Медиаторы воспаления первого порядка
Появление воспалительных процессов в ответ на действие патологического фактора является адекватной реакцией организма. Воспаление – комплексный процесс, который развивается на местном или общем уровне, возникающий в ответ на действие чужеродных агентов. Основная задача развития воспалительной реакции направлена на устранение патологического влияния и восстановление организма. Медиаторы воспаления являются посредниками, принимающими непосредственное участие в этих процессах.
Кратко о принципах воспалительных реакций
Иммунная система – охранник человеческого здоровья. При появлении необходимости она вступает в бой и уничтожает бактерии, вирусы, грибы. Однако при усиленной активизации работы процесс борьбы с микроорганизмами можно увидеть визуально или прочувствовать появление клинической картины. Именно в подобных случаях развивается воспаление как защитный ответ организма.
Различают острый процесс воспалительной реакции и хроническое ее течение. Первый возникает в результате внезапного действия раздражающего фактора (травма, повреждение, аллергическое влияние, инфекция). Хроническое воспаление имеет затяжной характер и не столь выраженные клинические признаки.
В случае местного ответа иммунной системы в зоне травмы или ранения появляются следующие признаки воспалительной реакции:
- болезненность;
- припухлость, отечность;
- гиперемия кожи;
- нарушение функционального состояния;
- гипертермия (подъем температуры).
Стадии развития воспаления
Процесс воспаления основан на одновременном взаимодействии защитных факторов кожи, крови и иммунных клеток. Сразу после контакта с чужеродным агентом организм отвечает местным расширением сосудов в зоне непосредственной травматизации. Происходит увеличение проницаемости их стенок и усиление местной микроциркуляции. Вместе с током крови сюда поступают клетки гуморальной защиты.
Во второй стадии иммунные клетки начинают борьбу с микроорганизмами, оказавшимися в месте повреждения. Начинается процесс, имеющий название фагоцитоз. Клетки-нейтрофилы изменяют свою форму и поглощают патологических агентов. Далее выделяются специальные вещества, направленные на уничтожение бактерий и вирусов.
Параллельно с микроорганизмами нейтрофилы уничтожают и старые мертвые клетки, располагающиеся в зоне воспаления. Таким образом, начинается развитие третьей фазы реакции организма. Очаг воспаления как бы ограждается от всего организма. Иногда в этом месте может ощущаться пульсация. Клеточные медиаторы воспаления начинают продуцироваться тучными клетками, что позволяет очистить травмированную область от токсинов, шлаков и других веществ.
Общие понятия о медиаторах
Медиаторы воспаления – это активные вещества биологического происхождения, выделением которых сопровождаются основные фазы альтерации. Они отвечают за возникновение проявления воспалительных реакций. Например, усиление проницаемости стенок сосудов или местное повышение температуры в зоне травматизации.
Основные медиаторы воспаления выделяются не только при развитии патологического процесса. Их выработка происходит постоянно. Она направлена на регуляцию функций организма на тканевом и клеточном уровнях. В зависимости от направленности действия, модуляторы оказывают эффект:
- аддитивный (добавочный);
- синергетический (потенцирующий);
- антагонический (ослабляющий).
При появлении повреждения или в месте действия микроорганизмов медиаторное звено контролирует процессы взаимодействия воспалительных эффекторов и смену характерных фаз процесса.
Виды медиаторов воспаления
Все воспалительные модуляторы разделяются на две большие группы, в зависимости от их происхождения:
- Гуморальные: кинины, производные комплемента, факторы свертывающей системы крови.
- Клеточные: вазоактивные амины, производные арахидоновой кислоты, цитокины, лимфокины, лизосомальные факторы, активные метаболиты кислорода, нейропептиды.
Гуморальные медиаторы воспаления находятся в организме человека до воздействия патологического фактора, то есть организм имеет запас этих веществ. Их депонирование происходит в клетках в неактивном виде.
