Фазы воспалительного процесса медиаторы воспаления

Воспалительный процесс характеризуется отчетливо выраженной фазностью. А.И. Струков [1990] выделяет следующие фазы воспаления:
Фаза повреждения или альтерации.
Фаза экссудации или реакции микроциркуляторного русла с выходом из крови и лимфы в ткани жидкости.
Фаза восстановления или пролиферации.
Фаза альтерации характеризуется нарушением нормального строения клеток и межклеточного вещества, ведущим к их гибели. При этом освобождается огромное количество медиаторов воспаления. Это клеточные медиаторы. Кроме того, большое количество биологически активных веществ устремляется к месту повреждения из плазмы крови (плазменные медиаторы воспаления).
Медиаторы воспаления выполняют целый ряд функций:
изменение (повышение) проницаемости сосудистой стенки;
обеспечение межклеточных взаимодействий воспалительной реакции; роль хемотоксических факторов;
деление и дифференцировка из стволовых клеток тех клеточных форм, которые играют основную роль на каждом этапе воспалительного процесса;
активация фагоцитоза и иммунных реакций.
К медиаторам воспаления относятся биологически активные вещества, выделяемые гранулоцитами, тканевыми базофилами (дегрануляция), эндотелиоцитами, тромбоцитами и другими клетками. Сюда относятся гистамин, серотонин, интерлейкины, лисосомальные гидролазы, простагландины, лейкотриены, система кининов плазмы, фактор Хагемана, медленно реагирующие субстанции и целый ряд других, в том числе и неизученных факторов. В результате действия этих веществ на сосудистую стенку и основное вещество соединительной ткани проницаемость их резко увеличивается, и одновременно происходит резкое расширение просвета микрососудов. Сосудистая стенка как бы подготавливается к следующей фазе воспаления – экссудации.
Экссудация включает в себя такие процессы, как выход из крови в основное вещество окружающей соединительной ткани жидкой части плазмы, а также миграция через сосудистую стенку в ткани клеток крови, принимающих участие в воспалении. В результате паретического расширения сосудов и выхода плазмы крови возникает отек тканей. Отек играет важную роль в системе защитных сил организма по двум причинам. Во-первых, отечная жидкость сдавливает кровеносные и лимфатические сосуды и локализует флогенный фактор, препятствует его широкому распространению в организме. Во-вторых, отечная жидкость уменьшает концентрацию флогенного фактора и, следовательно, его патогенное действие [Мусил Я., 1985]. Кроме того, уменьшая плотность межклеточного вещества, она способствует миграции клеток к очагу воспаления.
Под действием хемотоксических веществ (медиаторов воспаления) лейкоциты крови, в первую очередь нейтрофильные лейкоциты, начинают диапедез через сосудистую стенку. Диапедезу предшествует краевое состояние лейкоцитов, когда они отделяются от общего потока клеток в сосуде и тяготеют к эндотелиоцитам, в последующем приклеиваясь к ним. Диапедез нейтрофильных лейкоцитов осуществляется интерэндотелиоцитарно, т.е. в местах стыка двух эндотелиоцитов. Этому способствует образование так называемых “гистаминовых люков” – расширений промежутков между эндотелиоцитами из-за сокращения их под действием гистамина, а также деполяризация базальной мембраны под влиянием гиалуронидазы и других веществ.
Роль нейтрофильных лейкоцитов в воспалении огромна. Под влиянием флогенных факторов и медиаторов воспаления в них происходит так называемый респираторный взрыв: в клетках вырабатывается большое количество активных форм кислорода (синглетный кислород, супероксидный анион, перекись водорода, а также другие метаболиты), которые оказывают резко выраженное бактерицидное действие. С другой стороны, эти вещества губительны для здоровых тканей и самих нейтрофилов, и при сильно выраженном воспалительном процессе происходит их повреждение с развитием гнойного воспаления. Таким образом, положительный эффект нейтрофилов может легко переходить в отрицательный. Кроме активных форм кислорода, нейтрофилы продуцируют и секретируют целый ряд других веществ, обладающих бактерицидным действием. Таковыми являются содержащиеся в специфических и азурофильных гранулах катионные белки, щелочная фосфатаза, лактоферрин, нейтральные протеазы, миелопероксидаза.
