Учебники / Адо

Вполне естественно, что в процессе эволюции животного мира развился весьма совершенный регулирующий механизм, устраняющий такие нарушения. Экспериментами было доказано, что сосудистыми эффекторами этого механизма являются магистральные артерии мозга, которые активно суживаются, кактолько затрудняется отток венозной крови из черепа. Констрикция артерий ограничивает приток крови в мозги уменьшает венозный застой в его сосудистой системе, который может полностью устраняться.

6-5. Отек головного мозга

Развитие отека головного мозга тесно связано с нарушениями его кровообращения (схема 6.4). С одной стороны, циркуляторные изменения в мозге могут быть непосредственными причинами отека. Отек может возникнуть при резком повышении кровяного давления в мозговых сосудах вследствие значительного подъема общего артериального давления (отек называют гипертензивным). Ишемия мозга также может быть причиной отека, называемого ишемическим. Такой отек развивается вследствие ишемического повреждения структурных элементов мозговой ткани, в которых начинаются процессы усиленного катаболизма (в частности, распад крупных молекул белка) и появляется большое количество осмотически активных фрагментов макромолекул ткани. Повышение осмотического давления в мозговой ткани в свою очередь обусловливает усиленный переход воды с растворенными в ней электролитами из микрососудов в межклеточные пространства и внутрь тканевых элементов мозга, которые при этом резко набухают.

Изменение микроциркуляции может влиять на развитие отека мозга любой этиологии. Решающую роль играют изменения уровня кровяного давления в микрососудах мозга, во многом определяющие степень

Схема 6.4. Патогенная и компенсаторная роль циркуляторных факторов отека головного мозга

178

фильтрации воды с электролитами из крови в тканевые пространства. В •связи с этим возникновение артериальной гиперемии или венозного застоя крови в мозге сопровождается развитием отека, например после черепно-мозговой травмы. Большое значение имеет также состояние гематоэнцефалического барьера, так как от него зависит переход в тканевые пространства из крови не только осмотически активных частиц, но и других компонентов плазмы крови, например жирных кислот, которые в свою очередь повреждают ткань мозга и способствуют накоплению в ней избыточного количества воды.

Используемые для лечения отека осмотически активные вещества, повышающие осмолярность крови, часто оказываются малоэффективными. Циркулируя в крови, они способствуют резорбции воды главным образом из неповрежденной ткани мозга. Дегидратация тех частей мозга, в которых отек уже развился, нередко не происходит из-за того, что, вопервых, в поврежденной ткани имеются условия, способствующие задержке жидкости (высокая осмолярность, набухание клеточных элементов), и, во-вторых, вследствие нарушения гематоэнцефалического барьера осмотически активное вещество, введенное с терапевтической целью в кровь, переходит в ткань мозга и еще более всего способствует задержке там воды, вызывая больший отек мозга.

6.6. Кровоизлияние в мозг

•

Кровь изливается из сосудов в ткань мозга при двух условиях (схема 6.5). Чаще это происходит при разрыве стенок мозговых артерий, если повышено внутрисосудистое давление (при резком подъеме общего артериального давления и недостаточной его компенсации в результате констрикции соответствующих мозговых артерий). Такие кровоизлияния в мозг, как правило, возникают во время гипертонических кризов, когда общее артериальное давление внезапно повышается и компенсаторные механизмы артериальной системы мозга не срабатывают. Другим фак-

Схема 6.5. Причины и последствия кровоизлияний в головной мозг

179

Г лава 7. Воспаление

Воспаление — развивающийся в месте повреждения реактивный патологический процесс. Воспаление способствует:

—ограничению (локализации) повреждения;

—нейтрализации действия и разрушению (уничтожению) повреждающего агента;

—разрушению (лизису) нежизнеспособных тканей и удалению продуктов их распада.

Благополучное завершение воспаления — необходимое условие последующего заживления раны и восстановления нарушенных функций.

Причины воспаления. Все факторы, вызывающие повреждение, могут стать причиной воспаления. К ним относятся физические (механическая сила, электрический ток, ионизирующая радиация, высокая и низкая температура и др.) и химические факторы (кислота, щелочь, паренхиматозные яды; подлежащие выведению продукты обмена веществ —• соли мочевой кислоты, билирубин и др.); инфекционные агенты (бактерии, вирусы, простейшие); биологические процессы — расстройства кровообращения, рост опухолей, иммунные реакции и др.

