготавливают предметные стекла. Во время проведе­ния лабораторных занятий хорошо вымытые и обезжиренные предметные стекла опускают в спирт (96%-ный), затем вынимают, остатки спирта поджигают. После охлаждения стекло готово к ис­пользованию для приготовления раневых отпечатков. При боль­шом количестве гноя, покрывающего рану, его удаляют с помощью стерильных влажных ватных тампончиков. После этого по­верхность стекла, отступив 1 см от узкого края, прикладывают к воспаленной ткани. Передвигая стекло, последовательно наносят несколько мазков-отпечатков. На стекле остаются тканевые клет­ки, клетки экссудата и микроорганизмы. При получении мазков не следует проводить стеклом по поверхности раны и тем самым предупреждать возможность повреждения клеточных элементов экссудата. Чтобы не исказить картины взаиморасположения фагоцитов и микроорганизмов, иногда располагающихся гнездами, нужно слегка прикоснуться стеклом к избранному участку раны и тотчас же отнять его в положении, строго перпендикулярном к раневой поверхности. Для полноты характеристики раневого про­цесса отпечатки лучше делать с разных участков очага поврежде­ния, например от центра к периферии.

Полученные раневые мазки-отпечатки сушат, затем фиксиру­ют в течение 5 мин метиловым спиртом (этиловым спиртом в рав­ной смеси с этиловым эфиром в течение 15 мин). Фиксированные и высушенные в термостате или на воздухе препараты окрашива­ют по методу Романовского-Гимзы.

При микроскопировании окрашенных мазков-отпечатков об­ращают внимание на наличие нейтрофилов разной степени зрело­сти, микро- и макрофагов, фагоцитирующих возбудителей воспалительного процесса. Устанавливают активность фагоцитов в разных участках раны.

По цитограммам раневых отпечатков можно определить актив­ность защитных и регенераторных реакций организма, степень бактериальной обсемененности и патогенности микроорганиз­мов, инфицирующих рану. Перечисленные факторы обусловлива­ют динамику заживления ран. Обнаружение полиморфно-ядер­ных нейтрофильных лейкоцитов, активно фагоцитирующих воз­будителей инфекционного процесса, свидетельствует о высокой активности фагоцитарной реакции. В более позднем периоде за­живления раны хорошим признаком считается выявление боль­шого числа макрофагов — моноцитарных клеток.

Оформление протокола опыта. Записывают ме­тодику приготовления мазков-отпечатков. Отмечают результаты цитологического анализа испытуемого экссудата, обсуждают их и делают выводы.