Механізм та біологічне значення запалення

Зміст

Вступ

1. Історія

2. Порушення мікроциркуляції

3. Запальні ексудати

4. Еміграція лейкоцитів периферичної крові у вогнище запалення

5. Фагоцитоз

6. Спеціалізовані функції нейтрофілів, моноцитів і еозинофілів при запаленні

7. Медіатори запалення

8. Кінець запалення

9. Біологічне значення запалення

Висновки

Список літератури

Вступ

Запалення являє собою часту форму патологічного процесу, що виникає при впливі на організм патологічного подразника.

Запальний процес є ведучою патогенетичною ланкою багатьох захворювань, а його локалізація в тім чи іншому органі нерідко визначає специфіку хвороби і її нозологічну форму.

Лікарю при діагностиці і лікуванні більшості захворювань приходиться зустрічатися із симптомокомплексом явищ, обумовлених запальним процесом, що або лежить в основі даного захворювання, або приєднується як вторинне явище. Протизапальні заходи часто є основним методом лікування дуже багатьох захворювань.

Тому у всій історії медицини зрозумілий глибокий інтерес до запального процесу, механізмам його виникнення, розвитку і завершення.

1. Історія

Клінічні ознаки запалення були вперше описані римським енциклопедистом Цельсом 2000 років тому. Він відносив до них червоність (rubor), припухлість тканини — пухлина (tumor), жар (calor) і біль (dolor). На початку нашої ери грецький лікар Гален доповнив ці чотири ознаки п'ятим — порушенням функції (functio laesa).

У довирховский період усі численні дослідження запалення проводилися шляхом візуальних спостережень, хоча і починалися спроби виділення різних його форм — катаральне, флегмонозне, гнійне, гостре, хронічне запалення (К.Рокитанський, 1846). Р.Вірхов у "целюлярній патології" (1858) зміг розкрити механізми кожного з класичних ознак запалення: червоність і жар зв'язані з запальною гіперемією, припухлість — зі скупченням у тканині ексудату, біль — з ушкодженням (альтерацією) тканини. Відстоюючи свою нутритивну (живильну) теорію запалення, Р.Вірхов протиставляє паренхіматозний тип запалення видільному (ексудативному).

Важливим етапом вивчення запалення в XIX столітті з'явилися дослідження Ю.Конгеймом (1878) судинного компонента запальної реакції, що дозволили висунути судинну теорію запалення. Підтвердженням цієї теорії послужило відкриття А.С.Шкляревським крайового стояння лейкоцитів і В.В.Подвисоцьким (1899) межендотеліальної міграції лейкоцитів у вогнищі запалення.

До кінця минулого сторіччя сутність запальної реакції стала досить ясної: це захисно-пристосувальна реакція, а призначення її полягає як у знищенні агента, що викликав ушкодження, так і у відновленні ушкодженої тканини. Таке тлумачення запалення визначає необхідність вивчення його у філогенезі. Ця праця взяла на себе И.И.Мечников, що показав, що основою запальної реакції є фагоцитоз, що здійснюється за допомогою клітинних "цитаз", названих згодом лізосомами. З'являється фагоцитарна теорія запалення И.И.Мечникова (1892), найбільш аргументована в "Порівняльній патології запалення" (1917). Теорія Мечникова переконує в удосконалюванні механізмів запалення в міру еволюції організмів, але вона стосується лише фагоцитозу, спрямованого на знищення агента, що ушкоджує; репаративна функція запалення, її еволюційне удосконалювання виявилися поза полючи зору дослідника. Репаративний компонент запалення був розкритий лише в середині нашого сторіччя дослідниками, що показали роль медіації і клітинної рецепції в кінетиці запального процесу.

H.Dale і P.Luidow (1909) першими відкрили перший медіатор запалення гістамін, a V.Menkin (1948) виділяє з ексудата речовина — лейкотаксин, що впливає на стан судинної стінки і рух лейкоцитів у вогнище запалення. Надалі серед медіаторів запалення були виділені біогенні аміни, плазмені системи, похідні арахидонової кислоти, кисневі радикали і гидропероксидази ліпідів, а також численні медіатори нейтрофілів, моноцитів, лімфоцитів і фібробластів (Сєров В.В., Павуків B.C., 1995).

Ці дослідження дозволили дати найбільш повне, розкриваюче сутність процесу, визначення запалення.

2. Порушення мікроциркуляції

Розвиток запалення зв'язаний з характерними змінами кровотока в мікроциркуляторних судинах, що детально вивчені в експериментах in vivo на тонких і тому прозорих органах (брижі, вушна раковина) тваринних різних видів за допомогою світлового мікроскопа. Перші дослідження такого роду були виконані на брижах жаби більш 100 років тому німецьким патологом Ю. Конгеймом.

До мікроциркуляторним судин (чи судинам периферичного судинного ложа) відносять дрібні артерії діаметром менш 50 мкм; артеріоли і метартеріоли, діаметр яких складає близько 10 мкм; щирі капіляри (3-7 мкм), частина яких починається від метартеріол; посткапілярні венули (7-30 мкм), що приймають кров з 2-4 капілярів; що збирають венули першого і другого порядку діаметром 30- 50 мкм і 50-100 мкм відповідно, що виникають після злиття спочатку посткапілярних, а потім і що збирають венул.

Стінки артеріол, метартеріол і що збирають венул мають у своєму складі гладком’язеві клітини, що иннервируются вегетативними нервовими волокнами. Стінки капілярів і посткапілярних венул позбавлені таких. Капілярний кровоток регулюється спеціальними прекапілярними сфінктерами. Кожен сфінктер утворений однією гладком’язевою кліткою, що оточує капіляр у місці його відхождення від метартеріоли.

При запаленні розрізняють 4 стадії змін кровотока в мікроциркуляторних судинах:

    короткочасний (минущий) спазм що приносять артеріол;

    розширення мікроциркуляторних судин і прискорення кровотока (артеріальна гіперемія);

    подальше розширення судин і уповільнення кровотока (венозна гіперемія);

    зупинку кровотока (стаз).

Минущий спазм що приносять артеріол чітко виражений при швидко розвивається ушкодженні, наприклад при чи опіку механічній травмі. Він мало помітний чи відсутній, якщо зухвале запалення ушкодження розвивається поступово, наприклад при інвазії бактерій. Судинний спазм продовжується звичайно кілька секунд, але іноді (при опіках) кілька хвилин.

Розширення мікроциркуляторних судин і прискорення кровотока (артеріальна гіперемія), що виникає слідом за чи спазмом під час відсутності його при ушкодженні, починається з артеріол і метартеріол. Потім розслаблюються прекапілярні сфінктери і росте число функціонуючих капілярів. Збільшується кровонаповнення ушкодженої ділянки органа - виникає гіперемія, що обумовлює першу макроскопічну ознаку запалення - почервоніння. Якщо запалення розвивається в шкірі, температура якої нижче температури крові, що притікає до неї, то температура гиперемованої ділянки підвищується - виникає жар. Жар не є ознакою запалення внутрішніх органів, температура яких дорівнює температурі крові.

Оскільки перший час після розширення мікроциркуляторних судин у зоні запалення швидкість кровотока в них значно перевищує норму, а споживання кисню тканинами міняється незначно, що відтікає від вогнища запалення кров містить багато кисню і мало відновленого гемоглобіну, що додає їй яскраво-червоне фарбування. Цю стадію судинної відповіді іноді називають стадією артеріальної гіперемії, і вона дійсно зовні мало відрізняється від активної гіперемії в здоровій тканині. Однак артеріальна гіперемія при запаленні зберігається недовго - звичайно від 10 до 30 хв (тим коротше, ніж сильніше виражене ушкодження) і змінюється венозною гіперемією, при якій збільшене кровонаповнення органа сполучається з уповільненням кровотока.

