Этиология воспаления

Причины воспаления могут быть биологическими, физическими (в том числе травматическими), химическими; по происхождению они бывают эндо- генными или экзогенными.

Среди биологических причин воспаления наибольшее значение имеют вирусы, бактерии, грибы и животные паразиты. Существует группа микробов (микобактерия туберкулеза, бледная трепонема, микобактерия лепры и др.), которые вызывают в тканях характерное для определенного ми- кроба специфическое воспаление. К биологическим причинам во-

115

спаления могут быть отнесены циркулирующие в крови иммунные ком- плексы, которые состоят из антигена, антител и активированного комплемента, причем антиген может не иметь бактериальной или вирусной природы. Иммунные комплексы оказывают на ткани цитопатическое и лейко- таксическое действие, за которым следует воспалительный ответ.

К физическим факторам, вызывающим воспаление, относят луче- вую и электрическую энергию, жар, холод. Причиной воспаления может быть также различного рода травма.

К химическим факторам относят различные химические вещества, например скипидар и кротоновое масло, способные вызывать воспалительную реакцию.

Развитие воспаления определяется не только воздействием того или иного этиологического фактора, но и состоянием организма. Некоторые, даже фи- зиологические раздражители, в частности собственные экскреты организма, способны вызывать воспаление. Оно наблюдается, например, на слизистых и серозных оболочках при желтухе, уремии.

МОРФОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ ВОСПАЛЕНИЯ

Воспаление может выражаться образованием микроскопического очага или обширного участка, занимающего почти весь орган или значительную его часть. Воспаление может иметь диффузный характер, когда поражаются все составляющие орган ткани, или ограничиваться от- дельными структурами и участками органа. Так, например, в сердце воспалительный процесс может развиться только в эндокарде или миокарде или охватывать все оболочки сердца.

Иногда воспаление возникает в системе тканей, например в соедини- тельной ткани, сосудистой, костной и т. д. В таких случаях говорят о си- стемных воспалительных поражениях соединительной ткани, системных васкулитах, распространенных артритах и т. д. Иногда провести грань между локализованным и системным воспалительным процессом бы- вает трудно.

Воспаление развивается на территории гистиона (см. с. 31) и склады- вается из следующих тесно связанных между собой и последователь- но развивающихся фаз: 1) альтерация; 2) экссудация; 3) пролиферация гематогенных и гистиогенных клеток и, реже, паренхимы органов (эпителия) (схема VI).

1. Альтерация — повреждение ткани, определяет инициальную фазу воспаления, проявляется различного вида дистрофиями парен- химы и стромы органов вплоть до некроза. В эту фазу воспаления происхо- дит выброс медиаторов — биологически активных веществ. Его можно рассматривать как пусковой механизм воспаления, определяю-

116

Электронограмма: Гр - гранулы, содержащие гепарин, гистамин и серотонин. Я - ядро. х 32000.

Рис. 62. Дегрануляция лаброцита.

Электронограмма: выход гранул (Гр) через разрывы клеточной мембраны (показано стрелкой). Я — ядро. х 38 000.

щий всю последующую картину воспалительной реакции. Медиаторы продол- жают выделяться и в последующие фазы воспаления по мере увеличения чис- ла клеток и накопления белков плазмы в очаге воспаления. Источником медиаторов являются некоторые элементы плазмы крови — кинины, калли- креины, XII фактор свертывающей системы крови (фактор Хагемана), компо- ненты комплемента и др. Источником медиаторов воспаления являются и эф- фекторные клетки: лаброциты (рис. 61, 62), базофилы и тромбоциты, выбрасывающие гистамин, серотонин и другие медиаторы; нейтрофилы, вы- деляющие медиаторы — лейкокины; макрофаги, выделяющие монокины, лимфоциты — лимфокины.

2. Экссудация быстро следует за альтерацией и выбросом медиато- ров. Она играет важную роль в развертывании всего комплекса тканевых из- менений при воспалении. Экссудация складывается из ряда стадий: а) реакция микропиркуляторного русла с нарушениями реологических свойств крови; б) повышение сосудистой проницаемости на уровне микропиркуляторного рус- ла; в) экссудация составных частей плазмы крови; г) эмиграция клеток крови; д) фагоцитоз; е) образование экссудата и воспалительного клеточного ин- фильтрата.

