Экссудация

Одним из нарушений кровообращения и его последствий является экссудация и эмиграция лейкоцитов. Экссудация– это выход жидкой части крови, электролитов, белков (ферментов, иммуноглобулинов и т.п.) и клеток крови и остатков тканевых элементов из сосудов в окружающие ткани. Выходящая из сосудов жидкость (воспалительный экссудат) пропитывает воспалительную ткань или скапливается в полостях (например, плевральной, перикардиальной и т.д.). Экссудат отличается от трансудата (отечной жидкости) удельным весом (>1,018 г/л ), содержанием белка (> 0,3 г/л), числом клеток (> 1000-3000/мкл), значения рН (менее 7,4 ед.). Экссудация в очаге воспаления обусловлена как прямым повреждением стенок сосудов микроциркуляторного русла, так и влиянием медиаторов воспаления, которые в подавляющем своем большинстве повышают проницаемость гистиогематических барьеров сосудов. Выход жидкого содержимого крови осуществляется через (1) межэндотелиальные щели; (2) с помощью микропиноцитоза; (3) через тело эндотелиальных клеток – микровезикулярный транспорт (цитопемсис).

Механизм экссудации. Экссудации способствуют следующие факторы:

1. Повышение гидростатического давления на артериальном и венозном концах капилляра. В связи с ростом давления фильтрации и снижением давления реабсорбции наблюдается выход жидкости из сосудов и последующая ее задержка в очаге воспаления;

2. Повышение проницаемости эндотелиальных мембран (мембраногенный фактор).

3. Повышение онкотического давления; если в микроциркуляторном русле имеет место гипоонкия (выход белка за пределы сосуда), то в очаге воспаления – гиперонкия, а каждый грамм белка удерживает около себя воду, создавая давление в 4 мм рт.ст.;

4. Повышенная концентрация ионов – гипериония способствует задержке в очаге воспаления воды;

5. Повышение осмотического давления - гиперосмия;

6. Сдавление лимфатических сосудов отекшей тканью.

Если проницаемость стенок сосудов нарушена незначительно, то в экссудате преобладают альбумины и глобулины. По мере дальнейшего увеличения проницаемости через сосудистую стенку проходят все более и более крупные белки, например, фибриноген. Наконец, мембрана эндотелия становится хорошо проницаемой для клеточных элементов крови. Существует известная классификация типа экссудата в зависимости от преобладания в нем тех или иных компонентов крови:

1. Серозный экссудат (в экссудате мало клеток);

2. Фибринозный экссудат (много фибриногена, превращающегося в фибрин и пропитывающий окружающие ткани);

3. Геморрагический экссудат (появляются эритроциты, например, при чуме, сибирской язве, лучевой болезни, опухолях и т.д.).

4. Гнойный экссудат (много погибших нейтрофилов – гнойные тельца при абсцессах, флегмонах и т.п.). С точки зрения клиники и патологической анатомии могут быть и другие типы экссудатов (например, гнилостный, смешанный).

Начиная со стадии артериальной гиперемии и особенно во время венозной гиперемии и стаза лейкоциты покидают сосудистое русло и направляются в очаг воспаления. Это явление получило наименование эмиграция лейкоцитов. Эмиграции лейкоцитов способствует феномен краевого стояния лейкоцитов. При замедлении тока крови лейкоциты отбрасываются к периферии, соприкасаются с эндотелием стенки сосуда и удерживаются здесь благодаря так называемой бахроме - своеобразному налету на стенке эндотелия, видимого под электронным микроскопом. Он состоит из фибрина, глюкозаминогликанов, гликопротеидов, сиаловых кислот и других веществ. Контакт лейкоцитов и эндотелия осуществляется за счет электрохимических сил, возникающих между определенными группировками молекул на цитолемме соприкасающихся клеток при участии ионов кальция. Сами лейкоциты выделяют катионные белки и гистоны, которые укрепляют контакты между эндотелием и клетками. Наконец, этому может способствовать изменение зарядов лейкоцита и стенки в очаге воспаления. Дальнейшая судьба фиксированных на стенках лейкоцитов - это их переход через эндотелий и движение в очаг воспаления.

Считают, что лейкоциты мигрируют двумя путями: 1) гранулоциты проходят через эндотелий на стыке двух соседних клеток; 2) агранулоциты – моноциты и лимфоциты могут проходить трансцеллюлярно, т.е. через цитоплазму эндотелиальной клетки. Далее на своем пути лейкоциты встречают базальную мембрану (толщина около 60 нм) и с помощью ферментов и катионных белков разрыхляют ее, повышая тем самым ее проницаемость. Прохождение отдельного лейкоцита через такую мембрану для дальнейшего движения в очаг воспаления длится 8 минут.

