Стадии развития воспалительной реакции. Первичная и вторичная альтерация. Роль окислительного стресса в развитии вторичной альтерации.
Халдарова Н Х ВСО 1курс -213-2СДИП
Занятие № 2 Воспаление.
1. Воспаление. Определение, причины, классификация. Местные и общие признаки воспаления.
2. Воспаление –защитно-приспособительная реакция организма, направленная на:
локализацию и отграничение воспалительного очага от здоровых тканей;
фиксацию на месте, в очаге воспаления патогенного фактора и его уничтожение;
удаление продуктов распада и восстановлении целостности тканей;
выработка в процессе воспаления иммунитета.
Следует обратить внимание на три составляющие части этого определения.
Во-первых, воспаление как реакция сформировалась в процессе эволюции. У низших организмов прообразом воспаления является внутриклеточное пищеварение. Когда организмы усложнились, способность к внутриклеточному пищеварению осталась лишь у отдельных клеток, а факторы, сопутствующие внутриклеточному пищеварению, стали участвовать в реакции клетки, органа, ткани на любой чужеродный агент независимо от того, будет он подвергаться внутриклеточному перевариванию или нет. В ходе эволюции процесс, когда-то обеспечивавший питание низкоорганизованных существ, превратился в реакцию организма на чужеродный агент.
Во-вторых, воспаление исполняет защитно-приспособительную роль и направлено на локализацию, уничтожение и/или удаление из организма вредоносного фактора. Однако поскольку воспаление сопровождается повреждением тканей, эта защитная реакция имеет и патологический характер. Поэтому чрезвычайно важно знать механизмы воспаления, с тем, чтобы на определенном этапе его развития поддерживать эту реакцию, а на других этапах бороться с ней, если она грозит обширным и глубоким повреждением тканей и органов.
В-третьих, для воспаления характерно сосуществование трех проявлений: альтерации (повреждение тканей), экссудации (накопление в тканях жидкости) и пролиферации (разрастание клеточных и тканевых элементов). Воспаление — это единственная реакция организма, в которой всегда присутствуют эти три компонента вместе. При опухолях, например, наблюдается альтерация и пролиферация, но нет экссудации; при аллергии мы видим альтерацию и экссудацию, но не наблюдаем пролиферации и т.д. И лишь при воспалении всегда есть в наличии все эти три компонента совместно.
Причины воспаления:
физические(травма, отморожение, ожог, ионизирующее излучение и др.),
химические(кислоты, щелочи, скипидар, горчичные масла и др.)
биологические(животные паразиты, микробы, риккетсии, вирусы и др.), в том числе и м м у н н о е в о с п а л е н и е ( иммунные комплексы — антиген, антитело и комплемент) и специфическое воспаление – воспаление характерное для определённого возбудителя (микобактерия туберкулеза, бледная спирохета, микобактерия проказы и др.)
Факторы, влияющие на течение воспаления и исход:
возраст, пол, конституциональные особенности,
состояние физиологических систем, в первую очередь иммунной, эндокринной и нервной, наличие сопутствующих заболеваний,
локализация очага воспаления.
Признаки воспаления:
Местные:покраснение, припухлость, жар, боль, нарушение функции
Общие:лейкоцитоз, изменение лейкоцитарной формулы, увеличение СОЭ, изменение белкового состава крови, лихорадка, ухудшение самочувствия.
Стадии развития воспалительной реакции. Первичная и вторичная альтерация. Роль окислительного стресса в развитии вторичной альтерации.
1. Альтерация (повреждение): высвобождение БАВ (биологически активных веществ), расширение капилляров, повышение проницаемости сосудистой стенки, развитие ацидоза. Артериальная гиперемия
2. Экссудация: пропотевание из сосудов в ткани жидкой части крови с находящимися в ней веществами, а также клеток крови. Сдавливание и тромбирование венул приводит к остановке тока крови (стаз), происходит замедление и прекращение лимфооттока, что способствует изоляции очага воспаления
3. Пролиферация— процесс размножения клеток — завершающая стадия воспаления.