Венозна гіперемія починається з максимального розширення що приносять артеріол і прекапілярних сфінктерів, що стають нечуттєвими до судинозвужувальних стимулів, а також з утруднення венозного відтоку. Швидкість кровотока в мікроциркуляторних судинах падає. Зміст відновленого гемоглобіну в протікаючій через ушкоджену ділянку крові зростає, і її колір здобуває синюшний відтінок.

При прогресивному зниженні швидкість кровотока в мікроциркуляторних судинах - найчастіше в посткапілярних венулах - відбувається повна зупинка кровотока - стаз. При розгляданні у світловому мікроскопі такі судини представляються заповненими безупинною масою склоподібної речовини, що складає з упритул прилягаючих друг до друга формених елементів крові.

Розвиток запальної гіперемії характеризується збільшенням проникності стінок мікроциркуляторних судин для білка. Збільшення судинної проникності виявляють уже через кілька хвилин (іноді через 30-60 с) послу початку запальної гіперемії, швидко (протягом 20-30 хв) наростає до максимуму, знижується через 1 ч і знову наростає, утримуючись на високому рівні протягом декількох годин і навіть декількох діб. Особливо сильні зміни проникності фіксують у посткапілярних венулах, у меншому ступені - у капілярах і інших мікроциркуляторних судинах.

Зміни мікроциркуляції при запаленні обумовлені різними механізмами. Первісний спазм артерій і артеріол виникає, очевидно, у результаті прямого впливу факторів, що ушкоджують, на гладкі м'язи судин, що відповідають на ушкодження скороченням. Можливо також, що стимули, що ушкоджують, вивільняють нейромедіатори з закінчень судинозвужувальних нервів.

Виникнення артеріальної гіперемії обумовлено появою в зоні ушкодження вазоактивних речовин, насамперед гістаміна і брадикініна, що відносяться до великої групи так званих медіаторів запалення. І гістамін, і брадикінін впливають через свої специфічні рецептори на клітки ендотелія мікроциркуляторних судин, що вивільняють у відповідь оксид азоту (N0) і інші судинорозширювальні речовини.

У розвитку артеріальної гіперемії при запаленні бере участь також аксон-рефлекс - місцевий судинорозширювальний рефлекс, що виникає при порушенні закінчень тонких немієлінізованих аферентних волокон групи С и центральної нервової системи, що здійснюється без участі. Афферентние волокна групи З (провідники болючої чутливості) широко гілкуються на периферії. При цьому закінчення одних гілочок якого-небудь одного чуттєвого волокна вільно розташовуються в тканинах, а закінчення інших гілочок того ж самого волокна тісно контактують з мікроциркуляторними судинами. Якщо окремі гілочки такого аферентного волокна збуджуються стимулами, що ушкоджують, (механічними, термічними чи хімічними), у них виникають нервові імпульси, що поширюються на інші гілочки цього волокна, у тому числі і на ті, котрі закінчуються на судинах. Коли нервові імпульси досягають судинних закінчень аферентних волокон групи З, з них вивільняються судинорозширювальні пептиди (речовина Р, нейропептид Y і ін.). Крім прямої дії на мікроциркуляторнї судини, вазоактивнї пептиди викликають дегрануляцїю нервових закінчень, що знаходяться поблизу, гладких кліток, що приводить до вивільнення гістаміна й інших вазоактивних речовин. Залучення аксона-рефлексу істотно розширює зону гіперемії при запаленні.

Основною причиною закономірної зміни артеріальної гіперемії на венозну при запаленні є ексудація - вихід рідкої частини крові з мікроциркуляторних судин у навколишню тканину. Ексудація супроводжується збільшенням в'язкості крові. Опір струму крові росте, швидкість кровотока падає. Крім того, викликане ексудацією збільшення внутрітихорецького тиску приводить до стиску венозних судин, що утрудняє відтік крові з зони запалення і сприяє розвитку венозної гіперемії.

Ексудація є необхідною умовою виникнення стазу - зупинки кровотоку - звичайного явища при запаленні. Як правило, стаз виникає в окремих судинах мікроциркуляторного русла, коли їхня проникність різко зростає. При цьому плазма виходить із судини, а сама судина виявляється заповненим масою щільно прилягаючих друг до друга формених елементів. Висока в'язкість такої маси унеможливлює її просування по судині. Виникає стаз. Стаз може розв'язатися, якщо проникність судини відновиться, а поступове просочування між форменими елементами плазми приведе до зниження в'язкості еритроцитної маси до деякого критичного рівня.

Власне ексудація обумовлена насамперед збільшенням проникності стінки мікроциркуляторних судин для білка, що відбувається в результаті істотних змін судинного ендотелія. Уже на самому початку запалення між ендотеліальними клітками посткапілярних венул, а потім і інших мікроциркуляторних судин виникають широкі щілини, що легко пропускають молекули білка. Є доказу того, що утворення таких щілин - результат активного скорочення (ретракції) ендотеліальних кліток, викликуваного медіаторами запалення (гістамін, брадикінін і ін.), що впливають на специфічні рецептори поверхні ендотеліальних кліток.

Коли білки крові, насамперед альбуміни, починають просочуватися із судин, онкотическое тиск крові падає, а онкотичний тиск інтерстициальної рідини росте. Знижується градієнт онкотичного тиску між плазмою і інтерстицием, що утримує воду усередині судин. Починається перехід рідини із судин у навколишнє простір. До факторів, що сприяють виходу рідини із судин, відноситься ріст гідростатичного тиску усередині капілярів, викликаний розширенням що приносять артеріол, і збільшення осмотичного тиску інтерстициальної рідини, обумовлене нагромадженням у інтерстиції осмотично активних продуктів розпаду тканин.

Скупчення рідини в зоні ушкодження - запальний набряк тканини - збільшує розміри збудженої ділянки. Виникає припухлість - ще один характерна макроскопічна ознака запалення.

3. Запальні ексудати

Ексудат - це рідина, що накопичується у позасудинном просторі при запаленні в результаті підвищення проникності мікроциркуляторних судин. Власне кажучи в кожнім випадку гострого запалення в ексудаті, крім води і солей, можна знайти усі компоненти крові, з якої він утвориться (білки, лейкоцити і навіть еритроцити). Однак загальна кількість ексудата, так само як і відносний зміст у ньому окремих білкових фракцій і різних формених елементів, може бути різним. Ці розходження визначаються багатьма факторами, у тому числі характером агента, що викликає запалення; морфологічними і фізіологічними особливостями тканини, у якій розвивається запалення; станом реактивності організму. Відповідно до особливостей складу розрізняють серозний, катаральний, фібринозний, гнійний і геморрагічний ексудат.

Серозний ексудат, що складається переважно з води й альбумінів, утвориться на ранніх стадіях запалення шкіри (типовий приклад - ексудат у міхурах на долонях, що виникають після роботи лопатою, веслами), при запаленні слизуватих оболонок і серозних порожнин (серозний плеврит, перитоніт, перикардит і ін.).

Катаральний (слизуватий) ексудат утвориться при запаленні слизуватих оболонок носоглотки, повітроносних шляхів легень, шлунково-кишкового тракту. Катаральні ексудати відрізняються від серозних високим змістом мукополісахаридів і секреторних антитіл (імуноглобулінів класу А). У них міститься також лізоцим.

Фібринозний ексудат утвориться при сильних ушкодженнях ендотелія, що супроводжуються значним витоком високомолекулярного фібриногену. Фібриноген, що вийшов із судин, полімеризується в нитці фібрину. Такого роду ексудат характерний для деяких бактеріальних інфекцій - дифтерії, дизентерії, пастереллеза. Він виникає при запаленні верхніх дихальних шляхів, товстої кишки, перикарда, очеревини.