Признаки воспаления. Еще в первом веке нашей эры римский врач Корнелиус Цельс указал на4 кардинальных признака всякого острого воспаления: красноту (rubor), припухлость (tumor), жар (calor) и боль (dolor). Столетие спустя греческий врач Гален добавил к ним еще один — нарушенную функцию (functio laesa).

7.1. Нарушение микроциркуляции

Развитие воспаления связано с характерными изменениями кровотока в микроциркуляторных сосудах, которые детально изучены в экспериментах in vivo на тонких и потому прозрачных органах (брыжейка, ушная раковина) животных разных видов при помощи светового микроскопа. Первые исследования такого рода были выполнены на брыжейке лягушки более 100 лет назад немецким патологом Ю. Конгеймом.

К микроциркуляторным сосудам (или сосудам периферического сосудистого ложа) относят мелкие артерии диаметром менее 50 мкм; артериолы и метартериолы, диаметр которых составляет около 10 мкм; истинные капилляры (3 — 7 мкм), часть которых начинается от метартериол; посткапиллярные венулы (7—30 мкм), принимающие кровь из 2 — 4 капилляров; собирающие венулы первого и второго порядка диаметром 3 0 — 50 мкм и 50—100 мкм соответственно, возникающие после слияния сначала посткапиллярных, а потом и собирающих венул.

181

Стенки артериол, метартериол и собирающих венул имеют в своем составе гладкомышечные клетки, которые иннервируются вегетативными нервными волокнами. Стенки капилляров и посткапиллярных венул лишены таковых. Капиллярный кровоток регулируется специальными прекапиллярными сфинктерами. Каждый сфинктер образован одной гладкомышечной клеткой, которая окружает капилляр в месте его отхождения от метартериолы.

При воспалении различают 4 стадии изменений кровотока в микроциркуляторных сосудах:

—кратковременный (преходящий) спазм приносящих артериол;

—расширение микроциркуляторных сосудов и ускорение кровотока (артериальная гиперемия);

—дальнейшее расширение сосудов и замедление кровотока (венозная гиперемия);

—остановку кровотока (стаз).

Преходящий спазм приносящих артериол отчетливо выражен при быстро развивающемся повреждении, например при ожоге или механической травме. Он мало заметен или отсутствует, если вызывающее воспаление повреждение развивается постепенно, например при инвазии бактерий. Сосудистый спазм продолжается обычно несколько секунд, но иногда (при ожогах) несколько минут.

отсутствие его при повреждении, начинается с артериол и метартериол. Затем расслабляются прекапиллярные сфинктеры и растет число функционирующих капилляров. Увеличивается кровенаполнение поврежденного участка органа — возникает гиперемия, которая обусловливает первый макроскопический признак воспаления — покраснение. Если воспаление развивается в коже, температура которой ниже температуры притекающей к ней крови, то температура гиперемированного участка повышается — возникает жар. Жар не является признаком воспаления внутренних органов, температура которых равна температуре крови.

Поскольку первое время после расширения микроциркуляторных сосудов в зоне воспаления скорость кровотока в них значительно превышает норму, а потребление кислорода тканями меняется незначительно, оттекающая от очага воспаления кровь содержит много кислорода и мало восстановленного гемоглобина, что придает ей ярко-красную окраску. Эту стадию сосудистого ответа иногда называют стадией артериальной гиперемии,, и она действительно внешне мало отличается от активной гиперемии в здоровой ткани. Однако артериальная гиперемия при воспалении сохраняется недолго — обычно от 10 до 30 мин (тем короче, чем сильнее выражено повреждение) и сменяется венозной гиперемией, при которой увеличенное кровенаполнение органа сочетается с замедлением кровотока.

Венозная гиперемия начинается с максимального расширения приносящих артериол и прекапиллярных сфинктеров, которые становят-

182

ся нечувствительными к сосудосуживающим стимулам, а также с затруднения венозного оттока. Скорость кровотока в микроциркуляторных сосудах падает. Содержание восстановленного гемоглобина в протекающей через поврежденный участок крови возрастает, и ее цвет приобретает синюшный оттенок.

При прогрессивном снижении скорость кровотока в микроциркуляторных сосудах — чаще всего в посткапиллярных венулах — происходит полная остановка кровотока — стаз. При рассматривании в световом микроскопе такие сосуды представляются заполненными непрерывной массой стекловидного вещества, состоящего из вплотную прилежащих друг к другу форменных элементов крови.

Развитие воспалительной гиперемии характеризуется увеличением проницаемости стенок микроциркуляторных сосудов для белка. Увеличение сосудистой проницаемости обнаруживают уже через несколько минут (иногда через 30—60 с) после начала воспалительной гиперемии, быстро (в течение 20—30 мин) нарастает до максимума, снижается через 1 ч и вновь нарастает, удерживаясь на высоком уровне в течение нескольких часов ил и даже нескольких суток. Особенно сильные изменения проницаемости фиксируют в посткапиллярных венулах, в меньшей степени — в капиллярах и других микроциркуляторных сосудах.

Изменения микроциркуляции при воспалении обусловлены различными механизмами. Первоначальный спазм артерий и артериол возникает, по-видимому, в результате прямого воздействия повреждающих факторов на гладкие мышцы сосудов, которые отвечают на повреждение сокращением. Возможно также, что повреждающие стимулы высвобождают нейромедиаторы из окончаний сосудосуживающих нервов.

Возникновение артериальной гиперемии обусловлено появлением в зоне повреждения вазоактивных веществ, прежде всего гистамина и брадикинина, которые относятся к большой группе так называемых медиаторов воспаления. И гистамин, и брадикинин воздействуют через свои специфические рецепторы на клетки эндотелия микроциркуляторных сосудов, которые высвобождают в ответ оксид азота (N0) и другие сосудорасширяющие вещества.

В развитии артериальной гиперемии при воспалении участвует также аксон-рефлекс — местный сосудорасширяющий рефлекс, возникающий при возбуждении окончаний тонких немиелинизированных афферентных волокон группы С и осуществляющийся без участия центральной нервной системы. Афферентные волокна группы С (проводники болевой чувствительности) широко ветвятся на периферии. При этом окончания одних веточек какого-либо одного чувствительного волокна свободно располагаются в тканях, а окончания других веточек того же самого волокна тесно контактируют с микроциркуляторными сосудами. Если отдельные веточки такого афферентного волокна возбуждаются повреждающими стимулами (механическими, термическими или химическими), в них возникают нервные импульсы, которые распространяются на другие веточки этого волокна, в том числе и на те, которые оканчиваются на со-

183

судах. Когда нервные импульсы достигают сосудистых окончаний афферентных волокон группы С, из них высвобождаются сосудорасширяющие пептиды (вещество Р, нейропептид Y и др.). Помимо прямого действия на микроциркуляторные сосуды, вазоактивные пептиды вызывают дегрануляцию находящихся вблизи нервных окончаний тучных клеток, что приводит к высвобождению гистамина и других вазоактивных веществ. Вовлечение аксон-рефлекса существенно расширяет зону гиперемии при* воспалении.

Основной причиной закономерной смены артериальной гиперемии на венозную при воспалении является экссудация — выход жидкой части крови из микроциркуляторных сосудов в окружающую ткань. Экссудация сопровождается увеличением вязкости крови. Сопротивление току крови растет, скорость кровотока падает. Кроме того, вызванное экссудацией увеличение внутритканевого давления приводит к сдавлению венозных сосудов, что затрудняет отток крови из зоны воспаления и способствует развитию венозной гиперемии.

Экссудация является необходимым условием возникновения стаза — остановки кровотока — обычного явления при воспалении. Как правило, стаз возникает в отдельных сосудах микроциркуляторного русла, когда их проницаемость резко возрастает. При этом плазма выходит из сосуда, а сам сосуд оказывается заполненным массой плотно прилежащих друг к другу форменных элементов. Высокая вязкость такой массы делает невозможным ее продвижение по сосуду. Возникает стаз. Стаз может разрешиться, если проницаемость сосуда восстановится, а постепенное просачивание между форменными элементами плазмы приведет к снижению вязкости эритроцитной массы до некоторого критического уровня.

Собственно экссудация обусловлена прежде всего увеличением проницаемости стенки микроциркуляторных сосудов для белка, что происходит в результате существенных изменений сосудистого эндотелия. Уже в самом начале воспаления между эндотелиальными клетками посткапиллярных венул, а затем и других микроциркуляторных сосудов возникают широкие щели, легко пропускающие молекулы белка. Есть доказательства того, что образование таких щелей — результат активного сокращения (ретракции) эндотелиальных клеток, вызываемого медиаторами воспаления (гистамин, брадикинин и др.), воздействующими на специфические рецепторы поверхности эндотелиальных клеток.

Когда белки крови, прежде всего альбумины, начинают просачиваться из сосудов, онкотическое давление крови падает, а онкотическое давление интерстициальной жидкости растет. Снижается градиент онкотического давления между плазмой и интерстицием, удерживающий воду внутри сосудов. Начинается переход жидкости из сосудов в окружающее пространство. К факторам, способствующим выходу жидкости из сосудов, относится рост гидростатического давления внутри капилляров, вызванный расширением приносящих артериол, и увеличение осмотическо-

184

го давления интерстициальной жидкости, обусловленное накоплением в интерстиции осмотически активных продуктов распада тканей.

Скопление жидкости в зоне повреждения — воспалительный отек ткани — увеличивает размеры воспаленного участка. Возникает припухлость — еще один характерный макроскопический признак воспаления.

7.2. Воспалительные экссудаты

Экссудат — это жидкость, накапливающаяся во внесосудистом пространстве при воспалении в результате повышения проницаемости микроциркуляторных сосудов. По существу в каждом случае острого воспаления в экссудате, помимо воды и солей, можно обнаружить все компоненты крови, из которой он образуется (белки, лейкоциты и даже эритроциты). Однако общее количество экссудата, так же как и относительное содержание в нем отдельных белковых фракций и разных форменных элементов, может быть различным. Эти различия определяются многими факторами, в том числе характером агента, вызывающего воспаление; морфологическими и физиологическими особенностями ткани, в которой развивается воспаление; состоянием реактивности организма. В соответствии с особенностями состава различают серозный, катаральный, фибринозный, гнойный и геморрагический экссудат.

Серозный экссудат, состоящий преимущественно из воды и альбуминов, образуется на ранних стадиях воспаления кожи (типичный пример — экссудат в пузырях на ладонях, возникающих после работы лопатой, веслами), при воспалении слизистых оболочек и серозных полостей (серозный плеврит, перитонит, перикардит и др.).

Катаральный (слизистый) экссудат образуется при воспалении слизистых оболочек носоглотки, воздухоносных путей легких, желудоч- но-кишечного тракта. Катаральные экссудаты отличаются от серозных высоким содержанием мукополисахаридов и секреторных антител (иммуноглобулинов класса А). В них содержится также лизоцим.

Фибринозный экссудат образуется при сильных повреждениях эндотелия, сопровождающихся значительной утечкой высокомолекулярного фибриногена. Вышедший из сосудов фибриноген полимеризуется в нити фибрина. Такого рода экссудат характерен для некоторых бактериальных инфекций — дифтерии, дизентерии, пастереллеза. Он возникает при воспалении верхних дыхательных путей, толстой кишки, перикарда, брюшины.

Гнойный экссудат содержит большое количество сохранных и разрушенных лейкоцитов, фрагменты некротизированных тканей, частично лизированных ферментативным перевариванием. Гнойный экссудат образуется чаще всего при инфекциях, вызываемых так называемыми пиогенными бактериями, — стафилококками, стрептококками, пневмококками и др.

Геморрагический экссудат содержит значительное количество эритроцитов. Он образуется при тяжелых повреждениях сосудов, сопро-

185

вождающихся гибелью эндотелиальных клеток и разрушением базальной мембраны. Геморрагический экссудат характерен для острой гриппозной пневмонии, сибирской язвы, отравления фосгеном.

Функции экссудата. Образование экссудата — важнейшая составляющая воспалительного ответа. В результате экссудации происходит разведение (снижение концентрации) бактериальных и других токсинов, образующихся в очаге воспаления, их разрушение поступающими из плазмы крови протеолитическими ферментами. Во время экссудации в очаг воспаления поступают сывороточные антитела, которые нейтрализуют бактериальные токсины и способствуют фагоцитозу. Содержащиеся в экссудатах компоненты комплемента после их активации в очаге воспаления поддерживают воспалительную гиперемию, стимулируют выход лейкоцитов из сосудов в очаг воспаления, содействуют фагоцитозу — поглощению лейкоцитами чужеродных частиц. Фибриноген экссудата превращается в фибрин, нити которого создают структуры, облегчающие переход в рану лейкоцитов крови, что способствует фагоцитозу. Молекулы фибрина могут служить субстратом для образования биологически активных пептидов — медиаторов воспаления.

Однако экссудация имеет и отрицательные последствия. Например, вызванный экссудацией сильный отек гортани способен приводить к удушью; экссудация при воспалении мозговых оболочек — к угрожающему жизни повышению внутричерепного давления; воспалительный отек слизистой оболочки желчевыводящих путей — к нарушению выведения желчи и желтухе и т.д.

Сопровождающий экссудацию рост внутритканевого давления, особенно значительного при затруднениях лимфооттока, нарушает микроциркуляцию и может вызвать ишемическое повреждение тканей. Значительные отложения-фибрина способствуют избыточному разрастанию соединительной ткани, препятствуя тем самым процессам восстановления нормальной структуры и функции поврежденного органа.

7.3.Эмиграция лейкоцитов периферической крови в очаг воспаления

Микроциркуляторные сосуды в зоне воспаления становятся местом массового выхода — эмиграции — циркулирующих в крови лейкоцитов во внесосудистое пространство. Феноменология этого процесса детально изучена в экспериментах in vivo с использованием разных методов световой микроскопии. Когда скорость кровотока в микроциркуляторных сосудах при воспалении замедляется (артериальная гиперемия сменяется венозной), «плывущие» с током крови лейкоциты все чаще и чаще задерживаются у внутренней стенки посткапиллярных венул. Они могут некоторое время медленно «катиться» по внутренней поверхности этих сосудов, после чего уносятся из зоны воспаления вместе с током крови. По мере того как воспаление прогрессирует, все большее и большее число лейкоцитов, «прокатившись» некоторое расстояние по поверхности со-

186

суда, плотно прикрепляются (прилипают) к эндотелию. В результате такой адгезии уже через 2 — 4 ч после начала острого воспаления вся внутренняя стенка посткапиллярных сосудов в зоне воспаления оказывается покрытой слоем лейкоцитов и приобретает вид «булыжной мостовой». Спустя 1 — 2 ч после этого возникает массовая эмиграция лейкоцитов во внесосудистое пространство.

Когда лейкоциты выходят из сосуда, они преодолевают по крайней мере две преграды: слой эндотелия и базальную мембрану. Через эндотелий лейкоциты проходят, протискиваясь сквозь щели между эндотелиальными клетками. Базальная мембрана преодолевается, по-видимому, после ее ограниченного растворения протеазами лейкоцитов. Одной из таких протеаз может быть желатиназа, хранящаяся внутри специальных цитоплазматических гранул. Процесс перехода лейкоцита через стенку сосуда продолжается от 2 до 12 мин, Он не сопровождается заметным повреждением сосуда и осуществляется преимущественно в посткапиллярных венулах.

В эмиграции участвуют все формы лейкоцитов периферической крови: нейтрофилы, моноциты, лимфоциты, эозинофилы, базофилы. При остром воспалении первыми эмигрируют нейтрофилы, спустя несколько часов — моноциты и лимфоциты и другие формы лейкоцитов.

Эмиграция лейкоцитов обусловлена появлением в зоне повреждения медиаторов воспаления — химических веществ, роль которых специально обсуждается ниже. Многие из этих медиаторов воздействуют на клетки эндотелия посткапиллярных венул, вызывая экспрессию на мембране этих клеток особых молекул адгезии. Начинается сложный процесс взаимодействия эндотелиальных клеток с циркулирующими лейкоцитами, а затем лейкоцитов с элементами межклеточного матрикса, который приводит в конечном счете к накоплению лейкоцитов крови в очаге воспаления.

Три типа молекул адгезии участвуют в эмиграции лейкоцитов во время воспаления: селектины, интегрины, молекулы, относящиеся к так называемому семейству иммуноглобулинов. Первоначальная слабая адгезия лейкоцитов к эндотелию опосредуется селектинами — мембранными гликопротеинами, взаимодействующими с углеводными лигандами. Известны три члена группы селектинов: L-, Е- и Р-селектины.

L-селектин экспрессируется постоянно по поверхности всех форм лейкоцитов. Е-селектин появляется на поверхности мембраны эндотелиальных клеток через несколько часов после их активации цитокинами, которые выявляют в тканях после повреждения. Р-селектин синтезируется в эндотелиальных клетках постоянно, но не экспрессируется на поверхности, а накапливается внутри клеток в специальных секреторных тельцах Вейбела—Палада. Под влиянием медиаторов воспаления, в частности гистамина, эти тельца быстро — в течение нескольких минут — перемещаются к плазматической мембране, после чего содержащийся в них Р-селектин появляется на поверхности клетки. Именно Р-селектин эндо-

187