Реакция микроциркуляторного русла с нарушениями реологических свойств крови — один из ярких морфологических признаков воспаления. Изменения сосудов возникают главным образом под влиянием гистамина и начинаются с рефлекторного спазма, уменьшения про- света артериол и прекапилляров, которое быстро сменяется расширением всей

117

сосудистой сети зоны воспаления и прежде всего посткапилляров и венул. Воспалительная гиперемия обусловливает повышение тем- пературы (calor) и покраснение (rubor) воспаленного участка. При на- чальном спазме ток крови в артериолах бывает ускоренным, а затем стано- вится замедленным. В лимфатических сосудах, как и в кровеносных, вначале происходит ускорение лймфотока, а затем его замедление. Лимфатические со- суды переполняются лимфой и лейкоцитами, в дальнейшем в них развивается лимфостаз, а затем и лимфотромбоз.

Степень и распространенность воспалительной гиперемии и нарушений лимфообращения в значительной мере обусловливаются агентом, вызвавшим воспаление, реактивностью организма, а также особенностями строения орга- на, состоянием органов кровообращения.

В бессосудистых тканях (роговица, клапаны сердца) в начале воспаления преобладают явле- ния альтерации, а затем происходит врастание сосудов из соседних областей (это происходит очень быстро) и включение их в воспалительную реакцию.

Нарушения реологических свойств крови состоят в том, что в расширенных венулах и посткапиллярах при замедленном токе крови нарушается соотношение между белыми и красными клетками крови. Нейтро- филы (полиморфноядерные лейкоциты, нейтрофилоциты) постепенно выходят из осевого тока, собираются в краевой зоне и располагаются вдоль стенки со- суда. Выход лейкоцитов из осевого тока объясняется физическими законами тел, находящихся в текущей жидкости при быстром и медленном ее движе- нии. Нейтрофилы по своей относительной плотности отличаются от эритро- цитов, и этим объясняется их перераспределение. Первоначально отмечается краевое расположение нейтрофилов, позднее переходящее в краевое стояние, которое является фазой, предшествующей их эмиграции за пределы сосуда.

Изменения гемодинамики и сосудистого тонуса в очаге воспаления приво- дят к тому, что в просвете посткапилляров и венул возникают стазы, по- являются агрегаты из тромбоцитов и эритроцитов, образуются микро- тромбы. Таким образом, при продолжающемся притоке крови отток ее, а также лимфы оказывается затрудненным.

Повышение сосудистой проницаемости на уровне микроциркуляторного русла является одним из существенных признаков воспаления и возникает под влиянием медиаторов. Можно даже утверждать, что вся гамма тканевых изменений, своеобразие различных форм воспаления определяются состоянием сосудистой проницаемости, глубиной ее повреждения. Большая роль в осуществлении повышенной проницаемости со- судов микроциркуляторного русла принадлежит поврежденным ультраструк- турам клеток, в первую очередь мембранам лизосом. Морфологически повы- шение проницаемости посткапилляров и венул проявляется прежде всего в активации эндотелия: появление в цитоплазме полирибосом, набу- хание митохондрий, усиление пиноцитоза. С повышенной сосудистой прони- цаемостью связаны пропотевание (экссудация) в ткани и по- лости жидких частей плазмы, эмиграция клеток крови, образование экссудата (воспалительного выпота) и воспали- тельного клеточного инфильтрата.

Пиноцитоз (от греч. pino — пью, kytos — вместилище) — захват клеточной поверхностью жидкости с содержащимися в ней частицами, который является выражением повышенной прони- цаемости сосудов, наблюдается как в фагоцитах, так и особенно в эндотелиальных клетках, при- чем небольшое число пиноцитозньых вакуолей видно в участках, прилегающих непосредственно к оболочке клетки и в местах ее соприкосновения с собственной мембраной (рис. 63). Пузырьки жидкости окружаются выступающими наружу выростами цитоплазмы, которые смыкаются друг с другом. Образующаяся вакуоль переносится из поверхностных отделов в глубь клетки.

118

Электронограмма: в эндотелии (Эн) капилляра (Кап) пиноцитозные пузырьки (ПП), базальная мембрана (БМ) разрыхлена. Я — ядро клетки. Эр — эритроцит, х 11 000.

Рис. 64. Эмиграция лейкоцитов через стенку сосуда при воспалении. а — один из нейтрофилов (HI) тесно прилежит к эндотелию (Эн), другой (Н2) имеет хорошо очерченное ядро (Я) и пронизывает эндотелий (Эн). Большая половина этого лейкоцита распо- ложена в подэндотелиальном слое. На эндо- телии в этом участке видны псевдоподии третьего лейкоцита (Н3); Пр — просвет сосуда; х 9000; 6 — нейтрофилы (СЛ) с хорошо контури- рованными ядрами (Я) расположены между эндотелием и базальной мембраной (БМ); стыки эндотелиальных клеток (СЭК) и коллаге- новые волокна (КлВ) — за базальной мембра- ной; х 20000 (по Флори и Грант).