Гнійний ексудат містить велика кількість живих і зруйнованих лейкоцитів, фрагменти некротизованних тканин, частково лизированних ферментативним переварюванням. Гнійний ексудат утвориться найчастіше при інфекціях, викликуваних так називаними піогенними бактеріями, - стафілококами, стрептококами, пневмококами й ін.

Геморрагічний ексудат містить значна кількість еритроцитів. Він утвориться при важких ушкодженнях судин, що супроводжуються загибеллю ендотеліальних кліток і руйнуванням базальної мембрани. Геморрагический ексудат характерний для гострої грипозної пневмонії, сибірської виразки, отруєння фосгеном.

Функції ексудату. Утворення ексудату - найважливіша складова запальної відповіді. У результаті ексудації відбувається розведення (зниження концентрації) бактеріальних і інших токсинів, що утворяться у вогнищі запалення, їхнє руйнування ферментами, що надходять із плазми крові протеолітичними. Під час ексудації у вогнище запалення надходять сироваткові антитіла, що нейтралізують бактеріальні токсини і сприяють фагоцитозу. Містяться в ексудатах компоненти комплементу після їхньої активації у вогнищі запалення підтримують запальну гіперемію, стимулюють вихід лейкоцитів із судин у вогнище запалення, сприяють фагоцитозу - поглинанню лейкоцитами чужорідних часток. Фібриноген ексудата перетворюється у фібрин, нитки якого створюють структури, що полегшують перехід у рань лейкоцитів крові, що сприяє фагоцитозу. Молекули фібрину можуть служити субстратом для утворення біологічно активних пептидів - медіаторів запалення.

Однак ексудація має і негативні наслідки. Наприклад, викликаний ексудацією сильний набряк гортані здатний приводити до ядухи; ексудація при запаленні мозкових оболонок - до загрозливого життю підвищенню внутрічерепного тиску; запальний набряк слизуватої оболонки жовчовивідних шляхів - до порушення виведення жовчі і жовтяниці і т.д.

Супровідний ексудацію ріст внутрітихорецького тиску, особливо значного при утрудненнях лімфовідтока, порушує мікроциркуляцію і може викликати ішемічне ушкодження тканин. Значні відкладення-фібрину сприяють надлишковому розростанню сполучної тканини, перешкоджаючи тим самим процесам відновлення нормальної структури і функції ушкодженого органа.

4. Еміграція лейкоцитів периферичної крові у вогнище запалення

Мікроциркуляторне судини в зоні запалення стають місцем масового виходу - еміграції - циркулюючих у крові лейкоцитів у позасудинний простір. Феноменологія цього процесу детально вивчена в експериментах in vivo з використанням різних методів світлової мікроскопії. Коли швидкість кровотока в мікроциркуляторних судинах при запаленні сповільнюється (артеріальна гіперемія змінюється венозної), "пливучі" зі струмом крові лейкоцити все частіше й частіше затримуються у внутрішньої стінки посткапілярних венул. Вони можуть якийсь час повільно "котитися" по внутрішній поверхні цих судин, після чого несуться з зони запалення разом зі струмом крові. У міру того як запалення прогресує, усе більше і більше число лейкоцитів, "прокотивши" деяку відстань по поверхні судини, щільно прикріплюються (прилипають) до ендотелію. У результаті такої адгезії вже через 2-4 ч послу початку гострого запалення уся внутрішня стінка посткапілярних судин у зоні запалення виявляється покритої шаром лейкоцитів і здобуває вид "брукової бруківки". Через 1-2 ч після цього виникає масова еміграція лейкоцитів у позасудинний простір.

Коли лейкоцити виходять із судини, вони переборюють принаймні дві перешкоди: шар ендотелія і базальну мембрану. Через ендотелій лейкоцити проходять, протискуючи крізь щілини між ендотеліальними клітками. Базальна мембрана переборюється, очевидно, після її обмеженого розчинення протеазами лейкоцитів. Однієї з таких протеаз може бути желатиназа, що зберігається усередині спеціальних цитоплазматичних гранул. Процес переходу лейкоцита через стінку судини продовжується від 2 до 12 хв. Він не супроводжується помітним ушкодженням судини і здійснюється переважно в посткапілярних венулах.

В еміграції беруть участь усі форми лейкоцитів периферичної крові: нейтрофіли, моноцити, лімфоцити, еозинофіли, базофіли. При гострому запаленні першими емігрують нейтрофіли, через кілька годин - моноцити і лімфоцити й інші форми лейкоцитів.

Еміграція лейкоцитів обумовлена появою в зоні ушкодження медіаторів запалення - хімічних речовин, роль яких спеціально обговорюється нижче. Багато хто з цих медіаторів впливають на клітки ендотелію посткапілярних венул, викликаючи експресію на мембрані цих кліток особливих молекул адгезії. Починається складний процес взаємодії ендотеліальних кліток з циркулюючими лейкоцитами, а потім лейкоцитів з елементами міжклітинного матрикса, що приводить у кінцевому рахунку до нагромадження лейкоцитів крові у вогнищі запалення.

Три типи молекул адгезії беруть участь в еміграції лейкоцитів під час запалення: селектини, інтегрини, молекули, що відносяться до так називаного сімейства імуноглобулінів. Первісна слабка адгезія лейкоцитів до ендотелію опосередкується селектинами - мембранного глікопротеїнами, взаємодіючими з вуглеводними лігандами. Відомі три члени групи селектинов: L-, Е- і Р-селектини.

L-селектин експрессируется постійно по поверхні усіх форм лейкоцитів. Е-селектин з'являється на поверхні мембрани ендотеліальних кліток через кілька годин після їхньої активації цитокінами, що виявляють у тканинах після ушкодження. Р-селектин синтезується в ендотеліальних клітках постійно, але не експресується на поверхні, а накопичується усередині кліток у спеціальних секреторних тельцах Вейбела-Палада. Під впливом медіаторів запалення, зокрема гістаміна, ці тільця швидко - протягом декількох хвилин - переміщаються до плазматичної мембрани, після чого содержащийся в них Р-селектин з'являється на поверхні клітки. Саме Р-селектин ендотелія, взаємодіючи зі своїми лігандами на мембрані циркулюючих лейкоцитів, забезпечує первісне сповільнення руху і "качение" ("rolling" - англ.) лейкоцитів по ендотелію. Трохи пізніше в цей процес утручаються L-селектини.

Коли рух лейкоцитів по судинах сповільнюється, збільшується час контакту лейкоцитів з ендотеліем, зростає імовірність активації лейкоцитів медіаторами запалення, що утворяться в місці ушкодження. Медіатори запалення викликають поява на поверхні лейкоцитів інших молекул адгезії - інтегринов, що забезпечують більш щільне прикріплення лейкоцитів до ендотелію. Інтегрини - мембранні глікопротеїни, що складаються з двох субодиниць (а і (3). Відомо кілька варіантів кожної з цих ланцюгів, усілякі комбінації яких створюють більш двох десятків різних молекул інтегринов. У нейтрофілах, що першими емігрують у зону ушкодження, частина молекул інтегринов знаходиться на внутрішній поверхні мембрани спеціальних внутрішньоклітинних гранул - секреторних пухирців. Активація нейтрофілів супроводжується мобілізацією цих пухирців, що підходять до поверхні клітки. Мембрана пухирців зливається з цитоплазматичною мембраною, у результаті чого інтегрини експонуються на поверхні лейкоцита і вступають у контакт зі своїми лігандами на поверхні кліток судинного ендотелія. У якості таких лігандов (чи контррецепторів) у більшості випадків виступають молекули, подібні з молекулами імуноглобулінів: ICAM-1 (intercell adhesion molecule-1), ICAM-2, VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1).