Лизоцим (мурамидаза) расщепляет бактериальную стенку, что вызывает осмотическую гибель бактерий. Лактоферрин конкурирует с бактериями за ионы железа, связывает их, лишая бактерии этого важного минерала и действуя бактериостатически.
Катионные белки и нейтральные протеазы вызывают повреждение мембран клеток и разрушение поверхностных белков. Молочная кислота вызывает снижение рН в фагосомах и, кроме того, обладает прямой бактерицидностью. Комплекс “миелопероксидаза – перекись водорода – галогены” вызывает галогенизацию (окисление) структурных и функциональных белков.
Щелочная фосфатаза нарушает структуру ДНК бактерий, обладая бактериостатическим действием. Таким образом, нейтрофилы вызывают гибель бактерий еще до фагоцитоза, который является вторым этапом их литического действия. Фагоцитируя бактерии и другие микроорганизмы, продукты некроза тканей, лейкоциты при помощи лизосом внутриклеточно расщепляют их до низкомолекулярных веществ, очищая зону воспаления. Это так называемый завершенный фагоцитоз. Если же имеется функциональная несостоятельность нейтрофильных лейкоцитов, то микроорганизм может продолжать существование внутри лейкоцита и даже размножаться (незавершенный фагоцитоз). Это наблюдается, например, при хронической гранулематозной болезни детей. Данное генетическое расстройство, при котором нейтрофильные лейкоциты и моноциты поглощают, но не могут убить содержащие фермент каталазу микроорганизмы, так как теряют способность вырабатывать губительные для этих микробов активные метаболиты кислорода. Таким образом, как видно из данного примера, фагоцитарная бактериолитическая и бактерицидная функции нейтрофилов тесно сопряжены.
Роль лейкоцитов в воспалительном процессе настолько велика, что многие авторы [Елиссев В.Г., 1961; Маянский А.Д., 1991] выделяют эту фазу в самостоятельную лейкоцитарную фазу.
Помимо бактерицидных веществ нейтрофильные лейкоциты выделяют целый ряд медиаторов иммунных реакций, вовлекая в воспалительный процесс все новые клетки. По данным Н.М. Бережной [1989] нейтрофилы выделяют следующие факторы: ингибирующие дифференцировку В-лимфоцитов, усиливающие пролиферацию тимоцитов, ингибирующие функции Т-хелперов, Т-супрессоров, фактор хемотаксиса эозинофилов и др.
При анафилактических реакциях, других видах аллергии в кожу могут мигрировать эозинофильные лейкоциты. Эти клетки участвуют в элиминации комплексов антиген-антитело. Они также увеличиваются в количестве при паразитарных заболеваниях кожи. Их роль в этом случае заключается в выделении специфических белков, которые встраиваются в мембраны клеток паразитов. Это приводит к формированию трансмембранных пор и осмотическому повреждению клеток паразита. Одновременно продукты секреции эозинофильных лейкоцитов повреждают ДНК клеток паразитов.
Под активирующим влиянием нейтрофильных лейкоцитов моноциты крови совершают диапедез через сосудистую стенку и трансформируются в макрофаги. Эта трансформация заключается в увеличении размеров клеток, появлении псевдоподий, накоплении лизосом в цитоплазме. Это так называемые гематогенные макрофаги. Но под влиянием флогенных веществ и медиаторов нейтрофилов к очагу воспаления устремляются макрофаги, предсуществующие в соединительной ткани (гистиогенные макрофаги). Лейкоцитарная фаза воспалительной реакции сменяется макрофагической. По времени она наступает несколько позже лейкоцитарной и достигает максимума через несколько дней. В активизированных макрофагах также наступает респираторный взрыв (механизмы дыхательного взрыва во всех фагоцитах идентичны: мобилизация кислорода начинается после активации НАДФН-оксидазного ферментного комплекса в мембранах клеток с образования супероксиданиона О-2, который трансформируется в синглетный кислород, гидрооксилрадикал ОН..
Медиаторы макрофагов, называемые монокинами, играют очень важную роль в воспалительной реакции. Они поддерживают в очаге воспаления (при необходимости) содержание нейтрофильных лейкоцитов путем усиления дифференцировки их из стволовых клеток крови, активируют Т- и В-лимфоциты и участвуют в их взаимодействии, захватывая, перерабатывая и представляя им антиген в высокоиммунной форме. Медиаторы макрофагов стимулируют размножение фибробластов, регулируют синтез ими межклеточного вещества, т.е. инициируют восстановительные процессы в очаге воспаления. Одной из важных функций макрофагов является поглощение некротизированных масс и очищение зоны будущей репарации, в том числе и от погибших лейкоцитов.
