Плазменные (гуморальные) медиаторы
Министерство здравоохранения Российской Федерации
Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова
Кафедра патофизиологии с курсом клинической патофизиологии
Патофизиология
Воспаления
Учебное пособие
Санкт-Петербург
Министерство здравоохранения Российской Федерации
Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова
Кафедра патофизиологии с курсом клинической патофизиологии
Патофизиология
Воспаления
Учебное пособие
Санкт-Петербург
Составители:
доцент М. Э. Колпакова, доцент Е.Ю.Васина
профессор С.А. Шестакова
Научный редактор:
профессор Т. Д. Власов
Рецензент:
профессор А.И.Тюкавин
Патофизиология воспаления / под ред. проф. Т. Д. Власова. - СПб.: Издательство ПСПбГМУ, 2014. - 48 с.
В учебном пособии представлены данные об этиологии и патогенезе воспаления. Уделено внимание подходам к противовоспалительной терапии.
Пособие предназначено для студентов лечебного и стоматологического факультетов, клиническим ординаторам.
Коллектив авторов, 2014
Издательство ПСПбГМУ, 2014
ВОСПАЛЕНИЕ (inflammatio [лат.] или flogosis / ἡ φλεγμονή [греч.]) — типовой патологический процесс, возникающий в организме в ответ на местное повреждение ткани, направленный на отграничение, нейтрализацию и удаление флогогенного агента и вызванных им последствий повреждения, а также восстановление целостности тканей.
Воспаление характеризуется явлениями альтерации, сосудистой реакции с экссудацией и эмиграцией лейкоцитов, а также пролиферацией.
Развитие воспаления сопровождается местными и общими признаками. Первые описания местных признаков воспаления даны Цельсом и относятся к I веку до н.э. Цельс обратил внимание на закономерность возникновения при воспалении красноты (rubor), локального повышения температуры, или жара (calor), отека (tumor) и боли (dolor). Впоследствии Гален указал на неизбежность нарушения функций органа при воспалении (functio laesa). Указанные признаки можно наблюдать в случаях поверхностно расположенного процесса.
| Местные признаки воспаления | Общие нарушения при воспалении |
| Краснота, (rubor) | Общая интоксикация |
| Местное повышение температуры, (calor) | Лихорадка |
| Отек, (tumor) | Лейкоцитоз |
| Боль, (dolor) | Диспротеинемия и увеличение СОЭ |
| Нарушение функции, (functio laesa) | Увеличение катаболизма |
Общие нарушения возникают в случае, когда воспаление, как типовой патологический процесс, лежит в основе заболевания (бронхит, пневмония, менингит, панкреатит и т.д.)
Этиология Воспаления
Воспаление может быть вызвано внешними и внутренними причинными (флогогенными) факторами, представленными в табл. 1.
Помимо причинных факторов важнейшую роль в проявлении и исходе воспаления играют условия, в которых произошло повреждение. Так, например, повреждение ультрафиолетовым излучением обратно пропорционально количеству меланина в коже, т.е. степени ее пигментации. Солнечное воздействие, которое вызывает тяжелый ожог кожи у людей европеоидной расы, практически оставит без последствий кожу представителя негроидной расы.
Табл. 1. Внешние и внутренние факторы, вызывающие воспаление.
| Внешние факторы | Внутренние факторы |
| Биологические · Бактерии и их токсины · Риккетсии · Вирусы · Грибы · Простейшие Химические · Кислоты · Основания · Яды растительного и животного происхождения · Лекарства Физические · Механическая травма · Высокая и низкая температура · Ионизирующее излучение · Ультрафиолетовое излучение · Другие факторы | Очаг некроза при ишемии, (например,при ишемическом инсульте , инфаркте миокарда) Эндогенные токсические продукты
|
Характер и сила воспалительной реакции определяется природой патогена, величиной и характером тканевого повреждения, степенью и формой участия иммунной системы в этом процессе. Воспаление может заканчиваться полным сохранением структуры и функции органа и ткани, приводить к формированию рубца и нарушению функции органа, вызывать образование абсцесса и переходить в хроническое течение.
