2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Хирургическая_инфекция_Практическое_руководство_П_Г_Кондратенко

ны местными. Как местные, так и общие проявления имеют двоя кий характер и могут являться как благоприятными признаками течения заболевания, так и неблагоприятными. При этом местные и общие проявления раневой инфекции не только неразрывно свя заны между собой, но и имеют тесную обратную связь.

Наиболее характерной общей реакцией организма на раневую инфекцию является лихорадка. При тяжелых токсико инфекцион ных процессах наблюдается ограничение приспособительных воз можностей терморегуляции организма. Вместе с тем, лихорадка является приспособительной реакцией, повышающей естественную резистентность организма при внедрении инфекции, хотя в тяже лых случаях может приносить вред больному.

Многие укоренившиеся представления о негативном влиянии лихорадки на организм не всегда верны. Возникающие при лихо радке отрицательные для организма проявления сочетаются с повы шением барьерной функции печени, возрастанием фагоцитоза, про дукцией антител. Влияние высокой температуры, стимулирующее реактивность клеток, ограничивается клеточными структурами, обес печивающими защитные функции организма. При этом защита ре ализуется с минимальными энергетическими затратами.

Температурный фактор имеет значение в создании в организ ме менее благоприятных условий для размножения и агрессии мно гих патогенных вирусов и бактерий. В связи с этим, в лечении гной но некротических заболеваний мягких тканей шаблонное подав ление лихорадки недопустимо, как и недопустим отказ от приме нения антипиретиков во всех случаях.

Тканевая гипоксия, способствующая усилению бактериальной обсемененности тканей и вследствие этого повышению температу ры тела, также не может считаться безусловно отрицательным фак тором в физиологии раневого процесса. В настоящее время установ лено, что раневое заживление стимулируется и облегчается в отно сительно гипоксичных раневых условиях (Ю.К.Абаев, 2006).

Обнаружено, что оптимальный рост фибробластов в ране вой культуре происходит при достаточно низком парциальном давлении кислорода, а эпидермальный клеточный рост ингиби руется при уровне кислорода в тканях раны выше, чем в окружа ющем воздухе. Кроме того, установлено, что тканевая гипоксия в определенной степени является потенциальным стимулятором пролиферации капилляров.

121

Интенсивность роста сосудов в ране зависит от градиента кислорода. Рост сосудов в ране продолжается до тех пор, пока су ществует тканевая гипоксия. При наличии градиента кислорода между краями раны и ее центром, происходит интенсивный рост капилляров в направлении к гипоксическому центру раны. Локаль ная гипоксия раны способствует стимулированию активности мак рофагов и высвобождению ими факторов роста. Макрофаги пре кращают этот процесс при исчезновении тканевой гипоксии.

Бактериальная обсемененность тканей в количестве более чем 105 в 1 грамме тканей способствует расстройству процесса раневого заживления, при котором не произойдет процесс эпителизации поверхности раны. В поверхностных слоях раны эпидермальные клетки не будут мигрировать через рану, в глубоких слоях будут от сутствовать процессы регенерации.

На основании приведенных данных, можно предположить наличие некоего оптимального уровня терморегуляции, бактери альной обсемененности тканей, парциального давления кислоро да в тканях раны, при котором процессы раневого заживления про текают наиболее адекватно.

Общие реакции организма в не осложненных случаях состоят из 2 фаз. В I фазе (1 4 сутки после операции) усиливаются процес сы жизнедеятельности: повышаются температура тела и тепловой обмен, снижается масса тела, усиливается распад белков, жиров, гликогена и выявляются нарушения их окисления, снижается про ницаемость клеточных мембран, подавляется синтез белков в ряде органов, угнетается физиологическая регенерация.

Начальными механизмами этой стадии являются возбужде ние симпатического отдела вегетативной нервной системы, вы деление в кровь гормонов мозгового слоя надпочечников, инсу лина, АКТГ и глюкокортикоидов. Указанные реакции в основ ном не специфичны для раневого процесса, а являются характер ными признаками общего адаптационного синдрома. Аварийный гормон, адреналин, участвующий в пусковом механизме общего адаптационного синдрома, сигнализирует о приближении болез ненного состояния, настраивая клетки на переход к новому ха рактеру метаболизма. Он оказывает действие еще до того, как клет ки «почувствуют», что организм вступил в неблагоприятные ус ловия существования.

