Адаптивная регенерация

Следует отметить неразрывное единство воспалительного и собственно репаративного компонента в целостной реакции: пролиферативная фаза воспаления одновременно является и фазой репаративной реакции. Воспаление и регенерация разде­лены лишь условно, все фазы процесса по времени накладывают­ся друг на друга (см. схему 23): пролиферация фибробластов на­чинается уже в первые сутки после повреждения, а экссудация и инфильтрация, постепенно уменьшаясь, остаются практически до окончания заживления. Условно также разделение регенера­ции и фиброза, особенно при заместительной регенерации. В пространстве (в разных участках ткани и слоях раны) процессы экссудации, пролиферации и фиброза идут с разной скоростью, поэтому они могут протекать одновременно. При этом все ком­поненты взаимозависимы — пролонгация или хронизация воспа­ления тормозит регенерацию, несостоятельность регенерации или фиброза пролонгирует воспаление или придает ему хрониче­ское течение. Воспаление, регенерация и фиброз находятся, по-видимому, в реципрокных отношениях.

В ранних фазах воспаления важнейшую роль в клеточном ан­самбле играют тучные клетки, нейтрофилы и Макрофаги (МФ), которые взаимодействуют между со­бой не только через клеточные медиаторы (короткодистантное и отдаленное взаимодействие), но и посредством прямых межкле­точных контактов, часто выявляющихся при ультраструктурном исследовании. Функциональная роль подобных контактов, види­мо, неоднозначна: в одних случаях — это "предъявление" антиге­на (МФ-лимфоцит), в других — последовательный или сочетанный фагоцитоз (нейтрофил — МФ), в третьих — передача опре­деленных экономно секретируемых факторов или специфиче­ское воздействие на рецепторы клеточных мембран. Для тучных клеток такими факторами могут быть гистамин, гепарин, хондроитинсульфаты, протеазы и другие субстанции; для лимфоци­тов — лимфокины; для нейтрофилов и МФ — лизосомные фер­менты, лизоцим, простагландины, лейкотриены, интерлейкины, многочисленные монокины и др.

■ Клеточные взаимодействия оказывают модулирующее (ин­дукция или ингибиция) влияние на хемотаксис, размножение и функцию клеток инфильтрата.

Гистохимически и ультраструктурно во время взаимодействия клеток, в том числе контактного, отмечаются признаки актива­ции как секреторной (экзоцитоз гранул, клазматоз и др.), так и фагоцитарной функции клеток (активация кислой фосфатазы и эстеразы, фагосомы, лизосомы, пиноцитоз, остаточные тельца и др.).

В разные фазы воспаления и регенерации по мере выхода на "арену" новых клеточных популяций меняются типы клеточных взаимодействий, роль "дирижера клеточных ансамблей" перехо­дит от одних клеточных популяций к другим.

В фазу микроциркуляторной реакции ведущую регуляторную роль играют, по-видимому, тучные клетки; они спо­собны к активным взаимодействиям с сосудистыми элементами, эозинофилами и нейтрофилами, лимфоцитами, МФ, фибробластами (ФБ), межклеточным матриксом, свертывающей системой крови, иммунной системой и др. Важную роль играют и тромбоциты , генерирующие тромбоксаны, и фактор, активирую­щий тромбоциты, — ФАТ (на самом деле включающий целый класс фосфолипидных медиаторов), который воздействует на нейтрофилы, эозинофилы, МФ, активируя их хемотаксис, агрега­цию, продукцию супероксидных анионов, лейкотриенов, монокинов и др., а также на эндотелий и гладкие мышцы сосудов, на са­ми тромбоциты. Источником ФАТ являются также тучные клет­ки и базофилы, нейтрофилы, моноциты-макрофаги, эндотелий, что свидетельствует об обратной связи всех этих клеток. Следу­ет упомянуть, что тромбоциты продуцируют и ряд факторов, уси­ливающих пролиферацию и хемотаксис МФ к очагу поврежде­ния. Учитывая, что и тучные клетки через гистамин и лейкотриен В4 влияют на ФБ, следует полагать, что подготовка репаративной фазы процесса начинается с самых ранних стадий вос­паления.

В нейтрофильной фазе воспаления особое значение приобре­тают нейтрофилы (иногда эозинофилы), формиру­ющие "авангардную линию защиты организма" в области пер­вичного повреждения. С одной стороны, гранулоциты весьма чувствительны к активации различными гуморальными и кле­точными факторами, с другой — продукты стимулированных нейтрофилов активируют систему комплемента, хемотаксис, вза­имодействуют с иммуноглобулинами G и А, калликреин-кининовой системой и системами свертывания и фибринолиза, факто­ром Хагемана, производными арахидоновой кислоты.

Хорошо известны взаимодействия нейтрофилов с лимфоцитами: выработка последними факторов тормо­жения миграции нейтрофилов, усиление их бактерицидности, стимуляция кислородного метаболизма, влияние ферментов нейтрофила на бласттрансформацию лимфоцитов и т.д. Нейтрофи­лы взаимодействуют с тучными клетками, вызывая их дегрануляцию, а также с тромбоцитами.

Взаимодействие нейтрофилов и МФ в раз­ные фазы и при разных типах воспаления значительно варьиру­ет: преобладают то активирующие, то тормозящие влияния. Стимуляция нейтрофилами хемотаксиса моноцитов, вероятно, является одной из ведущих причин смены этих клеточных попу­ляций на "поле" воспаления. Лизоцим и фактор иммобилизации нейтрофилов, выделяемые мононуклеарами, тормозят хемотак­сис нейтрофилов. Очевидно, между этими клеточными популя­циями существует обратная связь, регулирующая развитие воспа­ления; нарушение ее ведет к пролонгации и хронизации процесса.

Взаимодействия нейтрофилов и ФБ неодно­значны. С одной стороны, нейтрофилы продуцируют пептид, ак­тивирующий рост ФБ и лейкотриен В4, усиливающий их мигра­цию, с другой — фактор ингибиции миграции. Опыт морфологи­ческого исследования свидетельствует, что пролиферация ФБ тормозится как при избытке (при гнойном воспалении), так и не­достатке (например, при лазерной обработке раны) нейтрофи­лов. На межклеточный матрикс нейтрофилы воздействуют пу­тем секреции коллагеназы, эластазы, нейтральных протеиназ, катепсинов, кислых гидролаз. Коллаген и его пептиды в свою очередь влияют на хемотаксис МФ и ФБ. Таким образом, нейтро­филы, реактивные и способные к быстрой мобилизации клетки, являющиеся источниками разнообразных медиаторов, поддержи­вают каскад реакций воспалительно-репаративного процесса.

Начиная с макрофагальной фазы воспаления, роль ключевой клетки — "дирижера клеточного ансамбля" — переходит к МФ. Взаимодействия его с другими клеточными популяциями и межклеточным матриксом реализуются благодаря большому числу секретируемых МФ медиаторов — монокинов (известно

более 40). Следует еще раз подчеркнуть важнейшую роль МФ в сопряжении экссудативной и пролиферативной фаз воспаления с клеточным и гуморальным иммунитетом, регенерацией и фибро­зом. В кооперации с нейтрофилами МФ осуществляют бактери­цидную функцию и функцию детоксикации, очищают ткань от продуктов распада клеток и межклеточного матрикса путем фа­гоцитоза и внеклеточного лизиса с помощью секреции фермен­тов: коллагеназы, эластазы, нейтральных протеиназ, кислых гидролаз и др. Макрофаги отграничивают очаг повреждения от ок­ружающих тканей, последовательно формируя нейтрофильно-макрофагальный, макрофагальный и макрофагально-фибробластический барьеры, предшествующие образованию грануляцион­ной ткани. Через монокины МФ влияют на дифференцировку из стволовых клеток, миграцию, пролиферацию и функцию моно­цитов (предшественников МФ), нейтрофилов и лимфоцитов. В кооперации с Т- и В-лимфоцитами МФ участвуют в иммунном ответе организма, тесно связанным с воспалением.

Сопряжение воспаления, регенерации и фиброза реализуется благодаря макрофагалъно-фибробластическому взаимодейст­вию, играющему ключевую роль в регуляции роста и инволюции соединительной ткани. Эта регуляция основана на обратной свя­зи между распадом и продукцией коллагена. Продукты распада коллагена образуются при повреждении тканей протеазами, сти­мулируют хемотаксис МФ. Последние фагоцитируют продукты распада и, активируясь, секретируют факторы роста ФБ и синте­за коллагена, передавая их ФБ, в том числе и посредством пря­мых межклеточных контактов. Среди этих факторов следую­щие:

▲ индукторы пролиферации ФБ;

▲ индукторы хемотаксиса ФБ;

▲ индукторы синтеза коллагена;

▲ ингибитор синтеза коллагена;

▲ индукторы продукции коллагеназы.

■ Макрофагально-фибробластическое взаимодействие ведет к миграции и ускоренной пролиферации фибробластов, их дифференцировке, синтезу и секреции коллагена и других компонентов матрикса, активному фибриллогенезу.

Помимо МФ, в развитие фибробластической реакции значи­тельный вклад вносят лимфоциты, особенно активирующи­еся при иммунном взаимодействии Т-клетки. У лимфоцитов об­наружены Т-клеточный фактор роста ФБ, фибробластактивирующий фактор, лимфоцитарный хемотаксический фактор для ФБ, коллагенпродуцирующий фактор, В-клеточный ингибитор продукции коллагена, фибробластингибирующий фактор, ингибиторный фактор роста ФБ, продукты лимфоцитов и интерфероны, тормозящие хемотаксис, пролиферацию ФБ и синтез коллагена. Эти данные свидетельствуют о регуляторной роли им­мунных лимфоцитов в процессе роста соединительной ткани, что осуществляется ими во взаимодействии с МФ; монокины ак­тивируют лимфоциты, а лимфокины — МФ, стимулируя выра­ботку в обеих популяциях соответствующих факторов для ФБ. Регуляторная функция лимфоцитов соответствует современным представлениям о роли этих клеток в регенерации [Бабаева А.Г., 1985].

По мере накопления ФБ рост их тормозится в результате ос­тановки деления зрелых клеток, перешедших к биосинтезу кол­лагена. Новые же клетки не образуются из предшественников вследствие истощения ростковых факторов (клеток инфильтра­та становится значительно меньше), а также благодаря выработ­ке самими ФБ при их контактном взаимодействии ингибиторов роста — кейлонов.

Следует подчеркнуть, что взаимодействие ФБ с МФ и лимфо­цитами не является односторонним: фибробласты сами секретируют ряд веществ (фиброкинов), оказывающих стимулирую­щее или ингибирующее влияние на другие клетки, особенно на МФ. Среди них: колонийстимулирующий фактор, фактор роста МФ, фактор, индуцирующий дифференцировку моноцитов, фак­тор угнетения миграции МФ, интерлейкин-6.

Известно, что продукция межклеточного матрикса (коллаге­нов I, Ш, V типов, гликозамингликанов, фибронектина и др.) яв­ляется прерогативой ФБ, однако эта функция осуществляется кооперативно. В частности, фибронектин вырабатывается МФ, коллагены I, III, IV, V, VI и VIII типов — эпителиальными клет­ками (печени, легких и других органов), коллагены IV и V ти­пов — МФ, лимфоцитами, нейтрофилами.

Следующий тип ауторегуляции роста соединительной ткани заключается в том, что функционально избыточные коллагеновые волокна в фазе рубцевания тесно взаимодействуют с цитолеммой ФБ, ингибируя синтез и секрецию коллагена, приводя к деструкции мембран и разрушению большей части клеток, к пре­вращению оставшейся части их в малоактивные фиброциты. Од­новременно усиливается феномен фиброклазии, т.е. резорбции ФБ коллагеновых волокон путем их фагоцитоза или секреции коллагеназы. Такое "контактное ингибирование" ведет к оста­новке роста соединительной ткани, затем к ее перестройке (ремоделяции), когда в одних участках продолжается накопление волокон, а в других (функционально инертных) — их лизис, а за­тем — частичная или неполная инволюция рубца. Помимо ФБ, в коллагенолизе принимают участие эозинофилы, продуцирую­щие коллагеназу, лимфоциты и тучные клетки, вырабатываю­щие факторы, которые стимулируют коллагенолиз. Большую роль играют также МФ, которые не только секретируют коллагеназу, но и выделяют факторы, стимулирующие ее продукцию в ФБ и усиливающие фагоцитоз фибрилл фиброкластами.

■ На последних этапах воспалительно-репаративного процесса важнейшую роль приобретает паренхиматозно-стромальное вза­имодействие.

Известно, что эпителий продуцирует коллагеназу, а стромальные клетки (лимфоциты, МФ и ФБ) секретируют факторы ин­дукции и ингибиции регенерации эпителия и мышц. Имеется об­ширная литература о влиянии на паренхиматозные элементы коллагенов, особенно I, III, IV, V, VI, VIII типов, протеогликанов и фибронектина, регулирующих рост и функцию и определяю­щих архитектонику эпителиальной и мышечной ткани в молоч­ной и поджелудочной железе, печени, коже, нервной системе и других органах. Ведущая роль в росте и инволюции соедини­тельной ткани в стромально-паренхиматозном взаимодейст­вии принадлежит фибробластам. К ним, начиная с фазы пролиферации, переходит роль "дирижера клеточного ансамб­ля". Они становятся не только основными эффекторными, но и главными регуляторными клетками.

В соответствии с влиянием микроокружения и гуморальными стимулами ФБ меняет соотношение между своими альтернатив­ными функциями (синтез всех микромолекул и ферментов, регу­лирующих фибриллогенез; продукция коллагеназы, эластазы и глюкуронидаз), контролируя таким образом темпы роста, фиброзирования и инволюции соединительной ткани, стромально-паренхиматозные взаимоотношения. В соответствии с концепци­ей "биомеханического соответствия" ФБ определяет не только состав, но и "архитектуру" межклеточного матрикса. Из этого вытекает необходимость участия в регенерации специализиро­ванных фибробластов данной ткани, так как "пришлые" клетки формируют неспециализированную рубцовую ткань.

На определенном этапе воспалительно-репаративного про­цесса формируется особая, богатая сосудами, молодая соедини­тельная ткань, которую называют грануляционной тканью.

Под грануляционной тканью понимают не только ткань, за­полняющую раневые и язвенные дефекты кожи, но и близкую по структуре ткань, образующуюся при повреждении слизистых оболочек, переломах костей, организации гематом, тромбов, не­крозов и инфарктов, воспалительного экссудата, инородных тел и т.д., а также вследствие хронических воспалительных процес­сов.

• Грануляционная ткань — это своеобразный "временный ор­ган", создаваемый организмом в условиях патологии для реализа­ции защитной (барьерной) и репаративной функции соединитель­ной ткани.

При формировании грануляционной ткани воспалительная реакция обычно адекватна повреждению. Последовательно про­текает нейтрофильная, макрофагальная и пролиферативная (фибробластическая) стадии воспаления. Тяжи фибробластов посте­пенно заполняют дефект или замещают экссудат. Наблюдаются многочисленные макрофагально-фибробластические контакты. МФ и ФБ имеют ультраструктурные и гистохимические призна­ки функциональной активации. При этом рост микрососудов в грануляционной ткани осуществляется синхронно с пролифера­цией фибробластов и всегда в сопровождении последних. Этот давно известный факт находит теперь объяснение в том, что на рост эндотелия и фибробластов воздействуют одинаковые фак­торы, секретируемые тромбоцитами, МФ, Т-лимфоцитами и дру­гими клетками.

Дифференцировка фибробластов, продукция гликозаминогликанов, биосинтез, фибриллогенез и фиброгенез коллагена, взаимодействие волокон с фибробластами, ведущее к прекраще­нию пролиферации, разрушению клеток и к фиброклазии, — все это завершается созреванием и фиброзно-рубцовой трансформа­цией грануляционной ткани, начинающейся с ее глубоких слоев. Происходит "перекалибровка" сосудистой сети с образованием артериовенозных анастомозов и регрессией большинства капил­ляров. Одновременно осуществляются контракция (сокращение) и (в случае дефекта кожи или слизистых оболочек) эпителизация грануляционной ткани, причем рост эпителия и созревание гра­нуляций тесно взаимосвязаны.

При заживлении ран вторичным натяжени­ем в условиях большого и глубокого открытого дефекта, не за­щищенного струпом, активная микробная инвазия и мощная вос­палительная реакция (нагноение) рассматриваются как биологи­чески целесообразный процесс очищения раны с участием бакте­риальных протеаз. Саморегулирующаяся стереотипная динамика воспалительно-репаративного процесса в этих случаях принципи­ально не нарушается, но в соответствии с выраженным поврежде­нием все остальные звенья цепи (т.е. фазы процесса) интенсифи­цируются и пролонгируются, заживление затягивается. Грануля­ционная ткань продолжительное время имеет выраженные при­знаки воспаления и многослойную структуру: поверхностный лейкоцитарно-некротический слой, слой сосудистых петель, слой вер­тикальных сосудов, созревающий слой, слой горизонтальных фиб­робластов, фиброзный слой. Из этого следует, что при условии нормальной реактивности организма заживление вторичным на­тяжением следует считать адаптивной реакцией, не выходя­щей за рамки гомеостатической функции соединительной ткани.