КЛАССИФИКАЦИЯ ВОСПАЛЕНИЯ
Существует ряд классификаций воспаления:
I. По этиологическому фактору:
1. Инфекционное (септическое)
А) Специфическое
Б) Неспецифическое
2. Неинфекционное (асептическое)
II. По характеру сосудисто-тканевой реакции:
1. Альтеративное
2. Экссудативно-инфильтративное
А) Серозное
Б) Фибринозное
В) Геморрагическое
Г) Гнойное
Д) Гнилостное (ихорозное)
Е) Смешанное
3. Пролиферативное
III. По течению:
1.Острое (как правило, экссудативно-инфильтративное)
2.Хроническое (как правило, пролиферативное)
IV. По реактивности организма:
1.Нормергическое
2.Гипоергическое
3.Гиперергическое
ПАТОГЕНЕЗ ВОСПАЛЕНИЯ
Патогенез воспаления включает в себя 3 компонента:
1. первичную и вторичную альтерацию клеток и /или ткани (повреждение и реакции на него);
2. экссудацию и эмиграцию лейкоцитов (сосудистые реакции, поступление жидкой части крови в очаг воспаления)
3. пролиферацию (восстановление поврежденных тканей).
Соотношение компонентов воспалительной реакции во времени представлено на рис.1.
Рис.1. Соотношение компонентов воспалительной реакции (по Саркисову Д.С., 1988)
АЛЬТЕРАЦИЯ
Альтерация (alteration, лат, -изменение) –повреждение, возникающее под действием флогогенного фактора и в процессе развития воспаления.
Различают первичную и вторичную альтерацию.
Первичное повреждение – это нарушения, которые возникают в тканях при непосредственном контакте с флогогенным агентом и вызваны действием повреждающего фактора.
2.Вторичное повреждение обусловлено местными сосудистыми реакциями под действием медиаторов воспаления, иммунными механизмами, а также изменением рН и осмолярности тканей.
Первичные повреждения - это те нарушения, которые возникают в тканях при непосредственном контакте клеток с флогогенным фактором. В зависимости от природы флогогенного фактора первичное повреждение может происходить практически мгновенно (например, пулевое ранение или импульсное лазерное воздействие), но оно может быть и продолжительным (например, при инфекционном процессе или аутоиммунном заболевании).
Тяжесть первичного повреждения определяется преимущественно силой патогенного воздействия. Первичная альтерация развивается в зоне действия патогенного фактора и характеризуется повреждением клеточных элементов ткани с последующим освобождением биологически активных веществ (БАВ), лизосомальных, гидролитических ферментов, высокоактивных продуктов протеолиза (кининов) и липолиза (лейкотриенов-ЛТ и простагландинов-ПГ), а также активацией комплемента (см. приложение). Диффузия вышеуказанных субстанций за пределы зоны первичной альтерации сопровождается развитием вторичной альтерации.
Вторичное повреждениевозникает в процессе реакций организма на первичное повреждение. С вторичной альтерации, собственно, и начинается процесс воспаления. В любой ответной реакции организма имеется элемент повреждения, пропорциональный силе данной реакции. Поэтому если первичная альтерация зависит от силы флогогенного фактора, то вторичная альтерация – от выраженности ответа систем организма (клеточных, сосудистых, иммунных и др.) на него. Это определяется реактивностью систем организма. Однако, именно защитные, компенсаторные и приспособительные реакции организма лежат в основе последующего процесса регенерации. При нормергическом воспалении реакции организма адекватны первичному повреждению, хотя и сопровождаются определенным вторичным повреждением.
При сниженной реактивности (гипоергическое воспаление) вторичное повреждение снижено и не обеспечивает защиты, а также процессами регенерации. Это наблюдается у ослабленных больных или при иммунодефиците.
При избыточной реактивности (гиперергическое воспаление), напротив, реакции организма чрезмерны и сопровождаются избыточным вторичным повреждением, которое в свою очередь, нарушает и процесс регенерации. И недостаточный и избыточный воспалительные ответы могут полностью утрачивать свою защитную сущность и приобретать патологическое значение.
МЕДИАТОРЫ ВОСПАЛЕНИЯ
В фазе альтерации в месте повреждения высвобождается большое количество биологически активных веществ - медиаторов воспаления. Им принадлежит ключевая роль в развитии воспаления. Медиаторы воспаления определяют характер течения патологического процесса, интенсивность вторичного повреждения, выраженность клеточных и сосудистых реакций. По химической природе основные медиаторы воспаления являются моноаминами, пептидами и производными липидов.
Практически все медиаторы воспаления обладают одновременно несколькими эффектами и часто дублируют друг друга. Медиаторы действуют преимущественно местно, однако могут работать и на системном уровне. Примерами местных эффектов медиаторов воспаления являются местные сосудистые реакции, повышение проницаемости сосудистой стенки, бронхоспазм, ноцицептивное действие, активация фагоцитоза и некоторые другие. Примерами системного действия медиаторов воспаления являются лихорадка, лейкоцитоз на фоне активации пролиферации и дифференцировки лейкоцитов в костном мозге, синтез белков острой фазы.
3.2.1.Характеристика основных гуморальных медиаторов воспаления:
Плазменные (гуморальные) медиаторы
Гуморальные медиаторы воспаления постоянно циркулируют в крови. К ним относят кинины, активные компоненты комплемента (С3а, С3b, С5а, комплекс С5b - С9а), а также факторы системы свертывания и фибринолиза.
.Система комплемента – одна из важнейших неспецифических защитных систем организма, представленная 26 сывороточными белками. Компоненты системы комплемента участвуют в реакциях процессинга антигенов, вызывают лизис бактерий и инфицированных вирусами клеток.
Активация системы комплемента может происходить по «классическому», «альтернативному» и лектиновому пути (рис. 2). Классический путь активации начинается с образования комплекса антиген-антитело одновременно с активацией молекулы C1q. В классическом пути фракции комплемента активируются в следующем порядке: С1-С4-С2-С3-С5-С6-С7-С8-С9 (комплекс С5bС6С7С8С9, образующийся в результате активации комплемента, называется мембраноатакующим комплексом – МАК. Альтернативный путь начинается с прямой активации С3 фрагмента на мембране микроорганизма; в этом случае фракции комплемента активируются в следующем порядке: С3-В-С3-С5-С6-С7-С8-С9. Лектиновый путь активации аналогичен классическому, но роль фракции С1 играет маннансвязывающий лектин (МСЛ) в ответ на распознавание карбгидрильных групп антигена микроорганизма. Участие лектинового пути активации комплемента, например, доказано на модели гломерулонефритов с поражением гломерулярной базальной мембраны при введении IgG.
Функции системы комплемента следующие:
1. Опсонизация, т.е. покрытие поверхности бактерий, происходит с участием компонента С3b. Эта функция системы комплемента сопровождается усилением процесса фагоцитоза.
2. Компоненты комплемента С3а и С5а стимулируют дегрануляцию тучных клеток и базофильных гранулоцитов, в результате которой происходит повышение концентрации в крови биогенных аминов (гистамина, серотонина). Они усиливают вазодилатацию, повышают сосудистую проницаемость, способствуют активации и эмиграции нейтрофилов в очаг воспаления.
3. Цитотоксическая функция заключаются в образовании мембраноатакующего комплекса (МАК) из компонентов комплемента (С5b-C9a), который формирует канал в мембране микробной клетки, что приводит ее к осмотическому шоку и лизису.
Рис. 2. Пути активации факторов системы комплемента
Кинины - это семейство вазоактивныхпептидов, включающих брадикинин (bradykinin), каллидин (kallidin) и метионил-лизил-брадикинин (methionyl-lysil-bradykinin). Брадикинин, пептид по химической структуре, активируется в плазме крови под воздействием фермента калликреина, а также метаболизируется эндогенными металлопротеиназами (АПФ или кининаза II), эндопептидазами и другими ферментами. Брадикинин оказывает антигипертензивный, антитромбогенный, антипролиферативный и антифиброгенный эффекты. Кроме того, брадикинин связывается с B-1 и B-2 рецепторами. Брадикинин действует на гладкомышечные клетки бронхов, толстой кишки и мочевого пузыря, вызывает их сокращение и обусловливает появление соответствующих симптомов.
Большинство эффектов брадикинина, циркулирующего в плазме крови определяются через эндотелий-зависимые факторы. Так, брадикинин вызывает высвобождение оксида азота, а также других эндотелиальных вазодилататоров эндотелиальными клетками, что сопровождается расширением сосудов.
При воспалении, в особенности на фоне генерализации инфекции (сепсис), эффекты брадикинина повышаются за счет активации экспрессии брадикининового рецептора В-1 под действием цитокинов и других стимулов.