Вазоактивные амины, нейропептиды и лизосомальные факторы также являются предсуществующими модуляторами. Остальные вещества, относящие к группе клеточных медиаторов, вырабатываются непосредственно в процессе развития воспалительной реакции.
Производные комплемента
К медиаторам воспаления относятся производные комплимента. Эта группа биологически активных веществ считается самой важной среди гуморальных модуляторов. К производным относятся 22 различных белка, образование которых происходит при активации комплемента (образовании иммунного комплекса или иммуноглобулинов).
- Модуляторы С5а и С3а отвечают за острую фазу воспаления и являются либераторами гистамина, продуцируемого тучными клетками. Их действие направлено на усиление уровня проницаемости клеток сосудов, что осуществляется прямым способом или опосредственно через гистамин.
- Модулятор С5а des Arg повышает проницаемость венул в месте воспалительной реакции и привлекает нейтрофильные клетки.
- С3Ь способствует фагоцитозу.
- Комплекс С5Ь-С9 отвечает за лизис микроорганизмов и патологических клеток.
Эта группа медиаторов продуцируется из плазмы и тканевой жидкости. Благодаря поступлению в патологическую зону, происходят процессы экссудации. При помощи производных комплемента высвобождаются интерлейкин, нейромедиаторы, лейкотриены, простагландины и факторы, активирующие тромбоциты.
Кинины
Эта группа веществ является вазодилататорами. Они образуются в тканевой жидкости и плазме из специфических глобулинов. Основными представителями группы являются брадикинин и каллидин, эффект действия которых проявляется следующим образом:
- участвуют в сокращении мускулатуры гладких групп;
- за счет сокращения сосудистого эндотелия усиливают процессы проницаемости стенки;
- способствуют увеличению артериального и венозного давления;
- расширяют мелкие сосуды;
- вызывают появление боли и зуда;
- способствуют ускорению регенерации и коллагенового синтеза.
Действие брадикинина направлено на открытие доступа плазмы крови к очагу воспаления. Кинины – медиаторы боли воспаления. Они раздражающе действуют на местные рецепторы, вызывая дискомфорт, болезненное ощущение, зуд.
Простагландины
Клеточными медиаторами воспаления являются простагландины. Эта группа веществ относится к производным арахидоновой кислоты. Источниками простагландинов являются макрофаги, тромбоциты, гранулоциты и моноциты.
Простагландины – медиаторы воспаления, проявляющие следующую активность:
- раздражение болевых рецепторов;
- расширение сосудов;
- увеличение экссудативных процессов;
- усиление гипертермии в очаге поражения;
- ускорение передвижение лейкоцитов в патологическую зону;
- увеличение отечности.
Лейкотриены
Биологически активные вещества, относящиеся к вновь образующимся медиаторам. То есть в организме в состоянии покоя иммунной системы их количество недостаточно для немедленного ответа раздражающему фактору.
Лейкотриены провоцируют усиление проницаемости сосудистой стенки и открывают доступ лейкоцитам в зону патологии. Имеют значение в генезе воспалительной боли. Вещества способны синтезироваться во всех кровяных клетках, кроме эритроцитов, а также в адвентиции клеток легких, сосудов и тучных клетках.
В случае развития воспалительного процесса в ответ на бактерии, вирусы или аллергические факторы лейкотриены вызывают спазм бронхов, провоцируя развитие отечности. Эффект схожий с действием гистамина, однако более длительный. Орган-мишень для активных веществ – сердце. Выделяясь в большом количестве, они действуют на сердечную мышцу, замедляют коронарный кровоток и усиливают уровень воспалительной реакции.
Тромбоксаны
Эта группа активных модуляторов образуется в тканях селезенки, мозговых клетках, легких и кровяных клетках тромбоцитах. Оказывают спастическое воздействие на сосуды, усиливают процессы тромбообразования при ишемии сердца, способствуют процессам агрегации и адгезии тромбоцитов.
