Сосудистая реакция с экссудацией и эмиграцией

Главные события в период подготовки к острому воспале­нию разыгрываются на микроциркуляторном уровне, включая конечные отделы артерий — терминальные артериолы диамет­ром 20—30 мкм, прекапиллярные сфинктеры, обменные микро-

псулы — истинные капилляры и синусоиды, и, наконец, пост­капиллярные венулы [Чернух, 1979].

В ответ на повреждение сразу же возникает кратковремен­ное сужение приводящих артериол (спазм), которое длится от 10—20 с до нескольких минут. В механизме спазма, или вазокон-стрикции, главную роль играют местно освобождающиеся кате-холамины, а также болевая реакция. Поскольку катехоламины быстро разрушаются ферментом моноаминоксидазой, спазм длит­ся недолго.

Вслед за сокращением происходит расширение артериол, сопровождающееся покраснением, или артериальной гипереми­ей. В механизме расширения артериол важную роль играют аксон-рефлексы. Ацидоз и другие изменения характеристик среды в зоне повреждения приводят к раздражению окончаний чувствитель­ных нервов. Возбуждение распространяется антидромным путем, достигая окончаний сосудорасширяющих нервов артериол. В окон­чании эфферентного аксона выделяется ацетилхолин. За счет рас­ширения артериол по периферии очага воспаления развивается стойкое покраснение — коллатеральная гиперемия. Гиперемиро-ванный красный ободок окружает патологический очаг. Сосуды этого ободка имеют нормальную ультраструктуру и не способ­ствуют явлениям экссудации и эмиграции лейкоцитов.

Возможно, что в механизме возникновения гиперемирован-ного ободка имеет значение также воздействие небольшого ко­личества биологически активных веществ, которые проникают по межклеточным пространствам и лимфатическим сосудам за пределы непосредственного действия патогенного фактора. Визу­ально ранним проявлением повреждения ткани служит усиление кровотока вследствие расширения артериол, причем кровь про­ходит быстрее по артериовенозньш анастомозам. Таким образом, в основе первой фазы артериальной гиперемии лежит нейроген-ный механизм.

Вторая фаза носит название артериальной воспалительной гиперемии, которая имеет миопаралитическую природу и сопро­вождается расширением сосудов сопротивления и капилляров. Сущность этого процесса заключается в том, что сосуды микро-циркуляторного русла, прежде всего прекапилляры, достигнув максимального расширения, перестают реагировать на сосудосу­живающие раздражения.

Вслед за артериальной гиперемией развивается третья фаза

сосудистой реакции — венозная гиперемия, которая сопровож­дается замедлением тока крови, расширением сосудов, что внешне проявляется в виде синюшности, отека, снижения температуры. Венозная гиперемия завершается престазом и стазом.

Нарушение кровотока еще больше увеличивает проницае­мость стенок сосудов и других биологических мембран, что спо­собствует тромбозам, распаду тканей, образованию и накопле­нию токсических продуктов.

Возникающий в результате сдавления сосудов стаз создает условия для локального повышения концентрации факторов свер­тывания крови. Стаз способствует также концентрации плазмен­ных и клеточных медиаторов воспаления на коротком отрезке сосудистого русла, препятствуя их распространению по кровото-ку. Наконец, благодаря стазу лейкоциты получают возможность окончательно осесть в пристеночном слое и вступить в тесный контакт с эндотелием микрососудов.

Замедление кровотока, а затем и его полная остановка гото­вят почву для следующих этапов воспаления. При повреждении эндотелия возникает чужеродная поверхность для циркулирую­щей крови. Это служит сигналом к активации фактора контакта (XII фактор свертывания крови) и включению механизма внут-рисосудистого свертывания крови. Помимо свертывания крови XII фактор активирует фермент калликреин, под действием ко­торого от сс-глобулинов плазмы отщепляется полипептид из 10 аминокислот — брадикинин. Наряду с ним образуются другие брадикинины, состоящие из 11 и 13 аминокислот, но они менее активны. При стазе создаются условия для накопления брадики-нинов в ткани, а их инактивация тормозится.

Брадикинин расширяет капилляры и посткапиллярные ве-нулы, повышает проницаемость эндотелия, что связано с сокра­щением эндотелиоцитов, расхождением их отростков и открыти­ем межэндотелиальных щелей.

Наряду со свертыванием крови XII фактор принимает учас­тие в запуске фибринолиза, процесса растворения фибриновых сгустков, а также в активации системы комплемента, многие фракции которого служат медиаторами воспаления. Под их влия­нием повышается проницаемость эндотелия. Это связано с тем, что С5а-фракция комплемента взаимодействует с тучными клет­ками, из которых выделяются гистамин и другие факторы, рас­ширяющие микрососуды и повышающие их проницаемость.

В крови имеются не только активаторы, но и ингибиторы системы комплемента. В противном случае любая, даже ничтож­ная по величине, травма сосуда и окружающих тканей могла бы вести к бесконтрольному воспалению. Наибольшее значения имеют ингибиторы С1- и СЗ-компонентов комплемента.

В результате резкого замедления, а затем и полной останов­ки кровотока в ткани концентрируются не только плазменные, но и клеточные медиаторы воспаления. Лейкоциты крови содер­жат вещества, которые могут повышать проницаемость капилля­ров и даже повреждать эндотелий. Прежде всего, следует остано­виться на нейтрофилах. В их состав входят особые гранулы, насы­щенные биологически активными веществами.

Основная часть факторов, повышающих проницаемость мик­рососудов, — «факторов проницаемости» — сосредоточена в азу-рофильных гранулах. В частности, они содержат особый протео-литический фермент, активный в кислой среде. Под его действи­ем от а-глобулина крови отщепляется полипептид, состоящий из 25 аминокислот. Так же как брадикинины, он резко повышает проницаемость сосудов. Наряду с ним из нейтрофилов выделяет­ся калликреин, обладающий ферментативной активностью и за­пускающий образование брадикинина. Ферменты нейтрофилов — коллагеназа и эластаза — расщепляют компонеты базальной мем­браны, что также ведет к росту проницаемости микрососудов.

Большое влияние на проницаемость микрососудов оказыва­ют простагландины и лейкотриены, а также интерлейкины. Кле­точные и плазменные медиаторы в кровотоке действуют сообща.

В повышении проницаемости микрососудов принимают де­ятельное участие клетки не только крови, но и тканей, окружаю­щих сосуды. К наиболее важным относят тучные клетки. В их ха­рактерных метахроматически окрашенных гранулах содержатся гистамин, серотонин, гепарин и другие медиаторы воспаления. В патогенезе острого воспаления наибольшую роль играет гиста­мин. Особенно много гистамина выделяется тучными клетками в очаге аллергического воспаления, протекающего с явлениями повышенной чувствительности немедленного типа.

В результате усиленного выхода жидкой части крови из со- суда в ткань — экссудации — возникает воспалительный отек. Степень его развития зависит от ряда причин, в том числе от:

а) повышения проницаемости микрососудов;

б) увеличения кровяного (фильтрационного) давления в

капиллярах и посткапиллярных венулах;

в) повышения осмотического давления в околососудистых тканях.

Вещества плазмы могут проникать через стенку микрососу­дов с помощью разных механизмов: вода, электролиты, глюкоза и другие простые соединения с малой массой — за счет диффу­зии, белки и другие макромолекулы — путем микровезикулярно­го транспорта. Вещества плазмы могут проникать в ткань и через щели между эндотелиоцитами, или фенестры.

Рассасывание отечной жидкости зависит от дренирующей функции лимфатической системы. При воспалении она, как пра­вило, страдает в большей или меньшей степени из-за закупорки лимфатических капилляров фибриновыми сгустками или их сдав-ления снаружи отечной жидкостью (экссудатом).

Для развития воспаления необходимо, чтобы лейкоциты не просто скапливались в просвете сосуда, но и вступали в тесный контакт с эндотелием, и, тем самым, были готовы к эмиграции за пределы сосуда в ткань, где сложилась критическая ситуация.

В норме нейтрофилы крови по разному располагаются в сосу­дистом русле. Половина их свободно циркулирует в осевом слое кро-вотока, а половина практически не участвует в циркуляции, обра­зуя пристеночный слой, т. е. примыкая к эндотелию капилляров. Моноциты еще в большей степени смещены к стенкам капилляров.

При воспалении число лейкоцитов в пристеночном слое может возрастать в десятки раз. Это связано с резким замедлени­ем кровотока в расширенных капиллярах и венулах и ростом ад-гезивной способности лейкоцитов. Клейкость, или адгезивность, наружной мембраны нейтрофила находится в прямой зависимо­сти от его активности. После стимуляции нейтрофилы прочно фиксируются на эндотелии и только после этого получают воз­можность перемещаться в ткань, откуда поступает сигнал бед­ствия. При раздражении эндотелиоциты начинают синтезировать особый гликопротеин — фибронектин. За счет него сцепление между лейкоцитами и эндотелием становится особенно прочным.

В месте тесного контакта лейкоцитов (фагоцитов) с эндоте­лием возникают благоприятные условия для локального повы­шения концентрации медиаторов воспаления. В связи с этим про­ницаемость микрососудов возрастает именно в тех местах, где находятся клетки-эффекторы воспаления, готовые покинуть со­суд и перейти в ткань.

После прилипания лейкоцитов к эндотелию капилляров вско­ре начинается их эмиграция за пределы сосуда. Этап прохожде­ния лейкоцита через эндотелий и базальную мембрану микросо­суда называют диапедезом (от греч. diapedesis — проскакивание). Эмиграция зависит от вида лейкоцитов. Полиморфно-ядерные лейкоциты (ПЯЛ) проходят через межэндотелиальные щели. Ги-стамин и другие факторы проницаемости сокращают эндотелио­циты и облегчают выход ПЯЛ из сосуда в ткань. Моноциты крови покидают сосуды тем же путем, что и нейтрофилы. Лимфоцит проходит через тело эндотелиоцита, будучи погружен в большую вакуоль.

При воспалении в каком-либо участке тела скорость поступ­ления лейкоцитов в поврежденную ткань значительно увеличи­вается. Это ведет к местному лейкоцитозу. При остром гнойном воспалении общее число лейкоцитов в крови обычно также уве­личивается за счет нейтрофилов и их менее зрелых форм (палоч-коядерных, юных, миэлоцитов). В самом очаге воспаления срок жизни лейкоцитов, пришедших из крови, сокращается. Если в норме вышедшие в ткань лейкоциты движутся хаотично, то при воспалении они активно перемещаются в строго определенном направлении — в сторону максимальной концентрации притяги­вающих их веществ — хематтрактантов (от лат. attractio — при­тяжение). Направленная миграция фагоцитов получила название хемотаксис (от греч. taxis — порядок). Локализованная миграция клеток в очаг повреждения приводит к возникновению клеточ­ного инфильтрата и серии последующих событий, связанных с его формированием. Важно подчеркнуть, что хематтрактанты не просто привлекают ПЯЛ в зону повреждения, но и активируют их. Последнее связано с тем, что на мембранах нейтрофилов име­ются специальные рецепторы к хематтрактантам.

В очаге воспаления фагоциты, в ответ на стимуляцию, на­чинают выбрасывать в окружающую среду свои лизосомальные фанулы. Этот процесс получил название секреции. В лизосомах имеется целый набор медиаторов воспаления.

Оказавшись в очаге, нейтрофилы работают не в одиночку, а в кооперации с другими типами клеток. Важную роль играет вза­имодействие нейтрофилов с лимфоцитами, моноцитами-макро­фагами, тучными клетками. Лимфоциты в очаге воспаления вы­деляют растворимые факторы, которые усиливают микробицид-ные функции нейтрофилов, делая их более «боеспособными».

Наряду с этим В-лимфоциты и плазматические клетки выделяют антитела. Образующиеся комплексы антиген — антитело раздра­жают нейтрофилы и усиливают их эффекторные функции в очаге воспаления. Особенно часто это наблюдается при аллергическом воспалении.

После выхода из сосуда в очаг повреждения лейкоциты на­чинают фагоцитировать микроорганизмы. Сначала происходит распознавание фагоцитом чужеродного объекта, прикрепление объекта к наружной мембране клетки и погружение его в составе вакуоли (фагосомы) внутрь цитоплазмы.

Эффективность прикрепления микроорганизма достигается благодаря специальным рецепторам к Fc-фрагменту иммуногло-булина и к СЗ-компоненту комплемента на мембране фагоцита, которые сорбируются на поверхности микроорганизма. Поэтому фагоцит связывает микробную клетку не в «чистом виде», а в комплексе «микроорганизм+^О-антитело» или «микроорганизм+^М-антитело+комплемент». Таким образом, антитела выступают в роли опсонинов — факторов, облегчающих фагоцитоз.

После того как объект зафиксируется на мембране фагоци­та, начинается образование фагоцитарной вакуоли, или фагосо­мы. В образовании фагосомы участвуют сократительные белки фагоцита.

В фагосоме разворачивается серия событий, которая ведет к уничтожению возбудителя и его последующей деструкции. Затем вакуоль с убитым микроорганизмом должна слиться (конъюги-ровать) с лизосомой. Только в таком случае начнется перевари­вание объекта фагоцитоза. В самой фагосоме гидролитических ферментов не содержится. После соединения фагосомы с лизосо­мой образуется сложная вакуоль — фаголизосома, в которой чу­жеродные структуры подвергаются атаке со стороны лизосомаль-ных гидролаз. В фаголизосомах полнее развертывается микроби-цидный потенциал клетки. В ряде случаев микроорганизмы, со­хранившие жизнеспособность в фагосомах, погибают после сли­яния фагосомы с лизосомой. Вирулентные штаммы возбудителей могут долго персистировать внутри фагосом с лизосомами. В то же время авирулентные штаммы такой способностью не облада­ют и быстро погибают внутри образовавшейся фаголкзосомы.

Часть ПЯЛ в очаге воспаления гибнет в ходе фагоцитоза. Причиной гибели клеток служат чрезмерная активация лизосо-

мяльных ферментов и нарушение проницаемости мембран лизо-сом. В результате ферменты из гранул попадают в цитоплазму, и клетка подвергается самоперевариванию (аутолизу). Особенно высокий уровень гибели нейтрофилов наблюдается при остром гнойном воспалении, вызываемом кокками (стрепто-, стафило-, пневмо-, гонококками и др.). Гибель большого числа лейкоцитов и других типов клеток обусловливает формирование гнойного экссу­дата, или гноя. Если нет дренирования, то гнойный экссудат может распространяться на все новые и новые территории. В ка­честве примера можно привести ситуацию, когда очаги воспале­ния волосяных мешочков кожи (фурункулы) сливаются друг с другом и дают начало более крупному образованию — карбунку­лу. Если его своевременно не дренировать, развивается разлитое гнойное воспаление подкожной клетчатки — флегмона.

В отличие от гнойного, серозный экссудат содержит значи­тельно меньше лейкоцитов и продуктов их распада. Примером серозного экссудата служит содержимое пузыря на коже при ожоге II степени. По составу и физико-химическим свойствам сероз­ный экссудат мало отличается от транссудата — жидкости, ко­торая скапливается в тканях при застойных отеках.

Если в серозном содержимом выпадают нити фибрина, то жидкость получает название фибринозного экссудата. Возможен и такой вариант, когда к серозному содержимому примешиваются эритроциты и продукты их распада — геморрагический экссудат.