Клеточные реакции при остром воспалении
Клеточные механизмы защитных реакций организма при воспалении.Основные закономерности развития необратимых патологических изменений в клетках при первичной и вторичной альтерации Рассматривая воспаление как типовой патологический процесс, протекающий в виде последовательно сменяющих друг друга, а в ряде случаев развивающихся параллельно стадий альтерации, экссудации и пролиферации, необходимо отметить, что при определенных условиях течение воспалительных реакций может иметь как преимущественно защитно-приспособительный, так и разрушительный характер. Воздействие на ткани различных по своей природе факторов (химических, физических, бактериальных), как правило, приводит к развитию первичной альтерации. Степень выраженности и распространенность альтеративных изменений определяется интенсивностью действующего фактора, устойчивостью клеток к этому воздействию и способностью клеточных механизмов компенсировать патологические изменения. Повреждение ткани сопровождается выделением биологически активных веществ, способных еще в большей степени увеличивать альтеративные процессы — вызывать вторичную альтерацию. Независимо от особенностей воздействующего фактора, индуцирующего воспалительный процесс, все изменения в клетках можно свести к следующим типам: Деструктивные процессы в тканях, возникающие в альтернативной стадии (фазе) воспаления, имеют преимущественно патологический характер. Их выраженностью в значительной степени определяется возможная степень неблагоприятного течения воспалительного процесса в целом. При обратимых сублетальных изменениях клетка способна адаптироваться и восстанавливать свою структуру и функцию. В этом случае, как правило, происходит снижение интенсивности метаболических процессов, ограничение потребления кислорода, угнетение процессов окислительного фосфорилирования, активирование гликолиза, уменьшение запасов макроэргических фосфорных соединений, падение уровня активности K-Na-АТФ-азы, ингибирование внутриклеточных ферментов, активирующих анаболические процессы. В процессе необратимого повреждения клетки наблюдается постепенное увеличение объема внутриклеточных структур (расширение эндоплазматической сети, набухание митохондрий, увеличение объема лизосом). Летальные изменения в клетках сопровождаются повреждением наружной и внутриклеточных мембран, в результате чего повышается их пассивная проницаемость для ионов. Одним из кардинальных признаков повреждения клетки является увеличение содержания натрия в цитозоле и выход во внеклеточную среду калия. Тяжелые метаболические расстройства клеточных функций сопровождаются увеличением содержания кальция в цитозоле. В нормальных условиях в цитоплазме регистрируется низкая концентрация кальция, не превышающая 10″‘ моль/л, которая обеспечивается непрерывной работой Са-АТФаз. Основные запасы кальция содержатся в эндоплазматическом ретикулуме, большая часть мембраны которого плотно покрыта белком с молекулярной массой 110 кДа, являющегося Са-насосом. Концентрация кальция в эндоплазматическом ретикулуме в 10 000-100 000 раз выше чем в цитозоле. Деполяризация клеточной мембраны и гидролиз мембранных липидов сопровождаются раскрытием кальциевых каналов, по которым кальций из внутриклеточных депо (цистерн эндоплазматического ретикулума, митохондрий) или интерстициального пространства устремляется в цитозоль. Возникающие в ходе воспаления метаболические нарушения энергообеспечения работы транспортных систем клеток изменяют нормальное протекание процессов реабсорбции кальция, который устремляется из кальцийсодержащих структур и внеклеточной среды в цитозоль по механизмам пассивного транспорта. — Также рекомендуем «Изменения клеток при альтеративной стадии воспаления.» Оглавление темы «Ключевые механизмы воспаления легких.»: |
СОСУДИСТЫЕ РЕАКЦИИ ПРИ ВОСПАЛЕНИИ.
1. Кратковременный спазм сосудов возникает только при механическом, термическом, химическом повреждении, затрагивающем кожные покровы и подлежашие ткани; возникает рефлекторно, а также в результате выделения серотонина или тромбоксана, в случае повреждения сосудов. При попадании бактерий в организм спазм не возникает.