122

Адреналин вызывает мобилизацию запасов тканевого гли когена, ускоряет его распад, способствует выделению неэстери фицированных жирных кислот, стимулирует гликолиз, усиливая продукцию молочной кислоты, снижает концентрацию макро эргов, усиливает агрегацию тромбоцитов и процессы внутрисо судистого свертывания крови.

Характерным признаком общего адаптационного синдрома является также активация коркового вещества надпочечников. Ве дущее значение глюкокортикоидов при ранениях состоит в том, что они, обладая выраженным противовоспалительным действием, влияют на ферментные системы и структуры клетки. Кроме того, они до некоторой степени «выправляют» отрицательные эффекты активации симпатической нервной системы. Глюкокортикоиды являются почти универсальными индукторами; они не только сами способны индуцировать синтез многих ферментов, но и многие вещества оказывают влияние только в сочетании с ними.

Важнейшими особенностями действия глюкокортикоидов можно считать индуцирование процессов глюконеогенеза, а также их стабилизирующий эффект на клеточные, особенно лизосомаль ные, мембраны. Во II фазе (4 10 сутки) преобладает влияние па расимпатического отдела вегетативной нервной системы, возмож ны вагусные кризы, повышается масса тела, происходит нормали зация белкового обмена, активируются процессы регенерации. В этой фазе основное значение приобретают минералокортикоиды, соматотропный гормон, альдостерон, ацетилхолин.

Местные реакции на травму практически во всех случаях обус ловлены взаимодействием двух повреждающих факторов: наличи ем очага тканевой деструкции и микробным возбудителем. Харак терной особенностью раневого процесса является то, что микро флора разрушает естественные барьеры организма, что облегчает ся наличием в них травматического дефекта и местного поврежде ния тканевых структур (Б.М.Даценко и соавт., 1995). Местное дей ствие травмы проявляется, прежде всего, в непосредственном по вреждении в зоне ранения клеток, сосудов и нервов, в результате чего нарушаются микроциркуляция, высвобождаются химические медиаторы, изменяются обмен веществ и клеточный состав раны (М.И.Кузин и соавт., 1990).

Механизм развития раневого процесса, пусковым моментом

123

которого является повреждение тканей и микробная инвазия, мо жет быть представлен следующим образом – таблица 3.2.

В результате разрушения тканевых структур высвобождают ся биогенные амины (гистамин, серотонин), а также фактор Хаге мана, выполняющий триггерную роль в начальной стадии воспа ления. Они активируют превращение калликреиногенов в каллик реин, который катализирует превращение кининогенов плазмы крови в кинины. Они также способствуют локальному накоплению гидролитических ферментов лизосом, влияющих на высвобожде ние простагландинов. Далее в эту цепь включается система комп лемента, функционирующая в комплексе с кининовой системой и системой свертывания крови (Б.М.Даценко и соавт., 1995).

Морфология раневого процесса. Продолжительность первого периода I фазы определяется объемом повреждения, степенью бак териальной загрязненности раны, особенностями иммунной защи ты организма. В норме продолжительность первой фазы составля ет 3 6 суток.

Травма тканей вызывает активный клеточный и сосудистый ответы, в результате чего происходит очищение раны.

Таблица 3.2.

124

В основе данного процесса лежат:

сосудистая реакция, проявляющаяся регионарной вазоди латацией и возрастанием капиллярной проницаемости;

миграция лейкоцитов под воздействием специфических факторов, генерируемых в ране.

Начальной реакцией организма на травму является спазм со судов в области раны. Вазоконстрикция развивается в течение 5 10 мин. и способствует гемостазу. В результате травмы активируется каскад реакций свертывающей системы крови, возникает адгезия и агрегация тромбоцитов, что ведет к тромбированию сосудов. Из тромбоцитов во внеклеточное пространство освобождается ряд внут риклеточных субстанций, которые оказывают влияние на процессы раневой репарации. Среди них наибольшее значение имеют:

простагландины (воздействие на лейкоциты);

тромбоксан (вазоконстрикция);

хемотоксические факторы (привлечение лейкоцитов);

биогенные амины (повышение сосудистого тонуса и про ницаемости);

фибробластические пролиферативные факторы;

коллагеназа и ингибиторы коллагеназы.

Расширение сосудов сопровождается нарушением их прони цаемости. Оно возникает уже через несколько минут после повреж дения и связано с выделением гистамина и частично серотонина. Гистамин выделяется при деградации тучных клеток, он расширя ет просвет артериол, капилляров, венул, ускоряет капиллярный кровоток и повышает проницаемость капилляров.

Этот процесс усиливается энзимами, которые разрушаются норадреналином. Протеолитические энзимы воздействуют на эн дотелий и активируют калликреин, а затем кинины, которые уве личивают сосудистую проницаемость. Результатом этого является увеличение в ране количества протеина и других клеток, а также сосудистой проницаемости (в течение примерно 72 часов).

Воспалительная реакция в ране в это время клинически про является эритемой, местной гипертермией, отеком. Гемостаз в ране обеспечивает адгезия тромбоцитов. Тромбоциты способствуют фор мированию сгустка и вместе с тем выполняют другие функции, т.к. в их состав входят факторы роста – тромбоцитарный (PDGF), трансформирующий (TGF β ), фибропластический (FGF), эпидер

125

мальный (EGF), а также – вазоактивные субстанции – β тромбог лобулин, фактор тромбоцитов 4 (PF4), тромбоцитарный фактор ангиогенеза (PDAF), серотонин, брадикинин, простагландины, тромбоксан и гистамин.

Кроме того, тромбоцитарная дегрануляция способствует за пусканию каскада комплемента, формированию С3а и С5а, кото рые потенцируют анафилатоксины, способствуя этим освобожде нию гистамина из базофилов и тучных клеток. Освобождение этих субстанций обеспечивает неосложненное раневое заживление.

Впроницаемости сосудистой стенки также большую роль играют полипептиды плазмы крови – лейкотоксин и родственные ему основные и кислые пептиды. Кроме того, определенное значе ние в развитии сосудистых нарушений имеют нуклеиновые кисло ты (РНК) и жирорастворимые кислоты (простагландины). Повы шение проницаемости стенки сосудов сопровождается выходом в ткани жидкой части крови и форменных элементов.

Враннем периоде воспаления в экссудате преобладают лей коциты, в основном, полиморфнонуклеарные лейкоциты (PMN)

имононуклеарные, а позже (на 2 3 сутки) к ним присоединяются лимфоциты, макрофаги. Дегрануляция PMN является главным фактором инициирования каскада гуморальных клеточных реак ций, активации протеолитических энзимов и цитокинов, высво бождения эластазы и молочной дегидрогеназы, что является важ ным звеном в ремоделировании коллагеновых волокон и раневого метаболизма. Процесс сопровождается высвобождением токсичес ких радикалов кислорода.

Вцитоплазме нейтрофильных лейкоцитов находятся грану лы двух типов. Специфические гранулы, содержащие нефермент ные катионные белки и всю систему лактоферина, являются «кла довыми» бактерицидных белков, расходуемых на подавление фа гоцитируемых бактерий. В этих гранулах отмечается высокая ак тивность щелочной фосфатазы. Азурофильные гранулы, содержа щие кислые гидролазы, играют основную роль во внутриклеточ ном протеолизе. Азурофильные гранулы отличаются высокой ак тивностью кислых гидролаз, в них содержится миелопероксидаза, неферментные катионные белки, лизоцим.

Из протеолитической системы ферментов нейтрофилов боль шую роль играют катепсины, особенно катепсин С. Из других фер

126

ментов, доступных гистохимическому исследованию, в нейтрофи лах исследованы щелочная и кислая фосфатазы и лактатдегидроге наза, с которой связана интенсивность гликолитических процес сов в нейтрофильных лейкоцитах. Установлено, что на сосудистую проницаемость влияют катионные белки или полипептиды гранул, медленно реагирующие вещества (МРВ) и анионовые вещества.

