Шпаргалка по «Патологической физиологии»

Преобладание интенсивности катаболических процессов в очаге воспаления при общей интенсификации метаболических реакций получило образное выражение «пожар обмена», который длится до 2-3 часов. В этом случае потребление тканями воспалительного участка кислорода возрастает на 35%. Дальнейшее течение воспаления определяется медиаторами воспаления.

 

 

24. Медиаторы воспаления, их виды, происхождение и значение  в развитии воспалительного процесса.

Медиаторы воспаления – это местные химические сигналы, образующиеся, освобождаемые либо активируемые в очаге воспаления, действующие и разрушаемые также в пределах очага.

Источники медиаторов – плазма крови (тканевая жидкость), либо клетки-участники воспаления. Гуморальные медиаторы пептидной природы при воспалении активируются путем ограниченного протеолиза.

Клеточные медиаторы могут синтезироваться заново (простагландины, ИЛ-1, ИЛ-2), а также освобождаться в готовом виде из депо чаще всего путем дегрануляции или экзоцитоза из структур, гомологичных фаголизосомам. Наиболее богатым спектром медиаторов, освобождаемых и синтезируемых заново, обладает макрофаг. Кон образно называет эту клетку «циркулирующим гепатоцитом» за ее необычайные биосинтетические возможности. Кроме того, важными источниками клеточных медиаторов служат гранулоциты, тучные клетки, эндотелиоциты и тромбоциты.

Поскольку большинство медиаторов многофункционально, вряд ли плодотворны попытки классифицировать их по эффектам. Наиболее не противоречивой представляется химическая классификация медиаторов по их строению (низкомолекулярные кислородсодержащие радикалы, пептидные, липидные, полисахаридные медиаторы и биогенные амины).

Биогенные амины

К данной группе относятся гистамин, серотонин, а также полиамины (спермин, спермидин, путресцин, кадаверин). Гистамин поступает в очаг воспаления при дегрануляции мастоцитов (с их рекордным содержанием этого медиатора – до 3,5 пг на клетку), а также из базофилов (содержащих до 1 пг на клетку), тромбоцитов, эозинофилов и, в гораздо меньшей степени, гладкомышечных клеток и эндотелия. Он образуется при посредстве гистидиндекарбоксилазы из гистидина во всех клетках, но только тучные клетки накапливают его в значительных количествах в гранулах. Отметим, что дегрануляция возможна в ответ на различные стимулы:

> Связывание антигенов через гомоцитотропные иммуноглобулины и реагиновые рецепторы (при анафилактическом воспалении).

> Связывание фрагментов  комплемента – анафилотоксинов  С5a и С3а, в меньшей мере С4a (при обычном и анафилактическом воспалении).

> Нейропептиды диффузной  эндокринной системы, например, вещество  Р (при астме, вызванной физическими  усилиями).

> Цитокины (ИЛ-1 и ИЛ-8) при гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ).

> Физические повреждения  клеток (при механической или  температурной травме).

> Агонисты простагландиновых  рецепторов (изоцианаты синтетических  красок и герметиков при аллергоидной  «астме новостроек»).

> Никотиновую кислоту (при  аллергоидной крапивнице в ответ  на витамин РР).

При воспалении гистамин вызывает расширение артериол и повышение проницаемости венул. Он усиливает секрецию слизи, вызывает зуд и боль, способствует освобождению кининов и липидных медиаторов. Другие его эффекты перечислены в таблице 1. Следует отметить, что гистамин сужает крупные сосуды (что делает его участником анафилактического коронароспазма) и, подавляя функцию номотопного водителя сердечного ритма (через H1-рецепторы), способен вызвать аритмии, вплоть до фибрилляции (с участием Н2-рецепторов). Эти эффекты смертельно опасны при аллергическом и аллергоидном шоке.

Действие гистамина не продолжительно из-за его инактивации.

Серотонин у человека в тучных клетках отсутствует. В связи с этим считается, что его роль в воспалении у человека менее важна. Его источником могут быть тромбоциты, эозинофилы, а в кишечнике – энтерохромаффинные клетки. Медиатор образуется из триптофана и представляет собой 5-гидрокситриптамин.

В очагах воспаления освобождению серотонина способствуют агреганты и активаторы тромбоцитов, в частности, фактор активации тромбоцитов и тромбин, а также иммунные комплексы.

Серотонин имеет 4 типа рецепторов, действуя через которые он повышает проницаемость венул, способствует агрегации тромбоцитов, активирует моноциты. В то же время, он вызывает спазм гладких мышц в бронхах и неоднозначно влияет на сосуды. Серотонин способен оказать прямой вазоконстрикторный эффект, особенно на венулы, внося вклад в формирование стаза. На мозговые сосуды серотонин действует как вазоконстриктор (возможно, его эффект опосредован нервами) и участвует в патогенезе мигрени. Серотонин как нейромедиатор используется ядрами шва и участвует в регуляции сна и бодрствования, передаче сенсорной информации, формировании эмоций, а при системном гормональном действии стимулирует стероидогенез в надпочечниках.

Полиамины рассматриваются как противовоспалительные медиаторы и стимуляторы репарации, клеточные медиаторы ростового эффекта соматомединов.

Катехоламины тромбоцитарного происхождения участвуют в развитии спазма сосудов и восстановлении нарушенной сосудистой проницаемости. Подробнее роль биогенных аминов представлена в Таблице 1.

Полипептидные медиаторы

Большинство полипептидных медиаторов воспаления присутствует в биологических жидкостях организма до начала воспаления в неактивной форме и вступает в действие в результате каскадного протеолиза.

Условно их можно подразделить на несколько групп: контактную систему плазмы крови, лейкокинины, цитокины, ферменты и антиферменты, катионные не ферментативные белки, транспортные и распознающие белки, нейропептиды, факторы роста.

Транспортные белки-участники воспаления – это церулоплазмин, транскобаламин, трансферрин, ферритин, которые, в основном, имеют значение как компоненты антиоксидантных и прооксидантных механизмов тканей.

Компонентами сторожевой системы являются плазменные протеазы: комплемент, свертывающая система, система фибринолиза и кининовая система. Они функционально едины, тесно связаны макрофагальным происхождением своих белков, имеют общее свойство «плавающих регуляторов» (в крови имеются их проактиваторы), работают по каскадному принципу, взаимно запускают друг друга и имеют общие эффекторы. Ядром сторожевой полисистемы служат 4 белка:

1. Фактор Хагемана (XII фактор свертывания крови);

2. Высокомолекулярный кининоген;

3. Плазменный прекалликреин;

4. XI фактор свертывания крови.

Система комплемента

Ранее предполагалось, что существует единственный термолабильный компонент плазмы, опосредующий литическое действие антител на бактерии. К настоящему времени идентифицировано 13 белков системы комплемента и 7 ингибиторов (Таблица 2). Эти регуляторы циркулируют в неактивной форме (за исключением фактора D, который в активном виде присутствует в плазме в малых количествах), самособираются в ответ на определенные сигналы, активируют друг друга (причем служат при этом сериновыми протеазами и/или взаимными рецепторами), а в результате осуществляют несколько важных эффектов:

> Лизис мишеней, активирующих  комплемент;

> Опсонизация объектов, фиксирующих факторы комплемента;

> Хемотаксис и усиление  фагоцитоза;

> Активация лейкоцитов  и опосредование их адгезии;

> Регуляция иммунного  ответа;

> Освобождение медиаторов  воспаления.

Белки комплемента условно подразделяются на факторы классического пути активации (обозначаются буквой С с ответствующими индексами – С1, С2, С4), факторы альтернативного пути активации (В, D), терминальные компоненты комплекса мембранной атаки (С5, С6, С7, С8, С9), а также усилители и ингибиторы комплемента (Р, Н, I, С4dp, DAF, МСР, НRF, С1INН и др.). Особняком стоит центральный фактор всей системы С, входящий в оба пути активации комплемента и участвующий в реализации практически всех его функций.

Системная активация комплемента происходит при бактериемии грамотрицательными возбудителями, особенно, сальмонеллами, менингококками, пневмококками, гемофильной палочкой, при вирусемии возбудителями геморрагических лихорадок. Это важный элемент патогенеза инфекционно-токсического шока (шокового легкого).

При ожоговой болезни в системном кровотоке появляется избыток активных фрагментов комплемента, обусловливающих, наряду с прочими факторами, развитие ожогового шока и респираторного дистресс-синдрома в легких.

При остром панкреатите и травмах поджелудочной железы панкреатические протеазы активируют сторожевую полисистему крови, проникая в системный кровоток. Это ведет не только к системному действию кининов, но и к продукции анафилотоксинов. У больных может развиться тяжелый коллапс, диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови и плюриорганная недостаточность, в том числе, шоковое лёгкое.

Липидные медиаторы

Источниками липидных медиаторов является арахидоновая кислота. Свободная арахидоновая кислота окисляется в двух альтернативных путях образования липидных медиаторов. Один из этих путей контролируется ферментом циклооксигеназой и приводит к образованию простаноидов, к которым принадлежат простагландины и тромбоксаны. Циклооксигеназа блокируется салицилатами, например, аспирином, а также индометацином, ибупрофеном и другими нестероидными противовоспалительными агентами.

Другой путь осуществляется при участии фермента липооксигеназы и активирующего этот энзим мембранного белка FLAP. Он ведет к эйкозаполиеновым кислотам и лейкотриенам. Получены избирательные ингибиторы липооксигеназного пути арахидонового каскада, например зилевтон.

Циклооксигеназный путь начинается с появления циклической эндоперекиси арахидоната – просгагландина D2, (2 обозначает количество двойных связей в боковой цепи).

Затем формируется простагландин Н2 (PgH2,), а из него – наиболее биологически активные PgD2, PgE2, PgF2, а в эндотелии и гладкомышечных клетках сосудистой и бронхиальной стенки – также и циклический PgI2 ,известный как простациклин.

Включение в кольцо эндоперекисей с помощью фермента тромбоксансинтетазы дополнительного кислородного атома позволяет преобразовать PgH2, в тромбоксан А2 (ТхА2), что, главным образом, происходит в мегакариоцитах и тромбоцитах, а в эндотелии осуществляется менее активно. Другим медиатором этого ряда служит ТхВ2, образуемый из ТхА2. При остром воспалении наиболее велика роль простагландина Е, лейкотриена В4, 5-гидроксиэйкозатетраеновой кислоты и фактора активации тромбоцитов. Особенно большое значение придают последнему фактору. Ацетилглицериновый эфир фосфорилхолина образуется из материала плазматических мембран под влиянием фосфолипазы А. Несмотря на простоту своей структуры – это мощнейший и разносторонний посредник воспалительных реакций.

Полисахаридные медиаторы

Полисахаридные медиаторы воспаления – это гликозаминогликаны (гепарин, хондроитин-сульфаты, гепаран-сульфат, дерматан-сульфат). Они вырабатываются многими клетками: фибробластами, гладкомышечными элементами, эндотелием, макрофагами.

Спектр гликозаминогликанов, синтезируемых различными клетками, отличается. Для гепарина основными продуцентами служат базофилы и мастоциты, для гепаран-сульфата – эндотелий и т. д.

Большинство эффектов полисахаридных медиаторов связано, так или иначе, с противовоспалительным действием.

Гепарин и, особенно, гепаран-сульфат являются сильными антикоагулянтами и антиагрегантами. Они, а также дерматан-сульфат препятствуют тромбообразованию и фибринообразованию, способствуют фибринолизу, стимулируя выделение эндотелием активатора плазминогена. Гепаран-сульфат действует через тканевой рецептор антитромбин III, гепарин – через кофактор II.

 

 

25. Изменения кровообращения  в очаге воспаления. Стадии, механизмы  и значение в развитии воспаления.

Первой очень кратковременной реакцией сосудов поврежденного участка ткани является ишемия, которая длится от трех-пяти секунд при легких поражениях и до нескольких минут (например, при тяжелом обморожении или ожоге). При ишемии артериолы и венулы сужаются, число функционирующих капилляров уменьшается, а кровоток замедляется. Ишемия при воспалении имеет смешанный нейрогуморальный механизм. В ее развитии участвуют эндотелины, катехоламины и лейкотриены, освобождаемые поврежденными при альтерации тромбоцитами и эндотелием. Существенный вклад вносит рефлекторное (или аксон-рефлекторное) повышение тонуса вазоконстрикторов и снижение активности вазодилататоров поврежденных сосудов.

Следующей фазой сосудистой реакции при воспалении служит артериальная гиперемия, которая начинается с массированного расширения артериол, а затем и венул. Возрастает число функционирующих капилляров, линейная и, особенно, объемная скорость кровотока, адекватно увеличиваются лимфообразование и лимфоотток. Парциальное давление кислорода в ткани повышается, а артериовенозная разница по кислороду падает. Повышенное содержание окисленного гемоглобина в отекающей крови и увеличение числа функционирующих капилляров обусловливают развитие одного из классических признаков воспаления красноты («rubor»).

Артериальная гиперемия вызывается совокупным действием ряда медиаторов воспаления, особенно, биогенных аминов и факторов комплемента.

Дальнейшая тенденция сосудистых изменений состоит в прогрессирующем замедлении кровотока в воспалительном очаге. При расширенных венулах, артериолах и капиллярах и все еще быстром кровотоке формируется смешанная гиперемия – преходящая стадия, вскоре трансформируемая в венозную гиперемию.

Венозная гиперемия отличается замедлением кровотока, в особенности, ограничением венозного оттока. Происходит значительное расширение капилляров и венул и нарастание в них гидростатического давления. В то же время диаметр артериол нормализуется. Понижается парциальное напряжение кислорода в воспалительном очаге и увеличивается артериовенозная разница по кислороду. Изменяется оттенок красноты, и поврежденный участок приобретает багрово-синюшный цвет. На фоне смешанной гиперемии начинается активная экстравазация жидкости и формируется краевое стояние лейкоцитов, так как именно к этому моменту медиаторы воспаления изменяют поверхностные свойства и форму клеток эндотелия и активизируют трансцитоз в его клетках. На фоне венозной гиперемии внесосудистые процессы, связанные с экссудацией (эмиграция лейкоцитов, хемотаксис, фагоцитоз), достигают максимума. Прогрессирующее замедление кровотока и утрата микрососудами тонико-эластических свойств создают картину предстатических изменений с характерными толчкообразным (в систолу – вперед, в диастолу – на месте) и маятникообразным (в систолу – вперед, в диастолу – назад) движением крови.