Поява інтегринов на поверхні лейкоцитів забезпечує їх щільне прилипання до ендотелію, уможливлює наступний вихід лейкоцитів із судин і їхню міграцію у позасудинном просторі, оскільки лейкоцити переміщаються усередині міжклітинного матрик-са, "чіпляючи" за допомогою інтегринов за його визначені складові елементи (фібронектин, ламінін, коллаген).

Про значення адгезії для здійснення захисних функцій лейкоцитів свідчить два відомих у людей синдрому уродженого дефіциту адгезії лейкоцитів (ДАВ): ДАВ типу I, обумовленого дефектом інтегринов, і ДАВ типу II, зв'язаного з дефектом вуглеводних лігандов, з якими взаємодіють селектини. В обох випадках у таких хворих порушені механізми запалення, що приводить до частих інфекцій, незважаючи на значне збільшення змісту лейкоцитів у периферичній крові.

Відомо, що адгезивні властивості ендотелія і лейкоцитів, як і наступна трансміграція лейкоцитів, міняються під впливом медіаторів запалення. При цьому особливу роль грають речовини, названі хемоаттрактантами, що активують лейкоцити, мобілізують внутрішньоклітинні органели лейкоцитів і викликають позитивний хемотаксис лейкоцитів - їхнє активне переміщення в напрямку найбільшої концентрації хемоаттрактантів. Властивостями хемоаттрактантів володіють речовини, що входять до складу чи бактерій продуцируемие клітками, що беруть участь у запаленні (тромбоцити, гладкі клітки, клітки судинного ендотелія, фібробласти і самі лейкоцити), а також речовини, що утворяться з білків крові і межтканевой рідини.

Послідовність залучення різних хемоаттрактантів у процес еміграції лейкоцитів досить складна і залежить від ряду факторів. Багато хто хемоаттрактанти впливають на різні типи лейкоцитів. Існують однак і такі, котрі впливають переважно на який-небудь один тип лейкоцитів.

До числа найбільш сильних хемоаттрактантів, що впливають на різні форми лейкоцитів, відносяться липополисахариди - незвичайні складні речовини, що входять до складу клітинної оболонки грамотрица-тельних бактерій. Іншу групу "багатоцільових" хемоаттрактантів бактеріального походження утворять пептиди, аналогом яких служить синтетичний пептид N-форміл-метіоніл-лейцил-фенілаланин (ФМЛФ).

Сильними ендогенними хемоаттрактантами для багатьох форм лейкоцитів є фрагменти активованого комплементу, особливо фрагмент ІЗ5а, лейкотріен У4, фактор активації тромбоцитів.

До числа хемоаттрактантів, що впливають переважно на спеціальні підтипи лейкоцитів, відносяться так називаемиехемокини - низькомолекулярні білки, що секретируются різними клітками, що беруть участь у запальній відповіді, наприклад інтерлейкин-8 (МУЛ-8) - хемоаттрактант для нейтрофілів, МСР-1 (monocyte chemotactic protein-1) - хемоаттрактант для моноцитів, лімфотактин - хемоаттрактант для лімфоцитів і натуральних кіллеров, еотаксин - хемоаттрактант для еозинофілів.

Активація лейкоцитів під впливом хемоаттрактантів - складний процес, що починається в результаті взаємодії хемоаттрактантів зі специфічними рецепторами на поверхні лейкоцитів. У ході передачі сигналу від рецепторів усередину клітки відбуваються зміни іонної проникності і потенціалу мембрани лейкоцитів. Збільшується концентрація іонізованого кальцію в цитоплазмі. Активується мікротубулярная система лейкоцитів, що утворить внутрішній кістяк клітки. Виникають характерні зміни форми кліток - з'являються псевдоподії. Відбувається мобілізація цитоплазматичних гранул лейкоцитів, у результаті якої вони переміщаються до цитоплазматичної мембрани.

Взаємодія хемоаттрактантів з поверхневими рецепторами лейкоцитів супроводжується активацією різних внутрішньоклітинних ферментів, у тому числі фосфоліпази А2, протеїнкінази А, протеїнкінази С. Активація фосфоліпази А2 приводить до розщеплення фосфоліпідів клітинних мембран з утворенням вільної арахідонової кислоти, подальші ферментативні перетворення якої сприяють утворенню речовин, керуючих ходом запалення, - простагландинів та лейкотрієнів.

5. Фагоцитоз

Одна з найважливіших функцій лейкоцитів, що вийшли із судин у вогнище запалення, - фагоцитоз, під час якого лейкоцити розпізнають, поглинають і руйнують мікроорганізми, що проникнули в організм, різні чужорідні частки, а також власні нежиттєздатні клітки і тканини. Явище фагоцитозу було відкрито И.И. Мечников (1845-1916), і він був першим, хто зрозумів значення фагоцитозу як найважливішого механізму несприйнятливості організму до інфекційних захворювань. И.И. Мечников увів загальноприйняті тепер терміни: "фагоцитоз" (по-грецьки - поглинання кліток), "фагоцит" (поглинач кліток) і "макрофаг" (великий поглинач).

Не всі лейкоцити, що вийшли у вогнище запалення, здатні до фагоцитозу. Така здатність властива нейтрофілам, моноцитам, макрофагам і еозинофілам, що зараховують так називаним професійної, чи облігатним (обов'язковим), фагоцитам.

У процесі фагоцитозу розрізняють кілька стадій:

    стадію прилипання (чи прикріплення) фагоцита до об'єкта,

    стадію поглинання об'єкта,

    стадію внутрішньоклітинного руйнування поглиненого об'єкта.

Прилипання фагоцитів до об'єкта в окремих випадках обумовлено існуванням на мембрані фагоцитів рецепторів для молекул, що входять до складу мікробної стінки (наприклад, для вуглеводу зимозана), чи для молекул, що з'являються на поверхні власних кліток, що гинуть. Однак у більшості випадків прилипання фагоцитів до мікроорганізмів, що проникнули в організм, здійснюється при участі так званих опсонінів - сироваткових факторів, що попадають у вогнище запалення в складі запального ексудата. Опсоніни з'єднуються з поверхнею клітки мікроорганізму, після чого до неї легко прилипає мембрана фагоцита. Головними опсонінами є імуноглобуліни і фрагмент С-комплемента. Властивостями опсонінів володіють також деякі плазмені білки (наприклад, С-реактивний білок) і лізоцим.

Феномен опсонизації можна пояснити тим, що молекули опсонінів розташовують щонайменше двома ділянками, один із яких зв'язується з поверхнею часточки, що атакується, а іншої - з мембраною фагоцита, з'єднуючи в такий спосіб обидві поверхні один з одним. Імуноглобуліни класу G, наприклад, зв'язуються своїми Fab-фрагментами з антигенами мікробної поверхні, тоді як Fc-фрагменти цих антитіл - з поверхневою мембраною фагоцитів, на якій маються рецептори для Fc-фрагментів Ig.

Процес поглинання можна розглядати у відомому змісті як продовження прилипания. У ході поглинання фагоцит утворить псевдоподії, що оточують об'єкт, прилипаючи до його покритого опсонінамиами поверхні. Коли мембрана псевдоподій покриє всю поверхню об'єкта, останній виявляється усередині "мішка", утвореного мембраною фагоцитуючої клітки. При цьому сам мішок, називаний фагосомой, виявляється усередині цитоплазми фагоцита. Подальше руйнування поглинених часток відбувається усередині фагосоми - поза внутрішнім середовищем клітки.

Якщо мова йде про живі мікроорганізми, а фагоцити здатні захоплювати живі мікроорганізми, то спочатку вони повинні бути убиті. У лейкоцитах діють два бактерицидних механізми:

    залежний від кисню

    не залежний від кисню.

