Занятие №9 воспаление Основные учебные вопросы:

1. Воспаление, определение понятия. Этиология воспаления. Виды воспаления. Основные компоненты воспалительного процесса: альтерация, изменение кровообращения с экссудацией и эмиграцией форменных элементов крови, пролиферация. Местные и общие признаки воспаления.

2. Первичная и вторичная альтерация при воспалении: механизмы, общая характеристика. Изменение обмена веществ, проницаемости мембран клеток и клеточных органелл в очаге воспаления, механизмы их развития и значение.

3. Медиаторы воспаления: принципы классификации, их происхождение, их роль в воспалительном процессе и в развитии вторичной альтерации. Понятие о про- и противовоспалительных медиаторах.

4. Реакции сосудов микроциркуляторного русла: изменения кровотока, стадии и механизмы. Изменения реологических свойств крови в очаге воспаления, белкового состава и физико-химических свойств белков плазмы. Изменения проницаемости сосудов.

5. Экссудация. Усиление фильтрации диффузии и микровезикуляции как основа процесса экссудации. Виды экссудатов. Механизмы и значение экссудации в очаге воспаления.

6. Краевое стояние и эмиграция лейкоцитов в очаге воспаления, их механизмы.

7. Фагоцитоз: виды, стадии, механизмы, биологическое значение. Нарушения фагоцитоза: его причины и значение при воспалении. Наследственные заболевания фагоцитарной системы.

8. Пролиферация: основные проявления и механизмы развития.

9. Роль реактивности в развитии воспаления. Значение эндогеных про- и противовоспалительных факторов: нервной, эндокринной и иммунной систем в воспалительном процессе.

10. Острое воспаление и хроническое воспаление, закономерности их развития, патогенез.

11. Диалектическая взаимосвязь повреждения и защитно-приспособительных реакций в воспалительном процессе. Исходы воспаления. Основные теории патогенеза воспаления.

12. Особенности воспаления в период новорожденности и старости. Фило- и онтогенез воспалительной реакции.

13. Принципы противовоспалительной терапии.

Ключевые понятия

1. Воспаление (inflammatio – воспламенять) – типовой патологический процесс, характеризующийся развитием местных альтеративно-дистрофических, сосудистых и пролиферативных реакций организма на болезнетворные воздействия.

2. Альтерация (alterare – изменять) – повреждение структуры клеток, тканей и органов, сопровождающееся нарушением их жизнедеятельности.

3. Дистрофия (dystrophya – расстройство питания) – расстройство обмена веществ в тканях.

4. Медиаторы воспаления (mediator – посредник) – биологически активные вещества, высвобождающиеся в ткани при воспалении.

5. Экссудация (exudatio – потеть) – выход жидкости крови из мелких сосудов через их стенку в ткань или серозные полости при воспалении.

6. Экссудат (exsudatio – потеть) – воспалительный выпот: вышедшая при воспалении через стенку мелких кровеносных сосудов (капилляров, венул) жидкость, которая собирается в тканях или серозных полостях (плевральной, перикардиальной, брюшной, суставной и др.).

7. Пролиферация (proliferatio – создавать потомство) – новообразование клеток путём их размножения делением для восполнения повреждённой ткани.

8. Сосудистые реакции при воспалении – патофизиологические изменения микроциркуляции (крово- и лимфообращения) в ткани, проявляющиеся ишемией, артериальной и венозной гиперемией, экссудацией, эмиграцией лейкоцитов, стазом.

9. Эмиграция (emigratio – переселяться, выселяться) – выход лейкоцитов из крови через стенку мелких сосудов в ткань или серозные полости при воспалении.

10. Фагоцитоз (phagocytosis – деятельность фагоцитов) – поглощение, переваривание и обезвреживание микробов, повреждённых клеток и чужеродных частиц фагоцитами.

1. Воспаление, определение понятия. Этиология воспаления. Виды воспаления. Основные компоненты воспалительного процесса: альтерация, изменение кровообращения с экссудацией и эмиграцией форменных элементов крови, пролиферация. Местные и общие признаки воспаления.

