Химические вещества вызывающие воспаление

Что такое воспаление?

Воспаление является признаком того, что иммунная система организма активна в определенной области. Когда лейкоциты попадают в область для борьбы с инфекцией, они выделяют ряд химических веществ, которые вызывают опухание тканей и часто место воспаления становится болезненным.

Внешние признаки воспаления зависят от того, где оно находится, но могут включать в себя область, теплую на ощупь, жесткую и опухшую.

Когда суставы воспаляются, они могут трудно двигаться, становятся жесткими и болезненными. Боль может сопровождать движение, а в крайних случаях может сделать невозможным движение сустава из-за отека. Когда другие области воспаляются, может быть покраснение кожи, а также заметное тепло в этой области.

При тяжелой инфекции и реакции иммунной системы могут быть и другие симптомы, сопровождающие локализованные симптомы. Человек может чувствовать себя больным, а мышцы тела тоже могут стать усталыми и воспаленными. При серьезном ответе иммунной системы может возникнуть сильная усталость и жар, который распространяется за пределы непосредственной области инфекции.

Когда воспаление развивается в суставах, это может вызвать болезненное состояние, известное как артрит. Это обычно происходит, когда иммунная система чрезмерно реагирует и атакует здоровые ткани, состояние, известное как аутоиммунное расстройство. Эти расстройства могут принимать различные формы и создавать проблемы по всему телу, в зависимости от того, что атакует иммунная система. Например, колит возникает, когда аутоиммунный ответ вызывает воспаление и отек толстой кишки, нарушая функцию желудочно-кишечного тракта.

Существует также тип легкого воспаления, которое не так заметно и все же потенциально опасно. Атерогенез — это форма воспаления, которая развивается в артериях человека. Поведение, такое как курение и заболевания, такие как высокое кровяное давление, увеличивают вероятность воспаления артерий. Когда это происходит, сосуды сужаются и кровоток затрудняется. В результате отложения могут накапливаться и подвергать человека риску развития сердечных заболеваний.

В зависимости от места и типа отека, люди могут лечиться различными способами. Противовоспалительные препараты могут помочь уменьшить отеки. Некоторые типы мягких кортикостероидовтакже могут быть назначены, чтобы ускорить реакцию организма на лечение. В некоторых случаях боль может быть преодолена с помощью других лекарств, или может быть назначено специальное лечение для устранения болезни, вызывающей проблему.

Патология

Воспаление, ответ, вызванный повреждением живых тканей. Воспалительный ответ — это защитный механизм, который развился у высших организмов, чтобы защитить их от инфекции и травмы. Его цель — локализовать и устранить вредный агент и удалить поврежденные компоненты ткани, чтобы организм мог начать заживать.

Реакция состоит из изменений кровотока, увеличения проницаемости кровеносных сосудов и миграции жидкости, белков и лейкоцитов из кровообращения в место повреждения тканей. Воспалительный ответ, который длится всего несколько дней, называется острым воспалением, тогда как ответ длительной продолжительности называется хроническим воспалением.

Хотя острое воспаление обычно полезно, оно часто вызывает неприятные ощущения, такие как боль в горле или зуд укуса насекомого. Дискомфорт обычно является временным и исчезает, когда воспалительный ответ выполняет свою работу. Но в некоторых случаях воспаление может нанести вред. Уничтожение тканей может произойти, если нарушены регуляторные механизмы воспалительной реакции или нарушена способность очищать поврежденную ткань и посторонние вещества.

В других случаях неадекватный иммунный ответ может приводить к длительному и повреждающему воспалительному ответу. Примеры включают аллергическую или гиперчувствительность, реакции, при которых экологический агент, такой как пыльца, который обычно не представляет угрозы для человека, стимулирует воспаление и аутоиммунные реакции, при которых хроническое воспаление вызвано иммунным ответом организма на его собственные ткани.

Факторы, которые могут стимулировать воспаление, включают микроорганизмы, физические агенты, химические вещества, ненадлежащие иммунологические реакции и смерть тканей. Инфекционные агенты, такие как вирусы и бактерии, являются одними из наиболее распространенных стимулов воспаления.

Вирусы вызывают воспаление, вводя и разрушая клетки организма; вещества, выделяющие бактерии, называемые эндотоксинами, которые могут инициировать воспаление. Физическая травма, ожоги, радиация и обморожение могут повредить ткани, а также вызвать воспаление, а также коррозионные химические вещества, такие как кислоты, щелочи и окислители. 