Залежний від кисню бактерицидний фактор зв'язаний з утворенням активних метаболітів кисню. Продукція цих речовин починається після контакту фагоцитів з опсонізированими бактеріями. Саме в цей час фагоцити, що у звичайних умовах використовують енергію анаеробного гліколізу, починають посилено поглинати кисень, що позначають терміном респіраторний вибух.

Виникнення респіраторного вибуху обумовлено активацією цитопламатичної НАДФН-оксидази, що каталізує одноелектронне відновлення молекули кисню до супероксидного радикального аніона, "відбираючи" електрон від відновленого піридинового нуклеотиду НАДФН "респіраторного вибуху, що витрачаються в час," запаси НАДФН починають негайно заповнюватися посиленим окислюванням глюкози через гексозомонофосфатний шунт.

Велика частина утворюваних при відновленні ПРО>2> супероксидних аніонів ПРО>2>- піддається дисмутації до Н>2>ПРО>2>.

Деяка частина молекул Н>2>ПРО>2> взаємодіє в присутності чи заліза міді із супероксидним аніоном з утворенням надзвичайно активного гідроксильного радикала ВІН- .

Цитоплазматична НАДФ-оксидаза активується в місці контакту фагоцита з мікробом, а утворення супероксидних аніонів відбувається на зовнішній стороні мембрани лейкоцитів, поза внутрішнім середовищем клітки. Процес продовжується і після завершення утворення фагосоми, унаслідок чого усередині її створюється висока концентрація бактерицидних радикалів. Проникаючі усередину цитоплазми фагоцита радикали нейтралізуються ферментами супероксиддисмутазой і каталазой.

Система утворення бактерицидних метаболітів кисню діє у всіх професійних фагоцитах. У нейтрофілах разом з нею діє ще одна могутня бактерицидна система – система міелопероксидази (подібна з нею лероксидазна система мається також у еозинофілів, але її немає в моноцитів і макрофагів).

Міелопероксидаза - фермент, що міститься в азурофільних гранулах нейтрофілів, катализує реакцію між іоном галогену (звичайно хлору) і перекисом водню, що приводить до утворення хлорноватистої кислоти (гіпохлоритного аніона).

Гіпохлорит робить виражена бактерицидна дія сам по собі. Крім того, він може реагувати з чи амонієм амінами, утворити бактерицидні хлораміни.

Незалежний від кисню бактерицидний механізм зв'язаний з дегрануляціею - надходженням усередину фагосоми бактерицидних речовин, що містяться у внутрішньоклітинних гранулах фагоцитів.

Коли утворення фагосоми завершується, до неї впритул наближаються гранули цитоплазми фагоцитів. Мембрана гранул зливається з мембраною фагосоми, і вміст гранул вливається усередину фагосоми. Думають, що стимулом до дегрануляції є збільшення цитозольного Са2+, концентрація якого зростає особливо сильно поблизу фагосоми, де розташовуються органели, що накопичують кальцій.

Цитоплазматичні гранули всіх облігатних фагоцитів містять велика кількість біологічно активних речовин, здатних убивати і переварювати мікроорганізми й інші поглинені фагоцитами об'єкти. У нейтрофілах, наприклад, мається 3 типи гранул:

    секреторні пухирці;

    первинні (азурофільні);

    вторинні (специфічні) гранули.

Найбільше легко мобілізуємі секреторні пухирці полегшують вихід нейтрофілів із судин, їхню міграцію в тканинах. Знищують і руйнують поглинені частки речовини азурофільних і специфічних гранул. В азурофільних гранулах, крім уже згаданої міелопероксидази, містяться діючі незалежно від кисню низькомолекулярні бактерицидні пептиди дефенсини, слабка бактерицидна речовина лізоцим і безліч ферментів, що руйнують; у специфічних гранулах лізоцим і білки, що зупиняють розмноження мікроорганізмів, зокрема, лактоферрин, связ'ивающий необхідне для життєдіяльності мікроорганізмів залізо.

На внутрішній мембрані специфічних і азурофільних гранул знаходиться протонний насос, що переносить водневі іони з цитоплазми фагоцита усередину фагосоми. У результаті рН середовища у фагосомі знижується до 4-5, що викликає загибель багатьох мікроорганізмів усередині фагосоми. Після того як мікроорганізми гинуть, вони руйнуються усередині фагосоми за допомогою кислих гідролаз азурофільних гранул.

До числа важливих бактерицидних факторів, що діють в активованих макрофагах, варто віднести і продукцію оксиду азоту (NО), що здійснюється за допомогою індуцибільної NO-синтази. Фермент цей активується γ-інтерфероном, фактором некрозу пухлин, Мул-1-бета й іншими запальними цитокінами. NО діє цитостатично на пухлинні клітки, бактерії, паразити, віруси, інгібуя активність багатьох ферментів, що беруть участь у синтезі білків і нуклеїнових кислот.

Не всі живі мікроорганізми гинуть усередині фагоцитів. Деякі, наприклад, збудники туберкульозу зберігаються, виявляючись при цьому "відгородженими" мембраною і цитоплазмою фагоцитів від протимікробних лік.

Активовані хемоаттрактантами фагоцити здатні вивільняти уміст своїх гранул не тільки усередину фагосоми, але і в позаклітинний простір. Це відбувається під час так називаного незавершеного фагоцитозу - у тих випадках, коли по тим чи іншим причинам фагоцит не може поглинути об'єкт, що атакується, наприклад, якщо розміри останнього значно перевищують розміри самого чи фагоцита якщо об'єктом фагоцитозу є комплекси антиген-антитіло, що знаходяться на плоскій поверхні судинного ендотелія. При цьому вміст гранул і продукуємі фагоцитами активні метаболіти кисню впливають і на об'єкт атаки, і на тканині організму хазяїна.

Ушкодження тканин хазяїна токсичними продуктами фагоцитів стає можливим не тільки в результаті незавершеного фагоцитозу, але і після загибелі чи лейкоцитів унаслідок руйнування мембрани фагосоми самими поглиненими часточками, наприклад часточками чи кремнію кристалами сечової кислоти.

6. Спеціалізовані функції нейтрофілів, моноцитів і еозинофілів при запаленні

Нейтрофільние лейкоцити першими инфільтрируют зону запалення. Їх називають клітками "першої лінії захисту" чи "загоном швидкого реагування". Це - високодиференційовні, рухливі клітки, що, вийшовши із судин, швидко знаходять свої мішені, поглинають і руйнують їх за допомогою механізмів фагоцитозу. Нейтрофіли ефективно захищають людини від багатьох бактеріальних і грибкових інфекцій. Вони є головними клітками запального ексудата протягом перших 24 ч гострої запальної відповіді.

Протягом наступних 24 ч їх поступово заміщають моноцити. Це можна пояснити тим, що, по-перше, тривалість життя нейтрофілів поза судиною не перевищує48 ч, тоді як моноцити можуть жити у вогнищі запалення кілька доби; по-друге, стимули, що підтримують міграцію моноцитів, діють більш тривалий час, чим стимули, що підтримують міграцію нейтрофілів.

Моноцити крові починають мігрувати з мікроциркуляторних судин на кілька годин пізніше нейтрофілів. У вогнищі запалення вони перетворюються в дуже активні запальні макрофаги - рухливі клітки, що захищають організм від інфекційних агентів, що проникнули в його, за допомогою фагоцитозу. Як і нейтрофіли, макрофаги секретиру-ют лізосомальні ферменти і кисневі радикали В теж час макрофаги відрізняються від нейтрофілів, властивостями, особливо важливими на більш пізніх стадіях гострого запалення й у механізмах загоєння рані. Макрофаги здатні розпізнавати, а потім поглинати і руйнувати ушкоджені, нежиттєздатні клітки власного організму, у тому числі і лейкоцити. З цим зв'язана їхня надзвичайна роль в очищенні від запального ексудата, що необхідна для нормального плину відбудовних процесів. Макрофаги - головні клітки, що розчиняють залишки ушкодженої сполучної тканини. Вони синтезують і секретують нейтральні протеази (еластаза, колагеназа, активатор плазміногена), що руйнують позаклітинно колагенові і еластинові волокна сполучної тканини. Дрібні фрагменти, що утворяться в результаті протеолізу, з’єднувальнотканинного матрикса поглинаються потім макрофагами і розкладаються внутріклітинно з залученням лізосомальної системи.

Макрофаги беруть участь в імунній відповіді хазяїна в якості анти-генпрезентуючих кліток. У вогнищі запалення вони поглинають антигенні речовини, доставляють їх у відповідні лімфатичні вузли, де в зміненому виді представляють лімфоцитам.

Макрофаги відіграють ключову роль у загоєнні раней. У тварин, позбавлених мононуклеарних фагоцитів в експерименті, рані не гояться. Це можна пояснити тим, що макрофаги секретують фактори росту для фібробластів і інших мезенхимальних кліток, продукують фактори ангіогенеза, що керують реваскуляризаціею ушкодженої тканини. Нарешті, активовані макрофаги продукують цитокіни інтерлейкін-1, інтерлейкін-6, фактор некрозу опухолей-ос, що викликають ряд важливих системних захисних реакцій, що позначаються "реакціями гострої фази".

Еозинофіли накопичуються в тканинах при запаленні, викликуваному патогенними гельмінтами і найпростішими, і при алергійних запальних реакціях, опосередковуваних Ig, таких, як риніт і атопічна бронхіальна астма.

Нагромадження еозинофілів у тканинах обумовлено їхньою міграцією з мікроциркуляторних судин під впливом селективних і неселективних хемоаттрактантів До числа перших відноситься хемокінеотаксин, до числа других лейкотріен-в4, фактор активації тромбоцитів, З5а-фрагмент комплементу і відмінні від еотаксина хемокіни.

У вогнищі запалення еозинофіли атакують паразити, розміри яких значно перевершують розміри самих еозинофілів, використовуючи механізм дегрануляції. У дегрануляції еозинофілів істотну роль грають Ig і Ig, що з'єднуються своїми Fab-фрагментами з поверхневими антигенами паразитів, а своїми Fc-фрагментами - зі специфічними рецепторами на мембрані еозинофілів. Взаємодія еозинофілів з фіксованими на мембрані паразитів антитілами є стимулом для викиду вмісту їхніх гранул у позаклітинний простір. Усередині гранул еозинофілів знаходяться катіонні білки, до яких відносяться головний володіючий властивостями основ білок (major basic protein), еозинофільний катіонний білок і еозинофільний нейротоксин (еозинофільний білок X). Усі ці білки, особливо перші два, мають властивості гельминтотоксинів і здатні викликати загибель паразитів, що атакуються, наприклад шистосом. Крім катіонних білків, усередині гранул еозинофілів міститься фермент пероскидаза, дія якої подібно дії міелопероксидази нейтрофілів.

Однак катіонні білки еозинофілів роблять токсичну дію не тільки на патогенні мішені, але і на клітки хазяїна, що відіграє важливу роль у патогенезі захворювань, що супроводжуються еозинофілией, і насамперед у патогенезі атопичних захворювань легень.

7. Медіатори запалення

Результати спеціальних досліджень свідчать про те, що характер гострої запальної відповіді певною мірою не залежить від якості викликавшого його стимулу, що ушкоджує.

Весь хід запального процесу регулюється в основному ендогенними хімічними речовинами, що з'являються у вогнищі ушкодження і називаються медіаторами запалення.

Джерелами медіаторів запалення можуть бути білки крові і міжклітинної рідини, усі клітки тіла, неклітинні елементи сполучної тканини.

Хімічна природа медіаторів запалення різна. Роль медіаторів запалення виконують моноаміни, пептиди, білки, ліпіди, нуклеотиди і нуклеозиди, протеоглікани.

Частина потенційно активних медіаторів запалення утвориться спеціальними клітками постійно, завчасно, без всякого ушкодження. Ці медіатори накопичуються в спеціальних "сховищах", наприклад у гранулах гладких кліток, і вивільняються з нихтотчас після ушкодження. Такі медіатори називають преформованими (заздалегідь утвореними) медіаторами, прикладом яких може служити гістамін. Інші медіатори, утворені extempore у відповідь на ушкодження, називають медіаторами, що новоутворяться, типовий приклад - простагландини.

Гістамін. Гістамін міститься в гранулах тканевих базофілів (гладкі чи клітки лаброцити) у комплексі з гепарином і химазой у неактивній формі. У вільному стані він робить судинорозширювальну дію на дрібні судини (капіляри, венули), збільшуючи проникність їхньої стінки. У малих дозах гістамін розширює артеріоли, у великих — звужує венули. Викид гістаміна здійснюється разом з викидом у навколишнє середовище усіх чи частини гранул тканевих базофілів при їх дегрануляції. Цьому може сприяти вплив тепла, що іонізує чи ультрафіолетового випромінювання, розчинів солей, кислот, білків, синтетичних полімерів і мономерів, поверхнево-активних речовин. Дегрануляція завжди спостерігається при імунних реакціях, тобто при взаємодії антигену з антитілом на поверхні тканевих базофілів.

Іншим клітинним медіатором запалення є серотонін. У людини він міститься в тромбоцитах, хромафинних клітках слизуватої оболонки кишок, а також у деяких нервових структурах. При руйнуванні кліток серотонін надходить у середовище, викликаючи підвищення проникності судин.

Тканеві базофіли виробляють також гепаринів, роль якого при запаленні полягає в тім, що він перешкоджає утворенню фібрину на внутрішній оболонці капілярів, сприяючи також збільшенню проникності їхньої стінки.

Лимфокіни — речовини білкової природи, що утворяться в лімфоцитах, також відносяться до медіаторів запалення. Описано більш десяти різних лімфокінов. При запаленні найбільше значення мають три з них: фактор, що гнітить еміграцію макрофагоцитів, фактор, що активує макрофагоцити, фактор хемотаксису.

До медіаторів запалення відносяться також циклічні нуклеотиди, що вірніше було б назвати не медіаторами, а модуляторами, тому що вони не створюють повної картини запалення, а можуть лише в тім чи іншому ступені перетворювати його. Циклічні нуклеотиди обумовлюють ефект дії інших медіаторів, виділення клітками лізосомальних ферментів і ін. Відзначене протилежно спрямована дія цАМФ і цГМФ. Так, перший придушує виділення гістаміна і лізосомальних ферментів, а другий, навпаки, сприяє йому.

З гуморальних медіаторів запалення найбільше значення мають кініни — група нейровазоактивних поліпептидів, що утворяться в результаті каскаду біохімічних реакцій, що починаються з активації фактора Хагемана. Зіткнення з ушкодженою чи поверхнею зміна внутрішнього середовища (температура, рН) приводить до того, що цей фактор стає активним і діє на находящийся в плазмі прекалікреїн, перетворюючи його в калікреин. Останній у свою чергу діє на Кд-глобуліни, відщеплюючи від них поліпептидний ланцюжок, що складається з 9 (брадикінін) чи 10 амінокислотних залишків (калідин). Плазмені кініни безпосередньо впливають на тонус і проникність судинної стінки, викликаючи розширення прекапілярних артеріол і збільшуючи проникність стінки капілярів. Крім того, вони викликають типові для запалення сверблячка і біль. Медіатори калікреїн-кініновой системи при запаленні впливають на реологические властивості крові, тобто на її здатність знаходитися в рідкому і текучому стані. З мал. видно, що активний фактор Хагемана може ініціювати процеси кініноутворення, гемокоагуляції і фібринолізу. Випадання ниток фібрину й утворення тромбів у зоні запалення зв'язані зі станом калікреїн-кініновой системи.