В эмиграции лейкоцитов к очагу воспаления имеется определенная очередность: сначала выходят нейтрофилы (максимум выхода на 6-8 час), затем моноциты (24-48 час) и наконец лимфоциты. Определенное влияние на последовательность эмиграции лейкоцитов оказывает рН очага воспаления. рН, равный 7,2-7,4 ед., способствует накоплению гранулоцитов – нейтрофилов; если рН < 7,0, накапливаются моноциты и лимфоциты.

Первым и важнейшим феноменом воспаления для лейкоцитов является фагоцитоз (впервые описан И.И. Мечниковым), вторым –хемотаксис, третьим –локомоция лейкоцитов. Важнейшее значение в эмиграции лейкоцитов принадлежит позитивному хемотаксису, обеспечивающему целенаправленное движение лейкоцитов к объекту (или от него – отрицательный хемотаксис). Хемотаксис осуществляется под влиянием хемотаксинов:

1) лейкотаксины(полипептиды); 2) адениловыенуклеотиды; 3)продуктыжизнедеятельности микроорганизмов; 4) комплексыантиген-антитело; 5) комплемент (С₃-С₅); 6)плазмин;7)тромбин; 8)фибрин; 9)калликреин; 10)брадикинин; 11) факторХагемана.

Амебоидное движение лейкоцитов возможно благодаря обратимым изменениям состояния их цитоплазмы (взаимопереход геля в золь, т.е. тиксотропия) и поверхностного натяжения мембран (обратимой полимеризации сократительного белка актина при использовании энергии АТФ, полученной в результате гликолитических превращений углеводов). Направленное движение лейкоцитов обеспечивается не только накоплением в очаге воспаления положительных хемоаттрактантов, но и под влиянием физико-химических факторов, имеющих место в очаге воспаления: 1) повышения температуры (термотаксис); 2) изменения электрических зарядов (гальванотаксис); 3) гидрофильностью (гидротаксис); 4) механического взаимодействия – прикосновения (тигмотаксис).

Фагоцитоз. Это выработанная в процессе эволюции защитно-приспособительная реакция организма, которая заключается в распознавании, активном захвате (поглощении) и переваривании микроорганизмов, разрушенных клеток и инородных частиц специализированными клетками – фагоцитами. Классически говорят о 4 фазах фагоцитоза: (1) Сближение фагоцита с объектом; (2) Прилипание (аттракция, адгезия); (3) Захват фагоцитируемого объекта; (4) Внутриклеточное расположение объекта и его переваривание (5).

В процессе узнавания объекта лейкоцитом большую роль играют особые компоненты сыворотки крови – опсонины (иммуноглобулины и комплемент); под влиянием опсонизации фагоцитарная активность лейкоцитов резко усиливается. Кроме того, еще до прямого контакта лейкоциты выбрасывают в среду кислые гидролазы, щелочные ферменты, лизоцим, катионные неферментные белки, которые в присутствии ядерных гистонов вызывают деструкцию мембран микробов и последующую их гибель. Контакт и прилипание лейкоцита к объекту сопровождается резким повышением уровня метаболизма в самом лейкоците – метаболический взрыв.

Основная роль при поглощении принадлежит сократительным белкам, способствующим образованию псевдоподий. Поглощение объекта сопровождается образованием фагосомы. Переваривание осуществляется за счет гидролитических ферментов лизосом, которые сливаются с фагосомой, образуя фаголизосому. В нейтрофильных лейкоцитах имеются 4 главные бактерицидные системы: (1) миелопероксидаза; (2) лизоцим; (3) неферментные катионные белки; (4) лактоферрин. По ходу переваривания в фагоците происходит образование токсичных для микроорганизмов активных форм кислорода – перекисей, гидроксильных радикалов, супероксидного аниона. Фермент миелопероксидаза усиливает их действие, а защита фагоцита от них обеспечивается ферментами супероксиддисмутазой, каталазой и реакциями в гексозомонофосфатном цикле.

Врожденные и/или приобретенные дефекты фагоцитоза, хемотаксиса, локомоции и переваривания наблюдаются у так называемых ленивых лейкоцитов, что связывают с одной из клинических форм иммунодефицита, получившей наименование фагоцитарной недостаточности(например, синдром Хигаши-Чедиака).

