Воспаление

ВОСПАЛЕНИЕ
Воспаление есть патологический процесс, который возникает при повреждении тканей и проявляется нарушением кровообращения, изменением крови и соединительной ткани в виде альтерации, экссудации и пролиферации. В этот, по преимуществу местный процесс,
в той или иной степени вовлекается весь организм и прежде всего такие системы как иммунная, эндокринная и нервная.
Внешние признаки воспаления известны очень давно. Они сформулированы в знаменитой пентаде Цельса — Галена. Это припухлость (tumor), краснота (rubor), жар (calor), боль (dolor) и нарушение функции (functio laesa). Хотя эти симптомы известны уже более 2000 лет, они не утратили своего значения и сегодня; со временем менялось только их объяснение.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОСПАЛЕНИЯ
Воспаление является важной проблемой и предметом изучения всех отраслей медицины. Отличие заключается лишь в методах исследования. Например, врач-терапевт наблюдает течение воспаления легких (пневмонии) у постели больного, патологоанатом — при вскрытии трупа, а патофизиолог — в эксперименте на животном.
Ученик Вирхова Конгейм (1867 г.) впервые изучил в эксперименте на лягушке кровообращение в брыжейке при воспалении, установив при этом все стадии его от гиперемии до стаза. Конгейм также описал процесс эмиграции лейкоцитов через сосудистую стенку. Экспериментальная модель его широко используется и в настоящее время на практических занятиях со студентами (опыт Конгейма) и в научных исследованиях.
В 1920 г. Е. Л. Кларк и Е. Р. Кларк применили следующую методику. На двух противоположных участках кожи уха кролика удалили эпидермис и на его место вставили диски из слюды. Между дисками находился тонкий слой ткани. В таком прозрачном окошке можно было непрерывно наблюдать кровообращение, в том числе и при действии флогогенных (воспалительных) агентов. По этой же методике изучают кровообращение в мозговых оболочках.
Позже Селье предложил изучать кровообращение в сосудах защечных мешков хомяка. Раздувая мешки воздухом, можно изучать микроциркуляцию крови в них с помощью микроскопа. Данная методика позволяет изучать этот процесс и в динамике. Сегодня для этого сконструированы совершенные микрокинематографические приспособления.
Важнейшим этапом в изучении воспаления было применение биохимических методик. Одним из первых исследователей, применивших эти методики, был Менкин (1948). В настоящее время выделены многие биологически активные вещества-медиаторы воспаления и детально изучено их действие.
С помощью электронной микроскопии, ультрацентрифугирования и других методов получены сведения о биологических мембранах, способствующие раскрытию механизма воспалительного отека, прохождения лейкоцитов через сосудистую стенку, скопления их в очаге воспаления и т. д.
Эксперимент важен еще и тем, что с его помощью были детально изучены и внедрены в клинику многие противовоспалительные средства.
В изучении воспаления особую роль сыграли эксперименты И. И. Мечникова. Особенность его исследований заключалась в том, что воспаление он рассматривал с эволюционных позиций. И. И. Мечников был первым, кто изучил воспаление в филогенезе, т. е. у животных, стоящих на различных ступенях эволюционного развития. На прозрачной личинке морской звезды, представителе беспозвоночных, он открыл явление фагоцитоза и отвел ему основную роль в динамике воспаления. На основании этих наблюдений была построена теория воспаления, которая вошла в науку под названием сравнительно-патологической или эволюционной. В дальнейшем патологи стали широко использовать эволюционный принцип в экспериментальном моделировании, исходя из того, что патологические явления у низших животных, «представляя условия наиболее простые и первобытные, дают ключ к пониманию сложных патологических явлений, входящих в область медицины» (И. И. Мечников, 1892).
ЭТИОЛОГИЯ
Любой повреждающий агент, который по силе и длительности превосходит адаптационные возможности ткани, может вызвать воспаление. Все флогогенные факторы принято делить на внешние и внутренние (эндогенные). К внешним относятся микроорганизмы (бактерии, вирусы, грибы); животные организмы (простейшие, черви, насекомые); химические вещества (кислоты, щелочи); механические (инородное тело, давление, разрыв) и термические воздействия (холод, тепло); лучевая энергия (рентгеновские, радиоактивные, ультрафиолетовые лучи).
К эндогенным факторам относят те, которые возникают в самом организме в результате другого заболевания. Например, воспаление может возникнуть как реакция на опухоль, желчные или мочевые камни, образовавшийся в сосудах тромб. Причиной воспаления могут стать комплексы антиген — антитело, если они фиксируются в каком-либо органе.
ПАТОГЕНЕЗ
Среди множества патогенетических факторов воспаления можно выделить несколько, которые имеют решающее значение, определяют начало процесса, его развитие и исход: повреждение от действия флогогенного агента (первичная альтерация); выброс из клеток биологически активных веществ — медиаторов воспаления; освобождение и активация лизосомальных ферментов, действие ^х на биологические макромолекулы (вторичная альтерация); нарушение микроциркуляции, повышение проницаемости стенки сосудов, экссудация; размножение клеток (пролиферация), восстановление дефекта.
Воспаление всегда начинается с повреждения ткани (первичная альтерация). После воздействия этиологического фактора клетки претерпевают ряд структурных и метаболических изменений. Отмечено набухание митохондрий, просветление их матрикса, дезоргани
зация крист, изменение мембраны эндоплазматической сети, уменьшение числа рибосом, появление в цитоплазме различных включений. В поврежденной ткани повышается осмотическое давление, возникает ацидоз, увеличивается содержание воды. Альтерация касается не только тканевых элементов, но и крови; изменяются ее реологические свойства.
Вслед за первичной наступает вторичная альтерация. Если первичная альтерация является результатом непосредственного действия воспалительного агента, то вторичная не зависит от этого. Причина состоит в том, что повреждение клеток касается прежде всего их цитолеммы, а также мембраны лизосом. При повреждении лизосом освобождаются заключенные в них ферменты (кислые гидролазы), способные расщеплять все 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 биологически активные вещества — медиаторы воспаления. По этой причине лизосомы называют еще «стартовой площадкой» воспаления.
В последнее время изучено свыше 10 биологически активных веществ, участвующих в воспалительной реакции. Их можно разделить на две группы: медиаторы, образующиеся в клетках (клеточные), и медиаторы, образующиеся в жидких средах организма
можно подразделить на преимущественно действующие на сосуды (повышают проницаемость стенки), а другие — на эмиграцию лейкоцитов (хемотаксис и фагоцитоз). К медиаторам клеточного происхождения относятся гистамин, серотонин, лизосомальные ферменты, катионные белки, лимфокины, простагландины, циклические нуклеоти-ды. В плазме содержатся и активируются вещества, входящие в кал-ликреин-кининовую, комплемент-связывающую и свертывающую системы крови (табл. 6).
Гистамин содержится в гранулах тканевых базофилов (тучные клетки или лаброциты) в комплексе с гепарином и химазой в неактивной форме. В свободном состоянии он оказывает сосудорасширяющее действие на мелкие сосуды (капилляры, венулы), увеличивая проницаемость их стенки. В малых дозах гистамин расширяет арте-риолы, в больших — суживает венулы. Выброс гистамина осуществляется вместе с выбросом в окружающую среду всех или части гранул тканевых базофилов при их дегрануляции. Этому может способствовать воздействие тепла, ионизирующего или ультрафиолетового излучения, растворов солей, кислот, белков, синтетических полимеров и мономеров, поверхностно-активных веществ. Дегрануляция всегда наблюдается при иммунных реакциях, т. е. при взаимодействии антигена с антителом на поверхности тканевых базофилов.
Другим клеточным медиатором воспаления является серотонин. У человека он содержится в тромбоцитах, хромаффинных клетках слизистой оболочки кишок, а также в некоторых нервных структурах. При разрушении клеток серотонин поступает в среду, вызывая повышение проницаемости сосудов.
Тканевые базофилы вырабатывают также гепарин, роль которого при воспалении заключается в том, что он препятствует образованию фибрина на внутренней оболочке капилляров, способствуя также увеличению проницаемости их стенки.
Лимфокины — вещества белковой природы, образующиеся в лимфоцитах, также относятся к медиаторам воспаления. Описано более десяти различных лимфокинов. При воспалении наибольшее значение имеют три из них: фактор, угнетающий эмиграцию макрофагоцитов, фактор, активирующий макрофагоциты, фактор хемотаксиса.
В клетках крови (лейкоцитах, тромбоцитах и др.) образуется еще одно вещество, играющее важную роль в динамике воспаления. Это простагландины. Источником их образования являются фосфоли-пиды клеточных мембран. Нарушение строго упорядоченной структуры фосфолипидов в мембране делает их доступными действию фосфо-липазы Ag, в результате чего отщепляется арахидоновая кислота. С нее начинается каскад химических реакций, в которых образуются сначала нестабильные простагландины (циклические эндопереки-си ПГДз), а затем стабильные (ПГЕ^) и тромбоксаны. Все продукты этих реакций могут участвовать в формировании основных признаков воспаления (хемотаксис, агрегация тромбоцитов). При этом важно то, что в арахидоновом каскаде в ходе перекисного окисления образуются свободные радикалы, способные повреждать клетки.
К медиаторам воспаления относятся также циклические нуклео-тиды, которые правильнее было бы назвать не медиаторами, а модуляторами, так как они не создают полной картины воспаления, а могут лишь в той или иной степени преобразовывать его. Циклические нуклеотиды обусловливают эффект действия других медиаторов, выделение клетками лизосомальных ферментов и др. Отмечено противоположно направленное действие цАМФ и цГМФ. Так, первый подавляет выделение гистамина и лизосомальных ферментов, а второй, наоборот, способствует ему.
Из гуморальных медиаторов воспаления наибольшее значение имеют кинины — группа нейровазоактивных полипептидов, образующихся в результате каскада биохимических реакций, начинающихся с активации фактора Хагемана (рис. 33). Соприкосновение с поврежденной поверхностью или изменение внутренней среды (температура, рН) приводит к тому, что этот фактор становится активным и действует на находящийся в плазме прекалликреин, превращая его в калли-креин. Последний в свою очередь действует на Кд-глобулины, отщепляя от них полипептидную цепочку, состоящую из 9 (брадикинин) или 10 аминокислотных остатков (каллидин). Плазменные кинины оказывают непосредственное влияние на тонус и проницаемость сосудистой стенки, вызывая расширение прекапиллярных артериол и увеличивая проницаемость стенки капилляров. Кроме того, они вызывают типичные для воспаления зуд и боль. Медиаторы калликреин-кининовой системы при воспалении влияют на реологические свойства крови, т. е. на ее способность находиться в жидком и текучем состоянии. Из рис. видно, что активный фактор Хагемана может инициировать процессы кининообразования, гемокоагуляции и фибрино-лиза. Выпадение нитей фибрина и образование тромбов в зоне воспа-
разом связаны с состоянием калликреин-кини-новой системы.
Третьим гуморальным медиатором воспаления является комплемент. Известно, что комплемент является важным защитным фактором организма, но вместе с этим может способствовать повреждению собственных тканей, что бывает при воспалении, особенно иммунном. Объясняется это тем, что среди девяти компонентов комплемента три имеют ближайшее отношение к рассматриваемому процессу. Так, компонент С5 обладает способностью фиксироваться на сенсибилизированных и несенсибилизированных антителами клетках и разрушать их мембраны. Фрагменты СЗа и С5а, а также трехмолекулярный комплекс С567 вызывают хемотаксис лейкоцитов. Наконец, клетки, нагруженные фрагментами С36, становятся объектом активного фагоцитоза.
Нарушение кровообращения. Воспаление характеризуется нарушением местного крово- и лимфообращения, прежде всего микроциркуляции. Микроциркуляцией принято называть движение крови в терминальном сосудистом русле (в артериолах, метартериолах, капиллярных сосудах и венулах), а также транспорт различных веществ через стенку этих сосудов.
Микроциркуляцию удобно изучать с помощью опыта Конгейма (рис. 34). При этом под микроскопам можно видеть как сразу же после действия раздражителя (травма при извлечении кишки) возникает спазм артериол, который носит рефлекторный характер и скоро проходит, Вслед за этим возникает артериальная гиперемия. Она является результатом образования в воспаленном очаге большого количества вазоактивных веществ — медиаторов воспаления, которые расслабляют мышечные элементы стенки артериол и прекапилляров. Это вызывает увеличение притока артериальной крови, ускоряет ее движение, открывает ранее не функционировавшие капилляры, повышает давление в них. Кроме того, расширение приводящих сосудов возникает в результате паралича вазоконстрикторов, сдвига рН среды в сторону ацидоза, накопления ионов калия, понижения эластичности окружающей сосуды соединительной ткани.
Через 30—60 мин после начала эксперимента течение воспаления постепенно меняется: артериальная гиперемия сменяется венозной. При этом скорость движения крови уменьшается, меняется характер
полагались главным образом в центре сосуда (осевой ток), а у стенок находилась плазма и небольшое количество лейкоцитов (плазматический ток), то теперь такое разделение нарушается. Изменяются реологические свойства крови. Она становится более густой и вязкой, эритроциты набухают, образуя агрегаты, т. е. беспорядочно соединенные между собой скопления эритроцитов, которые медленно движутся или совсем останавливаются в сосудах малого диаметра.
Венозная гиперемия объясняется действием ряда факторов, которые можно разделить на три группы. Первую составляют факторы крови, вторую — сосудистой стенки, третью — окружающих тканей. К факторам, связанным с кровью, относится краевое расположение лейкоцитов, набухание эритроцитов, выход жидкой части крови в воспаленную ткань и сгущение крови, образование тромбов вследствие активации фактора Хагемана и уменьшения содержания гепа-рина. Влияние факторов сосудистой стенки на венозную гиперемию проявляется набуханием эндотелия, в результате чего просвет мелких сосудов еще больше уменьшается. Измененные венулы теряют эластичность и становятся более податливыми к сдавливающему действию инфильтрата. И, наконец, проявление тканевого фактора состоит в том, что отечная ткань, сдавливая вены и лимфатические сосуды, способствует развитию венозной гиперемии.
С развитием престатического состояния наблюдается маятнико-образное движение крови — во время систолы она движется от артерий к венам, во время диастолы — в противоположном направлении. Наконец, движение крови может полностью прекратиться, и развивается стаз. Следствием стаза могут быть необратимые изменения клеток крови и тканей.
Одним из нарушений кровообращения при воспалении являются экссудация и эмиграция лейкоцитов.
Экссудация — это выход жидкой части крови, электролитов, белков и клеток из сосудов в ткани. Выход лейкоцитов (эмиграция) занимает в этом процессе особое место.
Выходящая из сосудов жидкость (экссудат) пропитывает воспаленную ткань или сосредоточивается в полости, например, в пери-кардиальной, в передней камере глаза (рис. 35) и т. д.
Основной причиной экссудации является повышение проницаемости гистогематического барьера, т. е. сосудистой стенки, прежде всего капиллярных сосудов и венул. Исследования показали, что выход воды и растворенных в ней веществ осуществляется в местах соприкосновения эндотелиальных клеток. Щели между ними могут увеличиваться при расширении сосудов, а также, как полагают, при сокращении контрактильных структур и округлении эндотелиальных клеток. Кроме того, клетки эндотелия способны «заглатывать» мельчайшие капельки жидкости (микропиноцитоз), переправлять их на противоположный конец клетки и выбрасывать в близлежащую среду (экструзия).
Электронный микроскоп позволяет не только видеть эти микровезикулы, но измерить их и подсчитать количество. Оказалось, что
при воспалении происходит активизация микровез;1кулярного транспорта, что связано с затратой энергии. Об этом свидетельствует его остановка под влиянием ингибиторов образования макроэргических соединений.
Транспорт жидкости в ткани зависит от физико-химических изменений, происходящих по обе стороны сосудистой стенки. В связи с выходом белка его становится больше вне сосудов, что способствует повышению онкотического давления. При этом происходит расщепление белковых и других крупных молекул на более мелкие. Гиперон-кия и гиперосмия создают ток жидкости в воспаленную ткань. Этому способствует и повышение внутрисосудистого гидростатического давления в связи с изменениями кровообращения в очаге воспаления.
Экссудат отличается от транссудата тем, что содержит больше белков (более 2 %). Если проницаемость стенки сосудов нарушена незначительно, то в экссудат, как правило, проникают альбумины и глобу-лины. При сильном нарушении проницаемости из плазмы в ткань выходит белок с большой молекулярной массой (фибриноген). При первичной, а затем и вторичной альтерации увеличивается проницаемость сосудистой стенки настолько, что через нее начинают проходить не только белки, но и клетки. Этому способствует плазматический ток крови при венозной гиперемии, когда лейкоциты располагаются вдоль внутренней оболочки мелких сосудов, более или менее прочно прикрепляясь к эндотелию (феномен краевого стояния лейкоцитов).
Прикрепление лейкоцитов к сосудистой стенке объясняется тем, что внутренняя оболочка ее при воспалении покрывается хлопьевидным слоем, в состав которого входит фибрин, кислые гликозамино-гликаны, гликопротеиды, сиаловые кислоты и др. На электронограм-мах этот слой имеет вид бахромы. При замедлении кровотока лейко-
циты, как более легкие по сравнению с эритроцитами, отбрасываются к периферии, соприкасаются с «бахромой» и удерживаются ее тончайшими нитями. Кроме того, контакт между лейкоцитами и эндотелием происходит за счет электрохимических сил, возникающих между определенными группировками молекул на цитолемме соприкасающихся клеток. Считают, что этими молекулами являются молекулы РНК, концевые группировки которых связываются через ионы кальция («кальциевые мостики»). О роли кальция в биоконтактах клеток свидетельствует то, что эти связи после удаления его ослабевают. Наконец, роль самих лейкоцитов в пристеночном их расположении состоит в том, что при контакте с эндотелием они выделяют катион-ные белки и гистоны, которые укрепляют эти контакты наподобие дес-
мосом.
Лейкоцит, прочно прикрепленный к сосудистой стенке, может выйти за ее пределы — эмигрировать. С помощью световой микроскопии на живом объекте установлено, что лейкоцит пропускает между двумя эндотелиальными клетками свои псевдоподии, а затем и все тело. На электроннограммах видно, что лейкоциты выходят за пределы сосуда на стыке между эндотелиальными клетками. Это объясняется тем, что эндотелиоциты при этом округляются, увеличивая интер^ валы между собой. Считают, что этот процесс активный, требующий расхода энергии (И. А. Ойвин). После выхода лейкоцитов контакты восстанавливаются. Некоторые авторы допускают, что есть и второй путь эмиграции лейкоцитов — трансцеллюлярный, т. е. через цитоплазму эндотелиальных клеток. Однако в последнее время существование этого пути подвергается сомнению.
После прохождения через слой эндотелия, лейкоциту предстоит преодолеть еще одно и, по-видимому, более значительное препятствие, а именно базальную мембрану. Она имеет толщину 40—60 нм и состоит из коллагеновых волокон и гомогенного вещества, богатого гликозаминогликанами. При прохождении через базальную мембрану полиморфно-ядерный лейкоцит атакует ее своими ферментами (эластаза, коллагеназа, гиалуронидаза). Они влияют на молекулярную структуру базальной мембраны, увеличивая ее проницаемость. Кроме ферментов в этом плане определенную роль играют и содержащиеся в нейтрофильных гранулоцитах катионные белки. Они действуют на коллоидное вещество мембраны, временно переводя его из геля в золь и тем самым увеличивая его проходимость для клетки.
В эмиграции лейкоцитов в очаг воспаления наблюдается определенная очередность: сначала эмигрируют нейтрофильные грануло-циты, затем моноциты и, наконец, лимфоциты. Эту последовательность описал И. И. Мечников. Более позднее проникновение моноцитов объясняется их меньшей хемотаксической чувствительностью. Кроме того, после завершения воспалительного процесса в очаге наблюдается постепенное исчезновение клеток крови, начиная с тех лейкоцитов, которые появились раньше (нейтрофильные гранулоциты). Позже элиминируются лимфоциты и моноциты.
Клеточный состав экссудата в значительной степени зависит от этиологического фактора воспаления. Так, если воспаление вызвано
гноеродными микробами (стафилококки, стрептококки), в вышедшей жидкости преобладают нейтрофильные гранулоциты, если оно протекает на иммунной основе (аллергия) или вызвано паразитами (гельминты) — содержится много эозинофильных гранулоцитов. При хроническом воспалении (туберкулез, сифилис) в экссудате имеется много мононуклеаров (лимфоциты, моноциты).
В очаге воспаления осуществляется активное движение лейкоцитов к химическим раздражителям, которыми могут быть продукты протеолиза тканей. Это явление описал И. И. Мечников и назвал его хемотаксис. Хемотаксис имеет значение на всех этапах эмиграции лейкоцитов, особенно во время движения в экстравазальном пространстве и в ткани, в которой отсутствуют сосуды (роговица). Положительным хемотаксическим действием обладает полипептид, описанный В. Менкиным в 1948 г. под названием лейкотаксин. Позже Д. Е. Аль-перн показал, что таким действием обладают адениновые нуклеотиды. Если воспаление вызвано инфекционным агентом, то для хемотаксиса большое значение имеют продукты жизнедеятельности микроорганизмов, а также вещества, возникающие в результате взаимодействия антигена и антитела. В хемотаксисе лейкоцитов большое значение придается системе комплемента. Это прежде всего компоненты комплемента СЗ и С5. Лейкотаксически активные продукты комплемента СЗ и С5 могут образовываться под влиянием различных ферментов:
трипсина, тромбина, плазмина.
Процесс эмиграции может не только стимулироваться, но и подавляться. Ингибиторы хемотаксиса вырабатываются активированными антигеном лимфоцитами. Понятно, что подвижность лейкоцитов будет уменьшаться, если на них подействовать такими ингибиторами обмена как колхицин, пуромицин, актиномицин D, алкоголь.
В механизме движения лейкоцитов имеют значение некоторые физико-химические факторы, например, понижение поверхностного натяжения и выпячивание цитоплазмы в сторону раздражителя. Положительно заряженные макромолекулы ткани могут уменьшать отрицательный заряд лейкоцитов и вызывать электростатическую неустойчивость их мембран. Это может привести к движению макромолекул (по типу укорочение — удлинение) как в цитолемме, так и в цитоплазме.
Последовательность нарушений кровообращения и воспалительных явлений в очаге воспаления представлена на рис. 36.
В очаге повреждения главная функция лейкоцитов заключается в том, чтобы поглощать и переваривать инородные частицы (фагоцитоз). У одноклеточных организмов фагоцитоз служит для пищеварения, у высокоорганизованных эта функция сохранилась только у некоторых клеток и приобрела защитный характер. Все фагоцитирующие клетки И. И. Мечников разделил на микро- и макрофаги. Первые (полиморфно-ядерные лейкоциты) фагоцитируют микроорганизмы, вторые (моноциты, гистиоциты) поглощают и более крупные частицы, в том числе клетки и их обломки.
Различают четыре стадии фагоцитоза: приближения (хемотаксис),. прилипания, поглощения, переваривания. Первая стадия (хемо
таксис) была рассмотрена выше. Вторая стадия (прилипание} объясняется способностью фагоцитов образовывать тонкие цитоплазмати-ческие выпячивания, которые выбрасываются по направлению к объекту фагоцитоза и с помощью которых осуществляется прилипание. Определенное значение при этом имеет поверхностный заряд лейкоцитов. Имея отрицательный заряд, лейкоциты лучше прилипают к объекту с положительным зарядом. Этому способствует модификация поверхности микроорганизмов, достигаемая с помощью обработки их сывороткой (эффект опсонизации). Контакт и прилипание лейкоцитов к частице сопровождаются резким повышением метаболической активности («метаболический взрыв»). Усиливается также активность анаэробного и аэробного расщепления углеводов. В несколько раз повышается потребление кислорода и глюкозы.
Поглощение объекта лейкоцитами может происходить двумя способами. Контактирующий с объектом участок цитоплазмы втягивается внутрь клетки, а вместе с ним втягивается и объект. Второй способ заключается в том, что фагоцит прикасается к объекту своими длин-
ными и тонкими псевдоподиями, а потом всем телом подтягивается в сторону объекта и обволакивает его. И в том и в другом случае инородная частица окружена цитоплазматической мембраной и вовлечена внутрь клетки. В итоге образуется своеобразный мешочек с инородным телом (фагосома).
Четвертая стадия фагоцитоза — переваривание. Лизосома приближается к фагосоме, их мембраны сливаются, образуя единую вакуоль, в которой находится поглощенная частица и лизосомальные ферменты (фаголизосома). В фаголизосомах устанавливается оптимальная для действия ферментов реакция (рН около 5) и начинается переваривание поглощенного объекта.
В лизосомах содержатся ферменты, обеспечивающие гидролиз практически всех веществ, содержащихся в клетках, в том числе и микробных, но их бактерицидное действие обусловлено, в основном, наличием миелопероксидазы. Миелопероксидаза — железосодержащий основный фермент, который содержится в азурофильных гранулах нейтрофильных гранулоцитов, и бактерицидное действие его заключается в том, что в присутствии перекиси водорода и йода он гало-генизирует белки микроорганизмов. Наследственный дефект этого фермента или системы, генерирующей HgOg, приводит к тому, что нейтрофильный гранулоцит утрачивает бактерицидное действие, и микроорганизмы продолжают свою жизнедеятельность внутри фагоцитов (эндоцитобиоз) (см. «Патофизиология иммунной системы»).
В последнее время установлено, что нейтрофильные гранулоци-ты могут оказывать бактерицидное действие еще до осуществления фагоцитоза. При контакте с микроорганизмом лейкоциты выбрасывают в среду кислые гидролазы, основные ферменты (пероксидаза, лизоцим), а также катионные неферментные белки, которые в присутствии ядерных гистонов вызывают деструкцию мембран микробных клеток и их гибель. Тогда фагоцитозу подвергаются уже нежизнеспособные микроорганизмы.
Нарушение обмена веществ в очаге воспаления. Интенсивность обмена веществ при воспалении, особенно в центре очага, повышается. Освобождающиеся из поврежденных лизосом ферменты гидроли-зуют находящиеся в очаге углеводы, белки, нуклеиновые кислоты, жиры. Продукты гидролиза подвергаются воздействию ферментов гли-колиза, активность которых также повышается. Это относится и к ферментам аэробного окисления. При изучении действия флогоген-ного агента (кротонового масла) на кожу в эксперименте было установлено, что потребление кислорода при этом повышается на 30— 35 %. Однако это длится недолго — на протяжении 2—3 ч. Дальнейшая альтерация клеток сопровождается повреждением митохондрий — морфологического субстрата, на котором локализуются ферменты цикла Кребса и где осуществляется аэробное окисление и сопряженное с ним окислительное фосфорилирование. В связи с этим окисление еще больше нарушается при почти неизмененном гликолизе, что приводит к увеличению содержания молочной и трикарбоновых кислот (к-кетоглутаровой, яблочной, янтарной). Окисление кислот при этом не завершается в цикле Кребса, уменьшается образование углекис
лоты, снижается дыхательный коэффициент.
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 идет не до конца, а с образованием недоокисленных продуктов (поли-пептиды, жирные кислоты, кетоновые тела).
Следовательно, воспаление всегда начинается с повышения обмена веществ. Этим в значительной степени объясняется один из кардинальных признаков процесса — повышение температуры. В дальнейшем интенсивность метаболизма снижается, а вместе с этим меняется и его направленность. Если сначала, т. е. в остром периоде воспаления, преобладают процессы распада, то в дальнейшем — процессы синтеза. Разграничить их во времени практически невозможно. Когда преобладают катаболические процессы, наблюдается деполимеризация белково-гликозаминогликановых комплексов, распад белков, жиров и углеводов, появление свободных аминокислот, полипеп-тидов, аминосахаров, уроновых кислот. Некоторые из образующихся веществ представляют особый интерес (кинины, простагландины), так как, включаясь в динамику воспаления, они придают ему определенный оттенок.
Анаболические процессы появляются очень рано, но преобладают на более поздних стадиях воспаления, когда проявляются восстановительные (репаративные) тенденции. В результате активиро-вания определенных ферментов увеличивается синтез ДНК и РНК. Повышается активность гистиоцитов и фибробластов. В связи с увеличением в них активности ферментов окислительно-восстановительных процессов активируются процессы окисления и окислительного фосфорилирования, увеличивается выход макроэргов.
Физико-химические изменения в очаге воспаления. Вследствие нарушения тканевого окисления и накопления в тканях недоокисленных продуктов развивается ацидоз. Сначала он компенсируется буферными механизмами, а затем становится декомпенсированным, в результате чего рН экссудата снижается. Концентрация ионов водорода тем выше, чем интесивнее выражено воспаление. При остром абсцессе рН гноя может снизиться до 5,3 (рис. 37). Наряду с повышенной кислотностью в воспаленной ткани повышается осмотическое давление. Это является результатом усиления катаболических процессов: крупные молекулы расщепляются на более мелкие, их концентрация нарастает. Увеличивается также содержание электролитов