Комплемент - система взаємодіючих один з одним білків, що є присутнім у неактивній формі в плазмі й інших рідинах тіла. При різного роду ушкодженнях білки комплементу утягують у каскад біохімічних реакцій, вході якого утворяться медіатори запалення і формується крупномолекулярний комплекс, що викликає лізис чужорідних кліток.

Біологічна роль комплементу не обмежується лізисом чужорідних кліток. Фрагменти комплементу, що утворяться в ході комплементарного каскаду, виконують роль медіаторів запалення. Пептиди СЗа, З4а, З5а, що називають анафілатоксинами, збільшують проникність мікроциркуляторних судин, викликають дегрануляцию гладких кліток. Пептид З5а, крім того, - могутній хемоаттрактант; фрагмент СЗЬ - найважливіший опсонін.

Ейкозаноїд. Велику групу медіаторів запалення, що новоутворяться, складають ейкозаноїди - похідні двадцатиуглеродних поліненасичених жирних кислот. Найбільше значення мають продукти метаболізму арахідонової кислоти, що має 20 вуглецевих атомів і 4 подвійні зв'язки (З20:4). Арахідонова кислота входить до складу фосфоліпідів клітинних мембран і вивільняється з них, коли в клітці активуються фосфоліпази, насамперед фосфоліпаза А2. Подальші перетворення арахідонової кислоти можуть привести до утворення різних за структурою і біологічною активністю ліпідів, що беруть участь у запаленні. До найбільш вивченим відносяться простагландини (PG), лейкотріени (LT), тромбоксани (ТХ).

Простагландини і тромбоксани. Їхнє утворення зв'язане з метаболізмом арахідонової кислоти. Циклооксигеназа - зв'язаний з мембраною фермент, наявний у більшості кліток тіла, каталізує окислювання арахідонової кислоти до PGG2, що відразу ж перетворюється під впливом гидропероксидази в простагландин PGH3. Подальша доля PGH3 залежить від наявності в клітках того чи іншого перетворюючого його ферменту, що у свою чергу визначається типом кліток, у яких PGH3 утвориться. У тромбоцитах PGH3 перетворюється в тромбоксан А2 (ТХА2), у гладких клітках у PGD2, у багатьох тканинах у PGE2 і PGF2-oc, у клітках судинного ендотелія в PGI2 (простациклін). ТХА2 викликає аггрегацию тромбоцитів і скорочення кровоносних судин; PGI2 розширює судини і гальмує аггрегацию тромбоцитів; PGE2, PGF2-a і PGD2 впливають на судинний тонус і збільшують ексудацию. PGE2 підсилює дія зухвалих біль (алгезуючих) агентів на закінчення чуттєвих нервів.

Усі продукти метаболізму PGH3 - простаноїди - швидко руйнуються, тому відносяться до паракринних агентів, що впливають переважно на клітки найближчого оточення.

Лейкотрієни - продукти метаболізму арахідонової кислоти, що утворяться при впливі цитоплазматичного ферменту - 5-ліпоксигенази. У людини цей фермент міститься в лейкоцитах і гладких клітках. Окислювання арахідонової кислоти під впливом 5-ліпоксигенази перетворює її в 1_ТА4. Нестабільний 1_ТА4 швидко трансформується або в LTB4, або після з'єднання з глутатіоном - у пептидоліпід 1_ТС4, що далі послідовно перетворюється в LTD4 і LTE4.

Лейкотрієн У4 - могутній хемоаттрактант для лейкоцитів. Лейкотрієни З4, D4, E4, що іноді поєднують під загальною назвою повільно реагуюча субстанція анафілаксії (МРС-А) - сильні спазмогени. Викликають скорочення гладкої мускулатури судин, бронхів, шлунково-кишкового тракту. Збільшують проникність посткапілярних венул, сприяючи розвитку набряку.

Ліпоксини. Окислювання арахідонової кислоти під впливом 15-ліпоксигенази приводить до утворення 15-гидроксиейкозатетраєнової кислоти (15-НЕТЕ), що може перетворюватися в Ліпоксини (LX), що володіють сильною протизапальною дією. Ліпоксини знижують викликуване Лейкотрієнами збільшення судинної проникності, гальмують хемотаксис нейтрофілів, зменшують цитотоксичність натуральних кіллерних кліток.

Фактор активації тромбоцитів. Фосфоліпіди клітинних мембран служать джерелом ще одного важливого медіатора запалення, що новоутвориться - фактора активації тромбоцитів (ФАТ). По своїй хімічній структурі він являє собою суміш 1-алкіл-2-ацетил-гліцеро-3-фосфохолінов. Утвориться і секретується активованими гранулоцитами, моноцитами, макрофагами, клітками судинного ендотелія, мезангыальними клітками нирок. Перший етап утворення ФАТ зв'язаний з гідролізом фосфоліпідів мембрани під впливом активованої фосфоліпази А2. Крім активації й аггрегації тромбоцитів, ФАТ збільшує проникність мікроциркуляторних судин, скорочує гладку мускулатуру бронхів, є сильним хемоаттрактантом для нейтрофілів, еозинофілів і макрофагів. Викликає дегрануляцыю поліморфно-ядерних лейкоцитів. Утворення ФАТ сприяє розвитку запального набряку, лейкоцитарної інфільтрації тканин.

Прозапальны цитокыни. Активація кліток, що знаходяться в зоні запалення, приводить до того, що вони починають синтезувати і секретувати безліч невеликих по розмірі білків цитокінів, що впливають на клітки найближчого оточення і клітки віддалено розташованих органів. Серед цитокінів є такі, котрі чи сприяють, навпроти, перешкоджають розвитку запалення - прозапальні і протизапальні.

До числа найважливіших прозапальних цитокінів відносяться інтер-лейкин-1 (МУЛ-1) і фактор некрозу пухлин альфа (Фно-а), головними продуцентами яких є активовані моноцити і макрофаги. Як МУЛ-1, так і Фно-а викликають поява на мембрані кліток судинного ендотелія молекул адгезії, що сприяють спочатку прилипанню лейкоцитів до ендотелію, а потім їхньої міграції через стінку судин у позасудинний простір. МУЛ-1 і Фно-а стимулюють утворення і секрецію лейкоцитами і клітками ендотелія інших прозапальних цитокінів (наприклад, МУЛ-8) і активують багато кліток запальної відповіді до продукції простагландинів, Лейкотрієнов, оксиду азоту й інших медіаторів запалення.

Як МУЛ-1, так і ФНО роблять, крім місцевого, системне дія на організм, активуючи систему імунітету, гемопоеза, нервову й ендокринну системи.

Розрізняють гостре і хронічне запалення. Гостре запалення виникає в зв'язку зі швидко розвивається ушкодженням опіком, механічною травмою, відмороженням, деякими інфекціями. Тривалість гострого запалення звичайно не перевищує декількох доби. Гостре запалення характеризується насамперед вираженими ексудативними реакціями, вході яких вода, білки і формені елементи крові переважно лейкоцити залишають кровоток і накопичуються в зоні ушкодження. Хронічне запалення розвивається тоді, що коли ушкоджує агент діє протягом тривалого часу. Такі умови виникають, якщо по тим чи іншим причинам гостре запалення не приводить до знищення агента, що ушкоджує, чи при повторних ушкодженнях. Іноді хронічне запалення розвивається первинно, наприклад при алергійному контактному дерматиті. Дуже імовірно, що залучення клітинних і гуморальних механізмів імунітету - неодмінна умова підтримки будь-якого хронічного запалення.

Хронічне запалення може продовжуватися кілька днів, тижнів і навіть років. Воно характеризується не стільки ексудацией, скільки проліферацією фібробластів і судинного ендотелія, а також скупченням у вогнищі запалення макрофагів, лімфоцитів, плазматичних кліток, фібробластів. Велику частину важких хвороб людини відносять до хронічних запальних реакцій. Такі, наприклад, лепра, туберкульоз, сифіліс, ревматоїдний артрит, цироз печінки. Хронічне запалення звичайне супроводжується необоротними ушкодженнями паренхіми органів. Дефекти паренхіми заповнюються сполучною тканиною, що деформує уражені органи (печінка, легені, бруньки, кишечник, судини й ін.).

У силу того, що при хронічному запаленні ушкодження має перманентний характер, деструктивні і відбудовні процеси протікають одночасно, перекриваючи один одного. Слід зазначити, що при хронічному запаленні виявляються стертими такі класичні ознаки запалення, як червоність, пухлина, біль і жар, тому воно може протікати якийсь час непомітно для хворого.

Спеціальним типом хронічного запалення є гранулематозне запалення, що характеризується утворенням у місцях ушкоджень дрібних запальних очагів гранулем. Морфологічно гранулема має деяку подібність із грануляційною тканиною, що утвориться при загоєнні раней. Вона складається із судинних елементів - молодих капілярів - і містить велику кількість макрофагів і фібробластів. Останні продукують колаген, що відмежовує гранулему від нормальної тканини. У залежності від етіології усередині гранулеми міститься різна кількість нейтрофілів, лімфоцитів, плазматичних кліток, еозинофілів. Спеціальні клітки гранулеми - епітеліоїдні клітки, що нагадують своєю формою клітки паросткового шару лускатого епітелію. Відбуваються вони з макрофагів, що втрачають здатність до розподілу і стають активно секретуючими клітками. У секреті епітеліоїдних кліток маються медіатори, що підтримують запалення. Гранулеми бувають при туберкульозі, лепрі, сифілісі, бруцельозі.

8. Кінець запалення

В оптимальному випадку припинення дії агента, що ушкоджує, повинне супроводжуватися загасанням запальної відповіді і повним усуненням усіх наслідків самих запальних реакцій. Якщо це відбувається, говорять про повний дозвіл запалення. Дозвіл запалення має на увазі припинення утворення запальних медіаторів і зникнення їх із зони ушкодження; припинення еміграції лейкоцитів; відновлення судинної проникності; видалення рідини, білків, продуктів розпаду бактерій і кліток, що діяли в місці запалення. Зникнення медіаторів обумовлене частково їхньою дифузією за межі вогнища запалення, частково їхньою інактивацією різними ферментами. Якщо збільшення проникності судин не супроводжувалося грубим ушкодженням ендотеліальних кліток, то нормальна проникність швидко відновлюється після зникнення медіаторів; якщо це збільшення було зв'язано з частковою загибеллю ендотелія, а базальна мембрана зберігалася, те можливе відновлення ендотеліального шаруючи місцевою проліферацією. При ушкодженні базальної мембрани відновлення судин відбувається з утворенням фіброзу.

Велика частина рідини, що зібралася у вогнищі запалення, віддаляється з нього зі струмом лімфи. Відкладення фібрину розчиняються фібринолітичними ферментами крові, ферментами кліток запалення, і несуться з вогнища запалення. Можливо, що по лімфатичних шляхах з вогнища запалення ідуть і макрофаги, що виконали свою функцію "прибиральників ексудата". Деякі макрофаги, навантажені нетоксичними речовинами, що однак цими клітками не руйнуються, можуть залишатися тривалий час на місці колишнього запалення.

Повний дозвіл запалення створює умови для повного відновлення структури і функції ушкоджених тканин. Однак таке відновлення в дійсності можливо тільки при відносно обмежених вогнищах ушкодження органів і тканин, що володіють до того ж високою здатністю до регенерації, наприклад при пораненнях шкіри, слизуватих оболонок, паренхіми печінки, крупозному запаленні легень. Неповний дозвіл запалення приводить до того, що в місці колишнього вогнища запалення утвориться рубець.

9. Біологічне значення запалення

Запалення - процес, необхідний для підтримки життя. Клінічні спостереження і дані експериментів на тварин свідчать про те, що порушення кожного з ланок запального процесу приводить до важких наслідків: зростає ризик інфекційних захворювань, збільшується імовірність генералізації інфекційного процесу з формуванням вогнищ ушкодження в багатьох органах і тканинах; знижується стійкість організму до впливів факторів, що ушкоджують, навколишнього середовища; вірогідно зменшується тривалість життя. Механізми запалення порушуються при променевій хворобі, агаммаглобулінемії, цукровому діабеті, уремії і при хронічному плині запалення. Розвиток запалення блокується при спеціальних хворобах нейтрофілів. Так, при хронічному гранулематозі дітей нейтрофіли мають дефект системи, продукуючей активні метаболіти кисню. У результаті виникають повторні інфекції, викликувані золотавим стафілококом, кишковими бактеріями й іншими мікроорганізмами, що може привести до смертельного результату від глибоких абсцесів, синуситів, пневмоній.

Проте очевидно, що запалення, особливо хронічне, приводить до важкого ушкодження - місцевому і системний. Місцеве ушкодження зв'язане з розладом мікроциркуляції і вивільненням з лейкоцитів активних метаболітів кисню і лізосомальних ферментів. Системне порушення обумовлене розвитком так називаної відповіді гострої фази, що обговорюється в спеціальному розділі.

Висновки

Відповідно до сучасного навчання, запалення є патологічним процесом, у якому маються елементи як ушкоджень, так і захисту. Розвиваючись філігенетично як пристосувально-захисна реакція, вона зберігає ці властивості в цілісному організмі. Захисною реакцією при запаленні є фагоцитозом, а також активація ретикулоендотеліальної системи, зокрема плазматичних кліток, що є продуцентами антитіл. Блокування кровоносних і лімфатичних шляхів також має захисне значення, тому що з вогнища запалення обмежується усмоктування токсинів і продуктів розпаду тканин. Важливе значення також має виникненя демаркації запалення на границі з омертвілими тканинами. Це приводить або до ізоляції омертвілого вогнища за допомогою грануляційної тканини, або до відторгнення його від живої частини органа. Захисне значення мають деякі біохімчні зрушення як у самім запальному вогнищі, так і в цілісному організмі. Однак, запалення, є філіпченковою захисно-пристосувальною реакцією, включає й елементи ушкодження, що наносить збиток організму. Причому те, що повиннео мати захисний характер, може придбати і протилежне, шкідливе значення. Наприклад, ексудація з однієї сторони приводить до прискорення завершення запального процесу, тому що з ексудатом до вогнища ушкодження підходять лейкоцити, ферменти, але з іншої сторони цей ексудат може поширитися і на інші тканини і викликати там розвиток запального процесу. При гіперергії, тобто надмірної реакції тканин на хвороботворний фактор, може розвитися некроз значної території органа, що приведе до стану, несумісному з діяльністю цього органа, системи й організму в цілому.

Таким чином, запалення є єдністю протилежностей, ховаючи в собі дві сторони того самого процесу. Справа науки і таланта лікаря розділити, що є результат ушкодження, а що - протидія організму даному ушкодженню.

Список літератури

    Полікар А.Запальні реакції і їхня динаміка М.,1969.

    Запалення, імунітет, гіперчутливість (під ред. М.Мовет) М., 1975.

    Чернух А.М. Патогенез гострого запалення. М., 1984.

    Волохін А.И. Патогенез гострого запалення. М., 1984.

    Мусіл Я. Основи біохімії патологічних процесів. М., 1985.

    Маянський Д.Н. Хронічне запалення. М. 1991.

1