Эмиграция клеток крови выражается в выходе из тока крови че- рез стенку сосудов клеток крови и осуществляется также с помощью медиато- ров. Как уже было сказано, эмиграции предшествует краевое стояние нейтро- филов. Они прилипают к стенке сосуда (главным образом в посткапиллярах и венулах), затем образуют отростки (псевдоподии), которые проникают ме- жду эндотелиальными клетками (межэндотелиальная эмиграция) (рис. 64). Т-лимфоциты эмигрируют через эндотелиальную клетку (транс- эндотелиальная эмиграция). Базальную мембрану лейкоциты преодолевают, вероятнее всего, на основе феномена тиксотропии (тиксотропия — изометрическое обратимое уменьшение вязкости коллоидов), т. е. перехода геля мембраны в золь при прикосновении клетки к мембране. В околососудистой ткани нейтрофилы продолжают свое движение с помощью псевдоподий. Процесс эмиграции белых клеток крови носит название лейкодиапедеза. При воспалении из крови в ткань выходят и эритро- циты — эритродиапе дез. Последние проходят через стенку сосуда при резком повышении ее проницаемости. Это наблюдается при таких инфекциях, как сибирская язва, чума, при поражении стенок сосудов сильнодействующи- ми веществами.

Эмиграцию и движение нейтрофилов к фокусу воспаления — хемотак- сис и хемокинез — объясняют воздействием на лейкоциты хемотаксиче- ских веществ, среди которых наибольшее значение имеют активированные компоненты комплемента (СЗ и С5).

Фагоцитоз (от греч. phagos — пожиратель и kytos — вместилище) — по- глощение клетками (фагоцитами) различных тел как живой (бактерии), так и неживой (инородные тела) природы. Фагоцитами могут быть разно- образные клетки, но при воспалении наибольшее значение приобретают ней- трофилы. Большой фагоцитарной активностью обладают моноциты и гис- тиоциты. Нейтрофилы фагоцитируют главным образом микроорганизмы, поэтому их называют микрофагами, а моноциты и гистиоциты — макрофагами, так как они поглощают и более крупные частицы (рис. 65).

Возникновение и течение фагоцитоза обеспечиваются рядом биохимиче- ских реакций. При фагоцитозе наблюдается уменьшение содержания гликоге- на в цитоплазме микро- и макрофагов. Это объясняется усиленным анаэроб- ным гликогенолизом, в результате которого расходуются запасы гликогена в клетках и вырабатывается энергия для фагоцитоза. Вещества, блокирую- щие гликогенолиз, подавляют и фагоцитоз.

Бактерии при фагоцитозе их клеткой инвагинируют ее мембрану. В цито- плазме инвагинированная часть оболочки с заключенной в ней бактерией от- щепляется, образуется вакуоль, или фагосома. В ней при слиянии с лизо- сомой и формировании фаголизосомы (вторичная лизосома) с помощью гидролитических ферментов осуществляется внутриклеточное переваривание. Такой вид фагоцитоза называется завершенным. В завершенном фагоци- тозе большую роль играют антибактериальные катионные белки лизосом ней- трофилов. Они убивают бактерии и вирусы, которые затем перевариваются.

В тех случаях, когда микроорганизмы не перевариваются фагоцитами, ча- ще микрофагами, размножаются в цитоплазме клеток, высвобождаются из нее и являются источником генерализации инфекции, говорят о незавер- шенном фагоцитозе, или эндоцитобиозе (рис. 66). Он объясняет- ся тем, что лизосомы макрофагов в отличие от нейтрофилов содержат недо-

120

Электронограмма: макрофаг с фагоцитированными обломками лейкоцита (СЛ) и липидными вклю- чениями (Л), х 20 000.

Рис. 66. Фагоцитоз незавершенный.

Электронограмма: микобактерия туберкулеза (показана стрелкой) и лизосома (Лз) макрофага (Мфг).

х 23 000 (по А. К. Байкову).

статочное количество антибактериальных катионных белков или лишены их (В. Е. Пигаревский). Таким образом, фагоцитоз не всегда является в полной мере защитной реакцией организма и создает иногда предпосылки для дис- семинации микробов.

Образование экссудата и воспалительного клеточно- го инфильтрата завершает описанные выше процессы экссудации (вы- пот жидких составных частей крови, эмиграция лейкоцитов, диапедез эритро- цитов). В ткани образуется продукт воспаления — экссудат. Он состоит из жидкой и клеточной массы, а также продуктов тканевого распада, возникаю- щего при повреждении ткани. Накопление экссудата в ткани ведет к увели- чению ее объема (tumor), сдавлению нервных окончаний и появлению боли (dolor), нарушению функции ткани или органа (functio laesa).

