Биология раневых процессов

животное лечение инфекционный иммунитет В зависимости от степени повреждения тканей, отсутствия или наличия микробного загрязнения и некоторым другим причинам раны заживают по трём основным типам: 1) по первичному натяжению без нагноения, при слабо выраженных явлениях серозного воспаления; 2) по вторичному натяжению, путём гранулирования, при более или менее выраженном гнойном воспалении, так заживают случайные и огнестрельные, а также огнестрельные и колотые раны; накладывать швы на такие раны недопустимо и 3) под струпом, преимущественно у грызунов и птиц, а также при неглубоких ранах у рогатого скота и свиней; значительно реже это наблюдается у собак и лошадей.

Рана как тканевой дефект, возникает вследствие механического повреждения покровов и глубжележащих тканей, является сильным раздражителем, включающим подкорковые центры, ретикулярную формацию, систему гипоталамусгипофиз-кора надпочечников. Возникающий в результате такого включения рефлекторной и эндокринной систем реактивный процесс оказывается анатомически локализованным (местным), а физиологически генерализованным (общим). При раневом процессе местная и общая реакция организма находится в прямой зависимости от тяжести и особенностей повреждений тканей и органов, а также от вида и вирулентности раневой инфекции.

Местные и общие реактивные процессы при ранах находятся в прямой и обратной зависимости будучи взаимообусловленными и взаимовлияющими. Устранение сильных раздражителей и замена их слабыми нормализуют функцию нейроэндокринной системы, улучшает состояние организма, способствует более благоприятному заживлению раны, таким образом, раневой процесс рассматривается не как чисто местный процесс, так как при нём в большей или меньшей степени включаются многие системы.

Раневая болезнь достаточно хорошо выражена при значительных кровотечениях, наличии в ране мёртвых тканей, обширном нагноении, затруднённом выделении из раны гнойного и ихорозного экссудата, и как правило при полостных ранениях и раневой инфекции. Клинически раневая болезнь характеризуется: высокой общей температурой, угнетением, потерей аппетита, ухудшением функции органов пищеварения, стойкими, нередко прогрессирующими отеками, некрозами в зоне раны и другими признаками.

Первая фаза заживления раны Процесс заживления раны начинается с момента остановки кровотечения. В первой фазе происходят наиболее резко выраженные био-физико-коллоидно-химичесские изменения. Они характеризуются увеличением содержания калия и быстро нарастающим уровнем кислотности раневой среды; эта реакция нередко становится устойчивой и вызывает декомпенсированный ацидоз на месте ранения.

Повышенная кислотность в ране возникает довольно быстро вследствие травмы сосудов, застоя крови, местной асфиксии, накопления CO 2, уменьшения притока кислорода и изменения тканевого обмена. Неполное окисление продуктов распада тканевого белка и жиров в зоне раневого канала и травматического некроза ведет к образованию органических кислотмолочной, масляной, нуклеиновой, парааминобензойной, аденилфосфорной, аминокислот, различных жирных кислот, углекислоты, и т. д.

Чем больше накапливается кислот в воспалительном очаге и чем меньше организм способен освободиться от них, тем скорее и сильнее наступает сдвиг активной реакции среды в кислую сторону. Нарушение кислотно-щелочного равновесия оказывается настолько постоянным, что тканевые буферные системы не в состоянии ощелочить раневую среду, в результате чего возникает местный декомпенсированный ацидоз. Повышенная концетрация водородных ионов, обуславливающая развитие ацидоза, оказывает огромное влияние на жизнедеятельность клеток.

Кислая реакция среды угнетает прежде всего фагоцитароную деятельность сегментоядерных лейкоцитов — микровагов; макрофаги обладают большей устойчивостью. На основании изложенного можно сделать следующие выводы:

Кислая реакция раневой среды влечет повышение проницаемости сосудистых стенок, набухание тканевых коллоидов, повышение поверхностного натяжения и повышение осмотического давления оно способствует развитию гиперемии, вызывает резкое нарушение тканевого обмена, изменение активности ферментативных процессов, развитие дегенеративных изменений, некроз клеток и тканей и отравление организма ядовитыми продуктами распада тканевого белка. В первой фазе наблюдается также угнетение иммунологических реакций организма.

Набухание тканей представляет собой физико-химический процесс, при котором совершается поглощение жидкости тканевыми коллоидами, причем объем их увеличивается, а сцепление уменьшается. Связывание воды тканевыми коллоидами, в частности соединительной тканью,. Возникают вследствие кислой реакции раневой среды, повышение осмотического давления, гормональных влияний и изменение тонуса вегетативной нервной системы. От состояния последней зависит водный обмен, а от изменения его — степень набухания коллоидов. Задержка продуктов тканевого обмена, угнетение окислительных процессов способствует интенсивному набуханию коллоидов.

Действие гормонов на процесс набухания различно, одни из них способствуют более интенсивному набуханию, например — тироксин; другие наоборот — питуитрин.

Воспаленная ткань, при нарушенном обмене веществ, имеет ограниченные возможности ассимиляции доставляемых питательных веществ, даже усиленная доставка их оказывается малоэффективной.

Чем резче выражено набухание тканей, тем сильнее сдавливаются капилляры и вены и затрудняется отток крови, несмотря на артериальную гиперемию, существующую в зоне повреждения. При прогрессирующем набухании тканей возникает стаз венозной крови, замедление тока артериальной крови, дегенерация и распад клеточных элементов, а затем гибель самой ткани. Чем больше плотных неподатливых тканей в воспалительном очаге, тем скорее происходит нарушение кровообращение и некроз тканей в результате набухания.

Изменения тканевого обмена В воспалившейся ране происходит повышенный обмен веществ и усиленный распад тканевого белка. Количество кислорода, поглощаемого тканями, резко увеличивается. Однако окислительные и диссимиляционные процессы не осуществляются полностью. Поэтому в ране образуется много органических кислот и других промежуточных продуктов обмена. Отток их к периферическим тканям сильно затрудняется.

В конечном итоге нарушаются нормальные соотношения веществ, циркулирующих в межтканевой жидкости. Эта жидкость является непосредственной питательной средой клеточных элементов, Она осуществляет обмен веществ между клетками и тканями, с одной стороны, и кровью с другой. В межтканевую жидкость переходят через стенку капилляров вещества, циркулирующие в крови, и вещества, образующиеся внутри клеток. Она также как и кровь имеет постоянную концентрацию водородных и гидроксильных ионов, известную под названием изоионии.

При острогнойных процессах межтканевая жидкость отличается высоким содержанием белка, что ведет к кислородному голоданию клеток ткани, так как диффузия кислорода из крови затрудняется (аноксимия). Обмен веществ оказывается совершенно невозможным, если содержание белка в кровеносных капиллярах и межтканевой жидкости становится одинаковым. Смерть клеток и тканей в таких случаях неизбежна. Если такого нарушения белкового обмена не происходит; то все же резкое повышение осмотического давления и длительный застой кислых продуктов в воспалившейся ране будут происходить то для развития местного ацидоза создаются благоприятные условия. Если рН =6, то это равносильно смерти большинства клеток.

Когда колебания осмотического давления выходят за пределы осмотической сопротивляемости клеток, последние погибают вследствие плазмолиза: протоплазма набухает, разжижается, разрывает клеточную оболочку и выходит в окружающую среду.

Лейкопротеаза содержится в сегментоядерных лейкоцитах. Под ее воздействием ткани, находящиеся в состоянии паранекроза и омертвления подвергаются расплавлению (гетеролизу). Сложные тканевые белки расщепляются образуя: большие молекулы протеидов, полипептиды, альбумозы, пептоны и аминокислоты. Лейкопротеаза наиболее активна в нейтральной или слабощелочной среде.

Протеазы тканевых клеток и лейкоцитов. Они способствуют плазмолизу, аутолитическому расплавлению тканей при нагноении и некрозе.

Пепсины, пептазы и оргиназы. Эти ферменты выделяются с распадом лейкоцитов: они усиливают процессы гидролиза, вызывают обильный приток жидкости, вследствие чего повышается еще большее осмотическое давление, расплавление некротизированных тканей и молодых сегментоядерных лейкоцитов. Они относятся к пепсиноподобным ферментам и наиболее активны при кислой реакции среды.

Оксидаза. Она содержится в эозинофилах. Под действием этого фермента различные токсические продукты белкового распада, образующиеся под влиянием лейкопротеазы, переводится в безвредные для организма токсоиды.

Липаза. Она содержится в лимфоцитах. Этот фермент разрушает липоидную защитную оболочку микробов, вследствие чего они легче подвергаются действию лейкопротеазы. Липаза отсутствует в сегментоядерных лейкоцитах, поэтому фагированные им микробы, обладающие липоидной оболочкой, долго остаются живыми.

Диастаза. Она способствует расщеплению гликогена.

Лимфопротеаза— фермент мононуклеарных фагоцитов (макрофагов). Посредством его происходит переваривание протеина, оптимум действия—слабокислая слабокислая среда.

Стафилококковый и стрептококковый хемолизины. Эти ферменты обладают высокой токсичностью вследствие чего микробы, уже поглощенные фагоцитом могут вызвать его смерть и затем размножится в протоплазме.

Ферменты клеток тканей и микробов крайне чувствительны к водородным и гидроксильным ионам. Даже самые незначительные изменения ионной концентрации способны парализовать или, наоборот усилить действие ферментов.

Пролтеолизу подвергаются коагулированные, под влиянием травмы, белки или лишенные притока крови раздавленные ткани. В начале протеолиз происходит под действием ферментов, освобожденных мертвыми лейкоцитами, а затем присоединяется протолитическое действие микробов. В конечном итоге тканевые белки распадаются на полипептиды и аминокислоты и образуется лейкотоксин, при наличие которого повышается проницаемость капилляров, экссудация плазмы и диапедез лейкоцитов. Наряду с лейкотоксином, появляются в экссудате гистамин, лейцин, тирозин и др. биогенные амины, образующиеся из аминокислот в процессе их разложения под влиянием гидролиза и жизнедеятельности микроорганизмов.

Протеолиз всегда сопровождается разжижением различных ядовитых продуктов распада тканевого белка и расплавлением мёртвых тканей. Этот процесс в целом не может заканчиваться в одни и те же сроки. Он протекает медленно или быстро, в зависимости от анатомической структуры повреждённой ткани, локализации и обширности ранения, условий кровоснабжения воспалившихся тканей, деятельности ферментов.

Паранекроз Паранекроз — обратимое состояние клеток, близких к омертвлению. Оно может быть устранено своевременным устранением вредного агента и созданием условий, благоприятных для жизнедеятельности клеток.

Смерть клеток, находящихся в состоянии паранекроза, иногда зависит не только от нарушения кровообращения, но и от аутоинтоксикации организма ядовитыми продуктами тканевого распада (анемический аутотоксический некроз). Например, закупорка приводящей артерии приводит к гибели клеток не вследствие недостатка питательных веществ, а вследствие накопления вредных продуктов обмена, которые остаются на месте и вследствие этого вызывают смерть клеток.

Вторая фаза заживления раны Вторая фаза—дегидратации характеризуется снижением воспалительной реакции, снижением отёка, отбуханием коллоидов и преобладанием регенеративно—восстановительных процессов над некротическими. На протяжении этой фазы клинически достаточно хорошо различимы 2 основных периода, или фазы. Первый период характеризуется преобладанием гранулирования: второй — преобладанием эпидермизации и рубцевания раны.

Био-физико-химические сдвиги в фазе дегидратации характеризуются регенеративно—восстановительными процессами, развивающимися на фоне нормализации трофики, снижения воспалительных процессов и дегидротации тканей. В ране, освобожденной от мертвых тканей, уменьшается гнойная экссудация, улучшается кровои лимфообращение, ликвидируюстя застойные явления. вследствие обеспечения раны кислородом анаэробное расщепление переключается на окислительный тип обмена. В результате этого повышается окислительно—восстановительный потенциал, снижается ацидоз, уменьшается количество редуцирующих веществ. Это способствует снижению протеолиза и количества адениловых веществ (адениловая кислота, аденозин, пуриновые и пиримидиновые основания), нормализации тканевого обмена, снижению фагоцитоза и протеолиза белков и уменьшению молекулярной концентрации, что приводит к понижению онкотического и осмотического давления и уменьшению поверхностного натяжения; уменьшается клейкость коллоидных структур. Снижение ацидоза и ферментативного распада клеток уменьшает в зоне раны количество свободных ионов К и физиологически активных веществ при одновременном увеличении Са в тканевой жидкости. Данный процесс сопровождается уплотнением клеточных мембран и капилляров. Постепенно прекращается экссудация, рассасывается отечная жидкость, снижается гидратация. В экссудате и тканевой жидкости накапливаются стимуляторы регенерации и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), принимающие участие в синтезе белков и регенерации.

Видовые особенности раневого процесса у животных находятся в прямой зависимости от условий их обитания и является следствием филогенетически выработанной видовой адаптацией на рану. В связи с этим процесс очищения ран от мёртвых тканей и загрязнений у животных различных видов протекает по 3 основным типам: 1) гнойно-ферментативно, 2) гнойно-секвестрационно, 3) секвестрационно Гнойно-ферментативный тип очищения ран наблюдается у плотоядных и лошадей. Характеризуется он гнойно-экссудативными явлениями, протекающими при выраженной гидратации, возникающего после ранения в виде травматического, затем воспалительного отеков. На этом фоне развивается гнойно-ферментативный процесс, в результате которого происходит ферментативное разжижение мёртвых тканей, подавление микробов, выведение во внешнюю среду инородных тел и других загрязнений вместе с гнойным экссудатом, Данный тип биологического очищения ран протекает в более короткие сроки и в меньшей степени препятствует движению животного по сравнению с двумя другими типами. Кроме того, в процессе ферментативных явлений, развивающихся в ране, в её зоне возрастают иммунобиологические процессы и формируется клеточный барьер который «удерживает» микробов и препятствует их проникновению в здоровые ткани. Однако в случаях задержки гноя в ране гнойно-резорбтивная лихорадка при этом типе очищения оказывается более выражена. По мере освобождения раны от мертвых тканей воспаление начинает стихать и раневой процесс переходит в фазу дегидротации.

Гнойно-секвестрационное очищение ран является основным у рогатого скота и свиней при ранах с большой зоной повреждения. В течение первых часов в ране скапливается большое количество фибринозного экссудата, который вместе с мертвыми тканями формирует фибрино-тканевую массу, которая вследствие ретракции фибрина дегидратируется и приобретает каучукообразную консистенцию. Выполняя роль биологической пробки, она защищает рану от вторичного микробного и других загрязнений, а загрязнения попавшие в рану, фиксируются фибрином, благодаря чему устраняется опасность проникновения микробов в здоровые ткани. Однако если рану с большим количеством мёртвых тканей попадают патогенные стафилококки, стрептококки, гнилостные микробы и особенно анаэробы, то фибрино-тканевая масса может при известных условиях (мёртвые ткани, отсутствие аэрации и контакта антисептических средств с микробами, ослабление иммунобиологических реакций, истощение организма и т. д.) способствовать развитию раневой инфекции. Фибрино-тканевая масса, выполняющая роль биологической пробки, постепенно секвестрируется. На границе здоровых тканей и фибрино-тканевой массы возникает гнойно-демаркационное воспаление, протекающее на фоне умеренной гидратации тканей. При гнойно-секвестрационном типе очищения раны заживление протекает медленнее, чем при гнойно-ферментативном, но зато в зоне секвестрации формируется полноценный грануляционный барьер при менее выраженных гнойно-резорбтивных явлениях. Ко времени полной секвестрации мёртвых тканей рана оказывается покрытой грануляциями, которые затем заполняют рану и эпителизируются.

Необходимо учитывать, что у крупного рогатого скота концентрическое рубцевание выражено в большинстве случаев в поверхностных частях раны, чем в глубоких. Это может затруднять выведение во внешняя среду гнойного экссудата, содержащего секвестрационные частицы мёртвых тканей.

У овец часть мёртвой ткани может обрастать грануляциями и как бы инкапсулироваться. В дальнейшем эта ткань рассасывается.

Секвестрационное очищение ран наблюдается при вторичном заживлении главным образом у грызунов и птиц; у рогатого скота и свиней оно встречается при относительно неглубоких, а у лошадей и собак только при кожных ранах.

Сущность его сводится к следующему: возникшее у (грызунов и птиц) кровотечение при ранении довольно быстро останавливается вследствие выпадения плотного фибринозного сгустка. Последний, фиксируя микробные тела и другие инородные частицы, защищает рану от последующих загрязнений. Вскоре появляется небольшой травматический отек, к нему присоединяется фибринозное воспаление с минимальным выходом из сосудов серозного экссудата и большого количества фибриногенных продуктов, которые превращаются в нити фибринов. Они густо пронизывают мертвые ткани и вместе с ними образуют плотную эластическую массу. Последняя также защищает здоровые ткани от загрязнений и проникновения в них микроорганизмов. Затем в течении ближайших часов фибрины мертвой ткани подвергаются дегидротации. Высыхая, они превращаются в плотный фибринотканевой струп, который как «биологическая пробка», надежно защищает рану от различных вредоносных воздействий. Попавшие в нее при ранении микроорганизмы фиксируются фибрином, а затем вместе с ним и мертвым субстратом мумифицируются. Это обеспечивает ране наиболее благоприятные условия заживления, защищая ее от загрязнения.

Заживление ран по первичному натяжению Первичное натяжение возможно при асептических операционных ранах, свободных от инфекции, и инородных тел, а также после хирургической обработки свежих и огнестрельных ран, при условии тщательной остановки кровотечения, наличия жизнеспособных краев раны, наложении на них глухих швов, при правильной коаптации, без значительного натяжения тканей. Такой вид заживления наиболее совершенен, т.к. завершается в короткие сроки (5 — 7 дней). Сущность первичного заживления ран сводится к следующему: После наложения швов узкая раневая щель заполняется небольшим количеством крови серофибринозным экссудатом. Через несколько минут кровь свертывается, фибриноген экссудата выпадает в виде фибринозной сети. Противоположные стенки и края раны соединяются первичной фибринозной спайкой. В этой спайке в течение первых суток на фоне слабовыраженного серофибринозного воспаления накапливается большое количество вазогенных гистиоцитарных клеток, происходит легкое покисление раневой среды, возникает протеолиз и фагоцитоз. Небольшое количество мертвых тканей лизируется, оказавшиеся в ране отдельные микробные клетки фагоцитируются. Одновременно с этим эндотелий капилляров набухает и вследствие разности потенциалов и понижения поверхностного натяжения начинает врастать в фибринозную спайку. Энодотелиальные выросты воссоединяются с такими же у противоположной стороны. Вскоре происходит их канализация — формирование капилляров, по которым начинает циркулировать кровь. Вокруг каждого из них концетрируются лейкоциты, полибласты, макрофаги, происходит трансформация макрофагов и других клеток в фибробласты. Частично трансформируются и лейкоциты. Сегментоядерные лейкоциты, выделяя протолитические ферменты, способствуют лизированию фибрина и оказавшихся в ране микробов. В результате указанных процессов к третьемучетвертому дню формируется вторичное сосудистая спайка раны. При этом клетки, трансформировавшиеся в фибробласты, вытягиваются в длину и складываясь в правильные ряды, формируют волокнистую соединительную ткань; оставшийся фибрин превращается в каллогеновые волокна. Благодаря этому к 4—5 дню образуется третьичная соединительнотканая спайка раны.

Нервные элементы в формирующемся рубце обнаруживаются в ранние сроки.

Заживление по вторичному натяжению Этот вид заживления наблюдается при случайных, операционных инфицированных и огнестрельных ранах. Характерной особенностью такого заживления является двухфазность, нагноение, заполнение раны грануляциями и покрытие их эпителием. В связи с этой особенностью раны заживают более длительно: от 3−4 недель до 1.5 -2 и более, что связанно со степенью повреждения, топографическим расположением, а также морфо-функциональной особенностью поврежденных тканей и органов.

Процесс заживления по вторичному заживлению начинается с момента остановки кровотечения, однако клинико-морфологически регеративные процессы выявляются лишь в конце первой фазы по мере биологического очищения раны от мертвых тканей, инородных предметов, нейтрализации или подавления микробов.

Клинико-морфологические изменения в фазе гидротации раневого процесса. Через 3−4 часа после ранения в зоне раны постепенно нарастает воспалительный отек, ее полость заполняется сгустками крови и содержит больше или меньшее количество мертвых тканей. У рогатого скота и свиней вместе с этим происходит экссудация фибриногена и превращение его в фиброзный сгусток, заполняющий рану и пронизывающий зону мертвых тканей.

К концу вторых суток у рогатого скота и свиней формируется фибринотканевая масса, заполняющая рану и развивается гнойно-демаркационное воспаление, протеолиз и секвестрация мертвых тканей и фибрина. У лошадей и собак мертвые ткани лизируются, развивается фагоцитоз, в ране появляется гной, повышается общая температура, учащается пульс и дыхание, у крупного рогатого скота температура может остаться в пределах выше верхней границы нормы; пульс и дыхание учащены. У названных животных наблюдается увеличение в крови сегментоядерных лейкоцитов со сдвигом влево.

В фазе дегиротации на первый план выступает процесс гранулирования. Это протекает на фоне ослабления признаков воспаления, постепенного снижения кислой реакции среды к нейтральной, а затем слабощелочной (рН = 7.3—7,4). Постепенно происходит формирование, затем созревание и рубцевание грануляционной ткани с частичным разрыхлением формирующегося рубца.

Процесс гранулирования сводится к последовательному напластованию грануляционных слоев. При этом сформировавшийся поверхностный слой грануляции, будучи в состоянии умеренной гидротации оказывается покрыт гноем, а при полном очищении ткани от мертвых тканей раневым секретом — продуктом самих грануляций в глубже лежащих слоях, где последовательно понижается покисление раневой среды, протекают дегитратационные явления, способствующие созреванию грануляций и рубцеванию глубоких слоев.

В процессе созревания коллагеновые эластические волокна, теряя часть воды за счет дегидратационных явлений, уплотняются, становятся тоньше и короче, прочнее. На такие грануляции начинают нарастать эпителий мальпигиева слоя эпидермиса или слизистых оболочек, а при повреждении полостей — клетки серозного покрова.

В глубоких слоях грануляции дегидратационный процесс протекает более интенсивно, вследствие чего волокнистая структура этих слоев, принимая более правильное расположение, подвергается дальнейшему уплотнению, превращаясь в рубцевую ткань, что сопровождается накоплением в ней нейтральных мукополисахаридов. При этом каллогеновые и эластические волокна становятся очень тонкими прочными и укороченными. В результате чего происходит стягивание — концетрическое рубцевание ткани.

Нормальные грануляции характеризуются мелкой зернистостью (с просяное зерно или несколько большей величины), они плотные, некровоточивые, розового или ярко-розового цвета, выделяют небольшое количество раневого секрета. Такие грануляции формируются только при нормально протекающем вторичном заживлении ран. Через них не проникают микробы и резко снижается всасывание токсинов и продуктов тканевого распада. Здоровые грануляции, будучи провизорной кожей, заполняя раневой дефект, служат надежным барьером для инфекции, фагируют микробов и стимулируют процесс эпителизации.

Патологические грануляции. Часто встречаются гидрамичные грануляции, они крупнозернистые, ярко-красные, мягкие, легко кровоточивые либо дряблые, грязно-бурые, с признаками некроза или слизисто-водянистые. Все это указывает на повышенную гидромичность их. Возникают они в результате механического, химического раздражения раны. Такие грануляции не выполняют барьерной и фагоцитарной функции, на них не нарастает эпителий Атоничные грануляции возникают в результате недостаточного кровоснабжения вследствие трофических нарушений или резко выраженной дегидратации и раннего рубцевания глубоких слоев грануляций. Все виды атоничных грануляций характеризуются отсутствием зетнистости, бледностью, малым или полным прекращением выделения раневого секрета, слабовыраженной регенерацией или отсутствием ее. Такие грануляции характерны для длительно незаживающих ран и язв.