Острое воспаление. 
Воспаление как первая линия защиты организма

Воспаление является защитной реакцией организма. Наиболее часто причиной его развития является инфекция. В результате развития воспаления происходит активация адаптационно-компенсаторных и защитных сил организма, которые и элиминируют патоген из организма. В ряде случаев воспаление может быть вызвано неинфекционными агентами. Его защитный потенциал и мощные механизмы могут быть направлены против организма, служить причиной развития различного рода патологических процессов в тканях и органах.

Воспаление является иммунозависимым процессом, поскольку основными элементами реакции выступают клетки и макромолекулы с иммунокомпетентными свойствами. В настоящей главе воспаление будет рассмотрено как защитная реакция организма, развивающаяся на микробную инфекцию. Хотя закономерности развития воспалительной реакции и механизмы, участвующие в ее реализации, однотипны при индукции ее инфекционными и неинфекционными агентами.

Острое воспаление является физиологической реакцией организма, направленной на элиминацию вторгшихся микробных агентов, очищение ткани от разрушенных собственных клеток и макромолекул и восстановление структурно-функциональной полноценности органа. Характер и сила воспалительной реакции определяется природой патогена, величиной и характером тканевого повреждения, степенью и формой участия иммунной системы в этом процессе.

Грамположительные бактерии обычно вызывают острый воспалительный процесс без необратимых повреждений ткани, микробактерии туберкулеза и грибы индуцируют гранулематозный воспалительный процесс, глистные инвазии и аллергены — воспалительный процесс с эозинофильной инфильтрацией ткани. Воспаление может заканчиваться полным сохранением структуры и функции органа и ткани, приводить к формированию рубца и нарушению функции органа, вызывать образование абсцесса и переходить в хроническое течение. Острая местная воспалительная реакция обычно быстро развивается и длится непродолжительно. Как правило, она не приводит к каким-либо необратимым процессам в тканях. Часто к локальному воспалению присоединяется системная реакция воспаления.

Основными компонентами острого воспаления являются тучные клетки, тканевые макрофаги, полиморфноядерные лейкоциты и продуцируемые ими медиаторы, а также компоненты плазмы крови. Установлено, что вслед за проникновением патогена в организм, которое, как правило, сопровождается повреждением ткани, происходит активация тучных клеток, базофилов, тромбоцитов и высвобождение из них вазоактивных веществ (гистамина, серотонина и других), вызывающих расширение сосудов и повышающих их проницаемость для плазмы крови. Клинически эта стадия проявляется покраснением места воспаления.

В свою очередь, повышенная проницаемость сосудов приводит к проникновению в ткани жидкости и компонентов сыворотки, что проявляется развитием отека, припухлости. В этот период также активируется кининовая, свертывающая и фибринолитическая системы.

Вазоактивные медиаторы воспаления.

На начальных этапах воспаления основным клеточным элементом реакции выступают нейтрофилы. Под влиянием хемокинов (ИЛ-8 и др.) они мигрируют из крови в зону воспаления, где через 6 часов с момента развития реакции их концентрация достигает своего пика. Они являются основным типом клеток, инфильтрирующих ткань.

Нейтрофилы активно фагоцитируют микробы, проникшие в организм, а также выступают в качестве важного источника медиаторов в зоне воспаления: ИЛ-1, ИЛ-6, ФНОб, ИЛ-8. Под влиянием микробов происходит также активация тканевых макрофагов, что проявляется в активном фагоцитозе микробов и дополнительной продукции провоспалительных цитокинов.

Местное действие цитокинов приводит к увеличению сосудистой проницаемости и повышению экспрессии не клетках эндотелия сосудов молекул адгезии, что, в свою очередь, способствует аггрегации в этом месте иммунокомпетентных клеток и миграции их в зону воспаления. Это приводит к дальнейшей концентрации в воспаленной ткани гуморальных антимикробных факторов и клеток с фагоцитирующими свойствами, а также к привлечению лимфоцитов.

Следует заметить, что при слабой вирулентности микробов и малом их поступлении в организм локальное воспаление может быстро закончиться (за 5−7 дней) без вовлечения в воспалительный процесс иммунной системы.

При высокой вирулентности патогенов и их значительном поступлении в организм происходит перерастание локального воспаления в системный воспалительный ответ. Этот процесс характеризуется активацией продукции белков острой фазы воспаления, повышением в периферической крови количества лейкоцитов, повышением синтеза АКТГ и гидрокортизона, дальнейшей концентрацией в месте воспаления клеток и гуморальных факторов с антимикробными свойствами.

Мобилизация иммунокомпетентных клеток и концентрация их в месте воспаления является важнейшим процессом в развитии системной воспалительной реакции. При остром воспалении содержание нейтрофилов в периферической крови повышается в 7−10 раз. Повышение их уровня связано с выходом в циркуляцию пристеночного внутрисосудистого пула нейтрофилов и мобилизацией их запасов в костном мозге. Пристеночный пул нейтрофилов представляет собой популяцию клеток, которая, прикрепившись к стенке сосуда, временно не участвует в циркуляции с током крови. Среди общего пула нейтрофилов 55% находятся в краевом состоянии и 45% в циркуляции.

Пристеночный пул нейтрофилов способен быстро мобилизоваться и обеспечивать немедленное повышение количества нейтрофилов в крови. Костномозговой пул нейтрофилов содержит зрелые клетки и клетки, находящиеся на последних стадиях развития. Этот пул в 20 раз превышает популяцию нейтрофилов, находящуюся в циркуляции. Под влиянием антигенных стимулов, эндотоксинов, медиаторов воспаления нейтрофилы из костного мозга перемещаются в периферическую кровь.

При микроскопическом исследовании крови легко обнаружить костномозговые нейтрофилы, которые представлены палочкоядерными клетками. В норме они составляют 20% общего числа нейтрофилов, при остром воспалении их доля увеличивается до 70%. Основной задачей нейтрофилов является элиминация из очага воспаления патогена.

Под влиянием цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИНФб, ИЛ-8, ФНОб), продуцируемых активированными нейтрофилами, а также моноцитами/макрофагами, их фагоцитарная, метаболическая и бактерицидная активности повышаются в несколько раз. Нейтрофилы, являясь продуцентами ряда цитокинов, выступают также как активный регулятор воспалительного процесса.

Под влиянием хемотаксических факторов в зоне воспаления также повышается содержание моноцитов/макрофагов и лимфоцитов. Моноциты и макрофаги принимают самое активное участие в воспалительной реакции организма. Если в первые часы острого воспаления их содержание в зоне воспаления составляет менее 5% всех инфильтрирующих ткань клеток, то уже через 24−48 часов они становятся доминирующими клетками инфильтрата.

Все макрофаги воспалительного очага происходят из моноцитов крови. Циркулирующий пул моноцитов человека составляет 18 Ч 107/л крови, а маргинальный пул, который в данный момент не принимает участия в циркуляции, примыкая к внутренней стенке микрососуда, — в 3,5 раза больше.

Внесосудистый пул моноцитов в 25 раз больше внутрисосудистого. Превращение моноцита в макрофаг обычно длится от нескольких часов до 1−2 дней. Созревание макрофагов сопровождается увеличением синтеза белка, повышением количества лизосом, появлением зернистости в цитоплазме, увеличением размеров клетки. Период жизни зрелых макрофагов составляет несколько месяцев.

Микробицидные свойства макрофагов обеспечиваются, главным образом, благодаря гидролитическим ферментам, катионным белкам, их способности продуцировать активные формы кислорода.

Продуцируемые в лимфоидной ткани антитела поступают в ток крови, с которым и направляются к месту концентрации патогена (воспаления). Антитела нейтрализуют токсины, продуцируемые микробами, агглютинируют микробные клетки, что делает их более доступными для фагоцитоза, и выступают в качестве опсонинов, связываясь с микробом с помощью (Fab)2-фрагмента, а через Fс-фрагмент присоединяясь к макрофагам и полиморфноядерным лейкоцитам.

Мигрирующие в зону воспаления активированные Т-лимфоциты являются источником целой гаммы регуляторных цитокинов, которые способны как направлять хемотаксис наивных иммунокомпетентных клеток в зону воспаления, стимулировать фагоцитоз и метаболизм клеток с фагоцитарными свойствами, так и подавлять гиперактивность отдельных клеток, формируя воспалительный ответ, адекватный повреждающему фактору и микробной инвазии. Т-киллеры в случае вирусной инфекции элиминируют вирусы и вирус-инфицированные клетки.

Включение в воспалительный процесс иммунных механизмов борьбы с инфекцией, как правило, приводит к элиминации патогена и окончании воспаления как защитной физиологической реакции организма.