Как упоминалось выше, неисправные иммунологические ответы могут спровоцировать неуместную и повреждающую воспалительную реакцию. Воспаление также может возникать, когда ткани умирают от недостатка кислорода или питательных веществ, что часто вызвано потерей кровотока в этом районе.

Четыре кардинальных признака воспаления были описаны в 1-м веке римским медицинским писателем Аулом Корнелиусом Цельсом.:

1. покраснение;
2. теплота;
3. припухлость;
4. боль;

Покраснение вызвано расширением мелких кровеносных сосудов в зоне травмы. Тепло приводит к увеличению кровотока через область и испытывается только в периферических частях тела, таких как кожа. Лихорадка вызвана химическими медиаторами воспаления и способствует повышению температуры при травме.

Отек, называемый отеком, вызван прежде всего накоплением жидкости за пределами кровеносных сосудов. Боль, связанная с воспалением, частично связана с искажением тканей, вызванных отеком, а также индуцируется некоторыми химическими медиаторами воспаления, такими как брадикинин, серотонин и простагландины.

Пятым следствием воспаления является потеря функции воспаленной области, особенность, отмеченная немецким патологом Рудольфом Вирховом в XIX веке. Потеря функции может быть результатом боли, которая препятствует подвижности или от сильного отека, который препятствует движению в этом районе.

Сосудистые изменения

Когда ткань только что повреждена, мелкие кровеносные сосуды в поврежденной области на мгновение сжимаются, процесс называется вазоконстрикцией. После этого переходного события, которое, как считается, мало важно для воспалительного ответа, кровеносные сосуды расширяются (вазодилатация), увеличивая приток крови в область. Вазодилатация может длиться от 15 минут до нескольких часов.

Затем стенки кровеносных сосудов, которые обычно позволяют легко пропускать только воду и соли, становятся более проницаемыми. Богатая белками жидкость, называемая экссудатом, теперь может выходить в ткани. Вещества в экссудате включают факторы свертывания крови, которые помогают предотвратить распространение инфекционных агентов по всему телу. Другие белки включают антитела, которые помогают разрушать вторгающиеся микроорганизмы.

По мере истечения жидкости и других веществ из кровеносных сосудов кровоток становится более медлительным, и белые кровяные клетки начинают выпадать из осевого потока в центре сосуда, чтобы течь ближе к стенке сосуда. Затем белые кровяные клетки прилипают к стенке кровеносного сосуда, что является первым шагом их эмиграции в экстраваскулярное пространство ткани.

Важнейшей особенностью воспаления является накопление лейкоцитов в месте повреждения. Большинство из этих клеток представляют собой фагоциты, некоторые «клеточные» лейкоциты, которые глотают бактерии и другие посторонние частицы, а также очищают клеточный мусор, вызванный травмой. Основными фагоцитами, участвующими в остром воспалении, являются нейтрофилы, тип лейкоцитов, который содержит гранулы уничтожающих клетки ферментов и белков. Когда повреждение ткани незначительно, достаточное количество этих клеток можно получить из тех, которые уже циркулируют в крови. Но, когда повреждение обширно, запасы нейтрофилов — некоторые в незрелой форме — высвобождаются из костного мозга, где они образуются.

Для выполнения своих задач не только нейтрофилы выходят через стенку кровеносного сосуда, но они должны активно перемещаться из кровеносного сосуда в область повреждения ткани. Это движение становится возможным благодаря химическим веществам, которые диффундируют из области повреждения ткани и создают градиент концентрации, за которым следуют нейтрофилы. Вещества, которые создают градиент, называются хемотаксическими факторами, а односторонняя миграция клеток вдоль градиента называется хемотаксисом.

Большое количество нейтрофилов попадает на место травмы сначала, иногда в течение часа после травмы или инфекции. После нейтрофилов, часто через 24-28 часов после начала воспаления, появляется еще одна группа лейкоцитов, моноцитов, которые в конечном итоге созревают в клетчатые макрофаги. Макрофаги обычно становятся более распространенными на месте травмы только после нескольких дней или недель и являются клеточным признаком хронического воспаления.

Хотя травма начинает воспалительную реакцию, химические факторы, высвобождаемые при этой стимуляции, вызывают описанные выше сосудистые и клеточные изменения. Химические вещества происходят в основном из плазмы крови, лейкоцитов (базофилов, нейтрофилов, моноцитов и макрофагов), тромбоцитов, тучных клеток, эндотелиальных клеток, выстилающих кровеносные сосуды, и поврежденных тканевых клеток.

Одним из наиболее известных химических медиаторов, высвобождаемых из клеток во время воспаления, является гистамин, который вызывает вазодилатацию и увеличивает проницаемость сосудов. Гистамин, хранящийся в гранулах циркулирующих базофилов и тучных клеток, немедленно высвобождается, когда эти клетки повреждаются. Другими веществами, участвующими в повышении проницаемости сосудов, являются лизосомальные соединения, которые высвобождаются из нейтрофилов. Многие цитокины, секретируемые клетками, участвующими в воспалении, также обладают вазоактивными и хемотаксическими свойствами.

Простагландины представляют собой группу жирных кислот, продуцируемых многими типами клеток. Некоторые простагландины усиливают действие других веществ, которые способствуют проницаемости сосудов. Другие влияют на агрегацию тромбоцитов, которая является частью процесса свертывания крови. Простагландины связаны с болью и лихорадкой воспаления. Противовоспалительные препараты, такие как аспирин, эффективны частично потому, что они ингибируют фермент, участвующий в синтезе простагландинов. Простагландины синтезируются из арахидоновой кислоты, как и лейкотриены, другая группа химических медиаторов, обладающих вазоактивными свойствами.

Плазма содержит четыре взаимосвязанные системы белка-комплемента, кинины, факторы коагуляции и фибринолитическую систему, которые генерируют различные медиаторы воспаления. Активированные белки комплемента служат хемотаксическими факторами для нейтрофилов, повышают проницаемость сосудов и стимулируют высвобождение гистамина из тучных клеток. Они также прилипают к поверхности бактерий, что делает их более легкими мишенями для фагоцитов. Система кинина, которая активируется фактором коагуляции XII, производит вещества, которые увеличивают проницаемость сосудов. Самым важным из кининов является брадикинин, который отвечает за большую часть боли и зуда, испытываемых воспалением. Система коагуляции преобразует фибриноген плазменного белка в фибрин, который является основным компонентом жидкого экссудата. Фибринолитическая система способствует воспалению в основном за счет образования плазмина, который разрушает фибрин в продукты, которые влияют на проницаемость сосудов.

После начала острого воспаления может произойти ряд событий. К ним относятся исцеление и регенерация, нагноение и хроническое воспаление. Результат зависит от типа вовлеченной ткани и количества разрушения ткани, которое, в свою очередь, связано с причиной травмы.

Исцеление и восстановление

Процесс образования гноя, называемый нагноением, возникает, когда агент, который вызвал воспаление, трудно устранить. Гной — вязкая жидкость, состоящая в основном из мертвых и умирающих нейтрофилов и бактерий, клеточного мусора и жидкости, просочившейся из кровеносных сосудов. Наиболее распространенной причиной нагноения является заражение гнойными (гнойно-продуцирующими) бактериями, такими как Staphylococcus и Streptococcus.

Как только гной начинает собирать в ткани, он становится окруженным мембраной, создавая структуру, называемую абсцессом. Поскольку абсцесс практически недоступен для антител и антибиотиков, его очень трудно лечить. Иногда хирургический разрез необходим для слива и устранения. Некоторые абсцессы, такие как фурункулы, могут лопнуть сами по себе. Затем полость абсцесса разрушается, и ткань заменяется в процессе восстановления.

Если агент, вызывающий воспаление, не может быть устранен, или если есть какое-то вмешательство в процесс заживления, острый воспалительный ответ может прогрессировать до хронической стадии. Повторные эпизоды острого воспаления также могут вызвать хроническое воспаление. Физическая протяженность, продолжительность и последствия хронического воспаления варьируются в зависимости от причины травмы и способности организма улучшать повреждение.

В некоторых случаях хроническое воспаление не является продолжением острого воспаления, а является независимым ответом. Некоторые из наиболее распространенных и отключающих заболеваний человека, такие как туберкулез, ревматоидный артрит и хронические заболевания легких, характеризуются этим типом воспаления. Хроническое воспаление может быть вызвано инфекционными организмами, которые способны сопротивляться защите хозяев и сохраняются в тканях в течение длительного периода. Эти организмы включают Mycobacterium tuberculosis (возбудитель туберкулеза), грибы, простейшие и метазольные паразиты. Другими воспалительными агентами являются материалы, чуждые организму, которые не могут быть удалены фагоцитозом или ферментативным расстройством. К ним относятся вещества, которые могут вдыхаться, такие как кремнеземная пыль, и материалы, которые могут проникать в раны, такие как металлические или деревянные осколки.
Колит возникает, когда аутоиммунный ответ вызывает воспаление и отек толстой кишки.

Клюквенные таблетки могут помочь при воспалении.