Нейтрофильные лейкоциты и макрофаги являются основными клетками воспалительных инфильтратов, особенно на ранних этапах воспаления. Кроме них, в состав инфильтратов входят Т- и В-лимфоциты, плазмоциты, тканевые базофилы, а при грануломатозном воспалении могут обнаруживаться гигантские клетки инородных тел или типа Лангханса-Пирогова.
Т- и В-лимфоциты появляются в инфильтрате почти одновременно с макрофагами. Их роль заключается в регуляции воспалительного процесса и в регенерации. Кроме того, при иммунном воспалении эти клетки могут стать основными клетками инфильтрата. При этом В-лимфоциты, превращаясь в плазмоциты, секретируют специфические антитела, а Т-лимфоциты – большое количество медиаторов-лимфокинов, участвующих в разрушении собственных клеток кожи. Особенно много плазмоцитов накапливается в пораженной коже при сифилисе, паховой гранулеме, риносклероме, глубоких микозах, хронических фолликулитах.
Роль тканевых базофилов (тучных клеток) в восстановительном процессе огромна, причем они являются участниками воспалительной реакции на разных ее этапах. В фазу альтерации эти клетки усиленно дегранулируют, выделяя гистамин, серотонин, гепарин, являющиеся вазоактивными веществами, подготавливающими сосудистую стенку к миграционным процессам клеток и к выходу из микрососудов жидкой части крови (отек). В фазу экссудации продолжается действие указанных медиаторов, чем поддерживается необходимое состояние повышенной проницаемости сосудистой стенки. Тканевые базофилы активно взаимодействуют с макрофагами и другими иммунокомпетентными клетками, регулируя их активность. Макрофаги, в свою очередь, фагоцитируют гранулы тканевых базофилов [Виноградов В.В., Воробьева Н.Ф., 1972; Юрина Н.А., Радостина А.И., 1991]. Тучные клетки играют большую роль и в стимуляции пролиферативных процессов. Так, они стимулируют размножение клеток эпителия, фибробластов, эпидермиса и его производных [Проценко А.В. и соавт., 1987].
После очищения воспалительного ложа от бактерий, инородных веществ и разрушенных тканей наступает пролиферация клеток, которая, как правило, является завершающей фазой воспаления [Струков А.И., Серов В.В., 1990]. И все же пролиферативные процессы имеют место и в самом начале воспалительной реакции, делению подвергаются эндотелиоциты кровеносных сосудов, адвентициальные клетки, Т- и В-лимфоциты, моноциты. Однако основная интенсивность пролиферативных процессов приходится на более поздние сроки. В это время резко возрастает количество фибробластов как путем дифференцировки их из адвентициальных клеток, так и за счет миграции в очаг воспаления фибробластов из окружающих здоровых тканей. В очагах пролиферации фибробластов начинается фибробластическая фаза воспаления с усиленным синтезом клетками межклеточного вещества (коллагеновых и эластических волокон, основного вещества). Происходит либо ограничение очага воспаления толстыми коллагеновыми волокнами, либо замещение его вновь созданным межклеточным веществом, часто рубцового типа. С течением времени в очаге воспаления остаются лишь фибробласты, постепенно превращающиеся в фиброциты.
При воспалительных процессах в коже в них часто вовлекается эпидермис, активация в нем пролиферативных процессов приводит к акантозу и папилломатозу, что встречается при нейродермите, хронической экземе и др.
При различных воспалительных процессах в коже степень выраженности каждого из компонентов может быть различна, что определяется реактивностью организма и флогенным агентом. Так, при воздействии на кожу химических веществ, токсинов, бактерий, при гиперчувствительности немедленного типа преобладают альтеративные процессы, которые могут сопровождаться фибриноидным изменением соединительной ткани (при аллергических васкулитах, в ревматоидных узелках, при красной волчанке и др.)
Альтеративные процессы особенно выражены при образовании тромбов в сосудах кожи, что наблюдается при васкулитах, в особенности протекающих с некротическими изменениями (аллергический васкулит кожи Руитера, узелковый некротический васкулит Вертера-Дюмлинга).