Воспаление — типовой патологический процесс, возникающий в ответ на действие патогенного (флогогенного) фактора, характеризующийся развитием как патогенных, так и адаптивных реакций организма, направлен на локализацию, уничтожение и удаление из организма флогогенного фактора, а также на ликвидацию последствий его воздействия.

Этиология воспаления. Любой повреждающий агент, который по силе и деятельности превосходит адаптационные возможности ткани, может вызвать воспаление.

Рис.1. — Причины воспаления (П.Ф. Литвицкий, 2002).

Природа флогогенного фактора может быть физической, химической и биологической.

Физические факторы. Наиболее частые физические факторы: механическая травма тканей, чрезмерно высокая или низкая температура, воздействие электрического тока или лучистой энергии, внедрение в ткань инородного тела и т.п.

Химические факторы: экзо- и эндогенные органические или неорганические кислоты и щелочи в высоких концентрациях; избыток в тканях органических соединений: продуктов метаболизма, экскретов, компонентов биологических жидкостей (молочной, пировиноградной и других кислот, а также их солей; жёлчи; мочи; мочевины; солей кальция и др.); ЛС, вводимые в ткани (в частности — гипертонические растворы хлористого кальция, хлорида калия, натрия, карбонатов; камфора; некоторые витамины) и др.

Биологические агенты – одна из наиболее распространённых причин воспаления: инфекционные (вирусы, риккетсии, бактерии, а также одно- и многоклеточные паразиты, грибы); иммуноаллергические (комплексы Аг-АТ; антигенно- и генетически чужеродные структуры, например, денатурированные белки или погибшие участки ткани; инфицированные вирусом или опухолевые клетки; аутоантитела); токсины насекомых, животных, растений.

Компоненты воспаления: Выделяют следующие компоненты воспаления: альтерация, сосудистые реакции и изменения крово- и лимфообращения, экссудация, эмиграция лейкоцитов и выход других форменных элементов крови в ткань, фагоцитоз, пролиферация (рис. 2).

Рис. 2. — Компоненты воспаления (П.Ф. Литвицкий, 2002).

Виды воспаления

В зависимости от характера доминирующего местного про­цесса (альтерация, экссудация или пролиферация) различают три вида воспаления:

1. В случае преобладания альтеративных процессов, дистрофии, некроза развивается альтеративное (не­кротическое) воспаление. Оно наблюдается чаще всего в па­ренхиматозных органах, при инфекционных заболеваниях, протекающих с выраженной интоксикацией (творожистый рас­пад легких или надпочечников при туберкулезе).

2. Экссудативное воспаление характеризуется выра­женным нарушением кровообращения с явлениями экссудации и эмиграции лейкоцитов. По характеру экссудата различают серозное, гнойное, геморрагическое, фибринозное, смешанное воспаление. Кроме того, при вовлечении в воспалительный процесс слизистых оболочек, когда к экссудату примешивается слизь, говорят о катаральном воспалении, которое обычно со­четается с экссудативным воспалением других видов (серозно-катаральное, гнойно-катаральное и др.).

3. Пролиферативное (продуктивное) воспаление характеризу­ется доминирующим размножением клеток гематогенного и гистиогенного происхождения. В зоне воспаления возникают клеточные инфильтраты, которые в зависимости от характера скопившихся клеток подразделяются на круглоклеточные (лимфоциты, гистиоциты), плазмоклеточные, эозинофильно-клеточные, эпителиоидно-клеточные, макрофагальные ин­фильтраты. При воспалении клетки с законченным циклом развития (зрелые) погибают, мезенхимальные же клетки (недифференцированные клетки, Мезенхимальные стволовые клетки) пре­терпевают трансформацию и дифференциацию, в результате которых образуется молодая соединительная ткань. Она про­ходит все стадии созревания, вследствие чего орган или часть его пронизывается соединительнотканными тяжами, что на поздних стадиях воспаления может привести к циррозу.

При систематизации видов воспаления наряду с клинико-анатомическими особенностями учитывают:

1) временную ха­рактеристику процесса (острое и хроническое);

2) морфофункциональные особенности воспаления;

3) патогенетическую специфику воспаления (иммунное воспаление).

Признаки воспаления: выделяют местные и общие признаки воспаления.

Местные признаки воспаления: rubor, tumor, dolor, calor, functio laesa.

Rubor (покраснение): причины:

1. артериальная гиперемия;

2. увеличение числа, а также расширение артериол и прекапилляров;

3. возрастание количества функционирующих капилляров, заполненных артериальной кровью;

4. «артериализация» венозной крови, обусловленная повышением содержания HbO₂ в венозной крови.

Тumor (припухлость): причины:

1. увеличение кровенаполнения ткани в результате развития артериальной и венозной гиперемии;

2. увеличение лимфообразования (в связи с артериальной гиперемией);

3. развитие отёка ткани;

4. пролиферация в очаге воспаления.

Dolor (боль): причины:

1. воздействие на рецепторы медиаторов воспаления (гистамина, серотонина, кининов, некоторых Пг);

2. высокая концентрация H⁺, метаболитов (лактата, пирувата и других);

3. деформация ткани при скоплении в ней воспалительного экссудата.

Сalor (повышения температуры): причины:

1. развитие артериальной гиперемии, сопровождающейся увеличением притока более тёплой крови;

2. повышение интенсивности обмена веществ, что сочетается с увеличением высвобождения тепловой энергии;

3. разобщение процессов окисления и фосфорилирования, обусловленное накоплением в очаге воспаления избытка ВЖК, Ca²⁺ и других агентов.

Functio laesa (нарушение функций органа или ткани): причины:

1. повреждающее действие флогогенного фактора;

2. развитие в ответ на это альтеративных процессов, сосудистых реакций и экссудации;

Общие признаки воспаления

Рис. 5. — Общие признаки острого воспаления.

Исходы воспаления:

При благоприятном течении воспаления в очаге воспаления наблюдается, как правило, полная регенерация ткани — восполнение её погибших и восстановление обратимо повреждённых структурных элементов.

При значительном разрушении участка ткани или органа на месте дефекта паренхиматозных клеток образуется вначале грануляционная ткань, а по мере её созревания — рубец, т.е. наблюдается неполная регенерация.

Рис. - Общая схема патогенеза воспаления

2. Первичная и вторичная альтерация при воспалении: механизмы, общая характеристика. Изменение обмена веществ, проницаемости мембран клеток и клеточных органелл в очаге воспаления, механизмы их развития и значение.

Воспаление всегда начинается с повреждения ткани, комплекса обменных, физико-химических и структурно-функ­циональных изменений, т.е. с альтерации (от лат. alteratio - изменение) ткани, которая играет роль пускового фактора воспали­тельного процесса.

Воспаление (inflammatio, от лат. in-flammare - воспламенять) сформировавшаяся в процессе эволюции реакция организма на местное повреждение, характеризующаяся явлениями альтерации, расстройств микроциркуляции (с экссудацией и эмиграцией) и пролиферации, направленными на локализацию, уничтожение и удаление повреждающего агента, а также на восстановление (или замещение) поврежденных им тканей.

Первичная альтерация - это совокупность изменений об­мена веществ, физико-химических свойств, структуры и функ­ции клеток и тканей, возникающих под влиянием прямого воз­действия этиологического фактора воспаления. Первичная альтерация как результат взаимодействия этиологического фактора с организмом сохраняется и служит причиной воспа­ления и после прекращения этого взаимодействия. Реакция ор­ганизма на первичное повреждение как бы пролонгирует дей­ствие причины воспаления. Сам причинный фактор уже может не контактировать с организмом.

Вторичная альтерация является реакцией организма на уже вызванное раздражителем повреждение. Если первичная альтерация - результат непосредственного действия воспали­тельного агента, то вторичная - не зависит от него и может продолжаться и тогда, когда этот агент уже не оказывает влия­ния (например, при лучевом воздействии). Этиологический фактор является инициатором, пусковым механизмом процес­са, а далее воспаление будет протекать по законам, свойствен­ным ткани, органу, организму в целом.

Таблица 1. - Сравнительная характеристика зон первичной и вторичной альтерации в очаге воспаления

Условие	Зона первичной альтерации	Зона вторичной альтерации
Причина	действие флогогенного (=патогенного) агента	действие флогогенного агента; физико-химические, метаболические изменения в зоне первичной альтерации; эффекты медиаторов
Локализация	место непосредственного действия флогогенного агента	периферия места действия флогогенного агента, обширный регион вокруг зоны первичной альтерации
Механизмы формирования	повреждение и разрушение структур тканей, нарушение метаболизма (преобладание катаболизма), значительные физико-химические нарушения	расстройства: нервной регуляции, аксонного транспорта трофических и пластических факторов, тонуса стенок сосудов и кровотока; действие медиаторов воспаления
Время начала формирования	сразу после действия флогогенного фактора	через несколько секунд-минут после воздействия флогогенного фактора
Проявления	грубые изменения в ткани, часто необратимые	разной степени выраженности, как правило, обратимые

Первичная альтерация является результатом повреждающего воздействия самого воспалительного агента, поэтому ее выраженность при прочих равных условиях (реактивность организма, локализация) зависит от свойств флогогена. Строго говоря, первичная альтерация не является компонентом воспаления, так как воспаление есть реакция на повреждение, вызванное флогогеном, т.е. на первичную альтерацию. В то же время практически первичные и вторичные альтеративные явления трудно отделимы друг от друга.

Вторичная альтерация является следствием воздействия на соединительную ткань, микрососуды и кровь высвободившихся внеклеточно лизосомальных ферментов и активных метаболитов кислорода. Их источником служат активированные иммигрировавшие и циркулирующие фагоциты, отчасти - резидентные клетки. При воспалении у животных с предварительно вызванной лейкопенией альтерация выражена слабо. Определенную роль в альтерации может играть также литический комплекс С5b-С9, образующийся при активации комплемента плазмы и тканевой жидкости.

Вторичная альтерация не зависит от воспалительного агента, для ее развития необязательно дальнейшее присутствие флогогена в очаге. Она является реакцией организма на уже вызванное вредным началом повреждение. Это целесообразный и необходимый компонент воспаления как защитно-приспособительной реакции, направленный на скорейшее отграничение (локализацию) флогогена и (или) поврежденной под его воздействием ткани от остального организма. Ценой повреждения достигаются и другие важные защитные явления: более выраженный микробицидный и литический эффект лизосомальных ферментов и активных метаболитов кислорода, поскольку он осуществляется не только в фагоцитах, но и внеклеточно; вовлечение других медиаторов воспаления и клеток, усиленная экссудация, эмиграция и фагоцитоз. В результате воспалительный процесс завершается быстрее. Однако альтерация целесообразна лишь в известных пределах. Так, например, при дисбалансе в системе лизосомальные протеиназы - их ингибиторы возникают избыточные проявления альтерации с преобладанием некроза.

Альтеративные явления при воспалении включают тканевой распад и усиленный обмен веществ («пожар обмена»), приводящие к ряду физико-химических изменений в воспаленной ткани: накоплению кислых продуктов (ацидоз, или Н+-гипериония), увеличению осмотического давления (осмотическая гипертензия, или гиперосмия), повышению коллоидно-осмотического, или онкотического, давления (гиперонкия).

В зависимости от силы повреждающего агента, интенсивности и локализации воспаления морфологические проявления альтерации широко варьируют: от едва заметных структурно-функциональных изменений до полной деструкции (некробиоз) и гибели (некроз) тканей и клеток. Обнаруживаются мутное набухание цитоплазмы клеток, явления белковой, жировой и других видов их дистрофии. Резко повышается проницаемость мембран клеток и клеточных органелл. Изменяются и субклеточные структуры - митохондрии, лизосомы, рибосомы, эндоплазматическая сеть. Митохондрии набухают или сморщиваются, кристы их разрушаются. Повышение проницаемости и повреждение мембран лизосом сопровождаются выходом разнообразных ферментов, играющих роль в разрушении субклеточных структур. Изменяются форма и величина цистерн эндоплазматического ретикулума, в цитоплазме появляются везикулы, концентрические структуры и др. Отмечаются краевое расположение хроматина, повреждение мембраны ядра. В строме наблюдаются мукоидное и фибриноидное набухание вплоть до некроза, растворение коллагеновых и эластических волокон.

Повышение обмена веществ при воспалении происходит преимущественно за счет углеводов. Первоначально усиливается как их окисление, так и гликолиз. В основе этого явления лежит активация соответствующих тканевых ферментов. Заметно увеличивается потребление кислорода воспаленной тканью. По мере накопления в очаге лейкоцитов, лизосомальные ферменты которых расщепляют углеводы анаэробным путем, а также повреждения и снижения количества митохондрий в ходе альтерации, реакции окисления заметно ослабевают, а гликолиза - нарастают. Соответственно расщепление углеводов не всегда доходит до конечных продуктов - углекислого газа и воды. Дыхательный коэффициент снижается. В ткани накапливаются недоокисленные продукты углеводного обмена - молочная и трикарбоновые кислоты.

Кроме того, вследствие нарушения обмена жиров, белков и распада нуклеиновых кислот в очаге нарастает содержание жирных кислот, кетоновых тел, полипептидов, аминокислот, нуклеотидов (АТФ, адениловая кислота), нуклеозидов (аденозин). В результате развивается ацидоз. Первоначально он компенсируется тканевыми буферными системами и ускоренным крово- и лимфотоком. По мере истощения буферных систем и замедления крово- и лимфотока ацидоз нарастает и становится некомпенсированным. Если в норме концентрация водородных ионов в ткани составляет 0,5?10^-7, т.е. рН равен 7,34, то при воспалении может быть, соответственно, 25?10^-7 и 5,6 и ниже. Чем острее протекает воспалительный процесс, тем более выражен ацидоз. Так, при остром гнойном воспалении рН составляет 6,5-5,39, а при хроническом - 7,1-6,6. Ацидоз принимает участие в повышении проницаемости сосудов. Он создает благоприятные условия для реализации разрушительных эффектов лизосомальных ферментов, в частности гликозидаз, расщепляющих углеводные компоненты матрикса соединительной ткани.

Наряду с Н+-гиперионией в очаге нарастает содержание и других ионов - ионов калия, натрия, кальция. Это обусловлено разрушением клеток и усиленной диссоциацией в кислой среде солей. Вследствие опережающего повышения уровня внеклеточного калия нарушается соотношение ионов калия и кальция (дизиония). Изменения в гомеостазе ионов Са²+ могут лежать в основе гибели клеток в очаге воспаления. Са²+ является одним из вторичных мессенджеров между мембраной и клеточными ферментными системами, а также генным аппаратом. Повышение уровня внутриклеточного Са²+ приводит к абсорбции его митохондриальными мембранами и последующим блокированием дыхательной цепи электронов. Повышенное внутриклеточное содержание Са²+ активирует нелизосомальные протеазы, приводя к лизису цитоскелета, деградации энзимов, мембрано-ассоциированных белков (ионных каналов, переносчиков, рецепторов, молекул адгезии). Отмечено, что хотя снижение внеклеточного Са²+ важно для выживания клеток, это может быть препятствием к их новому росту. В очаге воспаления нарастает молекулярная концентрация, поскольку в процессе тканевого распада и усиленного обмена веществ происходит расщепление крупных молекул до множества мелких. Вследствие повышения ионной и молекулярной концентрации развивается гиперосмия. Так, если в норме депрессия межклеточной жидкости составляет 0,62°, т.е. осмотическое давление равно 8 атм, то при гнойном воспалении - соответственно 0,80° и 19 атм .

В результате физико-химических изменений воспаленной ткани, расщепления белков до полипептидов и аминокислот с увеличением концентрации последних происходит увеличение дисперсности коллоидов, их способности притягивать и задерживать воду. Развивается гиперонкия (=увеличение онкотического давления( (*Онкотическое давление (от др.-греч. ὄγκος — объем, масса) — коллоидно-осмотическое давление, доля осмотического давления, создаваемая высокомолекулярными компонентами раствора.). Изменения осмотического и онкотического давления являются важным фактором экссудации и, соответственно, воспалительного отека.