Патогенез острого и хронического воспаления
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 15 августа 2017;
проверки требуют 25 правок.
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). При аллергии не указан следующий механизм неинфекционного воспалительного ответа. Не берется во внимание, что любая аллергическая реакция приводит к повреждению тканей. Что при определенных условиях, когда происходит сенсибилизация организма больного (выработка иммуноглобулина Е) и прикрепление его на внутренней поверхности кровеносных сосудов будущих органов-мишеней, которые повреждаются аллергическими реакциями немедленного типа в результате выхода «медиаторов воспаления». (Аллергология и иммунология: национальное руководство под ред. Р.М. Хаитова, Н.И. Ильиной.- М. ГЭОТАР-МЕДИА, 2009.-656 с.- ISBN 978-5- 9704-0903-9/
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 — это типовой патологический процесс, заключающийся в преимущественно защитной реакции организма на различные болезнетворные воздействия, выражением которой является повреждение тканей (альтерация), нарушение микроциркуляции с повышением сосудистой проницаемости, экссудация и эмиграция лейкоцитов, а также образование новых тканевых элементов, т.е. пролиферация, приводящее к заживлению дефекта.
Таким образом, единый комплекс трех компонентов: альтерация, экссудация с эмиграцией и пролиферация составляют сущность воспаления, как качественно своеобразный процесс. Без любого из этих компонентов нет воспаления, но каждый из них может существовать самостоятельно вне воспалительной реакции.
3.1. АЛЬТЕРАЦИЯ происходит от латинского слова «Altere» (изменение).
Альтерация бывает первичная и вторичная:
Под первичной альтерацией понимают изменение в тканях под влиянием самого патогенного агента. Они зависят от силы и длительности повреждения клеточной территории, нервных окончаний, сосудов и др., а также от резистентности, локализации и других свойств ткани.
Вторичная альтерация является следствием воздействия на соединительную ткань, микрососуды и кровь высвободившихся внеклеточно лизосомальных ферментов и активных метаболитов кислорода, источниками которых являются активированные иммигрировавшие и циркулирующие фагоциты. Вторичная альтерация является реакцией организма на уже вызванное вредным началом повреждение. Это неотъемлемая часть воспалительного процесса. Дополнительное встречное повреждение направлено на скорейшее отграничение флогогена и поврежденное под его воздействием ткани от всего организма.
3.2. СОСУДИСТАЯ РЕАКЦИЯ— следующий компонент воспалительного процесса. В результате сосудистой реакции в очаге воспаления резко ограничивается распространение патогенного агента, нарушается обмен веществ, что вызывает дистрофию и некроз тканей, образование биологически активных веществ, экссудацию жидкой части крови в ткань и эмиграцию лейкоцитов, выполняющих при воспалении основную функцию — фагоцитоз болезнетворных факторов и участие в формировании других неспецифических механизмов защиты, а также иммунитета, необходимых для создания воспалительных барьеров.
3.2.1. Рассмотрим динамику изменения микроциркуляции при воспалении.
Главные события в период подготовки к острому воспалению разыгрываются в области, так называемой, микроциркуляторной единицы (А.М.Чернух). Она включает в себя конечные отделы артерий — терминальные артериолы диаметром 20-3О мкм. прекапиллярные сфинктеры, обменные микрососуды — истинные капилляры и синусоиды, и наконец — посткапиллярные собирательные венулы.
Для изучения микроциркуляции, в том числе и в очаге воспаления, разработаны оригинальные приемы. Они основаны на вживлении прозрачных камер из пластика в защечный мешок хомячка, ухо кролика или в другие участки тела. Через стенку камеры удобно вести биомикроскопические исследования, т.е. наблюдать под микроскопом на живом объекте за «игрой» микрососудов в зоне начинающегося и уже полностью развернувшегося воспаления, а также за изменениями микроциркуляции под влиянием различных медиаторов воспаления. Биомикроскопические методы сочетаются с флюоресцентной микроскопией, которая позволяет наблюдать за выходом индикаторных красок из сосуда в ткань. Для изучения микроциркуляции используется телевизионная микроскопия с видеозаписью, растровая электронная микроскопия. усовершенствованные методы микро- и киносъемки.
Сразу же в ответ на повреждение возникает: 1) кратковременное сужение приводящих артериол (спазм), которое длится от 10-20 сек до нескольких минут. В механизме спазма, или вазоконстрикции главную роль играют местно освобождающиеся катехоламины. Спазму способствует также болевая реакция. Поскольку катехоламины быстро разрушаются ферментом моноаминоксидазой, спазм длится недолго.
2) Вслед за сокращением происходит расширение артериол, развивается покраснение или артериальная гиперемия. В механизме расширения артериол важную роль играют аксон-рефлексы. Ацидоз и другие изменения характеристик среды в зоне повреждения раздражают окончания чувствительных нервов. В окончании эфферентного аксона выделяется ацетилхолин. За счет расширения артериол по периферии очага воспаления развивается стойкое покраснение — коллатеральная гиперемия. Гиперемированный красный ободок является наружной зоной, окружающей патологический очаг.
Визуально ранним проявлением повреждения ткани является усиление кровотока вследствие расширения артериол, причем вначале кровь проходит быстрее по артерио-венозным анастомозам. Таким образом, первая фаза артериальной гиперемии имеет нейрогенный механизм. Вторая фаза носит название артериальная воспалительная гиперемия, которая имеет миопаралитическую природу и сопровождается расширением сосудов сопротивления и капилляров. Сущность миопаралитической воспалительной артериальной гиперемии заключается в том, что сосуды микроциркуляторного русла, прежде всего прекапилляры, достигнув максимального расширения, перестают реагировать на сосудосуживающие раздражения. Длится эта фаза от 30 минут до суток, в течение которых наблюдается покраснение, потепление тканей, ускорение кровотока, увеличение артериального давления в сосудах. В этот период происходит значительное увеличение объема и протяженности кровотока по сети капиллярных сосудов вследствие расширения артериол. Изменения в самой капиллярной стенке еще незначительны и поэтому экстраваскулярная потеря плазмы здесь небольшая. Постепенное повреждение сосудистой стенки, как правило, идет параллельно со снижением тонуса и исчезновением спонтанной миогенной активности, что говорит об общем механизме этих явлений. Тогда же сосуды и, в первую очередь, прекапиллярный сфинктер становятся менее чувствительными к сосудосуживающим медиаторам (в норме пороговая концентрация адреналина, вызывающего сокращение сфинктера, составляет 1:250000), а затем вовсе перестает на них реагировать.
При артериальной гиперемии возрастает объемная скорость тока крови (Q), т.е. увеличивается ее количество, протекающее через участок кровоснабжения по капиллярам в единицу времени. При этом линейная скорость кровотока V, которая определяется по формуле V=Q/S, может оставаться прежней или даже снижаться за счет увеличения суммарного поперечного сечения раскрытых и расширенных капилляров (S). В этой фазе приток крови в капилляры и венулы увеличивается и давление в них возрастает. Расчеты показывают, что при артериальной гиперемии в артериолах давление увеличивается в среднем на 25 см вод. ст., в капиллярах — на 7 см, а в венулах — на 9 см вод.ст. (Цвейфах). Текучесть крови тоже возрастает.
Вслед за артериальной гиперемией развивается третья Фаза сосудистой реакции — венозная гиперемия, которая сопровождается замедлением тока крови, расширением сосудов, что внешне проявляется в виде синюшности, отека, снижения температуры. Венозная гиперемия завершается престазом и стазом. В эту фазу в артериальной части микроциркуляторного русла преобладают вазодилятаторные реакции и отсутствуют или резко снижаются вазоконстрикторные. что доказывается резким угнетением реакции сосудов на катехоламины или на раздражение сосудосуживающих нервов.
Существует несколько внутри- и внесосудистых причин перехода артериальной гиперемии в венозную:
1. Уже в период артериальной воспалительной гиперемии проявляются признаки замедления оттока крови по собирательным венулам, вследствие увеличения их чувствительности к катехоламинам, что обусловлено местным увеличением концентрации серотонина.
2. Паралич вазоконстрикторов, обусловленный гистамином, брадикинином и др. биологически активными веществами приводит к тому, что стенки резистивных сосудов перестают сокращаться в ответ на их наполнение в такт деятельности сердца, т.е. исчезает миогенный сосудистый тонус.
3. Экссудат увеличивает внутритканевое давление, что вызывает сдавливание вен и лимфатических сосудов в связи с чем нарушается отток крови и лимфы.
4. При венозном застое в результате резкого замедления кровотока в сосудах скапливаются агрегаты эритроцитов в виде монетных столбиков. Это сменяется развитием «сладжа»‘ (от англ. sludge — грязь, тина), когда полностью стираются границы между отдельными эритроцитами и в просвете микрососудов собирается однородная красная масса. Замедление кровотока ведет к перераспределению тромбоцитов и лейкоцитов в пристеночный слой. Это создается дополнительное препятствие для кровотока и еще больше его замедляет.
5. Сгущение, крови и тромбоз в мелких сосудах при воспалении возникает в результате действия нескольких факторов: уменьшения выделения стенкой сосуда ингибиторов агрегации тромбоцитов и антикоагулянтов, снижения заряда клеток эндотелия, увеличения концентрации тканевых факторов свертывания. В целом начинают преобладать прокоагулянты. происходит тромбообразование.
6. Эндотелиальные клетки набухают в результате ацидоза и действия биологически активных веществ, образующихся при воспалении, что вызывает активацию сократительного аппарата эндотелиальных клеток, вследствие чего клетка из веретенообразной формы становится округлой.
7. Ацидоз и гиперосмия в ткани приводит к увеличению гидрофильнсти тканевых коллоидов и в том числе коллагеновых и других волокон, вплетающихся в стенки мелких вен, удерживающих их в здоровой ткани в постоянном положении (В.В.Воронин). В результате ослабления этого “сосудистого каркаса” происходит спадение мелких сосудов, что нарушает их проходимость.
8. Замедление кровотока обусловлено также значительным возрастанием площади поперечного сечения кровеносного русла по сравнению с нарастанием объема протекающей крови вследствие увеличения числа функционирующих микрососудистых единиц, ранее находившихся в недеятельном состоянии.
Процесс замедления движения крови прогрессирует и в некоторых сосудах вначале возникает престаз и затем полная остановка кровотока — стаз. Стаз возникает в результате закрытия просвета посткапиллярной венулы агрегатами клеток или тромбами изнутри, либо из-за его пережатия снаружи экссудатом. При повреждениях эндотелия микрососудов нарушения микроциркуляции могут сразу сводиться к стазу, минуя все предшествующие фазы расстройств кровотока. Это можно наблюдать, например, при тяжелых ожогах, термических или химических, при механических разрывах сосудов, при повреждении эндотелия иммунными комплексами. Такие нарушения кровотока еще больше увеличивают проницаемость стенки сосудов и других биологических мембран, что способствует тромбозам, распаду тканей, образованию и скоплению токсических продуктов.
Возникая в результате закупорки сосудов, стаз в то же время создает условия для локального повышения факторов свертывания крови. Стаз дает возможность сконцентрироваться плазменным и клеточным медиаторам воспаления в одном месте, на коротком отрезке сосудистого русла, препятствуя их “расширению по кровотоку”. Наконец, благодаря стазу лейкоциты получают возможность окончательно осесть в пристеночном слое и вступить в тесный контакт с эндотелием микрососудов.
Источник