2. Расширение сосудов возникает в результате выделения медиаторов воспаления. Таких, как гистамин, простогландины, брадикинин, приводит к развитию артериальной гиперемии в области повреждения.
3. Повышение проницаемости сосудистой стенки возникает под действием всех медиаторов воспаления может быть за счёт спазма эндотелиоцитов под действием гистамина, серотонина, простогландинов, брадикинина. Из-за увеличения проницаемости сосудистой стенки происходит выход жидкости из сосудов, что приводит к образованию экссудата и формированию воспалительного отёка, который сдавливает сосуды и способствует, на ряду с клеточными реакциями, ограничению очпга воспаления. Т.о по периферии очага воспаления наблюдается артериальная гиперемия, а в центре возникают нарушения микроциркуляции, наблюдается стаз и развивается гипоксическое повреждение.
КЛЕТОЧНЫЕ РЕАКЦИИ ПРИ ВОСПАЛЕНИИ.
К клеточным реакциям относятся:
1. Маргинация
2. Адгезия
3. Эмиграция
4. Фагоцитоз
1. Это выпадение лейкоцитов из кровотока и медленное движение их вдоль эндотелия сосудистой стенки. Является пассивным процессом и возникает из-за резкого замедления кровотока в очаге воспаления.
2. Это взаимодействие лейкоцита с эндотелием с помошью специальных комплиментарных молекул, получивших название молекул клеточной адгулы. На лейкоцитах находится лейкоцитарный фактор адгезии ( ЛФА – 1), экспрессия которого на поверхность лейкоцитов происходит под действием С5 1 компонента комплемента. На эндотелии находятся следующие рецепторы: ЭЛАМ – 1 – интегрин, МАК – 1 – селектин. Взаимодействие между этими рецепторами приводит к тому, что лейкоцит прикрепляется к поверхности эндотелия.
3. При взаимодействии лейкоцита с эндотелием на поверхности лейкоцита начинает образовываться выпячивание или псевдоподия, которая проникает в межэндотелиальный промежуток, а дальше лейкоцит с помошью псевдоподии просачивается под эндотелий и распластывается на базальной мембране сосуда, после чего лейкоцит выделяет нейтральные протеазы ( коллагеназу и эластазу, которая образует отверстия в базальной мембране, ч/з которые лейкоцит выходит из сосуда.
ФАГОЦИТОЗ
Выделяют 4 стадии:
1. Хемотаксис
2. Узнавание и прилипание
3. Поглощение
4. Внутриклеточное уничтожение и переваривание.
1. Это направленное движение лейкоцитов по градиенту концентрации специальных веществ – хемоатрактантов. У лейкоцитов имеются рецепторы к хемоатрактантам, и взаимодействие лейкоцита с хемоатрактантом приводит к образованию псевдоподий и движению лейкоцита к очагу воспаления. Чем выше концентрация хемоатрактантов, тем быстрее движется лейкоцит. К хемоатрактантам относятся:1. Продукты жизнедеятельности и распада бактерий ( экзо- и эндотоксины), продукты распада собственных тканей организма, анафилотоксины ( С3а и С5а компоненты комплемента, лейкотриен Б4)
2. В норме бактериальные клетки имеют отрицательный заряд мембраны, поэтому для взаимодействия с ними лейкоцитов необходимы специальные белки, которые получили название ???опсонинов. опсонины прикрепляются к бактериальной стенке, лейкоциты имеют к ним рецепторы, в результате взаимодействия рецепторов лейкоцитов с белками опсонинами, происходит прилипание лейкоцита к бактериальной клетке. К опсанинам относятся: иммуноглобулин G, С- реактивный белок и С3в компонент комплимента.
3. Взаимодействие рецепторов лейкоцитов с опсанинами приводит к образоаанию псевдоподий, с помощью которых лейкоцит обхватывает бактериальную клетку, поглощая её, с образованием фагосомы.
4. После поглощения бактериальной клетки лейкоцит начинает загранулировать, при этом в просвет фагосомы и наружу выделяются медиаторы воспаления, а также факторы бактерицидности. Бактерицидность фагоцитов – внутриклеточное уничтожение поглощённых микроорганизмов.
Выделяют:
1) Кислородзависимые механизмы бактерицидности
2) Кислороднезависимые механизмы
1) — поглощая микроорганизм лейкоцит начинает активно поглощать О2 ( « кислородный взрыв») и из О2 с помощью специальных ферментов синтезировать факторы бактерицидности ( свободные радикалы и соединения хлора с помощью фермента НАДФ Н+ оксидаза превращается в НАДФ затем образуется супероксид О2*
Этот механизм, при котором образуется перекись, гидроксия и супероксид называется миелопероксидаза независимая бактерицидность ( присутствует в зрелых макрофагах, в которых нет фермента миелопероксидазы).
Миелопероксидазазависимая бактерицидность.
Под действием ферментов миелопероксидаза под действием СГ из Н2О2 образуется хлорноватистая кислота и хлорамин.
Более мощный механизм, т.к. соединения Cl- обладают более бактериальной активностью, чем свободные радикалы.
2) Осуществляется катионными белками, которые прикрепляются к бактериальной стенке, образуя в ней ионный канал за счёт смены заряда. Лизоцим, который разрушает поверхностный слой сиаловых кислот, чем тоже увеличивает проницаемость бактериальной клетки. Лактоферрин связывает железо, необходимое бактериями для жизнедеятельности. После внутриклеточного уничтожения микроорганизмов происходит слияние лизосом с фагосомой и внутриклеточное переваривание.
РЕПАРАЦИЯ.
Это восстановление ткани после уничтожения возбудителя и элиминации его из организма. Если очаг повреждения был небольшим, то репарация идёт за счет размножения клеток органа или ткани и восстановление структуры получается полным. Если очаг повреждения был большим, то репарация идёт за счёт размножения соединительной ткани. При этом сначала в очаге образуется сетка из фибрина, в которую потом мигрируют фибробласты и макрофаги и дальше происходит образование соединетельной ткани. Образуется рубец.
Динамика клеточного состава экссудата при воспалении зависит от причин, вызвавших воспаление, например, при гельминтной инвазии первыми появляются эозинофилы, а при классическом остром воспалении динамика выглядит следующим образом:
6 – 24 ч – в очаг приходят сегментарные нейтрофилы,т.к они быстрее движутся, быстрее проходят через базальную мембрану и факторы хемотаксиса для них выделяются первыми.
24 – 36 ч – моноциты, которые превращаются в макрофаги, позже приходят, т.к медленнее движутся и факторы хемотаксиса образуются позже, зато надолго задержиаются в очаге воспаления, нейтрофилы начинают погибать при развитии ацидоза.
36 – 48 ч – лимфоциты запускают иммунные реакции при воспалении и появляются последними, т.к для них образуются макрофаги.
Роль различных лейкоцитов в очаге воспаления.
1) Нейтрофилы – фагоцитоз, выделяются медтаторы воспаления.
2) Эозинофилы осуществляют противогельминтный иммунитет
3) Базофилы выделяют гистамин, гепарин, схожен по функции с тучными клетками.
4) Лимфоциты осуществляют спецефические иммунные реакции
В – лимфоциты превращаются в плазматические клетки, которые синтезируют АТ. Т – хелперы регулируют иммунный ответ, Т – киллеры осуществляют специфическую клеточную цитотоксичность.
Поиск по сайту:
Актуальность темы
Воспаление
(inflammatio)
– это сложная, комплексная местная
сосудисто-мезенхимальная реакция на
повреждение ткани, вызванное действием
различных агентов.
Воспаление
— реакция, выработанная в процессе
филогенеза, имеет защитно-приспособительный
характер. Она направлена на уничтожение
агента, вызвавшего повреждение, и на
восстановление поврежденной ткани. В
общей патологии человека воспаление
принято рассматривать как важнейший
«ключевой» общепатологический и
вместе с тем биологический процесс.
Знание темы необходимо для глубокого
понимания сущности большинства
заболеваний человека.
Цель
обучения
— уметь определятьмакро-
и микроскопические признаки воспаления,
объяснить причины и механизм развития,
оценить его вероятный исход и определить
значение для организма.
Для
чего необходимо
уметь:
— определить
макро- и микроскопические проявления
альтеративного воспаления, объяснить
причины, механизм развития, исход и
оценить его значение;
— определить
макро- и микроскопические проявления
экссудативного воспаления, объяснить
причины, механизм развития, исход и
оценить его значение;
— определить
макро- и микроскопические проявления
пролиферативного воспаления, объяснить
причины, механизм развития, исход и
оценить его значение;
Причины
воспаления: физические, химические и
биологические факторы.
Физические
факторы:
— травма
(разрезы, уколы, укусы, ушибы, вибрация,
воздействие шума, сдавление);
— ионизирующая,
ультрафиолетовая радиация;
— электрическая
энергия;
— высокие
(огонь) и низкие (холод) температуры.
Химические
факторы:
— кислоты;
— щелочи;
— минеральные
и органические вещества;
— эндогенные
токсины (желчные кислоты, продукты
азотистого обмена).
Биологические
факторы:
— вирусы;
— бактерии;
— грибы;
— животные
паразиты;
— циркулирующие
в крови антитела и активированные
иммунные комплексы.
Морфология
воспаления. Процесс
воспаления един и складывается из трех
фазовых компонентов — альтерации,
экссудации и пролиферации.
АЛЬТЕРАЦИЯ
Альтерация
—
повреждение ткани, которое морфологически
проявляется различного вида дистрофией
и некрозом. Повреждение может развиваться
непосредственно под воздействием
болезнетворного фактора, либо опосредовано
– нейрогуморальным путем. В эту фазу
воспаления происходит выброс биологически
активных веществ — медиаторов воспаления.
Это пусковой механизм воспаления.
Томас
Люис в 1927 выяснил основные факторы,
которые участвуют в развитии острого
воспаления. Сильное проведение по коже
предплечья тупым предметом вызывает
тройной ответ: 1) в течении 1 минуты
появляется красная полоса по линии
раздражения в результате расширения
артериол, капилляров и венул в участке
повреждения; 2) одновременно появляется
разлитое покраснение в окружающей
повреждение ткани в результате
вазодилятации; и 3) формируется волдырь
из-за экссудации жидкости по линии
повреждения. Люис доказал, что вазодилятация
в окружающей повреждение ткани («вспышка»,
второстепенный признак воспаления)
возникает из-за действия местного
аксон-рефлекса, а главные компоненты
острого воспаления — красная линия и
волдырь — независимы от нервных связей
в ткани. Люис продемонстрировал, что
местное введение гистамина вызывает
реакцию, эквивалентную красной линии
и волдырю. Это открытие положило основу
для понимания роли химических медиаторов
при остром воспалении (табл. 9.1).
Исследования
после экспериментов Люиса показали,
что гистамин является одним из многих
медиаторов острого воспалительного
ответа. Было обнаружено большое количество
других медиаторов, но точная роль каждого
из них в воспаленной ткани неизвестна;
об их действии in vivo можно только
догадываться на основе их активности
in vitro.
Вазоактивные
амины:гистамин
и серотонин высвобождаются из тканевых
базофилов и тромбоцитов. У человека
гистамин играет более важную роль, чем
серотонин; он действует главным образом
на венулы, которые имеют H1
гистаминовые рецепторы. Оба эти амина
вызывают вазодилятацию и увеличение
проницаемости и, вероятно, являются
главными агентами, действующими в
начальном периоде острого воспалительного
ответа. Уровень гистамина уменьшается
быстро, в пределах часа после начала
воспаления.
Система
кининов:брадикинин,
конечный продукт системы кинина,
формируется в результате действия
калликреина на белок-предшественник в
плазме (крупномолекулярный кининоген).
Калликреин существует в виде неактивной
формы (прекалликреин) в плазме и
активируется активированным XII фактором
(фактор Хагемана) системы свертывания
крови. Брадикинин увеличивает сосудистую
проницаемость и раздражает болевые
рецепторы.
Система
свертывания крови:
обратите внимание, что система свертывания,
ведущая к образованию фибрина, также
активируется фактором Хагемана
(активированный фактор XII). Фибринопептиды,
которые образуются в катаболизме фибрина
(фибринолиз), также вызывают увеличение
сосудистой проницаемости и являются
хемотаксинами для нейтрофилов.
Система
комплемента:C5a
и C3a, которые образуются при активации
комплемента, вызывают увеличение
сосудистой проницаемости, стимулируя
выброс гистамина тканевыми базофилами.
C5a – мощный хемотаксический агент для
нейтрофилов и макрофагов. C3b – важный
опсонин. C5a активирует липооксигеназный
комплекс метаболизма арахидоновой
кислоты.
Метаболиты
арахидоновой кислоты:
арахидоновая кислота – ненасыщенная
жирная кислота, содержащая 20 атомов
углерода, найденная в фосфолипидах
клеточных мембран нейтрофилов, тканевых
базофилов, моноцитов и других клеток.
При высвобождении арахидоновой кислоты
фосфолипазами запускается ряд сложных
реакций, в результате чего образуются
простагландины, лейкотриены и другие
медиаторы воспаления (рис. 9.1).
Факторы
нейтрофилов:протеазы
и токсические кислородосодержащие
свободные радикалы, образующиеся в
нейтрофилах, как предполагается, вызывают
эндотелиальное повреждение, что приводит
к увеличению сосудистой проницаемости.
Другие
медиаторы и ингибиторы: существует
множество других химических медиаторов
острого воспаления, которые здесь не
описаны, потому что они играют или
незначительную, или сомнительную роль.
Существуют также и ингибиторы воспаления,
но они недостаточно изучены; возможные
ингибирующие факторы включают ингибитор
эстеразы C1 (ингибирует систему комплемента)
и α1-антитрипсин
(ингибирует протеазы).
Медиаторы
плазмы крови и клеточного происхождения
взаимосвязаны. Действие медиаторов
опосредовано рецепторами на поверхности
эффекторных клеток. Из этого следует,
что смена одних медиаторов другими во
времени обусловливает смену клеточных
форм в зоне воспаления — от полиморфно-ядерного
лейкоцита для фагоцитоза до фибробласта,
активируемого цитокинами макрофага,
для репарации.
ЭКССУДАЦИЯ
Экссудация
—
это сложный процесс формирования
воспалительного выпота, источниками
которого могут быть кровь, лимфа и
местные клетки ткани, в которой развивается
воспалительный процесс. Основные
компоненты воспалительного выпота
имеют гематогенное происхождение.
Формирование
воспалительного выпота, который носит
название экссудат, происходит в результате
микроциркуляторных и клеточных реакций.
Экссудат
обязательно состоит из двух частей:
— жидкой
части, в состав которой входит вода,
плазменные белки — альбумины, глобулины,
фибриноген, минеральные соли, и
— клеточной
части, в состав которой входят как клетки
гематогенного происхождения — нейтрофилы,
лимфоциты, моноциты, гистиоциты,
эритроциты, так и клетки местной ткани
— макрофаги, эпителиальные, мезотелиальные
клетки.
Соотношение
жидкой и клеточной части, а также
преобладание тех или иных клеточных
форм при различных формах воспаления
будет различным.
Экссудация
– фаза, быстро следующая за альтерацией
и выбросом медиаторов. Существует два
главных компонента этой фазы воспалительного
ответа:
— микроциркуляторные
изменения;
— клеточные
реакции.