Как известно, существует несколько типов фагоцитов: подвижные микрофаги (эозинофилы, базофилы, нейтрофилы), макрофаги (моноциты, лимфоциты); фиксированные макрофаги: в костном мозге монобласты, промоноциты; в соединительной ткани гистиоциты; в печени купферовские клетки; в легких альвеолярные фагоциты; в лимфузлах и селезенке свободные и полуфиксированные макрофаги; в костной ткани остеокласты; в головном и спинном мозге микроглиальные элементы. Все они выполняют функцию фагоцитоза аналогично нейтрофилам и обладают способностью секретировать в очаг воспаления лизосомальные ферменты, плазмин, коллагеназу, лизоцим, белки комплемента, интерферон и другие. Макрофагам принадлежит важнейшая роль в очищении очага воспаления от погибших клеток и разрушении веществ антигенной природы, а также формировании иммунного ответа. Наконец, следует помнить, что судьба лейкоцитов в очаге воспаления однозначна: все они погибают, выполняя фагоцитарную функцию. Гранулоциты живут в очаге воспаления несколько часов, моноциты – несколько десятков часов.

ПРОЛИФЕРАЦИЯ(лат. proliferatio – размножение).

Воспаление начинается с повреждения, гибели клеток. На месте погибших тканей идет размножение новых клеток. На первых этапах в очаге воспаления доминируют полиморфно-ядерные лейкоциты, затем мононуклеары – моноциты и лимфоциты. Лимфоциты являются источниками плазматических клеток, которые продуцируют антитела. На месте дефекта ткани начинается пролиферация. Наряду с клетками гематогенного происхождения в пролиферации принимают участие гистиогенные клетки – мезенхимальные камбиальные клетки, клетки адвентиции, эндотелиоциты. В результате дифференцировки клеток образуются фибробласты, которые синтезируют коллаген - главный составной элемент рубцовой ткани.

Размножение клеток соединительной ткани носит упорядоченный характер: в начале можно обнаружить активацию, потом торможение. Заключительный этап пролиферации – это вторичная инволюция рубца, когда лишние коллагеновые структуры удаляются, и остается лишь тот минимум, который необходим для адекватного завершения воспалительного процесса. Ход пролиферации находится под контролем многих факторов:

1) Фибробласты синтезируют проколлагени в то же время секретируютколлагеназу, расщепляющую коллаген. Между этими процессами существует взаимодействие по типу авторегуляции. Нарушение этой регуляции может приводить к развитию склеропатий;

2) Фибробласты образуют фибронектин, который детерминирует миграцию, пролиферацию и адгезию клеток соединительной ткани;

3) Микрофаги в завершающей стадии воспаления секретируют особый фактор стимуляции фибробластов, усиливающий их адгезивные свойства и увеличивающий их размножение;

4) Мононуклеары выделяют лимфокиныи монокины, тормозящие пролиферацию фибробластов и образование коллагена;

5) Макрофаги выделяют простагландины группы Е, которые могут потенцировать рост через усиление кровоснабжения в регенерирующей ткани;

6) Нейтрофилы способны секретировать тканеспецифические ингибиторы – кейлоны иантикейлоны (трефоны)– ингибиторы и стимуляторы пролиферации, взаимодействующие по принципу обратной связи.

7) Роль кортикостероидов. Глюкокортикоиды тормозят регенерацию,снижают чувствительность макрофагов к лимфокинам и тем самым тормозят секрецию коллагена.Минералокортикоиды стимулируют регенеративный процесс.

8) Циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) тормозитмитотическую активность клеток, циклический гуанозинмонофосфат(цГМФ) стимулируетпролиферацию.

Многие специализированные клетки – мышечные нервные и другие обычно не регенерируют, и поэтому одним из наиболее частых исходов воспаления может быть замещение поврежденных клеток волокнистой соединительной тканью, а нервной ткани – глиальными элементами. Таким образом, одним из исходов воспаление является образование рубца.

Патогенез внешних признаков воспаления.

Полагают, что еще Цельс в 178 г. знал 4 основных признака воспаления: покраснения (rubоr), боли (dolor),жара (calor),припухлости (tumor). Гален добавил пятый признак воспаления – нарушение функции (functio laesa).

Патогенез боли:

1) Ацидоз; 2) Образование брадикинина; 3) Отек; 4) Повышенное осмотическое давление; 5) Дизиония; 6) Механическое раздражение рецепторов в очаге воспаления.

Патогенез красноты:

1) Артериальная гиперемия; 2) Увеличенное количество функционирующих капилляров; 3) Пролиферация соединительной ткани.

Патогенез припухлости:

1) Артериальная и венозная гиперемия; 2) Эмиграция лейкоцитов; 2) Экссудация; 4) Отек; 5) Набухание тканевых элементов.

Патогенез жара:

1) Усилением обмена веществ в очаге воспаления; 2) Артериальная гиперемия; 3) Разобщения процессов дыхания и фосфорилирования; 4) Метаболический взрыв у лейкоцитов.

Патогенез нарушенияфункции;

1) Повреждение клеток; 2) Нарушение обмена веществ; 3) Нарушение кровообращения; 4) Боль; 5) Пролиферативные процессы.