Характер экссудата неодинаков. В одних случаях в нем преобладает жид- кая составная часть крови, в других — клетки. Экссудат, в котором преобла- дает жидкая часть крови, состоит из воды, растворенных в ней солей, а также белков (альбумины, глобулины и фибриноген). В зависимости от степени про- ницаемости стенки сосуда в ткань могут проникать разные белки. При не- большом повышении проницаемости сосудистого барьера через него прони- кают в основном альбумины и глобулины, а при высокой степени проницаемости наряду с ними выходят и крупные молекулы фибриногена. Обычно экссудат содержит более 2 % белков.

Экссудаты различаются не только по содержанию белков, но и по клеточ- ному составу. В одних случаях в экссудате преобладают нейтрофильные лей-

121

коциты, в других — мононуклеарные клетки (лимфоциты и моноциты), в третьих — эритроциты и др. Скопление клеток экссудата в тканях ведет к развитию воспалительного клеточного инфильтрата, в ко- тором могут преобладать как гематогенные, так и гистиогенные элементы. Нейтрофилы, появляющиеся в очаге воспаления, погибают; погибает и боль- шинство макрофагов.

Пролифера ц и я (размножение) клеток является завершающей фазой воспаления, направленной на восстановление поврежденной ткани. Размно- жаются мезенхимальные камбиальные, адвентициальные и эндотелиальные клетки, вышедшие из крови В- и Т-лимфоциты, а также моноциты. При раз- множении клеток в очаге воспаления наблюдаются клеточные дифференци- ровки и трансформации (схема VII): камбиальные мезенхи- мальные клетки дифференцируются в фибробласты; В-лимфо- циты дают начало плазматическим клеткам и лаброцитам. Т-лимфоциты, видимо, не трансформируются в другие формы. Моно- циты дают начало гистиоцитам и макрофагам. Макрофаги могут быть источником образования эпителиоидных клеток, из ко- торых строятся гигантские клетки (клетки инородных тел и Пирого- ва — Лангханса). В активных фибробластах при их пролиферации наблюдается усиленный синтез белка тропоколлагена — предшественника кол- лагена. Фибробласты превращаются в зрелые клетки соединительной ткани — фиброциты. На различных этапах пролиферации фибробластов образуют- ся продукты их деятельности — аргирофильные, а позднее коллаге- нов ые волокна, которые вместе с клетками отграничивают воспали- тельный очаг от здоровой ткани или замещают его.

В процессе пролиферации при воспалении принимает участие и эпите- лий, что особенно выражено в поверхностных слоях кожи. Здесь воспали- тельные разрастания эпителия наряду с- другими клетками инфильтрата ведут не только к отграничению участка повреждения, но и к удалению из очага во- спаления его возбудителя (В. Н. Гаршин).

Тканевые реакции, характеризующие морфологические проявления воспа- ления, сопровождаются рядом обменных процессов, которые можно подраз- делить на катаболические и анаболические.

Катаболические процессы проявляются в деполимеризации белково-углеводных комплексов с образованием продуктов распада, появлении в тканях аминокислот, уроновых кис- лот с развитием ацидоза, аминосахаров, полипептидов, низкомолекулярных полисахаридов.

Анаболические процессы выражаются повышением синтеза РНК и ДНК в клет- ках, синтезом основного межуточного вещества, клеточных ферментов, в том числе гидролити- ческих.

122 .

Воспаление со всеми его компонентами появляется только на поздних эта- пах внутриутробного развития. У плода, новорожденного и ребенка воспале- ние имеет ряд особенностей. Первой особенностью воспаления является пре- обладание альтеративного и продуктивного его видов, так как эти компоненты воспаления филогенетически более древние. Второй особен- ностью воспаления, связанной с возрастом, является склонность местного процесса к распространению и генерализации в связи с анатомической и функ- циональной незрелостью органов иммуногенеза и барьерных тканей.

Регуляция воспаления осуществляется с помощью гормональных, нервных и иммунных факторов. Установлено, что одни гормоны, такие как сомато- тропный гормон (СТГ) гипофиза, дезоксикортикостерон, альдостерон, усили- вают воспалительную реакцию (провоспалительные гормоны), другие — глюкокортикоиды и адренокортикотропный гормон (АКТГ) гипо- физа, напротив, уменьшают ее (противовоспалительные гор- моны). Холинергические вещества, стимулируя выброс медиато- ров воспаления, действуют подобно провоспалительным гормонам, аадренергические вещества, угнетая медиаторную активность, ве- дут себя подобно противовоспалительным гормонам.

На выраженность воспалительной реакции, темпы ее развития и характер влияет состояние иммунитета. Особенно бурно воспаление протекает в условиях антигенной стимуляции (сенсибилизации); в таких случаях говорят об иммунном, или аллергическом, воспалении (см. «Иммуно- патологические процессы»).