Экссудация плазмы и выход форменных элементов крови

Артериальная и венозная гиперемия, стаз и повышение проницаемости стенок микрососудов в очаге воспаления сопровождаются выходом плазмы, а также форменных элементов крови из микрососудов в ткани и/или полости тела с образованием экссудата (рис. 5–15).

Рис. 5–15. Формирование экссудата в очаге воспаления.

Экссудация

Процесс экссудации начинается вскоре после действия повреждающего фактора на ткань и продолжается до начала репаративных реакций в очаге воспаления.

ЭКССУДАТ

• жидкость,

• выходящая из микрососудов,

• содержащая большое количество белка • и, как правило, форменные элементы крови. • Накапливается в тканях и/или полостях тела при воспалении.

Причины экссудации

Основная причина экссудации — увеличение проницаемости стенок микрососудов вследствие множества процессов, повреждающих их стенку и перечисленных на рис. 5–16 (см. также рис. 22–54 и сопровождающий рисунок текст).

Рис. 5–16. Причины повышения проницаемости стенок микрососудов при остром воспалении.

Среди процессов, повреждающих стенку сосуда в очаге воспаления, доминируют нижеперечисленные.

• Усиление неферментного гидролиза компонентов базальной мембраны микрососудов в условиях ацидоза;

• Повреждение клеток эндотелия и базальной мембраны стенок микрососудов:

† факторами лейкоцитов (гидролитические ферменты лизосом, активные формы кислорода, пероксинитрит).

† внеклеточными агентами очага воспаления (гидроперекиси липидов, токсины микробов, токсичные метаболиты повреждённых и/или погибших клеток, мембраноатакующий комплекс системы комплемента).

• Перерастяжение и — в связи с этим — истончение стенки сосудов (особенно — венул) вследствие их полнокровия.

• Сокращение актиновых нитей и их разрушение, а также разрушение других элементов цитоскелета эндотелиоцитов с их округлением и появлением между ними промежутков, в норме отсутствующих.

• Активация механизма трансэндотелиального переноса жидкости («трансцитоза») из просвета микрососуда в интерстиций, что осуществляется путём пиноцитоза с последующим экзоцитозом пиноцитозных пузырьков.

Факторы потенциации

Существует группа факторов, потенцирующих образование экссудата

• Увеличение перфузионного давления (усиливает фильтрацию жидкости через сосудистую стенку).

• Возрастание площади экссудации (в результате растяжения стенок микрососудов).

• Повышение проницаемости базальной мембраны сосудов (под влиянием медиаторов воспаления).

• Увеличение осмотического и онкотического давления в очаге воспаления.

• Усиление трансцитоза

• Снижение эффективности резорбции жидкости в посткапиллярном отделе сосудов микроциркуляторного русла.

Виды экссудата

Выделяют три основных типа экссудата: серозный, фибринозный и гнойный. В зависимости от наличия клеток, их типа, химического состава в экссудате различают также геморрагический и гнилостный его разновидности.

Серозный экссудат состоит из полупрозрачной жидкости, богатой белком (до 2–3%), и немногочисленных клеток, в том числе форменных элементов крови.

Фибринозный экссудат содержит большое количество фибриногена и фибрина.

Гнойный экссудат — мутная густая жидкость, содержащая до 6–8% белка и большое количество различных форм лейкоцитов, микроорганизмов, погибших клеток повреждённой ткани.

Геморрагический экссудат содержит большое количество белка и эритроцитов, а также другие форменные элементы крови.

Гнилостный экссудат. Любой вид экссудата может приобрести гнилостный (ихорозный) характер при внедрении в очаг воспаления гнилостной микрофлоры (анаэробы).

Смешанные формы экссудата могут быть самыми разнообразными (например, серозно‑фибринозный, гнойно‑фибринозный, гнойно‑геморрагический и др.).

Состав и диагностическое значение экссудата

Клеточный и химический состав экссудата имеет определённое диагностическое значение и зависит от причины воспаления, ткани, в котором развивается воспаление, реактивности организма и ряда других факторов. Примеры:

• при воспалении инфекционно‑аллергической природы в экссудате обнаруживается большое количество лимфо‑ и моноцитов, а также высокий уровень глобулинов;

• при воспалении, вызванном паразитами, в экссудате доминируют эозинофилы и содержится много глобулинов;

• при остром воспалении, причиной которого являются микробы, в экссудате обнаруживается большое число нейтрофилов и альбуминов.

Значение экссудации

В очаге воспаления значение процесса экссудации имеют двоякое биологическое значение: адаптивное и патогенное (рис. 5–17).

Рис. 5–17. Значение процесса экссудации в очаге воспаления.

• Адаптивное значение экссудации и экссудата заключается в:

† Транспорте с жидкой частью крови в ткань плазменных медиаторов воспаления: кининов, факторов комплемента и факторов системы гемостаза.

† Доставке в очаг воспаления Ig, а также других агентов, способствующих альтерации или уничтожению микроорганизмов, повреждённых клеток и неклеточных структур тканей.

† Удалении из крови в ткань продуктов нарушенного метаболизма и токсинов. Благодаря экссудации, в очаг воспаления из циркулирующей крови выводятся токсические вещества. В этом заключается своеобразная «дренажная» роль экссудации.

† Задержке и/или «фиксации» в очаге воспаления флогогенного фактора и вторичных патогенных продуктов его воздействия на ткань. В данном случае экссудат является своего рода «могильником» для причинного фактора воспаления.

• Патогенное значение экссудации и экссудата

† Сдавление органов и тканей, а также смещение их от физиологического положения.

† Излияние экссудата (в том числе гнойного и/или содержащего патогенные микробы, в полости тела или в сосуды при «расплавлении» их стенок).

† Формирование абсцесса или развитие флегмоны.

Изменения, характерные для альтерации, а также развитие сосудистых реакций приводит к эмиграции лейкоцитов и других форменных элементов крови за пределы микрососудов в интерстициальное пространство. При этом особое значение в развитии воспалительной реакции имеет эмиграция лейкоцитов.

Эмиграция лейкоцитов

Спустя 1–2 часа после воздействия на ткань флогогенного фактора в очаге острого воспаления обнаруживается большое число вышедших (эмигрировавших) из просвета микрососудов нейтрофилов и других гранулоцитов, а позднее — через 15–20 и более часов — моноцитов, а затем и лимфоцитов. Эмиграция лейкоцитов — активный процесс их выхода из просвета микрососудов в межклеточное пространство.

Хронологическая упорядоченность эмиграции разных видов лейкоцитов в очаг острого воспаления обусловлена стадийностью образования и экспрессии на их поверхности молекул адгезии, а также стадийностью появления факторов хемотаксиса. К этим последним относят факторы комплемента C5а, фактор 4 тромбоцитов, метаболиты арахидоновой кислоты, лимфокины и другие (подробнее см. в «Справочник терминов» в статье «Нейтрофил»).

Процесс эмиграции последовательно проходит стадии краевого стояния лейкоцитов, их адгезии к эндотелию и проникновения через сосудистую стенку, а также направленного движения лейкоцитов в очаге воспаления (в том числе хемокинез).

Этапы миграции лейкоцитов через сосудистую стенку (на примере нейтрофилов). [по 4].

Краевое стояние

На стадии краевого стояния (маргинации) условно выделено четыре последовательных этапа (рис. 5–18).

Рис. 5–18. Этапы стадии краевого стояния лейкоцитов и факторы, стимулирующие краевое стояние.

Адгезия и выход лейкоцитов

Этапы устойчивой («плотной») адгезии (1) и прохождения лейкоцитов через стенку микрососуда (2) представлены на рис. 5–19.

Рис. 5–19. Этапы стадии устойчивой адгезии и прохождения лейкоцитов через стенку микрососуда; факторы, стимулирующие адгезию.

Плотная адгезия лейкоцитов

Причина плотной адгезии лейкоцитов к эндотелию: экспрессия на поверхности лейкоцитов молекул LFA1, MAC1, VLA4, других интегринов и их взаимодействие с компонентами межклеточного матрикса, комплемента и разными молекулами адгезии (например, комплекс LFA1/ICAM1 обеспечивает плотную адгезию лейкоцита к эндотелию и создаёт условия для его последующей миграции через стенку микрососуда).

Прохождение лейкоцитов через стенку микрососуда

• Существенные препятствия на пути лейкоцитов: пласт клеток эндотелия, межклеточный матрикс стенки сосудов и в особенности базальная мембрана эндотелия.

† При прохождении лейкоцитов между клетками эндотелия происходит взаимодействие молекул LFA1, MAC1, VLA4 и других интегринов с молекулами адгезии ICAM, VCAM, CD31.

† Прохождение лейкоцитов через базальную мембрану микрососудов существенно облегчается в результате высвобождения лейкоцитами гидролитических ферментов (например, коллагеназ и эластаз). Это обеспечивает гидролиз волокон и основного вещества базальной мембраны.

• Различные типы лейкоцитов (нейтрофилы, моноциты, эозинофилы, лимфоциты) используют в ходе экстравазации разный спектр молекул адгезии.

• Время прохождения лейкоцитов через стенки микрососудов в очаге воспаления с момента «мягкой» адгезии лейкоцита и клетки эндотелия составляет около 3–6 мин.

• При значительном повышении проницаемости стенок сосудов в ткань очага воспаления пассивно выходят эритроциты и тромбоциты, что часто наблюдается при развитии инфБ со значительной интоксикацией организма (при сибирской язве, чуме), при поражении тканей проникающими лучами.

Направленная миграции лейкоцитов

За пределами стенки микрососуда начинается направленное движение лейкоцитов к зоне поражения — таксис. Ведущие факторы, определяющие хемо- и электротаксис лейкоцитов, перечислены на рис. 5–20.

Рис. 5–20. Факторы, обеспечивающие направленное движение лейкоцитов к объекту фагоцитоза.

Факторы хемотаксиса подразделяют на экзогенные и эндогенные.

• Экзогенные факторы хемотаксиса: эндо‑ и экзотоксины микроорганизмов и другие продукты их жизнедеятельности (например, бактериальные пептиды, имеющие N‑формил—метиониловые фрагменты).

• Эндогенные факторы хемотаксиса перечислены в статье «Нейтрофил» (см. приложение «Справочник терминов» на компакт-диске)

Электротаксиc

Электротаксиc — движение лейкоцитов (несущих на своей поверхности отрицательный заряд) по направлению к эпицентру очага воспаления (где накапливаются положительно заряженные частицы — так называемые электротаксины): H⁺, Na⁺, Ca²⁺, K⁺, Mg²⁺, мицеллы белка и другие органические соединения, повреждённые и погибшие клетки, формирующие положительный заряд..

Механизмы таксиса

• Скопление хеморецепторов (кэппинг) на стороне лейкоцита, обращённой к региону наибольшей концентрации хемотаксинов (хемоаттрактантов). Этот полюс («голова») лейкоцита становится ведущим, а хвостовой — ведомым.

• Изменение коллоидного состояния цитозоля лейкоцита: переход из состояния геля в состояние золя.

• Снижение поверхностного натяжения на обращённой в сторону очага воспаления области мигрирующего лейкоцита («головной» полюс), что стимулирует перемещение цитозоля лейкоцита именно в головной конец. Это происходит под действие ряда агентов, накапливающихся при воспалении. Поверхностное натяжение снижается под влиянием ВЖК, катионных белков и внеклеточных катионов.

• Сокращение актиновых микрофиламентов хвостового полюса и перестройка других структур цитоскелета лейкоцитов.

• Выталкивание цитозоля к головному концу и движение лейкоцита в очаг воспаления.

• Движению лейкоцита в очаг воспаления способствует ток жидкой части крови из просвета микрососудов через их стенки в интерстиций (по градиенту фильтрационного, осмотического и онкотического давления).

Значение эмиграции лейкоцитов

Значение эмиграции лейкоцитов в очаг воспаления отражено на рис. 5–21.

Рис. 5–21. Значение эмиграции лейкоцитов в очаг воспаления.

Позднее значительная часть лейкоцитов, мигрировавших в очаг воспаления, подвергается дистрофическим изменениям и превращается в «гнойные тельца» или подвергается апоптозу. Часть лейкоцитов, выполнив свои функции, возвращается в сосудистое русло и циркулирует в крови.