Лекция 13 ВОСПАЛЕНИЕ • Воспаление — один из самых

Лекция
13
ВОСПАЛЕНИЕ
• Воспаление — один из самых распространенных общепатологических процессов и лежит в основе многих заболеваний (воспалительные заболевания). Неудивительно поэтому, что со времен
Гиппократа взгляды на воспаление исторически отражали взгляды на сущность болезни вообще. Поэтому воспаление испытало
груз всех течений в медицине — гуморализма, целлюляризма,
нервизма, физиологизма, а в конце XX столетия — влияние достижений иммунологии, генетики и молекулярной биологии.
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Клинические признаки воспаления были впервые описаны
римским энциклопедистом Цельсом 2000 лет назад. Он относил к
ним красноту (rubor), припухлость ткани — опухоль (tumor), жар
(calor) и боль (dolor). В начале нашей эры греческий врач Гален
дополнил эти четыре признака пятым — нарушением функции
(functio laesa).
В довирховский период все многочисленные исследования
воспаления проводились путем визуальных наблюдений, хотя и
предпринимались попытки выделения различных его форм —
катаральное, флегмонозное, гнойное, острое, хроническое воспаление (К.Рокитанский, 1846). Р.Вирхов в "целлюлярной патологии" (1858) смог раскрыть механизмы каждого из классических признаков воспаления: краснота и жар связаны с воспалительной гиперемией, припухлость — со скоплением в ткани экссудата, боль — с повреждением (альтерацией) ткани. Отстаивая
свою нутритивную (питательную) теорию воспаления, Р.Вирхов
противопоставляет паренхиматозный тип воспаления отделительному (экссудативному).
Важным этапом изучения воспаления в XIX веке явились исследования Ю.Конгеймом (1878) сосудистого компонента воспалительной реакции, позволившие выдвинуть сосудистую теорию
воспаления. Подтверждением этой теории послужило открытие
А.С.Шкляревским краевого стояния лейкоцитов и В.В.Подвысоцким (1899) межэндотелиальной миграции лейкоцитов в очаге
воспаления.
К концу прошлого столетия сущность воспалительной реакции стала достаточно ясной: это защитно-приспособительная
реакция, а назначение ее заключается как в уничтожении агента, вызвавшего повреждение, так и в восстановлении повреж146
денной ткани. Такое толкование воспаления определяет необходимость изучения его в филогенезе. Этот труд взял на себя
И.И.Мечников, показавший, что основой воспалительной реакции является фагоцитоз, осуществляющийся с помощью клеточных "цитаз", названных впоследствии лизосомами. Появляется
фагоцитарная теория воспаления И.И.Мечникова (1892), наиболее аргументированная в "Сравнительной патологии воспаления" (1917). Теория Мечникова убеждает в совершенствовании
механизмов воспаления по мере эволюции организмов, но она касается лишь фагоцитоза, направленного на уничтожение повреждающего агента; репаративная функция воспаления, ее эволюционное совершенствование оказались вне поля зрения исследователя. Репаративный компонент воспаления был раскрыт лишь в
середине нашего столетия исследователями, показавшими роль
медиации и клеточной рецепции в кинетике воспалительного
процесса.
H.Dale и P.Luidow (1909) первыми открыли первый медиатор
воспаления гистамин, a V.Menkin (1948) выделяет из экссудата вещество — лейкотаксин, влияющий на состояние сосудистой стенки и движение лейкоцитов в очаг воспаления. В дальнейшем среди медиаторов воспаления были выделены биогенные амины,
плазменные системы, производные арахидоновой кислоты, кислородные радикалы и гидропероксидазы липидов, а также многочисленные медиаторы нейтрофилов, моноцитов, лимфоцитов
и фибробластов [Серов В.В., Пауков B.C., 1995].
Эти исследования позволили дать наиболее полное, раскрыкающее сущность процесса, определение воспаления.
СУЩНОСТЬ И ЭТИОЛОГИЯ ВОСПАЛЕНИЯ
• Воспаление — наиболее древняя и сложная сосудисто-мезенчимальная реакция на повреждение, направленная не только на
ликвидацию повреждающего агента, но и на восстановление поврежденной ткани.
Уникальность воспаления в его многоликости. Биологическое его назначение — сохранение вида. Как категория медицинская, воспаление — это и проявление болезни, и патологический
процесс, направленный на устранение повреждающего начала и
репарацию, т.е. на исцеление от болезни.
Этиология воспаления многообразна. Оно может быть вызвано разнообразными э н д о г е н н ы м и и э к з о г е н н ы м и
о и о л о г и ч е с к и м и (вирусы, бактерии, грибы, животныепаразиты, антитела и иммунные комплексы), ф и з и ч е с к и м и
(лучевая и электрическая энергия, высокие и низкие температуры, пыли и аэрозоли, различные травмы) и х и м и ч е с к и м и
( химические вещества, в том числе лекарства, токсины, яды)
фа к т о р а м и .
147
Определение воспаления предусматривает тесную его связь
как с иммунитетом (становление иммунитета осуществляется
"посредством воспаления" — достаточно вспомнить постинфекционный иммунитет), так и с регенерацией (третья фаза воспаления — фаза репарации). Связь воспаления с иммунитетом и регенерацией хорошо объясняет ставшее аксиомой положение: иммунологический гомеостаз — это структурный гомеостаз.
ВОСПАЛЕНИЕ И ИММУНИТЕТ КИНЕТИКА ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
Сопряжение воспаления с иммунитетом для репарации обес
печивается участием всех систем защиты организма в уникал
ной реакции терминальных сосудов и соединительной ткан„,
которая составляет сущность воспаления.
Как известно, защиту организма определяют неспецифические факторы и иммунологическая реактивность, или иммунный
ответ.
Неспецифические факторы защиты и иммунологическая
реактивность [по Петрову Р.В., 1982]
Неспецифические факторы защиты
Иммунологическая реактивность
(иммунный ответ)
Фагоцитоз
Антитела
Система комплемента
Гиперчувствительность
немедленного типа (ГНТ)
Гиперчувствительность
замедленного типа(ГЗТ)
Иммунологическая память
Иммунологическая толерантность
Идиотипы — антиидиотипы
Фагоцитоз
Система комплемента
Интерферон
Лизоцим
Пропердин
Гидролитические фрагменты
Бактерицидные субстанции тканей
Непроницаемость покровов
В становлении иммунитета при воспалении велика роль ка
фагоцитоза, так и системы комплемента. Место фагоцитоза, осуществляемого полиморфно-ядерными лейкоцитами (ПЯЛ) и моноцитарными фагоцитами (макрофаги), в системе иммунитета
определяется тем, что, несмотря на неспецифичность самого акта фагоцитоза, фагоциты, особенно макрофаги, принимают участие в очищении антигенов, переработке их в иммуногенную
форму, которую воспринимает Т-хелпер. Место макрофагов
148
системе иммунитета определяется и участием в кооперации Т- и
В-лимфоцитов, необходимой для становления иммунного ответа.
Поэтому фагоцитоз дополняет формы реакций иммунологической реактивности. Система комплемента участвует в специфических реакциях, присоединяя свои компоненты к молекулам антител, что обеспечивает лизис антигенных субстанций, против
которых выработаны антитела. Из этого следует, что комплемент как один из неспецифических факторов защиты принимает
участие в иммунном ответе, поэтому он, как и фагоцитоз, дополняет формы иммунологической реактивности. Как видно, включение иммунного ответа при воспалении обеспечивается двумя
клеточными системами неспецифической защиты: системой
моноцитарных фагоцитов, а также плазменной системой — системой комплемента.
Кинетика воспалительной реакции для достижения конечной
цели — элиминации повреждающего агента и репарации ткани
— характеризуется сменой взаимоотношений клеточных систем
защиты между собой и с системой соединительной ткани, что
определяется медиаторной регуляцией. Из этого, однако, не следует, что в воспалительной реакции участвуют лишь ПЯЛ, макрофаги, лимфоциты и фибробласты. Клетки — носители вазоактивных аминов (лаброциты, базофилы, тромбоциты), как и сдерживающие их функциональную активность эозинофилы, имеют
огромное значение для развития собственно сосудистой реакции
воспаления. Но они непричастны к основному назначению воспалительной реакции — элиминации повреждающего начала и репарации повреждения. Как цепная, в значительной мере саморегулирующаяся, воспалительная реакция укладывается в универсальную схему: повреждение -+ медиация ► рецепция ► кле
точная кооперация > клеточные трансформации ► репарация
(схема 16). Воспалительная реакция определяет и последовательно развивающиеся фазы: 1) повреждения, или альтерации, 2) экссудации, 3) пролиферации и дифференцировки клеток.
П о в р е ж д е н и е ( а л ь т е р а ц и я ) — обязательный
компонент воспаления. Это изначально то, на что возникает сосудисто-мезенхимальная реакция, составляющая сущность воспаления. Можно ли считать альтерацию фазой воспаления? Вопрос
этот не решается однозначно. Одни современные патологи
IRobbins S. et al., 1981] не выделяют альтерацию как таковую,
подменяя ее нарушениями микроциркуляции и реологических
свойств крови. А.М.Чернух в монографии "Воспаление" (1979)
первой стадией воспаления называет сосудистую, выделяя в ней
две фазы. Д.С.Саркисов и В.Н.Галанкин (1988) рассматривают
альтерацию как неспецифический компонент воспаления, причем не всегда обязательный (В.Н.Галанкин) для развития после149
150
дующей экссудации и пролиферации. Иными словами,
допускается
возможность
развития
воспаления
без
повреждения, причем альтерация в такой ситуации подменяется
функциональной
недостаточностью
полиморфно-ядерных
лейкоцитов. Эта позиция, даже условно допускаемая, исключает
понимание воспаления как сосудисто-мезенхимальной реакции
на повреждение.
Многие патологи [Струков А.И., 1972; Серов В.В., Пауков
B.C., 1995; Cottier H„ 1980] отстаивают необходимость
выделения альтеративной фазы воспаления, характеризующей
инициальные процессы (дистрофия, некроз) и выделение
медиаторов. Вероятно, у патологоанатома есть все основания
для
сохранения
этой
фазы,
имеющей
конкретное
морфологическое и биохимическое выражение.
■ Следует заметить, что сохранение альтеративной фазы воспалительной реакции не оправдывает выделения альтеративной
формы
воспаления,
при
которой
сама
сосудистомезенхимальная реакция на повреждение практически
отсутствует. Поэтому необходимо согласиться с большинством
современных патологов в том, что признание альтеративного
воспаления, выделяемого классической патологией прошлого,
противоречит сути воспалительной реакции в ее современном
толковании.
Повреждение и медиация — неразрывные компоненты морфогенеза воспаления, поскольку медиаторы "рождаются" в самом повреждении (альтерации).
Принято выделять плазменные (циркулирующие) медиаторы,
представленные прежде всего калликреин-кининовой системой,
системой комплемента и системой свертывания крови, а также
клеточные (локальные) медиаторы, связанные со многими клетками: лаброцитами, тромбоцитами, базофилами, ПЯЛ, макрофагами, лимфоцитами, фибробластами и др. Однако и плазменные, и
клеточные медиаторы тесно взаимосвязаны и работают при
воспалении как аутокаталитическая система, использующая
принципы "обратной связи", "дублирования", "необходимого разнообразия" и"антагонизма".
Эти принципы системы позволяют циркулирующим медиаторам обеспечить повышение сосудистой проницаемости и активацию хемотаксиса ПЯЛ для фагоцитоза, а внутрисосудистую коагуляцию в отводящих из очага воспаления сосудах — для отграничения возбудителя и самого очага воспаления (барьерная
функция очага воспаления). При этом основные этапы сосудистой
реакции — повышение проницаемости, активация хемотаксиса
ПЯЛ и фактора Хагемана — дублируются несколькими медиаторами. Те же принципы системы в аутокаталитической реакции клеточных медиаторов обеспечивают не только повышение
сосудистой проницаемости, фагоцитоз и вторичную деструкцию, но
и включение иммунного ответа для элиминации повреждающего
агента и продуктов повреждения и, наконец, репарацию ткани
путем пролиферации и дифференцировки клеток в очаге
воспаления.
Наиболее ярко принцип дублирования выражен среди клеток
— носителей вазоактивных веществ — лаброцитов, базофи-лов,
тромбоцитов, а антагонистические начала — между этими
клетками и эозинофильными лейкоцитами: медиаторы лаброцитов и базофилов стимулируют хемотаксис эозинофилов, последние же способны инактивировать эти медиаторы и фагоцитировать гранулы лаброцитов (схема 17). Среди клеток, несущих медиаторы сосудистой проницаемости, возникает "антагонистическое равновесие", определяющее своеобразие морфологии сосудистой фазы воспаления, особенно при аллергических реакциях.
Клеточные медиаторы — лейкокины, монокины (интерлейкин-1), лимфокины (интерлейкин-2) и фиброкины — являются
локальными регуляторами кооперации клеток на "поле" воспаления — ПЯЛ, макрофага, лимфоцита и фибробласта [Серов
В.В., Шехтер А.Б., 1981]. Другими словами, клеточные медиаторы
определяют последовательность и долю участия в воспалении
фагоцитарной и иммунной систем, с одной стороны, и системы
соединительной ткани — с другой.
"Дирижером" ансамбля клеточных медиаторов следует считать м о н о к и н ы м а к р о ф а г о в (схема 18). Макрофаги,
151
поддерживаемые медиаторной ауторегуляцией, способны
управлять с помощью монокинов дифференцировкой
гранулоцитов
и
моноцитов из стволовой
клетки,
пролиферацией этих клеток, т.е. являются регуляторами
фагоцитоза. Макрофаги не только влияют на функциональную
активность Т- и В-лимфоцитов, принимают участие в их
кооперации, но и секретируют 6 первых компонентов
комплемента, т.е. являются посредниками привлечения
иммунной системы в воспалительную реакцию. Макрофаги
индуцируют рост фибробластов и синтез коллагена, т.е.
являются стимуляторами завершающей фазы репаративной
реакции при воспалении. Вместе с тем сами макрофаги
испытывают регулярное влияние лимфокинов и фиброкинов,
т.е. теснейшим образом связаны в локальной клеточной
регуляции с лимфоцитом и фиб-робластом [Серов В.В.,
Шехтер А.Б., 1981; Маянский А.Н., Ма-янский Д.Н., 1983].
152
К л е т о ч н а я р е ц е п ц и я играет огромную роль в локальной клеточной регуляции при воспалении. С нею связаны
межклеточное взаимодействие и привлечение в очаг воспаления
компонентов иммунных реакций, так как у всех эффекторных
клеток воспаления обнаружены Fc-рецепторы иммуноглобулинов и С-рецепторы комплемента. Становятся понятными неразрывная связь и неравнозначное во времени сопряжение фагоцитарной системы, иммунной системы и системы соединительной ткани в реализации конечной цели воспалительной реакции
(схема 19).
Варианты этого сопряжения, зависящие от особенностей как
повреждающего агента, так и организма, реагирующего на повреждение, должны, вероятнее всего, определять развитие той
или иной формы воспаления. Так, гнойное воспаление (вид экссудативного воспаления) отражает, вероятно, особую форму сопряжения функционально несостоятельной системы ПЯЛ с макрофагами. При этом макрофаги, усиленно фагоцитирующие распадающиеся ПЯЛ, становятся устойчивыми к возбудителю.
В.Е.Пигаревский (1978), изучающий это особое взаимоотношение двух систем фагоцитоза, называет его резорбтивной клеточной резистенцией. Как видно, оно отражает вторичную несостоятельность фагоцитарной функции макрофагов при первичной
несостоятельности фагоцитоза ПЯЛ.
Первичная и избирательная несостоятельность системы моноцитарных фагоцитов, разобщение ее с системой ПЯЛ лежат в
основе гранулематозного воспаления (вид продуктивного воспаления). Фагоцитарная недостаточность макрофагов определяет
образование из них эпителиоидных и гигантских клеток, теряющих фагоцитарные функции. Фагоцитоз подменяется отграниче154
нием, персистенцией возбудителя. Незавершенный фагоцитоз
делает незавершенной и несовершенной саму воспалительную
реакцию. Она становится выражением реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ).
Очевидно также, что наследственные дефекты каждой из систем защиты, как и системы самой соединительной ткани, делают дефектной и воспалительную реакцию как по форме ее проявления и течению, так и по возможности реализации конечной
цели. Достаточно вспомнить наследственную недостаточность
бактерицидных систем ПЯЛ и моноцитов, наиболее ярко представленную при хронической гранулематозной болезни детей,
наследственные и врожденные иммунные дефициты и фатальность развивающейся при них гнойной инфекции, врожденную
несостоятельность соединительной ткани и упорство хронического воспаления. Нельзя не сказать и о наследственных дефицитах системы комплемента, особенно СЗ- и С5-компонснтов ее.
Эти дефициты проявляются либо рецидивирующей гнойной инфекцией, либо волчаночноподобным синдромом. При воспалении, особенно вызываемом различными агентами, пошлются
как циркулирующие в крови, так и локальные гетсрологичные
иммунные комплексы, при хроническом течении воспалении они
могут быть и аутологичными. Так, при воспалении возникают
иммунокомплексные реакции — наиболее частые среди реакций
гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ).
ВОСПАЛЕНИЕ И ГИПЕРЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ИММУННОЕ ВОСПАЛЕНИЕ
Связь воспаления и иммунных реакций в сенсибилизированном организме известна давно, со времени формирования
C.F.Pirquet и B.Schick (1905) самого понятия "аллергия". Тот же
C.F.Pirquet предложил выделять среди аллергических реакций немедленную (ускоренную) и замедленную (растянутую) формы.
Однако лишь после работ R.Rossle (1914) и А.И.Абрикосова
(1933) стала понятна гиперергическая сущность аллергического
воспаления. Ими было показано, что для гиперергического воспаления характерны не только выраженная экссудация, но и дистрофические и некротические (фибриноидный некроз) изменения соединительной ткани, микротромбы в сосудах, кровоизлияния.
Потребовалось несколько десятков лет поисков и находок иммунологии и морфологии для того, чтобы показать, что немедленная и замедленная аллергия в своей основе имеет иммунопатологические реакции, а последние представлены своеобразным
в о с п а л е н и е м , которое не без оснований стали называть
155
и м м у н н ы м [ Струков А.И., 1979]. Важно отметить, что характер иммунного воспаления, т.е. морфология реакций гиперчувствительности, целиком зависит от особенностей иммунопатологического механизма (подробнее см. лекцию 17 "Реакции гиперчувствительности") .
КЛАССИФИКАЦИЯ ВОСПАЛЕНИЯ
Классификация воспаления учитывает характер течения процесса и морфологические формы в зависимости от преобладания
экссудативной или пролиферативной фазы воспаления.
По х а р а к т е р у т е ч е н и я воспаление подразделяют на
острое, подострое и хроническое.
Следует заметить, что критерии выделения подострого воспаления весьма условны. О хроническом воспалении говорят тогда,
когда оказывается несостоятельной репаративная фаза. Поэтому
хроническое воспаление и является основным проявлением дисрегенерации (подробнее см. лекцию 16 "Воспаление, регенерация
и дисрегенерация").
По п р е о б л а д а н и ю ф а з ы в о с п а л е н и я различают
э к с с у д а т и в н о е и п р о л и ф е р а т и в н о е (продуктивное)
воспаление; каждое из них подразделяется на несколько видов.
О несостоятельности выделения альтеративной формы воспаления уже упоминалось. Не обосновано и бытующее еще деление воспаления на "банальное" и "специфическое", так как любая
форма воспаления, развивающаяся в результате воздействия того
или иного повреждающего агента, может быть названа специфической. Недостаточно оправдано и выделение геморрагического вида экссудативного воспаления, критерии отличия которого от кровоизлияния практически отсутствуют.
Многие вопросы, касающиеся классификации воспаления, его
взаимодействия с другими реакциями организма, биологической
сущности — состоятельность защитно-приспособительной реакции, клинического значения и др., подлежат дальнейшему изучению и обсуждению.