Биогенные амины
Первичные медиаторы воспаления — гистамин и серотонин. Вещества являются провокаторами первоначальных нарушений микроциркуляции в зоне патологии. Серотонин – нейромедиатор, который вырабатывается в тучных клетках, энтерохромаффинах и тромбоцитах.
Действие серотонина меняется в зависимости от его уровня в организме. В обычных условиях, когда количество медиатора является физиологическим, он усиливает спазмированность сосудов и повышает их тонус. При развитии воспалительных реакций количество резко увеличивается. Серотонин становится вазодилататором, повышая проницаемость сосудистой стенки и расширяя сосуды. Причем его действие в сотню раз эффективнее второго нейромедиатора биогенных аминов.
Гистамин – медиатор воспаления, имеющий разностороннее действие на сосуды и клетки. Действуя на одну группу гистаминчувствительных рецепторов, вещество расширяет артерии и угнетает передвижение лейкоцитов. При воздействии на другую – сужает вены, вызывает повышение внутрикапеллярного давления и, наоборот, стимулирует движение лейкоцитов.
Действуя на нейтрофильные рецепторы, гистамин ограничивает их функциональность, на рецепторы моноцитов – стимулирует последние. Таким образом, нейромедиатор может оказывать воспалительное противовоспалительное действие одновременно.
Сосудорасширяющий эффект гистамина усиливается под влиянием комплекса с ацетилхолином, брадикинином и серотонином.
Лизосомальные ферменты
Медиаторы иммунного воспаления вырабатываются моноцитами и гранулоцитами в месте патологического процесса в ходе стимуляции, эмиграции, фагоцитоза, повреждения и смерти клеток. Протеиназы, которые являются основным компонентом лизосомальных ферментов, обладают действием противомикробной защиты, лизируя чужеродные уничтоженные патологические микроорганизмы.
Кроме того, активные вещества способствуют повышению проницаемости сосудистых стенок, модулируют инфильтрацию лейкоцитов. В зависимости от количества выделенных ферментов, они могут усилить или ослаблять процессы миграции лейкоцитарных клеток.
Воспалительная реакция развивается и держится на протяжении долгого времени за счет того, что лизосомальные ферменты активируют систему комплемента, высвобождают цитокины и лимокины, активируют свертывание и фибринолиз.
Катионные белки
К медиаторам воспаления относятся белки, содержащиеся в нейтрофильных гранулах и имеющие высокую микробицидность. Эти вещества действуют непосредственно на чужеродную клетку, нарушая ее структурную мембрану. Это вызывает гибель патологического агента. Далее происходит процесс уничтожения и расщепления лизосомальными протеиназами.
Катионные белки способствуют высвобождению нейромедиатора гистамина, повышают проницаемость сосудов, ускоряют адгезию и миграцию лейкоцитарных клеток.
Цитокины
Это клеточные медиаторы воспаления, продуцируемые следующими клетками:
- моноцитами;
- макрофагами;
- нейтрофилами;
- лимфоцитами;
- эндотелиальными клетками.
Действуя на нейтрофилы, цитокины повышают уровень проницаемости сосудистой стенки. Также они стимулируют лейкоцитарные клетки к умерщвлению, поглощению и уничтожению чужеродные поселившихся микроорганизмов, усиливают процесс фагоцитоза.
После умерщвления патологических агентов цитокины стимулируют восстановление и пролиферацию новых клеток. Вещества взаимодействуют с представителями из своей группы медиаторов, простагландинами, нейропептидами.
Активные метаболиты кислорода
Группа свободных радикалов, которые вследствие наличия у себя непарных электронов, способны вступать во взаимосвязь с другими молекулами, принимая непосредственное участие в развитии воспалительного процесса. К метаболитам кислорода, которые входят в состав медиаторов, относятся:
- гидроксильный радикал;
- гидроперекисный радикал;
- супероксидный анион-радикал.
Источником этих активных вещества служат внешний слой арахидоновой кислоты, фагоцитозный взрыв при их стимуляции, а также окисление малых молекул.
Метаболиты кислорода повышают способность фагоцитозных клеток к уничтожению чужеродных агентов, вызывают окисление жиров, повреждение аминокислот, нуклеиновых кислот, углеводов, что усиливает сосудистую проницаемость. В качестве модуляторов метаболиты способны увеличивать воспалительные явления или оказывать противовоспалительное действие. Большое значение имеют при развитии хронических заболеваний.
Нейропептиды
К этой группе относятся кальцитонин, нейрокинин А и вещество Р. Это наиболее известные модуляторы из нейропептидов. Эффект действия веществ основывается на следующих процессах:
- привлечение нейтрофилов в очаг воспаления;
- повышение проницаемости сосудов;
- помощь при воздействии других групп нейромедиаторов на чувствительные рецепторы;
- усиление чувствительности нейтрофилов к венозному эндотелию;
- участие в формировании болевых ощущений в процессе воспалительной реакции.
Помимо всех перечисленных, к активным медиаторам также относятся ацетилхолин, адреналин и норадреналин. Ацетилхолин принимает участие в процессе формирования артериальной гиперемии, расширяет сосуды в очаге патологии.
Норадреналин и адреналин выступают в роли модуляторов воспаления, угнетая рост уровня сосудистой проницаемости.
Развитие воспалительной реакции не является нарушением со стороны организма. Наоборот, это показатель того, что иммунная система справляется с поставленными задачами.
Источник
Патологическая
физиология Д/З №6
Шуралёва Наталия
СВ – 21
1.
МЕДИАТОРЫ ВОСПАЛЕНИЯ.
Медиаторы
классифицируются по химическим
особенностям, по времени действия
(первого порядка — сразу в ответ на
повреждение или более длительно
отсроченные эффекты). Различают 3 группы
медиаторов:
Локальные
или местные медиаторы, то есть образующиеся
в месте повреждения. Структуры поврежденных
тканей являются источником местных
локальных медиаторов.
Циркулирующие
(колликвативные) медиаторы, синтезируются
из неактивных предшественников.
Промежуточные
медиаторы. Их источников являются
лейкоциты, которые входят в очаг
воспаления и высвобождают медиаторы.
Локальные
медиаторы. Универсальные показателем
повреждения любой ткани является
дегрануляция тучных клеток соединительной
ткани. Тучные клетки называют
“биохимическими лабораториями»
ткани, так как они содержат большое
количество биохимические активных
веществ. При повреждении происходит
выброс этих веществ (дегрануляция). И
главным медиатором, высвобождающимся
при дегрануляции является гистамин —
локальный, местный медиатор. Эффекты
гистамина: расширение сосудов
микроциркуляторного русла, повышение
проницаемости микрососудов. Второй
локальный медиатор — серотонин. Он тоже
может выделяться из тучных клеток, но
главным источником серотонина является
тромбоциты, из гранул тромбоцитов
высвобождается серотонин. Эффекты
серотонина не столь однозначны и меняются
в зависимости от количества. В обычных
физиологических условиях серотонин
является вазоконстриктором, вызывает
пролонгированный спазм сосудов, повышает
тонус сосудов. В условиях воспалительного
очага количества серотонина резко
возрастает. В высоких концентрациях
серотонин является вазодилататором,
расширяет сосуды, повышает проницаемость,
причем повышение проницаемости в 100 раз
более эффективная по сравнению с
гистамином. Серотонин является также
медиатором боли. Простогландины — их
называют местными гормонами, модуляторами
клеточных процессов. Это коротко живущий
чрезвычайно химически активный класс.
В воспаленной ткани резко увеличивается
количество простогландинов класс Е
(Е1,Е2) которые обладают эффектом расширения
сосудов и повышения проницаемости.
Иногда образуются простогландины класса
F, которые обладают противовоспалительным
эффектом. Повреждение клеточных мембран,
разрушение фосфолипидного слоя мембран
ведут к образованию простогландинов.
Непосредственным предшественников
простогландинов является арахидоновая
кислота. Кроме классов Е и F в развитии
воспалительной реакции большое значение
имеет изменение равновесия в процессе
изменения равновесия в системе
простогландин — простоциклин — тромбоксан.
Кроме простоциклинов еще одни класс
медиаторов образуется при повреждении
клеточных мембран из арахидоновой
кислоты — это лейкотриены. Лейкотриены
— это медиаторы, стимулирующие хемотаксис.
Особенно активен лейкотриен В4.
Циркулирующие
(колликвативные) медиаторы. Они образуются
из неактивных белковых предшественников.
К этим медиаторам относятся:
Кинины
(брадикинин и калидин). Они образуются
из кининогенов под действием ферментов
калликреинов. Брадикинин и калидин
влияют на микроциркуляторное русло.
Чрезвычайно высока активность этих
медиаторов. У них короткий жизненный
цикл, они разлагаются ферментами
кининазами и только в поврежденной
ткани мы видим высокие концентрации
этих медиаторов. Они также способствуют
расширению микрососудов, повышению
проницаемости. Брадикинин является
важнейшим медиатором боли (в инфарктах
миокарда играет ведущую роль в
возникновении боли).
Система
комплемента — отдельные элементы этой
системы по-разному влияют на развитие
воспаления. Хемотаксическим эффектом
обладают С3 и С5 компоненты. Кроме того,
компоненты комплемента опосредовано
влияют на проницаемость сосудистой
стенки и имеется взаимосвязь их с
системой кининов.
Система
Хагемана. Фактор Хагемана относится и
пусковому механизму коагуляции,
свертывания крови. Фактор Хагемана при
воспалении активирует коагуляцию,
кининогенез и систему комплемента,
кроме того, он регулирует активность
фибринолитической системы.
Промежуточные
медиаторы. Приносятся в очаг воспаления
лейкоцитами. В очаг воспаления поступают
нейтрофилы (микрофаги) они высвобождают
лизосомальные ферменты, простогландины.
Медиаторы, которые выделяют моноциты
объединены общим терминов монокины.
Они высвобождают также защитные белки:
интерфероны стимуляторы иммунной
системы — интерлейкины. Лимфоциты
высвобождают лимфокины.
Эффекты
медиаторов. Медиаторы действуют на
микроциркуляторное русло, изменение
которого является центральным звеном
в патогенезе. Наблюдается 6 реакций:
Спазм
сосудов. Кратковременная реакция,
которая переходит в фазу артериальной
гиперемии, более длительную. Гиперемия
— это усиленное кровенаполнение ткани
за счет увеличенного притока крови.
Возрастает скорость кровотока,
увеличивается давление в сосудах,
увеличивается интенсивность обмена в
капиллярах. Отсюда внешние признаки
воспаления на этой фазе — покраснение,
местный жар (повышение температуры),
боль, вызванная действием медиаторов.
Уже на этой стадии начинается формирование
припухлости или воспалительного отека,
потому что именно на фоне гиперемии
начинается процесс экссудации. Экссудация
— это выход жидкой части плазмы за пределы
сосуда. Экссудат содержит большое
количество белка, в связи с нарушением
проницаемости сосуда. Экссудат сдавливает
венулы и происходит смена артериальной
гиперемии на венозную. Чем больше
экссудата, тем более выражено явления
венозного застоя. Венозная гиперемия
постепенно переходит в венозный стаз.
Именно в фазе венозной гиперемии
происходят значительные изменения
поврежденной ткани — так называемые
явления вторичной альтерации. Любой
венозный застой сопровождается гипоксией.
Происходит переход на анаэробный процесс
окисление — гликолиз, возникает ацидоз
за счет недоокисленных продуктов, то
есть те изменения, которые характерны
для первичной альтерации. Но в отличие
от первичной альтерации накопления
кислых продуктов в фазу венозного застоя
достигает колоссальных количеств.
Концентрация водородных ионов может
увеличиваться в 50-100 раз. Это явления
называется Н-гипериония. Наблюдается
резко выраженный ацидоз (сдвиг до 6-5.8)
а такой сдвиг рН уже непереносим клетками
и они погибают. В центре очага воспаления
возникает некроз. При незначительном
повышении концентрации водородных
ионов (на периферии очага воспаления)
не летальных повреждений клеток, более
того незначительный сдвиг рН стимулирует
разрастание грануляционной ткани —
образуется грануляционный вал на
периферии, здоровая ткань ограничивается
от поврежденной. Она богата фиксированными
макрофагами, способна поглощать
поврежденные клетки, токсины, очищая
очаг. Второе проявление вторичной
альтерации — гиперосмия, обусловленная
усиленным катаболизмом, распадом тканей.
Наблюдается распад белковых частиц,
жиров, углеводов, наблюдается выброс
калия из клеток, усиливается диссоциация
солей. Все это создает высокую осмотическую
концентрацию — гиперосмия. Третье
проявление вторичной альтерации —
гиперонкия — увеличение концентрации
белков за счет распада ткани, экссудации
плазменных белков из сосудов с нарушенной
проницаемостью. Эти явления создают
порочный круг усиливая процесс экссудации.
Белки как бы притягивают воду, а гиперосмия
— повреждающий фактор, повышающий
проницаемость стенки сосуда.
2.
ИНТЕРЛЕЙКИНЫ.
Интерлейкины
(Ил) — группа цитокинов, опосредующих
активацию и взаимодействие иммунокомпетентных
клеток в процессе иммунного ответа, а
также регулирующих процессы миело-,
эритропоэза. Большинство Ил является
эндогенными пирогенами. В настоящее
время выделено более 20 Ил.
Наиболее
изучены:
Ил-1
— синтезируется макрофагами и др.
антигенпрезентирующими клетками,
естественными киллерами. Является
фактором роста и активации Т- и
В-лимфоцитов, естественных киллеров,
усиливает хемотаксис нейтрофилов и
макрофагов. Участвует в воспалении и
гемопоэзе. К настоящему времени
установлено влияние Ил-1 не только в
отношении иммунокомпетентных клеток,
но и в отношении адипоцитов, хондроцитов,
эпителиальных клеток, ткани мозга,
эндотелия сосудов, гепатоцитов,
надпочечников (стимуляция выработки
глюкокортикоицов), фибробластов;Ил-2
— фактор роста и созревания Т-лимфоцитов,
синтезируется активированными
Т-хелперами I типа. Способствует активации
Т-лимфоцитов и естественных киллеров;Ил-3
— гемопоэтический ростовой фактор,
промотор ранних миелоидных клеток,
синтезируемый Т-лимфоцитами;Ил-4
— Т- и В-клеточный ростовой фактор,
промотор IgE-опосредованных реакций и
роста тучных клеток. Синтезируется
Т-хелперами II типа;Ил-5
— оказывает стимулирующее действие на
В-лимфоциты и эозинофилы, синтезируется
Т-хелперами II типа;Ил-6
— ростовой фактор В-лимфоцитов, активатор
поликлональной продукции Ig. Усиливает
воспаление, синтезируется фибробластами;Ил-7
— синтезируется стромальными клетками,
относится к лимфопоэтинам. Стимулирует
генерацию пре-В- и пре-Т-лимфоцитов;
8)
Ил-8 — усиливает хемотаксис нейтрофилов
и Т-лимфоцитов, синтезируется макрофагами
и др. антигенпрезентирующими клетками
6
Источник