Преобладание экссудативного компонента в воспалении кожи имеет место при резко выраженной реакции микроциркуляторного русла. Характер экссудата зависит от количества медиатора, интенсивности их действия, чувствительности к медиаторам соответствующих рецепторов клеток, а также от степени повреждения стенок микрососудов.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
13.02.2016783.02 Кб18BOOK-1ispravl_2.doc
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник
Медиаторами воспаления называются биологически активные вещества, которые синтезируются в клетках или в жидкостях организма и оказывают непосредственное влияние на воспалительный процесс. По месту приобретения физиологически активного состояния медиаторы делят на три группы: 1) клеточные- синтезируются тромбоциттами, клетками соединительной ткани, клетками нервной ткани. 2)клеточне -биогенные амины, нейромедиаторы, простогландины, тромбоксаны.3) плазменные медиаторы- кинины, компоненты системы комплемента, факторы системы гемостаза. 4) промежуточные- цитокины. Гуморальные медиаторы воспаления синтезируются в плазме и в тканевой жидкости в результате действия соответствующих ферментов. Первоначальной причиной появления (или увеличения количества) этих веществ является альтерация. Именно в результате повреждения клеток освобождаются и активируются лизосомальные ферменты, которые активируют другие ферменты, в том числе содержащиеся в плазме, в результате чего возникает целый ряд биохимических реакций. Поначалу они носят хаотический характер (“пожар обмена”), а продукты расщепления не имеют физиологического значения, нередко токсичны. Постепенно, однако, в этом процессе появляется определенный биологический смысл. Протеолитические ферменты расщепляют белки не до конца, а только до определенного этапа (ограниченный протеолиз), в результате чего образуются специфические вещества, действующие целенаправленно и ызывающие специфический патофизиологический эффект. Оказалось, что одни из них действуют преимущественно на сосуды, повышая их проницаемость, другие – на эмиграцию лейкоцитов, третьи – на размножение клеток. Первым обнаружил определенный “порядок” и закономерность в процессе воспаления В. Менкин. В воспалительном экссудате он выявил и индивидуализировал химические вещества и сопоставил с ними определенные слагаемые воспаления: гиперемию, лейкоцитоз, хемотаксис.
Одним из клеточных медиаторов воспаления является гистамин. Он содержится в гранулах тканевых базофилов (тучные клетки или лаброциты) в комплексе с гепарином и химазой в неактивной форме. В. свободном состоянии он оказывает расширяющее действие на мелкие сосуды (капилляры, венулы), увеличивая проницаемость их стенки. В малых дозах гистамин расширяет артериолы, в больших – суживает венулы. Выброс гистамина осуществляется вместе с выбросом в окружающую среду всех или части гранул тканевых базофилов при их дегрануляции. Этому может способствовать воздействие тепла, ионизирующего или ультрафиолетового излучения, растворов солей, кислот, белков, синтетических полимеров и мономеров, поверхностно-активных веществ. Дегрануляция всегда наблюдается при иммунных реакциях, т.е. при взаимодействии антигена с антителом на поверхности тканевых базофилов.
Другим клеточным медиатором воспаления является серотонин. У человека он содержится в тромбоцитах, хромаффинных клетках слизистой оболочки кишок, а также в некоторых нервных структурах. При разрушении клеток серотонин поступает в среду, вызывая повышение проницаемости сосудов.
Тканевые базофилы вырабатывают также гепарин, роль которого при воспалении заключается в том, что он препятствует образованию фибрина на внутренней оболочке капилляров, способствуя также увеличению проницаемости их стенки.
Лимфокины – вещества белковой природы, образующиеся в лимфоцитах, также относятся к медиаторам воспаления. Описано более десяти различных лимфокинов. При воспалении наибольшее значение имеют три из них: фактор, угнетающий эмиграцию макрофагоцитов, фактор, активирующий макрофагоциты, фактор хемотаксиса.
В клетках крови (лейкоцитах, тромбоцитах и др.) образуется еще одна группа веществ, играющих важную роль в динамике воспаления. Это простагландины. Источником их образования являются фосфолипиды клеточных мембран. Нарушение строго упорядоченной структуры фосфолипидов в мембране делает их доступными действию фосфолипазы А2, в результате чего отщепляется арахидоновая кислота. С нее начинается каскад химических реакции, идущих в двух направлениях. Сели на арахидоновую кислоту действует фермент циклоксигеназа, то в итоге образуются простагландины (ПГЕ2, ПГФ2, ПГИ2) или простациклины (ПГИ2), если же свою активность проявляет прежде всего липоксигеназа, то получаются лейкотриены. Дальнейшее превращение простагландинов происходит под влиянием тромбоксансинтетазы, в результате чего образуется тромбоксан А. Последний вызывает сужение сосудов, агрегацию тромбоцитов, тромбоз, отек, боль.
Другой путь биосинтеза простагландинов заключается в том, что под влиянием простациклинсинтетазы образуется простациклин (ПГИ2). Этот процесс совершается в эндотелиоцитах, где и находится указанный фермент. Он оказывает действие, противоположное тромбоксану: расширяет сосуды и подавляет агрегацию тромбоцитов. Таким образом, арахидоновая кислота дает начало двум веществам с противоположным действием, причем выбор одного из путей биосинтеза, по-видимому, связан с состоянием эндотелия. В неповрежденных эндотелиальных клетках содержится достаточно простациклинсинтетазы и весь ПГГ2 превращается в простациклин. Если же эндотелий поврежден, то этого фермента будет недоставать и потому часть ПГГ превращается в тромбоксан 2. Арахидоновый каскад представляет интерес еще и потому, что в ходе его образуются свободные радикалы, которые могут повреждать клеточные мембраны, в том числе и лизосом.
Лейкотриены оказывают хемотаксическое и хемокинетическое (нецеленаправленное движение) действие, повышают проницаемость, вызывают сокращение гладких мышц, индуцируют образование тромбоксанов.
К медиаторам воспаления относятся также циклические нуклеотиды, которые правильнее было бы назвать не медиаторами, а модуляторами, так как они не создают полной картины воспаления, а могут лишь в той или иной степени преобразовывать ее. Циклические нуклеотиды обусловливают эффект действия других медиаторов, выделение клетками лизосомальных ферментов и др. Отмечено противоположно направленное действие цАМФ и цГМФ. Так, первый подавляет выделение гистамина и лизосомальных ферментов, а второй, наоборот, способствует ему.
Из гуморальных медиаторов воспаления наибольшее значение имеют кинины – группа вазоактивных полипептидов, образующихся в результате каскада биохимических реакций, начинающихся с активации фактора Хагемана (рис. 12.4). Соприкосновение с поврежденной поверхностью или изменение внутренней среды (температура, рН) приводит к тому, что этот фактор становится активным и действует на находящийся в плазме прекалликреин, превращая его в калликреин. Последний в свою очередь влияет на α2-глобулины, отщепляя от них полипептидную цепочку, состоящую из 9 (брадикинин) или 10 аминокислотных остатков (каллидин). Плазменные кинины оказывают непосредственное влияние на тонус и проницаемость сосудистой стенки, вызывая расширение прекапиллярных артериол и увеличивая проницаемость стенки капилляров. Кроме того, они обусловливают типичные для воспаления зуд и боль. Медиаторы калликреин-кининовой системы при воспалении влияют на реологические свойства крови, т.е. на ее способность находиться в жидком и текучем состоянии. Из рис. 12.4 видно, что активный фактор Хагемана может инициировать процессы кининообразования, гемокоагуляции и фибринолиза. Выпадение нитей фибрина и образование тромбов в зоне воспаления определенным образом связаны с состоянием калликреин-кининовой системы.
К гуморальным медиаторам воспаления относятся компоненты комплемента. Известно, что последний является важным защитным фактором организма, но вместе с этим он может способствовать повреждению собственных тканей, что бывает при воспалении, особенно иммунном. Объясняется это тем, что из 9 компонентов комплемента 3 имеют ближайшее отношение к рассматриваемому процессу. Так, комплемент С5 обладает способностью фиксироваться на сенсибилизированных и несенсибилизированных антителами клетках и разрушать их мембраны. Фрагменты СЗа и С5а, а также трехмолекулярный комплекс С567 вызывают хемотаксис лейкоцитов. Наконец, клетки, нагруженные фрагментами С36, становятся объектом активного фагоцитоза.
Соседние файлы в предмете Патологическая физиология
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник