При воспалении под действием повреждающих факторов (инфекционных, иммунных) нарушается нормальное функционирование эндотелия микрососудов, что приводит к развитию эндотелиальной дисфункции (ЭД). Основным звеном патогенеза ЭД является значительное снижение синтеза NO, обладающего вазодилатирующим, антиоксидантным, ангиопротекторным, антитромботическим эффектом. При ЭД резко возрастает продукция эндотелием вазоконстрикторных, протромботических, пролиферативных факторов (эндотелина, супероксид-аниона, тромбоксана А2). Это приводит к развитию микроциркуляторных расстройств, нарушению целостности сосудистой стенки и адгезии лейкоцитов к ней, активации свободно-радикальных процессов в очаге воспаления.
На стадии венозной гиперемии начинается эмиграция лейкоцитов, т. е. выход форменных элементов белой крови за пределы микрососудистого русла в зону воспаления с целью осуществления фагоцитоза. Последовательность выхода лейкоцитов называется закон Мечникова: сначала эмигрируют микрофаги - основную часть составляют нейтрофильные лейкоциты, а затем макрофаги - моноциты и лимфоциты. Микрофаги уничтожают микробы, вызвавшие повреждение ткани. Макрофаги фагоцитируют погибшие клетки, тканевой детрит, расчищая тем самым "поле боя".
Эмиграцию лейкоцитов подразделяют на несколько стадий:
1) краевое стояние лейкоцитов, их прилипание к стенке микрососудов;
2) выход лейкоцитов через стенку микрососуда;
3) движение лейкоцитов в воспаленной ткани.
Краевое стояние лейкоцитов (маргинация) - это переход лейкоцитов из циркулирующего пула в пристеночный (маргинальный). Оно продолжается от нескольких минут до 1 часа. Краевому стоянию лейкоцитов способствует:
- замедление кровотока на стадии венозной гиперемии, лейкоциты как наиболее легкие форменные элементы отбрасываются по законам физики на периферию.
-наличие нитей фибрина в результате активации системы свертывания крови, которые удерживают лейкоциты вдоль эндотелия,
- агдезивные молекулы- b2-интегрин и L-селектин,
- электростатическое взаимодействие между лейкоцитами и эндотелием сосудистой стенки в результате потери лейкоцитами поверхностного отрицательного заряда и образованием "кальциевых мостиков" между лейкоцитами и эндотелиоцитами.
Эмигрируя в ткань, лейкоциты преодолевают эндотелий и базальную мембрану сосудов. Лейкоциты проходят через эндотелий по межэндотелиальным щелям. Они выпускают свои псевдоподии в пространства между эндотелиоцитами и "раздвигают" их.
Преодоление базальной мембраны происходит двумя механизмами. Первый состоит в явлении тиксотропии - при контакте нейтрофила с базальной мембраной ее коллоиды переходят из состояния геля в состояние золя (происходит разжижение мембраны). Нейтрофил легко проходит через золь, после чего золь обратно превращается в плотный гель. Второй механизм заключается в выделении нейтрофилами нейтральных протеаз (эластазы, коллагеназы), которые расщепляют волокнистые компоненты базальной мембраны.
Направленное движение лейкоцитов в очаге воспаления называется хемотаксисом. Он осуществляется за счет сокращения миофибриллярных белков лейкоцитов, изменения поверхностного натяжения фосфолипидного слоя клеточных мембран лейкоцитов, электростатического взаимодействия между лейкоцитами и микроорганизмами. Движение лейкоцитов регулируется хемотаксическими веществами или хемоаттрактантами, которыми являются С5а-фракция комплемента, ИЛ-8, кинины, эозинофильный и нейтрофильный хемотаксические факторы, ЛТ В4.
Под фагоцитозом понимают сложный процесс, включающий в себя распознавание, активный захват и переваривание микроорганизмов, поврежденных клеток и инородных частиц лейкоцитами (фагоцитами).
Различают следующие стадии фагоцитоза: выход фагоцитов, их приближение, прилипание частиц к фагоцитам, поглощение частиц (микрофлоры) и их внутриклеточное переваривание.
В результате прилипания и поглощения микроорганизма фагоцитом формируется фагосома. Для завершения фагоцитоза (лизиса, внутриклеточного переваривания микробов в стадию фаголизосомы) необходимо нарушить целостность и увеличить проницаемость клеточной мембраны микроорганизма для воды, лизосомальных ферментов и гидролаз фагоцита (убить микроб). Для этого предназначены бактерицидные системы лейкоцитов:
- миелопероксидазная система - за счет галогенирования белков клеточной мембраны микробов при участии миелопероксидазы изменяется структура мембраны, и она становится проницаемой для гидролаз, которые разрушают микроорганизм.
- лизоцим, который деполимеризует полисахаридную оболочку микрофлоры, что также делает ее проницаемой для гидролаз.
-лактоферрин - железосодержащий фермент, который отщепляет ионы железа у гемсодержащих микроорганизмов и нарушает целостность их клеточной мембраны.
- система неферментных катионных белков, в состав которых входят аргинин и лизин. Эти аминокислоты присоединяются к белкам клеточной мембраны микробов. В результате изменяется структура мембран, повышается их проницаемость для гидролаз.
Затем происходит переваривание - гидролиз компонентов бактерий с помощью гидролитических ферментов лизосом. Образовавшиеся при этом продукты могут быть использованы фагоцитами для собственных потребностей.
После завершения фагоцитоза все лейкоциты в зоне воспаления подвергаются жировой инфильтрации, превращаются в гнойные тельца.
Пролиферация является завершающей фазой развития воспаления, обеспечивающей репарацию тканей на месте очага альтерации. Пролиферация начинается с образования фибрина, который формирует каркас. По нему распределяются фибробласты, синтезирующие коллаген, основу будущей соединительной ткани. Наряду с фибробластами размножаются эндотелиальные клетки, которые формируют новые капилляры.
Фибробласты вместе с вновь образованными сосудами образуют грануляционную ткань. Это молодая соединительная ткань, богатая клетками и тонкостенными капиллярами. Грануляционная ткань постепенно превращается в волокнистую соединительную ткань, называемую рубцом.
Факторами, стимулирующими пролиферацию, являются факторы роста (тромбоцитарный фактор роста - ТФР, фактор роста фибробластов, фактор роста нервов), а также уменьшение концентрации в ткани кейлонов.
Угнетают функциональную активность фибробластов цитокины ИЛ-1 и ФНО. При пролиферации фибробласты, макрофаги, эозинофилы выделяют коллагеназу – фермент, разрушающий коллаген препятствующий образованию киллоидного рубца.
По течению выделяют:
1)острое воспаление - до 1 мес.
2)подострое - 3-6 мес.
3)хроническое - 6 мес.
Хроническое воспаление-это эволюционно сформировавшийся типовой патологический процесс, возникающий в ответ на проникновение в организм внутриклеточных возбудителей, паразитов, грибов и персистирующих вирусов, которые не могут быть уничтожены в процессе фагоцитоза. Хроническое воспаление может возникать в случае нарушения иммунного ответа, либо при неблагоприятном исходе острого воспаления. При хроническом воспалении преобладают процессы пролиферации с образованием гранулемы.
Основное звено патогенеза - незавершённый фагоцитоз. В том случае, если фагоцит поглощает микроорганизм, который не может быть уничтожен и размножение его внутри фагоцита продолжается, то фагоцит начинает выделять цитокины (ИЛ-1,ФНО). Цитокины привлекают в очаг воспаления Т-лимфоциты (Т- хелперы и Т- киллеры).
Т- хелперы выделяют основной медиатор хронического воспаления – гамма-интерферон, который выполняет следующие функции: привлекает новые фагоциты в очаг и задерживает фагоциты в очаге, не позволяя им разносить возбудителя по всему организму, повышает активность фагоцитов и усиливает продукцию факторов бактерицидности. Т- киллеры уничтожают фагосомы.
В центре очага формируются участки сухого некроза (творожистый, казеозный некроз), а по периферии образуются клеточные инфильтраты из фагоцитов и лимфоцитов. Со временем формируются гранулемы, которые являются основным проявлением хронического воспаления. Гранулема в центре имеет очаг некроза, по периферии - инфильтрат, представленный различными клетками.
Биологическая роль хронического воспаления заключается в ограничении очаг повреждения и возбудителя от остальных тканей организма, чтобы предотвратить его распространение по организму.
Воспаление, как и любой патологический процесс, представляет собой единство и борьбу 2 процессов: патологического и защитно-компенсаторного.
Патологическими явлениями при воспалении следует считать первичную и вторичную альтерацию, отек, физико-химические изменения и нарушения обмена веществ в очаге воспаления, боль и нарушение функции.
Защитноезначение имеют эмиграция лейкоцитов, фагоцитоз, активация процессов репарации поврежденной ткани, общие реакции организма, направленные на увеличение его резистентности (лихорадка, лейкоцитоз, увеличение содержания "белков острой фазы воспаления").
Иногда одна и та же реакция имеет одновременно черты патологического и защитного. Например, расстройства местного кровообращения, с одной стороны, вызывают экссудацию, приводят к кислородному голоданию ткани, (патологическое), с другой, — способствуют эмиграции лейкоцитов, препятствуют распространению возбудителя в организме, локализуя его в воспаленной ткани (защитное). Учитывая двойственный характер воспаления, врач должен направлять свои усилия на борьбу с собственно патологическими и по возможности усиливать защитно-компенсаторные явления.