Первичная альтерация – это совокупность изменений обмена веществ, физико-химических свойств, структуры и функции клеток и тканей возникающих под влиянием прямого воздействия этиологического фактора воспаления. Первичная альтерация как результат взаимодействия этиологического фактора с организмом сохраняется и служит причиной воспаления и после прекращения этого взаимодействия. Реакция первичной альтерации как бы пролонгирует действие причины воспаления. Сам причинный фактор уже может не контактировать с организмом.
Вторичная альтерация – возникает под воздействием как флогогенного раздражителя, так и факторов первичной альтерации. Если первичная альтерация является результатом непосредственного действия воспалительного агента, то вторичная не зависит от него и может продолжаться и тогда, когда этот агент уже не оказывает влияния (например, при лучевом воздействии). Этиологический фактор явился инициатором, пусковым механизмом процесса, а далее воспаление будет протекать по законам, свойственным ткани, органу, организму в целом.
Читайте также: Сережки березы какая ткань
При развитии воспалительной реакции выделяется фаза вторичной альтерации, которая является следствием воздействия на соединительную ткань и микрососуды высвобождающихся из клеток лизосомальных ферментов и АКМ. Вторичная альтерация определяется преимущественно состоянием общего и местного иммунитета, и прежде всего — активностью фагоцитирующих клеток. В экспериментальных исследованиях показано значительное снижение выраженности альтерации у животных с предварительно вызванной лейкопенией. Синтез АКМ и усиление свободнорадикальных окислительных процессов при альтерации вызывает повреждение клеток и тканей, повышается проницаемость мембран. Наработка органических перекисей вызывает закисление среды в очаге воспаления.
Если на стадии первичной альтерации наблюдается ингибирование NO-радикалов, что приводит к вазоконстрикции, то на более поздней стадии под действием цитокинов и бактериальных липополисахаридов в клетках активируется индуцибельная NO-синтаза. Активность ее в 100—1000 раз выше активности конститутивной NO-синтазы и не зависит от ионов Са 2 +. Максимальная скорость синтеза NO-радикалов макрофагами грызунов — 100 нмоль/час на мг клеточного белка [471], в пересчете на 1 клетку это составляет около 10 миллионов молекул NO· в секунду. Провоспалительные цитокины повышают продукцию NO· не только посредством усиления синтеза индуцибельной NO-синтазы, но также и посредством повышения экспрессии диметиларгинин диме- тиламиногидролазы, отвечающей за метаболизм эндогенного ингибитора NO-синтаз — асимметричного диметиларгинина [48, 1663].
Впервые появление оксидов азота (продуктов окисления NO·) как медиаторов воспалительного процесса было показано Tannenbaum et al. [1603] в 1978 г. Изучая содержание неорганических нитритов и нитратов в выделениях человека, исследователи показали, что из организма человека выделяется значительно больше нитрата, чем поступает с пищей, при этом экскреция значительно возрастала при инфекционных и других воспалительных процессах.
Состояние внутренней среды организма также оказывает существенное влияние на метаболическую активность фагоцитирующих клеток: так, высокий уровень глюкозы в крови при диабете [758] или урата при подагре [1621] усиливают продукцию АКМ полиморфноядерными лейкоцитами и, соответственно, провоцируют развитие окислительного стресса в очаге воспаления.
Первичная и вторичная альтерация. Медиаторы воспаления
Воспаление всегда начинается с повреждения ткани, комплекса обменных, физико-химических и структурно-функциональных изменений, т. е. с альтерации (от лат. alteratio — изменение) ткани, которая играет роль пускового фактора воспалительного процесса.
Первичная альтерация — это совокупность изменений обмена веществ, физико-химических свойств, структуры и функции клеток и тканей, возникающих под влиянием прямого воздействия этиологического фактора воспалении. Первичная альтерация как результат взаимодействия этиологического фактора с организмом сохраняется и служит причиной воспалении и ппгле прекращения пого взаимодействия. Реакция первичной альтерации кик бы пролонгирует действие причины воспаления. Сам причинный фактор уже может не контактировать с организмом.
Вторичная альтерация возникает под воздействием как флогогенного раздражители, так и фактором первичной альтерации. Если первичная альтерация является результатом непосредственного действия воспалительною агента, то вторичная не зависит от него и может продолжаться и тогда, когда йот агент уже не оказывает влияния (например, при лучевом воздействии). Этиологический фактор явился инициатором, пусковым механизмом процесса, а далее воспаление будет протекать по законам, свойственным ткани, органу, организму в целом.
Известно, что разнообразные по происхождению повреждающие факторы вызывают во многом стереотипный в своих проявлениях процесс, включающий местные изменения в виде альтерации тканей и составляющих их клеток, высвобождения физиологически активных веществ (так называемых «медиаторов воспаления»), что влечет за собой реакцию сосудов микроциркуляторного русла, повышение проницаемости стенок капилляров и венул, изменение реологических свойств крови, и ведет к экссудации и пролиферации. Такая неспецифичность изменения тканей при воздействии различных повреждающих факторов связана с реализацией их влияния через общий механизм, который и формирует основные проявления воспаления.
Установлено, что динамика воспалительного процесса, закономерный характер его развития в большей мере обусловлены комплексом физиологически активных веществ, образующихся в очаге повреждения и опосредующих действие флогогенных факторов, получивших название «медиаторов воспаления».
Читайте также: Двигательная ткань у растений
К настоящему времени обнаружено большое количество таких медиаторов, являющихся посредниками в реализации действия агентов, вызывающих воспаление. Высвобождаясь под воздействием повреждающего агента, медиаторы изменяют самые разнообразные процессы, происходящие в тканях — тонус сосудов, проницаемость их стенок, кровенаполнение, миграцию лейкоцитов и других форменных элементов крови, их адгезию и фагоцитарную активность, вызывают боль и т. д.
Существуют различные подходы к систематизации «медиаторов воспаления». Их классифицируют по химической структуре, например, биогенные амины (гистамин, серотонин), полипептиды (брадикинин, каллидин, метиониллизинбрадикинин) и белки (компоненты системы комплемента, лизосомальные ферменты, катионные белки гранулоцитарного происхождения, монокины, лимфокины), производные полиненасыщенных жирных кислот (простатандины, тромбоксаны, лейкотриены).
По происхождению медиаторы разделяют на клеточные (гистамин, серотонин, гранулоцитарные факторы, монокины, лимфокины) и гуморальные или плазменные (С3а и C5a фракции комплемента, анафилатоксин, факторы кининовой и свертывающей систем крови).
Гуморальные медиаторы обычно характеризуются генерализованными эффектами и спектр их действия шире, чем клеточных медиаторов, эффекты которых во многом локальны. В свою очередь клеточные медиаторы могут быть разделены по виду клеток, высвобождающих «медиаторы воспаления» (факторы полиморфно-ядерных лейкоцитов, системы фагоцитирующих макрофагов, лаброцитов и тромбоцитов). «Медиаторы воспаления» по особенностям их выхода из клеток можно классифицировать на медиаторы нецитотоксического и цитотоксического высвобождения. В первом случае отмечается стимулированный через соответствующий рецептор клетки выход медиаторов путем физиологического экзоцитоза, во втором — происходит разрушение клетки, в результате чего медиаторы выходят из нее в окружающую среду. Один и тот же медиатор (гистамин или серотонин) может поступать в нее и тем и другим путем (из лаброцита или тромбоцита).
В зависимости от скорости включения в процесс воспаления различают медиаторы немедленного (кинины, анафилатоксин) и замедленного (монокины, лимфокины) типа действия. Выделяют также медиаторы непосредственного или непрямого действия. К первым относят медиаторы, которые в процессе воспаления высвобождаются очень быстро, вероятно, под влиянием самого раздражителя (гистамин, серотонин и др.), ко вторым — медиаторы, появляющиеся позднее, часто в результате действия первых медиаторов (факторы системы комплемента, гранулоцитарные факторы полиморфно-ядерных лейкоцитов).
Разделение «медиаторов воспаления» на группы в известной мере условно. При разделении «медиаторов воспаления» на гуморальные и клеточные не учтено функциональное и структурное единство механизмов защиты организма от повреждающих воздействий. Гак, гуморальный медиатор брадикинин или факторы С3а и C5a системы комплемента, высвобождающиеся в плазме крови и действующие как «медиаторы воспаления», стимулируют лаброциты, способствуют высвобождению клеточного медиатора гистамина.
Таблица Основные клеточные и гуморальные «медиаторы воспаления»
Основные источники их происхождения
Спазм гладкой мускулатуры (увеличивает образование простагландинов Е2 и F2а, тромбокса-на). Вазодилатация (расширение прекапиллярных артериол). Повышение проницаемости стенки сосудов, подавление хемотаксиса и фагоцитарной активности нейтрофилов, угнетение активности лимфоцитов и выработки лимфокинов
Лаброциты, базо-фильные лейкоциты*
Сужение посткапиллярных венул, повышение проницаемости стенки сосудов. Боль. Зуд
Кинины (брадикинин, метиониллизил-брадикинин)
Вазодилатация. Повышение проницаемости сосудов. Боль. Спазм глазной мускулатуры
Компоненты системы комплемента (С3а, С5а)
Дегрануляция тучных клеток (выделение гистамина). Повышение проницаемости сосудистой стенки. Спазм гладкой мускулатуры. Стимуляция хемотаксиса лейкоцитов
Интерлейкины и монокины: ИЛ-16, фактор некр опу- холи (ФНО-a) и др.
Стимуляция синтеза простагландинов, фагоцитоза, пролиферации и активации фибробластов. Пирогенез
Макрофаги, моноциты, нейтрофильные гранулоциты
Лимфокины: ИЛ-2, фактор активации макрофагов
Активация естественных киллеров. Стимуляция гранулоцитов
Вазодилатация. Повышение проницаемости сосудистой стенки. Пирогенез
Полиненасыщенные жирные кислоты фосфолипидов мембран и плазмы крови
Спазм гладкой мускулатуры. Повышение проницаемости сосудистой стенки. Активация лейкоцитов
Гранулоциты. Моноциты. Тромбоциты. Лаброциты
Вазоконстрикция. Агрегация тромбоцитов. Активация гранулоцитов
Макрофаги моноциты Гранулоциты
Лизосомальные факторы, (кислые iидролачы, меферментатив-иыс кагиопиые белки)
Вторичная альтерация, «генерация» «медиаторов воспаления». Способствуют вазодилатации, повы-шению проницаемости сосудов, развитию отека и эмиграции лейкоцитов, микротромбообразованию, микробоцидность
Действие флогогенного агента проявляется, прежде всего, на клеточных мембранах, в том числе на мембранах лизосом. Это имеет определенные последствия, так как при повреждении лизосом освобождаются заключенные в них ферменты (кислые гидролазы), способные расщеплять различные вещества, входящие в состав клетки (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды)- Далее эти ферменты, при наличии этиологического фактора или уже без него, продолжают процесс альтерации, а также деструкции, в результате чего образуются продукты ограниченного протеолиза, липолиза, биологически активные вещества — «медиаторы воспаления». По этой причине лизосомы называют еще «стартовой площадкой» воспаления. Можно сказать, что первичная альтерация — это повреждение, нанесенное со стороны, а вторичная альтерация — это самоповреждение.
Читайте также: Schmetz microtex иглы для каких тканей
Стадии альтерации следует рассматривать как диалектическое единство изменений, вызванных действием повреждающих факторов, и ответных защитных местных реакций организма на эти изменения. Различают биохимическую и морфологическую фазы альтерации. Для начала развития воспаления прежде всего имеют значение характер и выраженность биохимических и физико-химических изменений в зоне повреждения тканей, нарушение обмена веществ.
Изменения обмена веществ при развитии альтерации в процессе воспаления включают в себя интенсификацию процесса распада углеводов, жиров и белков (результат воздействия лизосомных гидролаз и т. д.), усиление анаэробного гликолиза и тканевого дыхания, разобщение процессов биологического окисления, снижение активности анаболических процессов. Следствием указанных изменений являются: увеличение теплопродукции, развитие относительного дефицита макроэргов, накопление a-кетоглютаровой, яблочной, молочной кислот, низкомолекулярных полисахаридов, полипептидов, свободных аминокислот, кетоновых тел.
Для характеристики метаболизма при воспалении издавна применяется термин «пожар обмена». Аналогия состоит не только в том, что обмен веществ в очаге воспаления резко повышен, но и в том, что «горение» происходит не до конца, а с образованием недоокисленных продуктов обмена.
Воспаление всегда начинается с усиления обмена веществ. В дальнейшем интенсивность метаболизма снижается, а вместе с этим изменяется его направленность. Если в начале воспаления преобладают процессы распада, то в дальнейшем — процессы синтеза. Разграничить их во времени практически невозможно. Анаболические процессы появляются очень рано, но преобладают на более поздних стадиях воспаления, когда проявляются восстановительные (репаративные) тенденции. В результате активирования определенных ферментов усиливается синтез ДНК и РНК, повышается активность гистиоцитов и фибробластов.
Комплекс физико-химических изменений включает в себя ацидоз, гиперионию, дисионию, гиперосмию, гиперонкию, изменения поверхностного заряда и электрических потенциалов клетки.
В самый начальный период воспалительной реакции развивается кратковременный первичный ацидоз, связанный с ишемией, в процессе которой в тканях повышается содержание кислых продуктов. При наступлении артериальной гиперемии кислотно-основное состояние в тканях воспалительного очага нормализуется, а затем развивается длительный выраженный метаболический ацидоз, который вначале является компенсированным (происходит снижение щелочных резервов тканей, но их рН не меняется). По мере прогрессирования воспалительного процесса развивается уже некомпенсированный ацидоз вследствие нарастания концентрации свободных водородных ионов и истощение тканевых щелочных резервов. При альтерации клеток высвобождается большое количество внутриклеточного калия. В сочетании с увеличением количества водородных ионов это приводит к гиперионии в очаге воспаления, а последняя вызывает повышение осмотического давления. Накопление олиго- и монопептидов в процессе протеолиза полипептидов активированными в условиях ацидоза высвободившимися лизосомальными гидролазами приводит к возрастанию онкотического давления.
Под влиянием изменения обменных процессов, инициированных воздействием флогогенного раздражителя и ферментов лизосом, интенсификации литических процессов, клеточные мембраны начинают повреждаться. Это, с одной стороны, усиливает альтерацию, а с другой — способствует дальнейшему повышению сосудисто-тканевой проницаемости, вызванной «медиаторами воспаления» (гистамином, брадикинином, ПГЕ2 и др.).
Структурно-функциональные изменения при воспалении весьма разнообразны (от минимальных структурных отклонений до деструкции, некроза) и могут развиваться на субклеточном (митохондрии, лизосомы, эндоплазматическая сеть и др.), клеточном и органном уровнях.
Структурные изменения наблюдаются как в паренхиматозных клетках, так и в строме тканей и органов; для клеток характерны изменения в цитозоле и органеллах, изменения их формы, размеров, числа.
Таким образом, альтерация как инициальный этап и компонент воспалительного процесса характеризуется развитием закономерных изменений метаболизма, физико-химических свойств, образованием и реализацией эффектов физиологически активных веществ («медиаторов воспаления»), отклонением от формы структуры и функции тканей в очаге воспаления.
— с одной стороны, обеспечивают экстренную активацию процессов, направленных на локализацию, инактивацию и деструкцию патогенного агента;
— с другой стороны, являются базой развития других компонентов воспаления — сосудистых реакций, экссудации жидкости, эмиграции лейкоцитов, фагоцитоза, пролиферации клеток и репарации поврежденной ткани.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом
