Патофизиология. Литвицкий. 2013

и градиента ионов, соотношения их между собой, содержания

жидкости внутри и за пределами клетки и в зоне альтерации в целом; –

расстройства регуляции в очаге воспаления.

Проявляется воспаление в зоне первичной альтерации –

нарушением функций повреждённых, но ещё жизнеспособных участков ткани вне зоны некроза; – некрозом избыточно поврежденных тканей;

–. значительными физико-химическими изменениями; – .различными формами дистрофии.

Время начала развития вышеуказанных изменений колеблется в широком диапазоне и определяется особенностями флогогенного фактора, состоянием ткани или органа, подвергшегося его воздействию;

реактивностью организма. Тем не менее, первые изменения выявляются сразу после воздействия причины воспаления на ткань.

ЗОНА ВТОРИЧНОЙ АЛЬТЕРАЦИИ

Причинами формирования зоны вторичной альтерации являются: 1) воздействие флогогенного агента (хотя за пределами эпицентра очага воспаления эффективность его значительно ниже); 2)

влияние факторов, вторично формирующихся в зоне первичной альтерации в связи с образованием медиаторов воспаления, развитием метаболических, физико-химических и дистрофических изменений.

Локализуется зона вторичной альтерации частично в месте контакта флогогенного агента с тканью (там, где сила его воздействия была максимальной), но в основном — вокруг области первичной альтерации. Обычно площадь этой зоны значительно больше площади первичной.

221

Механизмы развития зоны вторичной альтерации

включают: 1) расстройства местной нервной регуляции (в связи с повреждением тел нейронов, нервных стволов и/или их окончаний,

синтеза и накопления нейромедиаторов); 2) нарушение высвобождения нейромедиаторов (норадреналина, ацетилхолина и др.) симпатической и парасимпатической системы в очаге воспаления и стадийные изменения чувствительности тканей к ним в этом очаге; 3) расстройства аксонного транспорта трофических и пластических факторов (углеводов, липидов,

белков, адениннуклеотидов, нуклеиновых кислот, БАВ, ионов и других агентов) от тел нейронов к соматическим клеткам; 4) стадийные изменения тонуса сосудов микроциркуляторного русла и в связи с этим — расстройства кровообращения в зоне вторичной альтерации очага воспаления; 5) реализацию эффектов БАВ, поступающих из зоны первичной альтерации, а также образующихсяся за пределами очага воспаления.

В совокупности названные выше изменения обусловливают расстройства обмена веществ, значительные физико-химические сдвиги в зоне вторичной альтерации, развитие различных видов дистрофий и даже — некроза.

Проявляется воспаление в зоне вторичной альтерации

характерными для нее изменениями: – структуры клеток и

межклеточного вещества тканей, обычно обратимыми (например,

признаки повреждения клеток, архитектуры ткани и др.); –

расстройствами метаболизма (выражается различными отклонениями в обмене веществ и развитии); – умеренными отклонениями физико-химических параметров (например, рН, осмоляльности

222

жидкости, температуры тканей, трансмембранного распределения ионов); – обратимыми изменениями функции тканей и органов.

Время начала формирования изменений в зоне вторичной альтерации несколько более позднее (на секунды–минуты), чем формирование зоны первичной альтерации.

Интенсивность формирования различных зон альтерации,

выраженность изменений в них и соотношение их размеров существенно различаются и в каждом конкретном случае зависят от причины воспаления, структурных и функциональных особенностей ткани или органа, в котором развивается воспаление, реактивности организма и других условий.

Далее анализируются изменения, в основном, в очаге острого воспаления. Механизмы, проявления и последствия этих изменений рассмотрены в основном для зоны вторичной альтерации. Это объясняется тем, что при большинстве форм воспаления именно эта зона доминирует как по площади, так и по своему значению. Именно в этой зоне формируются и реализуются процессы, обеспечивающие локализацию, нейтрализацию, уничтожение и элиминацию флогогенного агента, а также — ликвидацию последствий его патогенного воздействия.

СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

Причина изменения структуры клеток и других гистологических элементов в очаге воспаление в течение первых минут после повреждения – прямое действие флогогенного агента. На более поздних этапах, дополнительно к прямому эффекту флогогена

223

присоединяется влияние вторичных факторов: метаболических,

физико-химических, микроциркуляторных и регуляторных расстройств.

Основными механизмами морфологических изменений в очаге воспаления являются: – нарушение энергетического обеспечения клеток; – повреждение их мембран и ферментов; – дисбаланс ионов и воды; – нарушения местных (клеточных и органно-тканевых)

механизмов регуляции.

Проявления изменений в тканях весьма разнообразны: от минимальных структурных отклонений до деструкции и некроза ткани.

Структурные изменения наблюдаются как в клетках, так и в строме тканей и органов.

Существенную роль в потенцировании повреждения клеточных и неклеточных структур играют высвобождающиеся из лизосом и активирующиеся в очаге воспаления гидролазы: протеазы,

липазы, фосфолипазы, эластазы, коллагеназы и другие ферменты.

Источником их являются как клетки самой повреждённой ткани, так и находящиеся в ней лейкоциты, а при септическом воспалении – и

микроорганизмы.

Для клеток при воспалительной альтерации характерны изменения в их цитозоле, а также – повреждение плазмолеммы и мембран органелл ;(митохондрий, лизосом, эндоплазматической сети,

комплекса Гольджи и других). В связи с этим меняется их форма,

размеры, число, а также функции органелл и клетки в целом.

ИЗМЕНЕНИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

224

В очаге воспаления наблюдаются закономерные фазные изменения метаболизма.

Причины их: действие флогогенного фактора и вторичные расстройства в ткани, выражающиеся в перестройке местных механизмов нервной и гуморальной регуляции, микроциркуляции, в

формировании физико-химических сдвигов.

На начальном этапе воспаления в ткани (не только зоны первичной, но и вторичной альтерации) преобладают реакции катаболизма, затем – при развитии артериальной гиперемии и активации процессов пролиферации – как правило, доминируют анаболические реакции.

Биологический «смысл» изменений метаболизма заключается в энергетическом и пластическом обеспечении местных адаптивных реакций в очаге воспаления, направленных на локализацию,

уничтожение и элиминацию флогогенного агента, а также на ликвидацию патогенных последствий его воздействия.

УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН

В очаге воспаления метаболизм углеводов претерпевает характерные изменения, выражающиеся в преобладании гликолиза и

развитии ацидоза.

Причины этих изменений: – действие флогогенного агента

и других факторов, активирующихся или образующихся в ходе воспалительной реакции. Они вторично, повреждают мембраны и ферменты митохондрий. К этим факторам относятся: – свободные радикалы, перекисные соединения, вещества с детергентным действием

225

(ВЖК, гидроперекиси липидов), гидролазы лизосом, избыток Н+ и

других агентов; – избыток ионов Ca2+, оказывающих (наряду с жирными кислотами) существенное разобщающее действие на процесс окислительного фосфорилирования; – увеличение в клетках уровня АДФ, АМФ и неорганического фосфата, что активирует ключевые ферменты гликогенолиза и гликолиза. В связи с этим в очаге воспаления начинает возрастать удельный вес гликолитического ресинтеза АТФ.

Проявляется нарушение углеводного обмена в очаге воспаления увеличением поглощения тканью кислорода при одновременном снижении эффективности окисления глюкозы в процессе тканевого дыхания; активацией гликогенолиза и гликолиза; уменьшением уровня АТФ в ткани; накоплением избытка лактата и пирувата.

Последствия

расстройств

метаболизма

углеводов.

Образующаяся в процессе гликолиза АТФ, хотя и в недостаточной мере,

но тем не менее поддерживает энергозависимые процессы в клетках,

особенно – транспорта ионов и сокращения мышц, сохранения жизнеспособности и жизнедеятельности гистологических элементов в очаге воспаления.

Активация гликолиза сопровождается накоплением в клетках и во внеклеточной жидкости избытка промежуточных продуктов этого процесса, в том числе – пировиноградной, молочной и других кислот,

что ведёт к формированию метаболического ацидоза.

На начальном этапе воспаления (когда многие митохондрии еще сохраняют свою структуру, а их ферменты – кинетическую активность) возобновление нормальной или близкой к ней оксигенации

226

тканей сопровождается быстрым восстановлением эффективного тканевого дыхания, снижением интенсивности гликолиза и нормализацией энергетического обеспечения клеточных процессов.

ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН

Обмен липидов в очаге воспаления характеризуется доминированием липолиза над реакциями их синтеза. Причина этого –

прямое повреждение ткани флогогенным агентом, что приводит к ферментативной и неферментативной деструкции мембранных фосфолипидов, ЛП, гликолипидов и других липидсодержащих соединений с высвобождением из них ВЖК, свободных липидов и образованием кетокислот.

Основной механизмом липолиза в очаге воспаления — интенсификация гидролиза липидов и их комплексов с другими веществами в результате повышенного высвобождения липаз и фосфолипаз из повреждённых клеток, а также – из лейкоцитов, в

большом количестве накапливающихся в очаге воспаления.

Помимо увеличения содержания липаз и фосфолипаз, в очаге воспаления значительно повышается их активность. Последнее связано с тем, что оптимум каталитической активности большинства липаз и фосфолипаз наблюдается в кислой среде (в очаге воспаления, как известно, быстро развивается метаболический ацидоз).

Деструкция липидов в очаге воспаления интенсифицируется в большой мере за счёт чрезмерной активации свободнорадикального перекисного окисления липидов. Это связано со снижением активности антиоксидантных ферментов (глютатионпероксидаз, каталазы и др.),

увеличением содержания прооксидантных агентов (катехоламинов,

227

гистамина, серотонина; ионов железа, высвобождающихся при разрушении миоглобина, Hb, кининов и других), а также – с

повышением уровня субстратов перекисного окисления липидов,

главным образом – полиненасыщенных ВЖК (арахидоновой,

линоленовой и других). Активация липопероксидации сопровождается образованием и накоплением избытка неметаболизируемых соединений

(в основном – гидроперекисей липидов), обладающих выраженным разрушающим эффектом в отношении органических соединений.

Проявляются расстройства липидного обмена активацией липолиза, накоплением избытка его продуктов, торможением реакций синтеза липидов, активацией перекисного окисления липидов,

накоплением их перекисей и гидроперекисей в очаге воспаления.

Последствия изменённого метаболизма липидов в очаге воспаления приведены на рис. 6–4).

Изменения метаболизма липидов в очаге воспаления

Накопление избытка

Образование токсичных

Образование продуктов

высших жирных кислот

кетокислот

метаболизма

арахидоновой кислоты

Разобщение окисления

Дегергентное

Ресинтез липидов

Лейкотриенов Простагландинов

и фосфорилирования

действие

и фосфолипидов

на биомембраны

клеток

Реализация эффектов как

Репарация мембран

медиаторов воспаления

клеток

Дополнительное повреждение клеток

организма, а также флогогенного агента

Рис. 6–4. Изменения метаболизма липидов в очаге

воспаления.

228

Как видно из рис. 6-4, активация лизосомальных, а также мембраносвязанных липаз и фосфолипаз приводит к отщеплению от липидов ВЖК и накоплению их избытка. Избыток ВЖК оказывает в митохондриях клеток очага воспаления разобщающий эффект, что снижает эффективность тканевого дыхания. Детергентное

(разрушающее) действие ВЖК на клеточные мембраны сопровождается также образованием каналов проницаемости в мембранах и нерегулируемым транспортом по ним ионов, молекул органических и неорганических соединений, как в клетку, так и из неё. Это завершается, как правило, гибелью клетки. Накопление избытка токсичных кетокислот является результатом нарушения окисления ВЖК в очаге воспаления. Эти кетокислоты обусловливают дополнительную альтерацию тканей.

Указанные выше факторы повреждают не только ткани организма,

но и флогогенный фактор, если в его состав входят липиды. Вместе с тем, ВЖК в очаге воспаления используются для синтеза фосфолипидов мембран и ресинтеза цитоплазматических липидов. ВЖК остаются и одним из основных энергоёмких субстратов биологического окисления.

Важно также, что в ходе метаболизма арахидоновой кислоты образуются Пг и лейкотриены, обладающие регуляторными эффектами.

БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН

Обмен белков при воспалении характеризуется преобладанием протеолиза над процессами протеосинтеза.

Причинами доминирования реакций протеолиза являются:

–прямое патогенное действие флогогенного агента, в том числе –

протеолитическое; – массированное выделение из повреждённых

229

паренхиматозных и стромальных клеток, а также из лейкоцитов протеолитических ферментов. Их активность значительна, так как каталитический оптимум большинства протеаз находится в кислом диапазоне рН (в очаге воспаления — метаболический ацидоз); –

активация свободнорадикальных и перекисных реакций,

сопровождающаяся деструкцией ЛП и высвобождением из них белковых соединений, которые разрушаются и/или денатурируются.

Проявляется расстройство белкового обмена накоплением продуктов деструкции и денатурации протеинов, торможением протеосинтеза и, нередко, образованием аутоантигенов.

Последствия интенсификации протеолиза и денатурации белков представлены на рис. 6–5).

Изменения метаболизма белков в очаге воспаления

Активация протеолиза и денатурации белков

Деструкция мембран	Разрушение белков	Активация иммунных	Ресинтез белков
повреждённых клеток	флогогенного фактора	реакций	клетки

Рис. 6–5. Изменения метаболизма белков в очаге воспаления.

ОБМЕН ИОНОВ И ВОДА

Для ионов характерен их трансмембранный дисбаланс,

увеличение внутриклеточного содержания Na+ и Ca2+ и внеклеточного содержания K+ и Mg2+. Характерны гипергидратация клеток и отёк ткани в очаге воспаления.

Главными причинами этого являются прямое повреждающее действие флогогенного агента на мембраны клеток, нарушения

230