Воспаление неспецифическая защита организма

Защитная функция — одна из важнейших функций тканей внутренней среды. В ее выполнении принимает участие не только кровь, лимфоидная ткань и органы кроветворения, но и соединительная ткань.

Основная задача защиты — сохранность организма при его взаимодействии с внешней средой. Кроме того, организм должен быть защищен от собственных поврежденных, отмерших клеток. Любая защитная реакция должна включать три этапа: распознавание чужеродного объекта (стадия рецепции), подготовка реакции организма (стадия активации) и завершение защитной реакции, ответ организма (эффектор- ная стадия).

Первичную (неспецифическую) защиту организма обеспечивают:

• • покровы (кожа, слизистые оболочки);
• • бактерицидные свойства слюны, секрета железистых клеток кишечника, кислая среда желудочного сока;
• • сосудистые реакции и система свертывания крови;
• • фагоцитарные свойства многих клеток крови и соединительной ткани;
• • С-реактивные белки, вырабатываемые клетками печени. Они способны оседать на поверхности бактерий и грибов, в результате чего макрофаги и другие клетки легко узнают и уничтожают эти чужеродные объекты;
• • белки плазмы крови (комплемент, ферментные системы плазмы).

Все эти реакции неспецифичны — т. е. развиваются в ответ на попадание в организм (кровь) разных объектов (антигенов). Характерным примером неспецифической защиты организма является реакция свертывания крови и воспалительная реакция.

Воспаление — это неспецифическая защитная реакция организма на повреждение целостности тканей и проникновение чужеродных организмов или веществ.

Воспаление имеет тесную связь с иммунными реакциями организма и является основным механизмом естественного (врожденного) иммунитета.

Воспаление сопровождается характерными признаками: местным повышением температуры, покраснением тканей, отеком и болью. Как же развиваются воспалительные реакции? Какие клетки и структуры принимают участие в этом важном для всех нас процессе?

Воспалительная реакция.

Рассмотрим воспалительную реакцию, возникающую при попадании в организм занозы.

Процесс начинается с повреждения покровного эпителия и соединительной ткани кожи. Происходит разрыв мелких сосудов и капилляров. Во внутреннюю среду организма попадают чужеродные вещества (компоненты занозы) и бактерии, которые присутствовали на ее поверхности. Дальше развивается целая цепь реакций, в которых принимают участие клетки крови и молекулы плазмы, клетки соединительной ткани, сосудистая система, клетки иммунной системы:

1) из поврежденных капилляров в ткань попадает целый комплекс молекул плазмы, которые являются так называемыми медиаторами, или факторами воспаления (табл. 11.3).

Наиболее интересными среди белков плазмы крови, принимающих участие в воспалительных защитных реакциях, являются молекулы комплемента.

Комплемент — группа глобулярных белков плазмы крови, предназначенных для борьбы с патогенами (бактериями, вирусами, токсинами, измененными клетками) или комплексом «антиген — антитело». Наряду с макрофагами комплемент рассматривается как один из первых участников защитных реакций организма. Комплемент состоит

Таблица 11.3

Основные молекулы, принимающие участие в развитии и регуляции процесса воспаления

(«медиаторы воспаления»)

из девяти белковых компонентов С1—С9, каждый из которых состоят из субъединиц. Активация комплемента может происходить двумя путями:

• • классическим, при котором молекулы комплемента соединяются с комплексом «антиген — антитело» и активируются. В результате последующей сложной каскадной реакции субъединицы комплемента формируют в мембране патогена так называемый «мембраноатакующий комплекс» в виде ионного канала (поры), через который свободно проходят молекулы воды, соли и ионы и даже молекулы белков. В результате нарушается проницаемость мембраны, происходит лизис и гибель патогена;
• • альтернативным, при котором активация комплемента происходит при контакте его субъединиц непосредственно с поверхностью бактерии. В конечном итоге также формируется пора и патоген гибнет. При этом одновременно происходит активация макрофагов, нейтрофилов и усиление фагоцитоза патогенов;
• 2) одновременно из капилляров в район воспаления мигрируют нейтрофилы, моноциты (макрофаги), которые активируются факторами воспаления и начинают активно фагоцитировать бактерии, остатки погибших клеток, мелкие частички занозы. Многие из этих клеток погибают. Начинается нагноение ранки;
• 3) медиаторы воспаления активируют тучные клетки соединительной ткани, и происходит дегрануляция этих клеток. В гранулах тучных клеток содержится мощный медиатор воспаления — гистамин, который еще больше усиливает проницаемость сосудов и привлекает в очаг воспаления фагоцитирующие клетки. Другое вещество из гранул тучных клеток — серотонин — действует на гладкую мускулатуру сосудов, расширяя их. Это вызывает приток крови к месту воспаления — происходит покраснение ранки и повышение температуры;
• 4) количество активных нейтрофилов и макрофагов увеличивается. Они не только фагоцитируют бактерии, но и сами синтезируют новые порции медиаторов воспаления: интерлейкинов, интерферонов, факторов некроза опухолей (ФНО). Эти вещества усиливают активность клеток (аутокринный тип активации), увеличивают хемотаксис, еще более повышают проницаемость сосудов. Помимо фагоцитоза макрофаги уничтожают бактерии с помощью, так называемого кислородного взрыва. Под действием медиаторов воспаления у макрофагов резко увеличивается потребление кислорода и клетка синтезирует мощные оксиданты — активные формы кислорода (Н202, CIO-, NO, 02~). Эти соединения губительно действуют на болезнетворные бактерии;
• 5) в конце воспалительной реакции вступают в действие эозино- филы, гранулы которых содержат вещества, тормозящие воспалительный процесс. Активируются фибробласты соединительной ткани — они образуют своеобразный чехол вокруг места проникновения занозы, в клетках этого чехла появляются даже элементы сократимых нитей (как в мышцах), и заноза постепенно выталкивается из тела;
• 6) поврежденный эпителий восстанавливается.

Таким образом, мы видим, каким сложным и многоступенчатым процессом является воспаление. Это первый барьер против проникновения в наш организм чужеродных организмов и веществ. К сожалению, этот барьер не абсолютный.

Во-первых, он неспецифичен, т. е. действует всегда по одной и той же схеме. Поэтому бактерии в процессе эволюции выработали способы защиты от действия воспалительных реакций.

Во-вторых, антигены (чужеродные вещества), попавшие в наш организм могут вызвать очень сильную реакцию тучных клетки. Массовая активация тучных клеток и выделение ими больших количеств «медиаторов воспаления» может вызвать очень сильную реакцию организма — аллергическую реакцию (см. параграф 11.1, рис. 11.3).

Значение воспаления. С биологической точки зрения воспаление имеет положительное значение как защитная реакция организма на повреждающие агенты. Оно направлено на нейтрализацию и уничтожение воспалительного агента и на дальнейшее восстановление поврежденной ткани.

С точки зрения клиники, воспаление — это болезнь. Оно затрагивает не только определенный участок ткани или органа, а имеет общий системный характер, сказывающийся на всем организме. Острое, и особенно хроническое воспаление, может привести к серьезным поражениям органов (некрозу), развитию общей интоксикации (сепсису) и смерти.

Воспаление всегда начинается с изменения. Через некоторое время процессы инфильтрации, протеолиза, некроза и синяков уменьшаются или прекращаются, и на первый план выходит регенерация тканей. 

Наибольшее повреждение тканей вызывает гнойное воспаление. После эвакуации гноя в тканях остается полость (тканевой дефект), которая постепенно заполняется соединительнотканными элементами – происходит разрастание соединительной ткани.

Разрастанию соединительной ткани в месте воспаления способствует особый материал, присутствующий в повышенных количествах в воспаленных тканях и экссудате, активаторы роста, возникающие в результате процессов изменения, снижение хилона (ингибиторы пролиферации), пролиферация cAMF и слабый ацидоз. 

В условиях слабого ацидоза для диссоциации оксигемоглобина на ткани требуется более высокое парциальное давление кислорода, чем обычно – кривая диссоциации Hb02 смещается вправо. Это уже начало следующей фазы – регенерации. Все интенсивно пролиферирующие ткани нуждаются в большом количестве воды, и регенерация соединительной ткани также начинается в гипергидратационных условиях (фаза гипергидратации).

Микрофаги в очаге воспаления постепенно погибают, и начинают преобладать макрофаги. Повышается фагоцитарная активность этих клеток, они фагоцитируют мертвые клетки и другие продукты изменения. В очаге воспаления один тип клеток заменяет другой (микрофаги – макрофаги – фибробласты), каждый из которых выполняет свою функцию, а затем отдает свое место другому типу клеток. 

Таким образом, основные изменения соединительной ткани в очаге воспаления – это разрастание макрофагов, фибробластов и гистиоцитов, образование капилляров (2-3 дня) и развитие волокон соединительной ткани (3-6 дней). Дефект ткани постепенно заполняется грануляционной тканью – новой, энергично растущей и богатой сосудами тканью, которая окружает очаг воспаления.

В условиях повышенной активности фагоцитоза, ацидоза, протеолитических и липолитических ферментов уничтожаются микроорганизмы и элементы омертвевшей ткани, ограничивается воспаление, уменьшается экссудация и площадь гиперемии. 

После заполнения дефекта ткани кровеносные сосуды и лимфатические сосуды начинают опорожняться (лимфатические сосуды выполняют дренажную функцию для устранения воспалительного отека). Воспалительный отек исчезает, наступает фаза гипогидратации. Происходит регенерация не только соединительной ткани, но и клеток органов и тканей. Однако по мере увеличения числа дифференцированных клеток, интенсивность регенерации снижается.

Если повреждение ткани невелико, регенерация часто бывает полной, тогда как при большом повреждении возникает рубцевание. Клетки высокодифференцированной паренхимы органов (головной мозг, миокард) неспособны к регенерации после травмы. Соединительная ткань часто перерастает в некротическую массу, например, после инфаркта миокарда, плеврита, операций на брюшной полости. Особенно интенсивно разрастается соединительная ткань вокруг инородного тела – вокруг него образуется плотная капсула.

Асептическая рана, края которой соприкасаются, заживает в первую очередь. В этом случае происходит выраженное разрастание макрофагов и интенсивное образование соединительнотканных волокон, которые вместе с эпителиальными клетками замещают фибрин тромба в ране. 

Иногда поврежденные клеточные элементы, такие как слизистые оболочки, кожа, способны регенерировать и заполнить дефект определенными тканями, и тогда рана заживает без рубца. Напротив, инфицированные раны, а также асептические раны, если их края не совпадают, заживают вторично, и образуется рубец.

Последствия воспаления

Если регенерация ткани, поврежденной при воспалении, завершена, то функции также полностью восстанавливаются (restitutio ad integrum). Когда определенные ткани заменяются соединительной тканью, функции восстанавливаются только частично (restitutio incpleta). В результате такого воспаления образуется рубец, а функции тканей остаются ограниченными (замещение).

Рубец

Большой рубец часто негативно влияет на организм. По мере сокращения рубцовой ткани развивается значительная дисфункция органа или конечности. Спайки и рубцы, например, в брюшной полости после перитонита или хирургического вмешательства, стеноз пищевода и желудка после ожога кислотой или щелочью, деформируют органы и нарушают их функцию. Распространены нарушения движений конечностей из-за воспаления нервов, сухожилий и суставов. Также в паренхиматозных органах (легких, печени, поджелудочной железе, почках) часто возникают тяжелые функциональные нарушения после воспаления.

Процессы изменения, которые убивают высокодифференцированные клетки жизненно важных органов, могут угрожать существованию организма. Очень опасны рубцы, например, после воспаления сердечных клапанов или мозговых оболочек.

Биологическое значение воспаления в организме

Уже И. Мечников доказал, что воспаление, усложняющееся в ходе эволюции, является одним из неспецифических механизмов защиты всех организмов от действия патогенного агента. Даже сегодня воспаление считается типичным патологическим процессом, при котором компоненты повреждения и защиты связаны в неразрывное целое, а также во взаимной борьбе.

Вредные для организма процессы – это ухудшение функции и интоксикация, когда нарушаются функции воспаленного органа (ткани). Например, при воспалении сустава движения в нем болезненны и ограничены или даже невозможны.

Воспаление как защитная реакция организма проявляется по-разному. Уже во время смены высвобождаются биологически активные вещества, которые участвуют в сосудистых реакциях и процессах пролиферации. Спазм сосудов предотвращает дальнейшее распространение инфекционного агента в организме. В условиях венозной гиперемии уменьшается кровоток и лимфоток, поэтому токсические и пирогенные вещества дольше задерживаются в очаге воспаления.

Также важен для защиты воспалительный экссудат. 

• Из-за кислой среды экссудат является бактерицидным. Его белки связывают бактериальные токсины. 
• Экссудат разжижает и ферментативно расщепляет, препятствуя абсорбции и дальнейшему распространению токсинов в организме. 
• Экссудат используется для доставки антител к специфическим антигенам в месте воспаления.

Особое значение имеет фагоцитарная и пролиферативная функция клеток соединительной ткани. Грануляционная ткань, образующаяся в процессе пролиферации, и соединительнотканный барьер изолируют воспаление от окружающих тканей. Благодаря этим защитным механизмам подопытному животному можно вводить токсины в очаге воспаления, но заметной реакции организма не происходит. С другой стороны, в здоровых тканях токсины вызывают у животного значительную реакцию или даже гибель.

Грануляционная ткань

Как и другие типичные патологические процессы в организме, защитная функция воспаления не безгранична. Если действие вредного агента сильное, защитные реакции могут стать ненормальными, вредными для организма. Например, тяжелый фурункулез, разлитой гнойный перитонит, септическое состояние и т. д. нельзя считать положительной защитной реакцией.

Способность реагировать на действие болезнетворных агентов воспалением – очень важный типичный патологический процесс в организме, нарушение которого может иметь опасные последствия. Эти нарушения могут быть связаны с уменьшением количества нейтрофилов (нейтропения) и проблемами с их функцией. 

В свою очередь, наиболее частыми причинами тяжелой нейтропении являются лекарственный агранулоцитоз и лейкоз. В редких случаях возникает так называемая циклическая (периодическая) нейтропения, когда каждые 21 день наблюдается значительное снижение количества нейтрофилов. Эта нейтропения чаще встречается у пациентов с инфекционными кожными заболеваниями, отитом и артритом. 

Дисфункция лейкоцитов может включать хемотаксис, эмиграцию и фагоцитоз. Например, нарушения хемотаксиса и эмиграции лейкоцитов возникают при диабете, пародонтите, терапии кортикостероидами и других.

Также описаны многие наследственные дефекты фагоцитарной системы. Некоторые дефекты – это нарушения бактерицидной активности фагоцитов, другие – нарушения подвижности фагоцитов. 

• К первой группе относится хронический гранулематоз у детей, в основе которого лежит снижение активности НАДН2-зависимой оксидазы. В результате в клетке не образуется H 2 O 2 и не повреждается мембрана фагоцитирующего объекта. Процесс фагоцитоза не завершается, и из гистиоцитов развиваются гранулемы (чаще всего в легких). Гранулемы разрушаются, лейкоциты и микроорганизмы оставляют очаги воспаления, развивается сепсис. 
• Вторая группа наследственных дефектов включает синдром Чедиака-Хигаси. Признаки включают лейкоцитарные аномалии и нарушения пигментации кожи, склонность к рецидивам, гнойные инфекции, анемию, лейкоцитопению, тромбоцитопению и т. д.

Воспаление развивается плохо из-за нарушения фагоцитоза. Снижается сопротивляемость организма инфекции, и ухудшается состояние больного. Например, в случае пониженной реактивности смертность больных пневмонией намного выше.

Принципы противовоспалительной терапии

Поскольку воспаление и часто связанная с ним лихорадка являются защитными, с ними не всегда нужно бороться. Иногда эти типичные патологические процессы изолируют возбудителя болезни, иногда – благотворно влияют на течение некоторых хронических заболеваний. Однако при многих острых воспалительных заболеваниях (фурункулез, тромбофлебит, острый аппендицит, острый панкреатит и т. д.) Необходимо бороться с воспалением, чтобы избежать опасных для организма осложнений.

Воспалительная терапия бывает этиологической и патогенетической. 

• Цель этиологической терапии – устранить биологический агент воспаления (антибиотики, противотуберкулезные препараты, терапевтические сыворотки и т. д.) Или подавить действие аллергена.
• Задача патогенетического лечения – предотвратить или полностью заблокировать один из этапов воспалительного патогенеза. 

Например:

• Противовоспалительные препараты (салицилаты, глюкокортикоиды) стабилизируют лизосомальную мембрану, снижают активность ферментов (трансаминаз, дегидрогеназ, эстераз, протеаз) и тем самым уменьшают образование биологически активных веществ. 
• Индометацин подавляет синтез простагландинов. Гиперосмолярные растворы (как местные, так и внутривенные) используются для уменьшения воспалительного отека.
• Глюкокортикоиды подавляют фагоцитоз, пролиферацию клеток и иммунологические процессы. В результате течение воспаления ослабевает и замедляется. Эти препараты широко используются при лечении аллергических воспалений.

Противовоспалительная терапия

Чтобы создать наиболее благоприятные условия для развития воспаления как защитного процесса организма, воспаленным тканям нужен покой. В случае острого воспаления механические движения могут помешать локализации воспаления и способствовать распространению инфекции.

В лечении воспалений играют роль различные тепловые процедуры: они улучшают кровообращение и циркуляцию лимфы в воспаленных тканях и стимулируют экссудацию, тем самым усиливая и ускоряя воспалительные процессы. Холод снижает интенсивность этих процессов.

Основная задача хирургических методов лечения – удаление внутренних ограниченных инфекционных очагов воспаления (флегмонозный отросток, желчный пузырь), а также вскрытие и дренирование гнойной полости (абсцесс, флегмона).

В современной медицине, в том числе при лечении воспалений, успешно применяются каликреин и препараты ингибиторов каликреина.

Ингибиторы протеаз, обладающие широким спектром действия, участвуют в регуляции хининов и фибринолитической системы. Эти ингибиторы играют защитную роль при различных заболеваниях, включая панкреатит. Они препятствуют образованию калькреина и прогрессированию воспаления. Многие ингибиторы каликреина содержатся в бычьей печени, слюнных железах, поджелудочной железе. Препараты-ингибиторы (трасилол, калол, контральтик) используются при лечении острого панкреатита.

Препараты каликреина (падутин, депокаликреин, дилминал D, ангиотропин) расширяют кровеносные сосуды и играют важную роль в лечении облитерирующего эндартериита.

В период разрастания соединительной ткани для борьбы с негативными последствиями рубцевания, особенно контрактур, движения следует выполнять постепенно, увеличивая их амплитуду до максимума. 

Продолжение статьи

• Часть 1. Этиология и патогенез воспаления. Классификация.
• Часть 2. Особенности обмена веществ при воспалении.
• Часть 3. Физико – химические изменения. Роль нервной и эндокринной систем в развитии воспаления.
• Часть 4. Изменения в периферическом кровообращении при воспалении.
• Часть 5. Экссудация. Экссудат и транссудат.
• Часть 6. Эмиграция лейкоцитов. Хемотаксис.
• Часть 7. Фагоцитоз. Асептическое и острое воспаление.
• Часть 8. Распространение. Последствия. Принципы лечения воспаления.

Поделиться ссылкой: