Завдання лейкоцитів в зоні запалення

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАПАЛЕННЯ

Вперше дослідження еміграції лейкоцитів описав І.Мечніков. Спочатку в пошкоджену тканину виходять полінуклеарні фагоцити (нейтрофіли). Вони знешкоджують мікроорганізми, які викликають пошкодження тканин. Потім в ділянку запалення виходять мононуклеарні фагоцити (моноцити), які фагоцитують не тільки мікроорганізми, а і зруйновані клітини. На останньому етапі, особливо при імунному запалені, в тканинну надходять лімфоцити.

Головне завдання лейкоцитів в зоні запалення - фагоцитоз мікроорганізмів і продуктів розпаду пошкоджених клітин.

Фагоцитоз

У фагоцитозі розрізняють наступні стадії: 1. Зближення. 2. Прилипання. 3. Поглинання. 4. Переварювання.

І) Фаза зближення, називається ще хемотаксисом (описана І.І.Мечні-ковим).

Хемотаксис фагоцитів виникає під дією речовин, які отримали назву хемотаксинів або хемоатрактантів, які: а) активують лейкоцити, б) мобілізують їх внутрішньоклітинні рухові органели, в) викликають позитивний хемотаксис - пересування лейкоцитів в напрямку своєї найбільшої концентрації.

Розрізняють: а) екзогенні і б) ендогенні хемотаксини.

Екзогенними є: а) бактеріальні ліпополісахариди (ендотоксини), б) продукти руйнування бактеріальних стінок (пептиди бактерій).

Ендогенні хемотаксиси утворююся в самому організмі. Серед них найбільше значення мають: а) побічні продукти активації комплементу (СЗа, З5а), б) лейкотрієн В4, в) фактор активації тромбоцитів (ФАТ), г) цитокіни, серед яких:

- ІЛ-1, ІЛ-8 - хемоатрактанти для нейтрофілів,

- МСР-1 (monocyte chemotactic protein) - хемоатрактант для моноцитів,

- лімфотактин - хемоатрактант для лімфоцитів, зокрема для натуральних кілерів.

М е х а н і з м хемотаксису. Хемоатрактанти активують фосфоліпазу А2, яка збільшує проникність клітинної мембрани для Са2+. Кальцій проникає у клітину із міжклітинного простору і викликає скорочення рухових білків: актину і міозину. Таке явище має значення для пересування клітини.

2) Фаза прилипання.

Прилипання фагоцита до об'єкта фагоцитозу забезпечується: а) нерецепторними і б) рецептороопоседкованими механізми.

Нерецепторними механізмами є електростатична і гідрофобна взаємодія поверхні фагоцита з об'єктом фагоцитозу. Оскільки поверхневий заряд фагоцитів негативний, тому до них добре прилипають позитивно заряджені частинки. Так само добре прилипають і частинки з гідрофобними поверхнями. Катіонні білки міняють заряд мікроорганізмів з “-“ на “+” і цим самим проявляють бактерицидний вплив.

Рецептороопосередковані механізми обумовлюються існуванням на поверхні фагоцитів спеціальних рецепторів для молекул, які входять до складу мікробної стінки (наприклад для вуглеводню зімозану), або для молекул, які з`являються на поверхні власних нежиттєздатних клітин зони запалення. В більшості ж випадків прилипання лейкоцитів до мікроорганізмів здійснюється за участю так званих опсонінів - сивороткових білків, які попадають в зону запалення разом з ексудатом. Опсоніни - речовини, які сприяють прилипанню бактерій і корпускулярних антигенів до фагоцитів і стимулюють у такий спосіб фагоцитоз. Адсорбція опсонінів на поверхні бактеріальних клітин і корпускулярних антигенів одержала назву опсонізації.

Серед опсонінів найбільше значення для фагоцитозу мають: а) антитіла (IgG) і б) проміжні продукти активації комплементу, зокрема С3b. Їх опсонізуючий ефект зв'язаний з наявністю на поверхні мононуклеарных фагоцитів спеціальних рецепторів до Fc-фрагмента Ig і рецепторів до С3b.

Крім того, властивостями опсонінів володіють С-реактивний білок, фібронектин, лізоцим, катіонні білки, тафтсин

Лізоцим руйнує шар мукополісахаридів у мікроорганізмах, і тим самим проявляє бактерицидний вплив.

Тафтсин (тетрапептид), синтезується в селезінці й активується на клітинній мембрані.

3) Фаза поглинання передбачає наступні процеси: а) Інвагінація плазматичної мембрани фагоцита в місці її контакту з об'єктом фагоцитозу або утворення цитоподій, які огортають об`єкт. б) Утворення оточеною мембраною фагосоми, яка містить об'єкт фагоцитозу. в) Злиття фагосоми з лізосомами, у результаті чого утворюється фаголізосома.

4) Фаза переварювання передбачає: а) Знищення (вбивання) бактерій - внутрішньоклітинний цитоліз, який здійснюється за допомогою бактерицидних систем фагоцитів. б) Власне переварювання - гідроліз компонентів убитих бактерій за допомогою гідролітичних ферментів лізосом.

Якщо лейкоцити фагоцитують живі мікроорганізми, то спершу вони повинні бути вбиті. В лейкоцитах діють 2-а бактерицидних механізми: а) перший - залежить від кисню і б) другий - не залежить від кисню.

Перший механізм пов`язаний із утворенням активних метаболітів О2. Продукція цих речовин, зокрема Н2О2, розпочинається зразу ж після контакту лейкоцита із опсонізованим мікрорганізмом. Якраз у цей час лейкоцити, які у звичайних умовах використовують енергію гліколізу, починають підсилено поглинати О2, що пояснюється терміном “респіраторний вибух”. В результаті такого процесу утворюється висока концентрація бактерицидних радикалів.

Ще однією бактерицидною системою є система мієлопероксидази, яка розташовується в азурофільних цитоплазматичних гранулах.

Активація мієлопероксидазної системи фагоцитів відбувається за наступною схемою:

Бактерицидність міелопероксидазної системи обумовлена двома факторами:

1) гіпохлорит-іоном (СlO-), який викликає галогенізацію (хлорування) компонентів мікробних стінок, у результаті чого бактерії гинуть; гіпохлорит не тільки сам проявляє бактерицидну дію, а також взаємодіє із амонієм або амінами і утворює бактерицидні хлораміни.

2) вільними радикалами і пероксидами (*О2-, НО*2, ОН* , Н2О2), які активують пероксидне окислювання ліпідів і, як наслідок, порушують бар'єрні властивості мікробних мембран.

Другий бактерицидний механізм, який не залежить від О2, пов`язаний із поступленням у фагосому біологічно активних бактерицидних речовин, які перебувають у внутрішньоклітинних гранулах фагоцитів і здатні вбивати і перетравлювати мікроорганізми та інші об'єкти.

Розрізняють 3-и види гранул: а) секреторні пухирці, б) первинні (азурофільні) гранули, в) вторинні (специфічні) гранули.

В азурофільних гранулах, крім вище згаданої мієлопероксидази, розташовуються низькомолекулярні бактерицидні пептиди (дефенсини), лізоцим, чисельні руйнуючі ферменти. В спеціальних гранулах містяться спеціальні білки, лактоферин, які зупиняють розмноження мікроорганізмів. Зокрема, лактоферин зв'язує залізо цитохромів і цитохромоксидаз і тим самим пригнічує дихання мікробів.

До важливих бактерицидних факторів слід віднести і оксид азоту (NO), який утворюється у фагоцитах під впливом NO-синтетази.

Цей фермент активується: а) г-інтерфероном, б) фактором некрозу пухлин, в) інтерлейкіном 1в, г) іншими запальними цитокінами.

NO діє цитостатично на клітини пухлин, бактерії, паразити, віруси, пригнічуючи активність багатьох ферментів, які приймають участь в синтезі білків і нуклеїнових кислот. Крім того, NO може з'єднуватися із О2-, утворюючи пероксинітрит, який дисоціюється на цитостатичні вільні радикали ОНяі NO-

Мікроорганізми, які загинули під впливом бактерицидних систем дальше підлягають перетравленню за допомогою лізосомальних ферментів. При цьому, фагосома, яка містить мікроорганізми, взаємодіє з лізосомою лейкоцитів, після чого вони зливаються. Лізосомальні ферменти переходять в фагосому і перетравлюють мікроорганізми.

* Існує цілий ряд порушень фагоцитозу, які класифікують на 3-и групи:

І) Порушення, зв'язані з особливостями об'єкта фагоцитозу.

ІІ) Порушення опсонізації.

ІІІ) Порушення, зв'язані з кількісними і якісними змінами самих фагоцитів.

Перша група порушень обумовлюється:

1) Специфічними властивостями окремих мікроорганізмів. Так, збудники деяких інфекційних захворювань (мікобактерії туберкульозу, токсоплазми, бруцели, лістерії, збудник лепри, багато видів найпростіших), перебуваючи у фагосомі, виділяють речовини, які затрудняють або унеможливлюють злиття фагосоми з лізосомою, тобто формування фаголізосоми. Макрофаги при цьому перебувають у стані постійної активації, виділяють ферменти лізосом у навколишню тканину і цим самим підтримують вогнище хронічного запалення.

2) Фагоцити, поглинаючи кристали і пилові часточки неорганічних речовин (кварцу, азбесту, цементу, каоліну, кам'яного вугілля й ін.), не можуть їх ні переварити, ні утилізувати. При цьому відбувається ушкодження лізосом, кристали і пилові частки з загиблих макрофагів знову надходять у тканину, де їх поглинають нові макрофаги. І так усе повторюється спочатку. Постійна загибель макрофагів і виділення ними в тканину вмісту лізосом викликає хронічне запалення і склероз. За таким «сценарієм» розвиваються захворювання легень, відомі під назвою пневмоконіозів (силікоз, антракоз, асбестоз і ін.).

Друга група порушень фагоцитозу обумовлюється:

1) Імунодефіцитом, який проявляється порушеннями утворення IgG.

2) Порушенням активації системи комплементу, що є причиною дефіциту СЗb.

3) Порушенням системи пропердину.

4) Дефіцитом фібронектину.

5) Видаленням селезінки, що призводить до дефіциту тафтсину.

Третя група порушень включає:

1) Порушення рецепторів до хемотаксинів і опсонінів (спадково обумовлені зміни, блокада рецепторів імунними комплексами).

2) Порушення специфічного мембранного глікопротеїду (GP110), який за нормальних умов забезпечує адгезивність мембрани фагоцитів.

3) Порушення мікрофіламентів - синдром "ледачих лейкоцитів". Проявом такого порушення є нездатність актину до полімеризації, що проявляється порушеням міграції і процесу поглинання лейкоцитами об'єкта фагоцитозу (ендоцитоз).

4) Порушення структури мікротрубочок (синдром Чедіака-Хігаші) - характеризується появою у макрофагах гігантських лізосом, що проявляється порушеннями хемотаксису, утворення фаголізосом і секреторної дегрануляції (екзоцитозу).

5) Порушення бактерицидних систем лейкоцитів - включають наступні спадково обумовлені розлади: а) дефіцит НАДФН-оксидази (розвивається хвороба за назвою хронічний грануломатоз); б) дефіцит глюкозо-6-фосфат-дегідрогенази, у результаті чого страждає пентозний цикл і генерація вільних радикалів; в) дефіцит мієлопероксидази, що проявляється порушеннями галогенізації мембран мікробних клітин.

6) Порушення лізосомальних ферментів, результатом чого є незавершений фагоцитоз.

7) Розлади енергозабезпечення фагоцитів, що супроводжується порушенням процесів, які відбуваються із затратами енергії: міграція, хемотаксис, ендо- і екзоцитоз.

ІІІ. Проліферація.

Вона включає в себе: 1) розмноження клітин, тобто власне - проліферацію; 2) синтез неклітинних компонентів сполучної тканини: колагену, еластину, ретикуліну, глікозаміногліканів, протеогліканів, глікопротеїнів. Ці процеси супроводжуються значним підсиленням анаболічних процесів. лейкоцит фагоцитоз клітина гіперосмія

В цілому активація проліферативних процесів, тобто розмноження клітин і синтез неклітинних компонентів сполучної тканини забезпечується:

1) Підвищеним синтезом БАР, які володіють антизапальним впливом, зокрема: а) інгібіторів гідролаз (протеаз, плазміну, комплементу); б) антиоксидантів (церулоплазміну, гаптоглобіну, пероксидази, СОД); в) поліамінів (путресцину, сперміну, кадаверину); г) гепарину, який пригнічує адгезію і агрегацію лімфоцитів, активність кинінів, біогенних амінів, факторів комплементу; д) глюкокортикоїдів.

2) Зменшенням концентрації в тканині кейлонів - речовин білкового походження які утворюються зрілими клітинами і є інгібіторами клітинного поділу. При пошкодженні і загибелі клітин в ділянці запалення концентрація кейлонів в тканині зменшується, відповідно ліквідовуються їх гальмівний вплив на малодиференційовані (камбіальні) клітини. Вони починають ділитися і їх поділ продовжується до того часу, поки концентрація кейлонів не збільшиться до рівня, характерного для нормальних умов.

3) Збільшенням концентрації в тканині стимуляторів проліферації - факторів росту. Фактори росту надходять в тканину із плазми крові або є продуктами клітин, які перебувають в ділянці запалення. До них відносять: а) фактор росту епідермісу (ФРЕ); б) фактор росту фібробластів (ФРФ); в) фактор росту нервів (ФРН); г) фактор росту тромбоцитного походження; д) фактор некрозу пухлин (ФНП); е) інсуліноподібні фактори росту (соматомедіни); є) лімфокіни (мітогенні фактори). Дія цих факторів здійснюється через активацію внутрішньоклітинних протеїнкіназ.

Ділянка запалення характеризується значними змінами метаболізму. Запалення завжди починається із підсилення обміну речовин. В гострому періоді запалення переважають процеси розпаду (катаболізму). Відбувається збільшення інтенсивності використання кисню і активація процесів гліколізу. Дихальний коефіціент, тобто відношення СО2 до О2, зменшується, що свідчить про незавершенність процесів окислення органічних речовин. Під дією лізосомальних гідролаз великі молекули органічних речовин розщеплюються на менші. Все це характеризується терміном “пожежа обміну”. Аналогія полягає не тільки в тому, що обмін речовин в ділянці запалення різко підвищується, але і у тому, що “пожежа” іде не до кінця, а завершується утворенням недоокислених продуктів. Таке явище супроводжується розвиваєтком місцевого ацидозу.

Розрізняють первинний та вторинний ацидоз.

Первинний ацидоз виникає в перші 30 хв. внаслідок деполімеризації основної інтерстиціальної речовини і звільнення карбоксильних та сульфатних груп. Вторинний ацидоз розвивається пізніше і обумовлений порушенням обміну речовин в ділянці запалення. До його виникнення мають відношення: а) накопичення молочної кислоти (активація гліколізу), б) вихід з пошкоджених клітин недоокислених продуктів циклу Кребса (три- та бікарбонових кислот), в) звільнення амінокислот в результаті гідролітичного розщеплення тригліцерідів, фосфоліпідів, білків, АТФ, г) зростання в тканинах іонів Н+ з розвитком гіперіонії, г) звільнення вільних жирних кислот, їх неповне окислення з утворенням кетонових сполук (ацетооцтової, бетаоксимасляної кислот, ацетону), в результаті виникнення гіперкетонемії, д) виснаження лужних буферних систем (бікарбонатної, фосфатної, білкової) клітин і міжклітинної рідини

Крім того в ділянці запалення розвивається гіперосмія та гіперонкія.

Гіперосмія - збільшення осмотичного тиску в ділянці запалення пов'язане із: а) ферментативним і не ферментативним розщепленням макромолекул глікогену, глікозаміногліканів, протеогліканів; б) підсиленням в умовах ацидозу гідролізу солей і сполук неорганічного походження; в) надходженням із зруйнованих клітин осмотичноактивних речовин, зокрема іонів К+, а також його вивільненням із складу внутріклітинних білків в результаті їх протеолізу. Таке явище веде до значної переваги іонів К+ над іонами Са2+ (дисіонія).

Гіперонкія - збільшення онкотичного тиску у зоні запалення, що обумовлюється: а) надходженням білків в тканину з крові в процесі ексудації (плазменне джерело), б) надходженням великих білкових молекул на більш дрібні під дією лізосомальних ферментів (тканинне джерело).

Вищевідмічені зміни супроводжуються: 1) порушенням електрофізіологічних процесів у клітинах, зниженням їх поверхневого заряду, розладами елекрогенезу збудливих клітин; 2) зменшенням поверхневого натягу клітинних мембран, що веде до підвищення рухливості клітин, виникнення у них псевдоподій; 3) змінами колоїдного стану цитозолю і міжклітинної речовини, що потенціює міграцію фагоцитів із судин в ділянку запалення і далі - об`єкта фагоцитозу.

Отже для запалення характерно: гіперіонія (ацидоз), дисіонія, гіперосмія, гіперонкія і гіперкетонемія.

1) Всі ці явища лежать в основі виникнення набряку (tumor) - затримка рідини в ділянці запалення.

2) Почервоніння (rubor) пов`язана з розвитком артеріальної, а потім і венозної гіперемії.

3) Підвищення місцевої температуги (calor) обумовлено підвищенням інтенсивності катаболічних процесів в ділянці запалення, а також артеріальною гіперемією, під час якої в запальну тканину потрапляє багато теплої артеріальної крові.

4) Біль (dolor) виникає внаслідок подразнення чутливих нервових закінчень медіаторами запалення, кислими продуктами ацидозу і гіперосмії, а також їх механічним подразненням набряковою рідиною.

5) Порушення функції (functio leasa) виникає внаслідок пошкодження і загибелі клітин.

Загальні прояви запалення.

1) Лихоманка. Розвивається в наслідок виділення нейтрофілами і макрофагами так званих лейкоцитарних пірогенів (інтерлейкін-1).

2) Лейкоцитоз. Характеризується абсолютним збільшенням кількості нейтрофілів в периферичній крові (нейтрофільоз) і зсувом лейкоцитарної формули вліво. В основі цієї реакції лежить вихід лейкоцитів з резервного пулу червоного кісткового мозку у кров (дія інтерлейкіна-1 і фактора некрозу пухлин), а також стимуляція лейкопоезу під впливом колонієстимулюючого фактора.

3) Підвищення кількості “білків гострої фази запалення” в крові.

“Білки гострої фази запалення” (“реактанти гострої фази”) - це білки, концентрація яких в плазмі крові при гострому запаленні збільшується більш як на 50%. Вони утворюються головним чином в печінці під впливом: а) продуктів, які потрапляють в кров з ділянки запалення (продукти альтерації); б) інтерлейкіну-1 макрофагального походження.

На даний час відомо більш як 10 “білків гострої фази запалення”. Всі вони головним чином мають захисне значення. До них відносяться: 1) інгібітори протеаз (орозомукоїд, б-антитрипсин); 2) антиоксиданти (гаптоглобін, церулоплазмін); 3) імуноглобуліни і антитілоподібні речовини (антитіла, С-реактивний білок).

4) Збільшення швидкості зсідання еритроцитів (ШОЕ). Це пов'язано із збільшенням кількості грубодисперсних білків (глобулінів, фібріногену) в плазмі крові, в результаті чого зменшується поверхневий від'ємний заряд еритроцитів і вони легко агрегують.

5) Інтоксикація. Обумовлена поступленням в кров продуктів альтерації з запальної тканини.

Значний вплив на протікання запалення мають гормони.

За механізмами впливу, гормони поділяються на: 1) прозапальні (підсилюють запалення) і 2) протизапальні (ослаблюють запалення).

Прикладом прозапальних гормонів є мінералокортикоіди (альдостерон та інші). Під їх впливом значно підвищується проникність судинної стінки, в результаті чого збільшується ексудація.

Найбільш важливими протизапальними гормонами є глюкокортикоїди. В високих (лікувальних) дозах вони викликають депресію гена, який кодує структуру особливого білка - ліпокортину.

Ліпокортин є внутрішньоклітинним інгібітором фосфоліпази А2, пригнічення якої має 2-а важливих наслідки: 1) зменшення утворення лізофосфоліпідів, в результаті чого знижуються явища альтерації за рахунок стабілізації клітинних мембран; 2) зменшення утворення арахідонової кислоти і її похідних (простагландинів, тромбоксану, простацикліну, лейкотрієнів). У зв`язку з цим відбувається зменшення ексудації і еміграції лейкоцитів, зменшення порушень мікроциркуляції. Глюкокортикоїди, пригнічуючи процеси клітинного поділу і біосинтезу білків, зменшують також явища проліферації в ділянці запалення.

Види запалення.

Однаковий прояв альтерації, ексудації і проліферації спостерігається при класичній формі запалення. У випадках переваги альтеративних процесів розвивається некротичне запалення. Розрізняють також ексудативний і проліферативний типи запалення у відповідності із перевагою проявів того чи іншого процесу.

За характером перебігу, як відмічалося у попередній лекції, запалення може бути гострим і хронічним.

Гостре запалення триває від декількох днів до декількох тижнів. Характеризується інтенсивною запальною реакцією, у якій переважають альтеративні або судинно-ексудативні процеси.

Хронічне запалення - в`ялий, тривалий процес, у якому, як правило переважають дистрофічні і проліферативні явища.

Теорії запалення.

нутрітивна теорія Вірхова: пояснює запалення таким чином: частина клітин при запаленні руйнуються, звільнюються з клітин продукти розпаду, які стимулюють розмноження других клітин. Там, де альтерація, там проліферація.

судинна теорія Конгейма: згідно неї в зоні запалення відбуваються судинні реакції (порушення мікроциркуляції), завдяки яким лейкоцити з крові емігрують в зону запалення.

паразитарна теорія Мечнікова: без лейкоцитів нема запалення, лейкоцит - невід'ємний атрибут запалення. При гострому запаленні в зону запалення емігрують нейтрофіли, при хронічному - моноцити. Наприклад: на верхівці зуба утворилась гранульома - це хронічний процес, в її утворенні приймають участь моноцити.

фізико-хімічна Шаде: в зоні запалення виникають складні фізико-хімічні зміни у вигляді ацидозу, дисіонії (гіпертонії), які лежать в основі запалення. При гострому запаленні рН низьке, може = 6,5; при хронічному - 7,0-7,2 (в N - 7,34). Якщо є запалення є ацидоз.

біохімічна Менхена: в зоні запалення утворюються біологічно активні речовини біохімічним шляхом. Ці речовини названі медіаторами запалення. Без медіаторів запалення - нема запалення.

Размещено на Allbest.ru