Ферменты нейтрофильных гранул – катепсины могут разру шать кининоген плазмы, вызывая выделение кининов. По мере выполнения своих функций (фагоцитоз микробов, некротизиро ванных тканей, протеолиз) нейтрофильные лейкоциты распадаются или фагоцитируются макрофагами.

Электронно микроскопические исследования свидетельству ют о том, что в цитоплазме эозинофилов содержатся своеобразные гранулы, в центре которых располагаются кристаллоидные тела прямоугольной формы. Цитоплазматические гранулы эозинофи лов содержат кислую фосфатазу, арилсульфатазу, пероксидазу, что указывает на возможную детоксикационную роль этих гранул.

По современным представлениям, макрофаги образуются из моноцитов. Стимуляция процесса трансформации моноцитарных клеток в макрофаги обусловлена рядом факторов, в том числе ин тенсивностью ранних фаз воспалительного процесса. Моноциты, превратившиеся в макрофаги, имеют большое значение при непос редственном очищении раны путем фагоцитоза (рис. 3.8., цветной вкладыш).

Они являются одним из важных факторов сложной цепи им мунобиологических реакций организма, обусловливающих течение раневого процесса, участвуют в переработке антигенного материа ла и передаче иммунной трансформации лимфоцитам. Наиболее четким гистохимическим показателем лизосомальной активности служит кислая фосфатаза, которую можно считать индикатором фагоцитарной активности макрофага.

Интрацеллюлярный лизосомальный лизис фагоцитирован ного материала требует предварительной ферментной обработки его в ранние периоды воспаления и поэтому является как бы второй фазой фагоцитоза. Началом его следует считать воздействие на ан тиген так называемых killed – систем, к которым относятся лизо цим, неферментные катионные белки и т.д. После первичного воз действия на микробные клетки эти системы разрушаются лизосо

127

мальными ферментами макрофагов. Таким образом, в процессе очищения раны основная функция макрофагов выражается в фа гоцитозе частично разрушенных лейкоцитами некротических тка ней, распадающихся нейтрофильных лейкоцитов, продуктов бак териального распада и т.д.

Кроме этого макрофаги играют важную метаболическую роль, переваривая поглощенный материал и выделяя продукты его дег радации. Это способствует построению аминокислот и простых сахаров, необходимых для репарации раны, кроме того, макрофа ги высвобождают хемотоксические факторы, способствующие уве личению количества фибробластов и развитию сосудов. Производ ные от макрофагов факторы роста, такие как PDGF, TGF β , ин терлейкины (ИЛ), фактор некроза опухолей (TNF) играют важную роль в миграции раневых фибробластов.

Лимфоциты переносят генетическую иммунную информа цию, которая поддерживает или усиливает рост ряда других кле ток, в том числе печени и фибробластов.

Воспалительная реакция нарастает стремительно, уже в тече ние 1 суток формируется так называемый лейкоцитарный вал. Вос палительный вал не отделяет жизнеспособные ткани от омертвев ших, а всегда тесно связан с зоной расположения микробов.

На 3 4 сутки после ранения начинается II фаза раневого про цесса, характеризующаяся развитием грануляционной ткани, посте пенно выполняющей раневой дефект (рис. 3.9., цветной вкладыш).

Главную роль в период пролиферации приобретают эндоте лий капилляров и фибробласты. Грануляционная ткань начинает формироваться в виде отдельных очагов в дне раны. Эти очаги ха рактеризуются интенсивным новообразованием капилляров (рис. 3.10., цветной вкладыш).

Вокруг новообразованных капилляров концентрируются тучные клетки, которые секретируют биологически активные вещества, спо собствуют пролиферации капилляров (рис. 3.11., цветной вкладыш).

Образуя коллагеновые волокна, они обеспечивают зажив ление, точнее рубцевание раны. Большинство исследователей счи тает, что предшественником фибробласта является околососуди стый камбий, а именно малодифференцированная клетка соеди нительной ткани. В фазе пролиферации количество фиброблас тов значительно увеличивается и они становятся преобладающи ми клетками грануляционной ткани.

128

Функция фибробластов в раневом процессе не ограничива ется продукцией коллагена, они участвуют в синтезе мукополиса харидов (гликозаминогликанов) – важного компонента межуточ ного вещества соединительной ткани. Фибробласты синтезируют протеогликаны, эластин, содержат энзимы, необходимые для син теза холестерола, завершения цикла Кребса и гликолиза.

Однако, для нормального функционирования фибробластам,

всвою очередь, также необходимы некоторые вещества – витами ны группы В и С, кислород, аминокислоты и микроэлементы. При нормальном течении раневого процесса в течение первой недели после получения раны фибробласты должны доминировать среди клеточных популяций. Фиброплазия сопровождается ангиогене зом. Последний сопровождает продвижение фибробластов в рану и обеспечивает их метаболические нужды. Если ангиогенез неудов летворителен, фибробласты перестают мигрировать в рану, инги бируя процесс раневого заживления.

Вэндотелии формирующихся капилляров продуцируются деградирующие агенты активаторов плазминогена и коллагеназы, рана заполняется энзимами деградации фибринного сгустка и но вообразующейся рубцовой тканью. Главной чертой фиброплазии яв ляется коллагеновый синтез.

Внастоящее время установлено, что основное вещество гра нуляционной ткани содержит следующие гликозаминогликаны: гиалуроновую кислоту, хондроитинсерные кислоты, глюкозамин, галактозамин, гепарин. Полисахариды, окружающие молекулы коллагена во внеклеточном пространстве, регулируют образование фибрилл. Ограничивая быструю диффузию молекул коллагена во внеклеточном пространстве, полисахариды создают высокую кон центрацию их в определенных участках, а также оказывают влия ние на рост и формирование коллагеновых волокон.

Окончательное формирование коллагеновых нитей толщиной

внесколько десятков нанометров происходит в присутствии АТФ с помощью водородных связей при участии глюкокортикоидов и гли козаминогликанов, роль которых заключается в стабилизации и це ментировании волокнистых структур. В грануляционной ткани на высоте ее развития обнаруживается большое количество аргирофиль ных волокон, которые концентрируются около коллагеновых.

Вповерхностном слое грануляций аргирофильные волокна

129

образуют густую сеть, возникающую уже в самые ранние сроки пос ле травмы и сохраняющуюся в поверхностных слоях рубцовой тка ни. Примерно так же, как синтез коллагена, происходит образова ние эластических волокон. Важную роль в развитии и созревании грануляционной ткани играют тучные клетки. В их цитоплазме син тезируется ряд биологически активных веществ – гепарин, серото нин, гистамин.

Впроцессе заживления содержание тучных клеток в раневой области изменяется: в первые 24 часа после ранения число их сни жается, к 3 5 суткам увеличивается и достигает максимума к 8 сут кам, т.е. к моменту развития грануляционной ткани.

Впериод наиболее полного развития грануляционной ткани (6 7 сутки после травмы) в ней в большом количестве появляются плазматические клетки. Они концентрируются, как правило, око ло сосудов. Плазматические клетки возникают из лимфоцитов и являются носителями аутоиммунной информации. В их цитоплаз ме присутствуют игольчатые белковые кристаллы, которые, оче видно, являются матрицей для образования антител.

По мере нарастания количества коллагеновых волокон грану ляционная ткань становится все более плотной. На первой неделе после ранения активность синтеза коллагена достигает максимума

инезрелые коллагеновые фибриллы становятся видимыми при гис тологическом исследовании. Коллагеновые волокна располагаются в строго определенной последовательности, формируют коллагено вые фибриллы, а последние объединяются в коллагеновые пучки.

Содержание коллагена в ране регулируется балансом между продукцией и деградацией коллагена посредством коллагеназы. Активность коллагеназы контролируется паратиреоидными гормо нами, адренокортикостероидами и колхицином. Отложения кол лагена и формирующиеся в нем поперечные связи увеличивают степень раневой контракции.

Через 3 4 недели после получения раны между активностью процессов синтеза и лизиса коллагена устанавливается равновесие. Можно считать, что это является началом развития третьей фазы раневого процесса – эпителизации и реорганизации рубца. Слу чайная ориентация и непрочное устройство коллагеновых фибрилл обусловливает слабую прочность раны в данный период (рис. 3.12., цветной вкладыш).

130