Клеточные и гуморальные факторы воспаления
| Группа | Медиатор | Источник образования | |
Гуморальные медиаторы | |||
| Система комплемента | С5-С9,С3а, С5а,С3в | Плазма крови | |
| Свертывающая система крови | Факторы свертывания крови, | Плазма крови | |
| Кининовая система | Брадикинин | Плазма крови | |
Клеточные медиаторы | |||
Биогенные амины | Гистамин | Тучная клетка, базофил | |
Серотонин | тромбоцит | ||
Протеолитические ферменты | желатиназа, эластаза, коллагеназа, катепсины и др | Гранулоциты, макрофаги | |
химаза, триптаза | Тучная клетка | ||
| Нейропептиды | Субстанция Р Нейрокинины А и В | Нервные окончания | |
| Цитокины | Интерлейкины, фактор некроза опухоли, интерфероны хемокины | Различные клетки | |
| Липидные медиаторы | Фактор активации тромбоцитов | Различные клетки | |
| Простагландины и тромбоксаны | ПГ Е2, D2, F2a, простациклин, TXA2 | Различные клетки | |
| Лейкотриены | ЛТ-В4 ЛТ-С4, D4 , Е4 | Различные клетки | |
| Активные формы кислорода | перекись водорода [Н2О2], супероксидный радикал [О2×-], гидроксильный радикал [×ОН], оксид азота [NO] | Различные клетки | |
По химической природе медиаторы воспаления являются белками и их производными, но они могут быть и небелковыми веществами. По механизму действия выделяют медиаторы воспаления, действующие преимущественно на сосуды или на эмиграцию клеток. Практически все медиаторы воспаления обладают сразу несколькими эффектами и часто дублирующими действие друг друга.
Характеристика основных медиаторов воспаления
Гистамин. Гистамин образуется в тучных клетках и базофилах крови. Имеется 2 типа рецепторов к гистамину: первого типа (Н1) и второго типа (Н2). Гистамин вызывает расширение артериол, повышение их проницаемости, бронхоспазм (преимущественно через рецепторы 1-го типа) и потенцирует ощущение боли.
Серотонин. Основной источник серотонина – тромбоциты. Серотонин накапливается в тромбоцитах и выделяется при их активации. Серотонин стимулирует агрегацию тромбоцитов, но также, влияет на сосудистый тонус, преимущественно как вазоконстриктор (в венулах) и вазодилататор (в артериях). Кроме того, серотонин повышает проницаемость сосудистой стенки и способствует развитию отека.
Протеолитические ферменты. В очаге воспаления выделяется большое количество ферментов из разных клеток: лейкоцитов (желатиназа, эластаза, коллагеназа, катепсины и др.), из тучных клеток (химаза, триптаза), а также ферменты лизосом из поврежденных паренхиматозных клеток и другие. Протеолитические ферменты непосредственно повреждают клеточные мембраны, способны разрушать базальную мембрану сосудов, они вызывают нарушение энергетического обмена клеток.
Брадикинин. Он активируется в плазме крови под воздействием фермента калликреина. При воспалении происходит активация калликреина, что сопровождается активацией сразу трех систем плазмы крови: калликреин-кининовой, свертывающей и фибринолитической. Брадикинин вызывает вазодилатацию, повышение проницаемости сосудов, бронхоспазм, является сильным медиатором боли.
Простагландины и тромбоксаны – продукты метаболизма арахидоновой кислоты по циклооксигеназному пути. При воспалении происходит мощная индукция образования ПГ-Е2, прежде всего в макрофагах. ПГ-Е2 вызывает вазодилатацию, повышает проницаемость сосудов, расширение бронхов, он является сильным медиатором боли и лихорадки, а также тормозит агрегацию тромбоцитов. ПГ-D2 – основной простагландин, образующийся в тучных клетках. ПГ-D2 вызывает вазодилатацию, угнетает агрегацию тромбоцитов и оказывает выраженный хемотаксический и активирующий эффект на клетки иммунной системы, прежде всего на Т-клетки и эозинофилы. ПГ-I2 образуется исключительно в эндотелиальных клетках и называется также «простациклин». Основными эффектами простациклина является вазодилатация и угнетение агрегации тромбоцитов. ТхА2 (тромбоксан А2) – образуется преимущественно в тромбоцитах и, в меньшей степени в эндотелиальных клетках, и является мощным активатором агрегации тромбоцитов и вазоконстриктором.
Лейкотриены, как и простагландины, образуются в результате метаболизма арахидоновой кислоты. Основными источниками лейкотриенов являются тучные клетки, а также лейкоциты (базофилы, эозинофилы, нейтрофилы) и макрофаги. Лейкотриены обладают различной функцией: ЛТ-В4 – мощный хемоаттрактант и активатор лейкоцитов, в то время как ЛТ-С4, D4 и Е4 – обладают мощным констрикторым действием на бронхи, и вызывают увеличение проницаемости сосудов. На тонус сосудов лейкотриены влияют неоднозначно, вызывая в сосудах одних органов констрикцию, а в сосудах других органов вазодилатацию.
Активные формы кислорода (АФК). При воспалении наибольшие количества образуются в макрофагах и нейтрофильных лейкоцитах, т.к. АФК являются важным инструментом их антимикробной активности. Одни активные формы кислорода не обладают свойствами свободных радикалов (перекись водорода [Н2О2], пероксинитрит [ONOO-] и др.), другие являются свободными радикалами (супероксидный радикал [О2×-], гидроксильный радикал [×ОН], гидропероксильный радикал [НО2×]). Из всех перечисленных АФК необходимо особо отметить пероксинитрит, который образуется преимущественно при воспалении, т.к. является продуктом реакции супероксидного радикала [О2×-] с большим количеством оксида азота [NО].
Оксид азота. При воспалении цитокины и другие стимулы вызывают экспрессию индуцируемой NO-синтазы в самых разных клетках: макрофагах, эндотелиальных клетках, паренхиматозных и других клетках. Количество оксида азота, который образуется индуцируемой NO-синтазой, в несколько раз превышает его физиологические концентрации, и он начинает проявлять свое повреждающее действие, обладая активностью свободных радикалов, что сопровождается выраженным вторичным повреждением.
Фактор активации тромбоцитов (ФАТ). При воздействии фосфолипазы А2 на фосфолипиды клеточных мембран, в клетке (преимущественно в эндотелиоцитах и тромбоцитах) происходит образование фактора активации тромбоцитов. ФАТ активирует не только тромбоциты, но также и лейкоциты (преимущественно нейтрофильные), вызывает вазодилатацию. ФАТ синтезируется преимущественно в эндотелиоцитах, тромбоцитах, макрофагах, нейтрофильных лейкоцитах. Считается, что фактор активации тромбоцитов является одним из важных медиаторов воспаления, отвечающих за лейкоцитарную реакцию и связанное с ней вторичное повреждение тканей.
Система комплемента. Система комплемента включает в себя комплекс плазменных белков – ферментов и участвует в иммунном ответе (мембраноатакующий комплекс, С3b), а также вызывает активацию тучных клеток, лейкоцитов, эндотелиоцитов и других клеток (С3а, С5а).
Активация системы комплемента может происходить по «классическому» и «альтернативному» пути (рис. 1). Классический путь активации происходит после образования комплекса антиген-антитело. Альтернативный путь активации начинается с прямой активации С3 фрагмента на мембране микроорганизма. Фрагменты системы комплемента – С3а и С5а, вызывают активацию тучных клеток, усиливают вазодилатацию, повышают сосудистую проницаемость, способствуют активации и эмиграции нейтрофилов в очаг воспаления. Фрагмент С3b необходим для успешного фагоцитоза, т.к. является важным опсонином. А комплекс С5b-С9 называется мембраноатакующим комплексом (МАК) и вызывает непосредственный лизис участка мембраны клетки – мишени, что очень важно для реализации противомикробного иммунитета.
Цитокины. Главными их источниками являются макрофаги и тучные клетки; кроме них цитокины вырабатывают лейкоциты крови и фибробласты. Основными цитокинами являются интерлейкины (ИЛ), которых в настоящее время описано более 30, интерфероны альфа, бета и гамма (ИФ-a, ИФ-b, ИФ -g), а также альфа-фактор некроза опухоли (ФНО-a). Их основная функция – регуляция клеточной активности и кооперации, прежде всего клеток иммунной системы. Наибольшее значение для развития воспаления имеют ИЛ-1b, ИЛ-6, и ФНО-a. Эти цитокины вызывают экспрессию индуцируемых циклооксигеназы (ЦОГ-2) и синтазы оксида азота в различных клетках, стимулируют иммунный ответ, обеспечивают активацию эндотелия, индуцируют синтез белков острой фазы воспаления, вызывают лейкоцитоз и лихорадку.
Хемокины. Хемокины также относятся к цитокинам, но с узкой направленностью действия. Хемокины привлекают клетки, главным образом лейкоциты (хемотаксис) в очаг воспаления. Описано более 40 различных хемокинов: одни хемокины привлекают в очаг воспаления нейтрофильные лейкоциты, например ИЛ-8, другие – моноциты, например, моноцитарный хемотаксический протеин-1 (MCP-1), эозинофилы (эотаксин).
Нейропептиды. Нейромедиаторы образуются в некоторых центральных и периферических нейронах. Основными нейропептидами являются субстанция-Р, нейрокинин-А и нейрокинин-В. Нейропептиды оказывают в целом сходный эффект: они вызывают выраженную вазодилатацию, констрикцию бронхов, активируют клетки иммунной системы, кроме того, являются медиаторами боли. При воспалении происходит повреждение и активация чувствительных нервных волокон, выделяются нейропептиды, которые становятся заметными медиаторами воспаления.
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 30 июля 2020; проверки требует 1 правка.
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].
Так как воспаление – это естественная реакция здоровой ткани на повреждение, его не совсем уместно называть “патологическим” процессом. Термин “патологический” будет оправдано применять только к отклонениям от нормального протекания реакции защиты, которые не приводят к нужному конечному результату[11].
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.
- ↑ Шилов В. Н. (2006) Молекулярные механизмы структурного гомеостаза. Москва, издательство “Интерсигнал”. 286 с., с. 238.
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