Молекулярные процессы при воспалении
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 15 августа 2017;
проверки требуют 23 правки.
Воспале́ние (лат. inflammatio) — это комплексный, местный и общий патологический процесс, возникающий в ответ на повреждение (alteratio) или действие патогенного раздражителя и проявляющийся в реакциях, направленных на устранение продуктов, а если возможно, то и агентов повреждения (exudatio и др.) и приводящий к максимальному восстановлению в зоне повреждения (proliferatio).
Воспаление — защитно-приспособительный процесс.
Воспаление свойственно человеку и животным, в том числе низшим животным и одноклеточным организмам в упрощённом виде[1]. Механизм воспаления является общим для всех организмов, независимо от локализации, вида раздражителя и индивидуальных особенностей организма.
История[править | править код]
Уже в древние времена внешние признаки воспаления описал римский философ и врач Авл Корнелий Цельс (ок. 25 до н. э. — ок. 50 н. э.):
- лат. rubor — краснота (местное покраснение кожных покровов или слизистой).
- tumor — опухоль (отёк).
- calor — жар (повышение местной температуры).
- dolor — боль.
Дополнил Гален (129 — ок. 200 гг. н. э.), добавив - functio laesa — нарушение функции.
В конце XIX столетия И. И. Мечников считал, что воспаление — это приспособительная и выработанная в ходе эволюции реакция организма и одним из важнейших её проявлений служит фагоцитоз микрофагами и макрофагами патогенных агентов и обеспечение таким образом выздоровления организма. Но репаративная функция воспаления была для И. И. Мечникова сокрыта. Подчеркивая защитный характер воспаления, он в то же время полагал, что целительная сила природы, которую и представляет собой воспалительная реакция, не есть еще приспособление, достигшее совершенства. По мнению И. И. Мечникова, доказательством этого являются частые болезни, сопровождающиеся воспалением, и случаи смерти от них[2].
Большой вклад в изучение воспаления внесли Джон Хантер (1728—1794), Франсуа Бруссе (1772—1838), Фридрих Густав Якоб Генле (1809—1885), Симон Самуэль (1833—1899), Юлиус Фридрих Конхайм (1839—1884), Алексей Сергеевич Шкляревский, (1839—1906), Рудольф Вирхов (1821—1902), Пауль Эрлих (1854—1915), Илья Ильич Мечников (1845—1916).
Этиология[править | править код]
Патогенные раздражители (повреждающие факторы) по своей природе могут быть:
- Физическим — травма (механическое повреждение целостности ткани), отморожение, термический ожог.
- Химическими — щелочи, кислоты (соляная кислота желудка), эфирные масла, раздражающие и токсические вещества (алкоголь (спирты) и некоторые лекарственные препараты[3], см. Токсические гепатиты).
- Биологическими — возбудители инфекционных заболеваний: животные паразиты, бактерии, вирусы, продукты их жизнедеятельности (экзо- и эндотоксины). Многие возбудители вызывают специфические воспаления, характерные только для определённого вида инфекции (туберкулёз, лепра, сифилис). К биологическим повреждающим факторам также относят иммунные комплексы, состоящие из антигена, антитела и комплемента, вызывающие иммунное воспаление (аллергия, аутоимунный тиреодит, ревматоидный артрит, системный васкулит).
Клиника и патогенез[править | править код]
Клинические симптомы воспаления:
- Покраснение (гиперемия).
- Местное повышение температуры (гипертермия).
- Отёк (ацидоз способствует диссоциации солей и распаду белков, что приводит к повышению осмотического и онкотического давления в повреждённых тканях, приводящему к отёкам).
- Боль.
- Нарушение функции.
Процесс воспаления делят на три основных стадии:
- Альтерация — повреждение клеток и тканей.
- Экссудация — выход жидкости и клеток крови из сосудов в ткани и органы.
- Пролиферация (или продуктивная стадия) — размножение клеток и разрастание ткани, в результате чего и происходит восстановление целостности ткани (репарация).
Альтерация[править | править код]
Альтерация (позднелат. alteratio, изменение[4]) — стадия начала воспаления. Патогенный раздражитель, воздействуя на ткани организма, вызывает первичную альтерацию — повреждение и последующий некроз клеток. Из лизосом погибших клеток (в том числе гранулоцитов) высвобождаются многочисленные ферменты (влияющие на белки и пептиды, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты), которые изменяют структуру и нарушают нормальный обмен веществ окружающей очаг воспаления соединительной ткани и сосудов (вторичная альтерация).
В зоне первичной альтерации интенсивность метаболизма снижена, так как функции клеток нарушены, а в зоне вторичной альтерации повышена, в основном за счёт обмена углеводов (в том числе гликолиза полисахаридов). Повышается потребление кислорода и выделение углекислоты, однако потребление кислорода превышает выделение углекислоты, так как окисление не всегда проходит до окончательного образования углекислого газа (нарушение цикла Кребса). Это приводит к накоплению в зоне воспаления недоокисленных продуктов обмена, имеющих кислую реакцию: молочной, пировиноградной, L-кетоглутаровой и др. кислот. Нормальный уровень кислотности ткани с pH 7,32—7,45 может повышаться до уровня 6,5—5,39 (при остром гнойном воспалении), возникает ацидоз[5].
На месте повреждения расширяются сосуды, вследствие чего увеличивается кровоснабжение, происходит замедление кровотока и как следствие — покраснение, местное повышение температуры, затем увеличение проницаемости стенки капилляров ведёт к выходу лейкоцитов, макрофагов и жидкой части крови (плазмы) в место повреждения — отёк, который в свою очередь сдавливая нервные окончания вызывает боль и всё вместе — нарушение функции. Воспаление регулируют медиаторы воспаления — гистамин, серотонин, непосредственное участие принимают цитокины — брадикинин, калликреин (см. Кинин-калликреиновая система), IL-1 и TNF, система свёртывания крови — фибрин, фактор Хагемана, система комплемента, клетки крови — лейкоциты, лимфоциты (Т и В) и макрофаги. В повреждённой ткани усиливаются процессы образования свободных радикалов.
Механизмы возникновения воспаления[править | править код]
Митохондриально-зависимый механизм[править | править код]
Из-за повреждения клеток при травме, митохондриальные белки и мтДНК попадают в кровоток. Далее эти митохондриальные молекулярные фрагменты (DAMPs) распознаются Толл-подобными (TLRs) и NLR рецепторами. Основным NLR-рецептором участвующим в процессе является рецептор NLRP3. В нормальном состоянии белки NLRP3 и ASC (цитозольный адаптерный белок) связаны с ЭПР, при этом белок NLRP3 находится комплексе с белком TXNIP. Активация рецепторов приводит к их перемещению в перинуклеарное пространство, где под действием активных форм кислорода, вырабатываемых поврежденными митохондриями, белок NLRP3 высвобождается из комплекса.[6] Он вызывает олигомеризацию белка NLRP3 и связывание ASC и прокаспазы-1, образуя формирование белкового комплекса называемого NLRP3 инфламмасомой. Инфламмасома вызывает созревание провоспалительных цитокинов, таких как IL-18 и IL-1beta и активирует каспазу-1. (3) Провоспалительные цитокины также могут запускать NF-kB пути воспаления, повышая длительность и уровень воспаления. Также для активации NLRP3 инфламмасомы необходима пониженная внутриклеточная концентрация K+, что обеспечивание калиевыми каналами митохондрий.
Механизм возникновения воспаления через NF-κB сигнальный путь[править | править код]
Классификация[править | править код]
По продолжительности:
- Острое воспаление — длится несколько минут или часов.
- Подострое — несколько дней или недель.
- Хроническое — длится от нескольких месяцев до пожизненного с моментами ремиссии и обострения.
По выраженности реакции организма:
- Нормоэргическое воспаление — адекватная реакция организма, соответствующая характеру и силе воздействия патогенного раздражителя.
- Гиперэргическое — значительно повышенная реакция.
- Гипоэргическое (от гипоэргия[4]) и аноэргическое — слабая или отсутствующая реакция (у пожилых людей (старше 60-ти), при недостаточном питании и авитаминозе[7], у ослабленных и истощённых людей).
По локализации:
- Местное воспаление — распространяется на ограниченный участок ткани или какой-либо орган.
- Системное — распространяется на какую-либо систему организма (систему соединительной ткани (ревматизм), сосудистую систему (системный васкулит)[7]).
Формы воспаления[править | править код]
- Альтеративное воспаление (в настоящее время отвергается)
- Экссудативное воспаление
- Серозное
- Фибринозное
- Дифтеритическое
- Крупозное
- Гнойное
- Гнилостное
- Геморрагическое
- Катаральное — с обильным выделением слизи или мокроты.
- Смешанное
- Пролиферативное воспаление
- Гранулематозное воспаление
- Межуточное (интерстициальное) воспаление
- Воспаление с образованием полипов и остроконечных кондилом
- Воспаление вокруг животных-паразитов и инородных тел (холангит, урертрит, киста)
- Специфическое воспаление — развивается при таких заболеваниях как туберкулёз, сифилис, лепра, сап, склерома[8].
Диагностика[править | править код]
Клинический анализ крови: увеличивается скорость оседания эритроцитов (СОЭ), лейкоцитоз, изменяется лейкоцитарная формула.
Биохимический анализ крови: при остром воспалении повышается количество C-реактивного белка (белок острой фазы), α- и β-глобулинов, при хроническом воспалении — γ-глобулинов; снижается содержание альбуминов[9].
Терминология[править | править код]
Термины воспалений чаще всего являются латинскими существительными третьего склонения греческого происхождения, состоящие из корневого терминоэлемента, обозначающего название органа, и суффикса -ītis (-ит). Примеры: gaster (греч. желудок) + -ītis = gastrītis (гастрит — воспаление слизистой желудка); nephros (греч. почка) + -ītis = nephrītis (нефрит)[10].
Исключения составляют устоявшиеся старые названия воспалительных заболеваний: пневмония (греч. pneumon, лёгкое), ангина — воспаление миндалин, панариций — воспаление ногтевого ложа пальца и др[1].
См. также[править | править код]
- Гомеостаз
- Инфламмасома
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 Пауков, Хитров, 1989, с. 98.
- ↑ А.И. Струков, В.В. Серов. Патологическая Анатомия. — 5-е издание. — 2010. — С. 169. — 848 с. — ISBN 978-5-904090-63-0.
- ↑ Серов, Пауков, 1995, с. 506.
- ↑ 1 2 Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М. Прохоров. — 4-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — 1600 с.
- ↑ Тель, Лысенков, 2007.
- ↑ Mitochondria: Sovereign of inflammation?.
- ↑ 1 2 Барышников, 2002, с. 58.
- ↑ Пауков, Хитров, 1989, с. 106—112.
- ↑ Пауков, Хитров, 1989, с. 105.
- ↑ Городкова Ю.И. Латинский язык. — М.: Кнорус, 2015. — С. 124—125. — 256 с.
Литература[править | править код]
- Пальцев М. А., Аничков Н. М. Патологическая анатомия. Учебник для медицинских вузов (В 2 т.). — М.: Медицина, 2001 (1-е изд.), 2005 (2-е изд.), 2007 (3-е изд.).
- Пауков В.С., Хитров Н.К. Патология. — Учебник для мед. училищ. — М.: Медицина, 1989. — С. 98—112. — 352 с.
- Тель Л.З., Лысенков С.П., Шарипова Н.Г., Шастун С.А. Патофизиология и физиология в вопросах и ответах. — 2 том. — М.: Медицинское информационное агентство, 2007. — С. 66—75. — 512 с.
- Воспаление. Руководство для врачей / Под ред. В.В. Серова, В.С. Паукова. — М.: Медицина, 1995. — 640 с.
- Барышников С.Д. Лекции по анатомии и физиологии человека с основами патологии. — М.: ГОУ ВУНМЦ, 2002. — С. 57—64. — 416 с.
- Атаман А.В. Патологическая физиология в вопросах и ответах. — Учеб. пособие. — К.: Вища школа, 2000. — С. 133—147. — 608 с.
Видео[править | править код]
- «Воспаление» — Центрнаучфильм (Объединение учебных фильмов), 1980 г.
Ссылки[править | править код]
- Воспаление и иммунитет // ImmunInfo.ru
Источник
Воспаление
– сложный патологический процесс, с
помощью которого организм реагирует
на повреждение тканей и целью которого
является восстановление исходного
состояния.
Любой
повреждающий агент (фактор), который
по силе и длительности превосходит
адаптационные возможности ткани, может
вызвать воспаление.
Классификация повреждающих факторов
Экзогенные
факторы:
Микроорганизмы
(бактерии, вирусы)Животные
организмы (простейшие, черви, насекомые)Физические
факторы:
а) термические
воздействия (холод, тепло)
б) ультрафиолетовое
излучение
в) радиоактивное
и рентгеновское излучение
г) механические
воздействия (инородные тела, давление,
разрыв).
Химические
факторы:
а) кислоты
б) щелочи
в) токсические
вещества и ксенобиотики
Эндогенные
факторы.
Они
возникают в самом организме в результате
тех или иных заболеваний или нарушений
(опухоль, желчные и мочевые камни, тромб
в кровеносном сосуде и т.д.).
В классическом
понимании принято выделять три стадии
воспаления:
Альтерацию
(повреждение)Экссудацию
Пролиферацию
Однако
нередко бывает затруднительно определить
четкие границы между вышеперечисленными
стадиями воспаления. Поэтому в зависимости
от процессов, преобладающих на определенном
этапе воспаления, в настоящее время его
стадийность представляется следующим
образом:
Стадия
альтерации:
а) первичная
альтерация
б) вторичная
альтерация
Стадия
экссудации и эмиграцииСтадия
пролиферации и репарации:
а) пролиферация
б) завершение
воспаления
Первичная
альтерация.
Воспаление всегда начинается с повреждения
ткани. После воздействия повреждающего
фактора в клетках происходят структурные
и метаболические изменения. Они бывают
разными в зависимости от силы повреждения,
вида клеток, степени их зрелости и т.д.
Одни клетки при этом гибнут, другие
продолжают жить, третьи даже активируются.
Вторичная
альтерация. Если
первичная альтерация является результатом
непосредственного действия воспалительного
агента, то вторичная – не зависит от
него и может продолжаться и тогда, когда
этот агент уже не оказывает влияния
(например, при лучевом воздействии).
Повреждающий фактор является инициатором,
пусковым механизмом процесса, а далее
воспаление будет протекать по законам,
свойственным определенной ткани или
органу. При этом некоторые клетки
продолжают функционировать, начинают
вырабатывать биологически активные
вещества, вовлекая в динамику воспаления
иные клетки как в зоне воспаления, так
и вне ее.
Клетки
воспаления:
Макрофаги
– они вырабатывают ряд биологически
активных веществ, таких как интерлейкин-I,
ферменты, антиинфекционные агенты –
интерфероны, трансферрин, транскобаламин;
дериваты арахидоновой кислоты –
простагландин Е2,
тромбоксан А2,
лейкотриены; ингибиторы протеаз.
Важнейшая функция макрофагов – фагоцитоз,
а также кооперация с другими клетками
воспаления.
Тучные
клетки. Эти
клетки вырабатывают гистамин, гепарин,
факторы хемотаксиса эозинофилов и
активации тромбоцитов.
Нейтрофилы.
Главная
функция этих клеток – фагоцитоз. Они
попадают из костного мозга в кровь,
эмигрируют из сосудов и в больших
количествах скапливаются в воспаленной
ткани. В нейтрофилах вырабатываются
лейкотриены, ряд ферментов, фактор
активации тромбоцитов и антимикробные
факторы.
Эозинофилы.
Их роль в воспалении определяется
рецепторами, расположенными на
поверхности, и ферментами, находящимися
внутри. Эозинофилы осуществляют
деградацию гистамина и лейкотриенов.
Тромбоциты.
Их роль в воспалении состоит главным
образом в том, что они имеют непосредственное
отношение к микроциркуляции и свертыванию
крови. В тромбоцитах вырабатываются
простагландины, серотонин, гистамин,
тромбоцитарный фактор роста.
Лимфоциты.
Эти клетки
играют роль при любом воспалении,
но
особенно при иммунном.
Фибробласты.
Действие фибробластов проявляется в
последней
стадии
процесса, когда в очаге воспаления
увеличивается число этих клеток,
активизируется синтез в них коллагена
и гликозаминогликанов.
Медиаторы
воспаления.
Медиаторами воспаления называются
биологически активные вещества, которые
синтезируются в клетках или в жидкостях
организма и оказывают непосредственное
влияние на воспалительный процесс.
Таблица 1.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник
Подобный материал:
- Л. И. Параллелизмы в молекулярной организации генома и проблемы эволюции. В кн.: Молекулярные, 251.18kb.
- Передовая статья, 401.51kb.
- И. П. Павлова (наб. Макарова, 6) >10. 30 Открытие конференции 11. 45 Первое пленарное, 519.2kb.
- Молекулярные механизмы обеспечения метаболической толерантности в условиях действия, 553.73kb.
- § Клеточные и молекулярные механизмы обучения и памяти, 230.65kb.
- План лекции Острое воспаление. Определение. Общая схема острого воспаления Основные, 241.55kb.
- Молекулярные механизмы апоптоза при окислительном стрессе 14. 00. 16 патологическая, 606.37kb.
- Рабочая программа дисциплины «введение в биохимическую экологию» Код дисциплины, 145.9kb.
- Молекулярные механизмы формирования множественной лекарственной резистентности у Burkholderia, 787.44kb.
- Плейотропные эффекты статинов при ишемической болезни сердца, 102.84kb.
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ВОСПАЛЕНИЯ
Воспаление
– сложный патологический процесс, с помощью которого организм реагирует на повреждение тканей и целью которого является восстановление исходного состояния.
Любой повреждающий агент (фактор), который по силе и длительности превосходит адаптационные возможности ткани, может вызвать воспаление.
Классификация повреждающих факторов
- Экзогенные факторы:
- Микроорганизмы (бактерии, вирусы)
- Животные организмы (простейшие, черви, насекомые)
- Физические факторы:
а) термические воздействия (холод, тепло)
б) ультрафиолетовое излучение
в) радиоактивное и рентгеновское излучение
г) механические воздействия (инородные тела, давление, разрыв).
- Химические факторы:
а) кислоты
б) щелочи
в) токсические вещества и ксенобиотики
- Эндогенные факторы.
Они возникают в самом организме в результате тех или иных заболеваний или нарушений (опухоль, желчные и мочевые камни, тромб в кровеносном сосуде и т.д.).
В классическом понимании принято выделять три стадии воспаления:
- Альтерацию (повреждение)
- Экссудацию
- Пролиферацию
Однако нередко бывает затруднительно определить четкие границы между вышеперечисленными стадиями воспаления. Поэтому в зависимости от процессов, преобладающих на определенном этапе воспаления, в настоящее время его стадийность представляется следующим образом:
- Стадия альтерации:
а) первичная альтерация
б) вторичная альтерация
- Стадия экссудации и эмиграции
- Стадия пролиферации и репарации:
а) пролиферация
б) завершение воспаления
Первичная альтерация
. Воспаление всегда начинается с повреждения ткани. После воздействия повреждающего фактора в клетках происходят структурные и метаболические изменения. Они бывают разными в зависимости от силы повреждения, вида клеток, степени их зрелости и т.д. Одни клетки при этом гибнут, другие продолжают жить, третьи даже активируются.
Вторичная альтерация.
Если первичная альтерация является результатом непосредственного действия воспалительного агента, то вторичная – не зависит от него и может продолжаться и тогда, когда этот агент уже не оказывает влияния (например, при лучевом воздействии). Повреждающий фактор является инициатором, пусковым механизмом процесса, а далее воспаление будет протекать по законам, свойственным определенной ткани или органу. При этом некоторые клетки продолжают функционировать, начинают вырабатывать биологически активные вещества, вовлекая в динамику воспаления иные клетки как в зоне воспаления, так и вне ее.
Клетки воспаления: Макрофаги
– они вырабатывают ряд биологически активных веществ, таких как интерлейкин-I, ферменты, антиинфекционные агенты – интерфероны, трансферрин, транскобаламин; дериваты арахидоновой кислоты – простагландин Е2, тромбоксан А2, лейкотриены; ингибиторы протеаз. Важнейшая функция макрофагов – фагоцитоз, а также кооперация с другими клетками воспаления.
Тучные клетки.
Эти клетки вырабатывают гистамин, гепарин, факторы хемотаксиса эозинофилов и активации тромбоцитов.
Нейтрофилы.
Главная функция этих клеток – фагоцитоз. Они попадают из костного мозга в кровь, эмигрируют из сосудов и в больших количествах скапливаются в воспаленной ткани. В нейтрофилах вырабатываются лейкотриены, ряд ферментов, фактор активации тромбоцитов и антимикробные факторы.
Эозинофилы
. Их роль в воспалении определяется рецепторами, расположенными на поверхности, и ферментами, находящимися внутри. Эозинофилы осуществляют деградацию гистамина и лейкотриенов.
Тромбоциты.
Их роль в воспалении состоит главным образом в том, что они имеют непосредственное отношение к микроциркуляции и свертыванию крови. В тромбоцитах вырабатываются простагландины, серотонин, гистамин, тромбоцитарный фактор роста.
Лимфоциты.
Эти клетки играют роль при любом воспалении,
но особенно при
иммунном
.
Фибробласты.
Действие фибробластов проявляется в последней стадии процесса, когда в очаге воспаления увеличивается число этих клеток, активизируется синтез в них коллагена и гликозаминогликанов.
Медиаторы воспаления
. Медиаторами воспаления называются биологически активные вещества, которые синтезируются в клетках или в жидкостях организма и оказывают непосредственное влияние на воспалительный процесс.
Таблица 1.
Медиаторы воспаления
Название | Оказываемый эффект | Происхождение |
Клеточные медиаторы | ||
Гистамин | Местное расширение сосудов, повышение их проницаемости | Тучные клетки |
Серотонин | Повышение проницаемости стенки сосудов | Тромбоциты, хромафинные клетки слизистой ЖКТ |
| Лизосомальные ферменты | Вторичная альтерация, хемотаксис | Гранулоциты, макрофаги |
Катионные белки | Повышение проницаемости стенки сосудов | Нейтрофильные гранулоциты |
| Продукты расщепления арахидоновой кислоты | ||
Простагландины(ПГЕ1) | Повышают проницаемость сосудов, отек, хемотаксис | Арахидоновая кислота |
Тромбоксан(ТХА2) | Агрегация тромбоцитов, вазоконстрикция | Тромбоциты |
Простакциклин | Дезагрегация тромбоцитов, расширение сосудов | Эндотелиоциты |
Лейкотриены | Хемотаксис, сокращение гладких мышц, отек | Лейкоциты |
Гуморальные медиаторы | ||
Кинины (брадикинин, каллидин) | Расширение капилляров, увеличение проницаемости, боль, зуд. | α2-глобулины крови |
Система комплемента | Цитолиз, хемотаксис | Плазма крови |
Вторая стадия воспаления –
экссудация
. Это выход жидкой части крови, электролитов, белков и клеток из сосудов в ткани. Выход лейкоцитов (эмиграция) занимает в этом процессе особое место.
Пролиферация и репарация
. На этой стадии постепенно прекращаются деструктивные процессы, которые сменяются созидательными изменениями. Это проявляется размножением клеток и возмещением возникшего ранее дефекта новообразованными клетками. Одновременно идет процесс активного погашения воспалительного процесса, что проявляется ингибированием ферментов, расщеплением и выведением токсических продуктов. Активность клеток воспаления тормозится разными механизмами. Что касается ингибиторов, то здесь важную роль играет α2-макроглобулин. Этот белок является главным ингибитором кининообразующих ферментов крови и таким образом устраняет их влияние: расширение и повышение проницаемости сосудов. Кроме того, он ингибирует большинство протеиназ из лейкоцитов (коллагеназу, эластазу) и тем самым предохраняет от разрушения элементы соединительной ткани.
В прекращении деструктивных явлений при воспалении важную роль играет устранение свободных радикалов. Внутри клеток свободные радикалы нейтрализует супероксиддисмутаза, а в экстрацеллюлярной фазе – церулоплазмин. Изменяется взаимоотношения между клетками. Они перестают вырабатывать одни медиаторы и начинают синтезировать другие. Теперь на тот же медиатор клетка может дать совсем другой ответ, потому что на её поверхности изменяется состав рецепторов.
Источник