В патогенезі запалення розрізняють наступні компоненти: 1) альтерацію (первинну і вторинну), 2) порушення мікроциркуляції з явищами ексудації і еміграції складових компонентів крові за межі судинного русла, 3) проліферацію. Ці компоненти іноді називають стадіями запалення. Все ж необхідно пам‘ятати, що відмічені процеси не є строго послідовними, вони перекриваються в часі, оскільки в надрах однієї стадії зароджується інша.
Пусковим механізмом гострого запалення виступає альтерація.
1. Альтерація - пошкодження тканини, порушення у ній живлення (трофіки) й обміну речовин, її структури та функції. Розрізняють первинну та вторинну альтерацію.
Первинна альтерація. Запалення завжди починається з ушкодження тканини. Після дії ушкоджуючого фактора в клітинах виникають структурні зміни і порушення метаболізму, характер яких залежить від інтенсивності ушкоджуючого фактора і типу тканини.
Вторинна альтерація виникає під впливом факторів, які утворюються в результаті первинної альтерації. Ці фактори називають медіаторами запалення, які значно розширюють і поглиблюють запальний процес.
Медіатори запалення - це біологічно активні речовини і сполуки, які утворюються в місці запалення і, по-суті, визначають його патогенез.
Розрізняють медіатори: 1) клітинного походження, які утворюються і активуються в різних клітинах і 2) плазменного походження - утворюються у клітинах, але активуються у плазмі крові).
До медіаторів клітинного походження належать:
1) лізосомальні фактори,
2) продукти дегрануляції тканинних базофілів (біогенні аміни: гістамін, серотонін),
3) похідні арахідонової кислоти,
4) пептиди і білки (лейкокіни, цитокіни, ферменти),
Медіатори плазменного(гуморального) походження включають:
1) калікреїн-кинінову систему,
2) продукти активації комплементу,
3) продукти активації зсідаючої і фібринолітичної систем крові.
Характеристика медіаторів клітинного походження:
1. До лізосомальних факторів належать: а) лізосомальні ферменти (кислі і нейтральні гідролази), б) неферментні катіонні білки, в) вільні радикали і пероксиди.
а) Основним джерелом лізомальних ферментів є лейкоцити. Вони:
- викликають вторинну альтерацію,
- приймають участь в утворенні і активації інших медіаторів запалення: стимулюють дегрануляцію тканинних базофілів, активують калікреїн-кінінову систему, систему комплемента, звільняють арахідонову кислоту із фосфоліпідів клітинних мембран,
- підвищують проникність капілярів завдяки дії колагенази, еластази і гіалуронідази, які руйнують базальну мембрану судин,
- активують процеси гліколізу органічних речовин з утворенням молочної і піровиноградної кислот та розвитком місцевого ацидозу і гіперонкії.
б) Неферментні катіонні білки лізосом:
- викликають вторинну альтерацію,
- підвищують проникність судин,
- активують хемотаксис лейкоцитів.
в) Вільні радикали і пероксиди є факторами ушкодження клітин і позаклітинних структур.
2. Продукти дегрануляції тканинних базофілів (гістамін і серотонін):
- розширюють артеріоли з розвитком артеріальної гіперемії,
- підвищують проникність стінки судин,
- подразнюють нервові закінчення, що веде до виникнення болі.
3. Похідні арахідонової кислоти.
Під впливом фосфоліпази А2 (активується за допомогою іонів Са2+) відбувається вивільнення арахідонової кислоти із фосфоліпідів клітинних мембран. В подальшому можливі два шляхи перетворення арахідонової кислоти: циклоксигеназний (ЦОГ) і ліпоксигеназний (ЛОГ) з утворенням ейкозаноїдів. В результаті активації ЦОГ утворюються класичні простагландини Е2, D2 і F2α, тромбоксан (ТхА2) і простациклін (ПГ І2), при активації ЛОГ – лейкотрієни А4,В4,С4, D4 і Е4.
Простагландини утворюються в усіх клітинах, найбільше у ендотеліоцитах. Вони: а) розширюють артеріоли, б) звужують венули, в) підвищують проникність судинної стінки, г) зменшують поріг больової чутливості нервових закінчень.
Тромбоксан утворюється в тромбоцитах: а) звужує артеріоли, б) викликає агрегацію тромбоцитів.
Простациклін виділяється ендотеліоцитами і є антагоністом тромбоксану: а) розширює артеріоли, б) гальмує агрегацію тромбоцитів.
З ціллю пригнічення ЦОГ використовуються нестероїдні протизапальні препарати: діклофенак, бруфен, ібубруфен, індометацин.
Лейкотрієни утворюються лейкоцитами і тканинними базофілами:
а) володіють спазмогенним впливом на ГМК стінок судин, бронхіол і кишечника, б) стимулюють хемотаксис лейкоцитів, в) підвищують проникність судин.
4. Білки і пептиди.
Цитокіни включають лімфокіни і монокіни.
Цитокіни класифікують:
За механізмом дії: а) цитокіни, які ушкоджують клітини-мішені (цитотоксини); б) цитокіни, які викликають проліферацію клітин (мітогенні фактори); в) цитокіни, які впливають на міграцію різних типів клітин (хемотаксини).
Лімфокіни - продукти діяльності Т-лімфоцитів, серед яких ІЛ-2, ІЛ-3, ІЛ-4, ІЛ-5, ІЛ-7, ІЛ-8, інтерферон (ІФН), хемокіни.
ІФН: а) володіє антивірусною активністю; б) пригнічує проліферацію стовбурових клітин; в) індукує цитотоксичну і секреторну активність макрофагів.
Хемокіни – низькомолекулярні секреторні пептиди, які, в першу чергу, регулюють переміщення лейкоцитів у вогнище запалення.
Монокіни є продуктами діяльності клітин моноцитарно-макрофагального ряду. До них відносяться: інтерлейкін-1, інтерлейкін-6, фактор некрозу пухлин, колонієстимулюючий фактор. Найбільш важливим є ІЛ-1, який: а) активує Т-хелпери-1, в зв‘язку з чим вони отримують здатність синтезувати ІЛ-2; б) сприяє проліферації і диференціюванню В-лімфоцитів та продукції ними антитіл; в) підсилює проліферацію епітеліальних клітин тимуса та секрецію тимічних гормонів; г) володіє нейроендокринною дією, направленою на регуляцію функції гіпоталамуса і гіпофіза, через що викликає в організмі розвиток цілого комплексу змін (гарячку, сонливість, болі в м‘язах, суглобах, підвищення вмісту в крові білків “гострої фази запалення”); д) сприяє еміграції лейкоцитів в ділянку запалення.
ІЛ-6 активує В-лімфоцити, впливаючи на кінцеву стадію їх перетворення в плазматичні імунопродукуючі клітини
Лейкокіни - загальна назва різних БАР, які утворюються лейкоцитами, але не відносяться до цитокінів і Ig. З функціональної точки зору лейкокіни- це місцеві медіатори запалення, до яких відносяться: а) білки гострої фази, б) катіонні білки, в) фібронектин. Фібронектин, зокрема, володіє наступними ефектами: 1) опсонізація об‘єктів фагоцитозу, 2) фіксація об‘єкту фагоцитозу на поверхні фагоцитів, 3) продукти гідролізу фібронектину володіють високою хемотаксичною властивістю.
Ферменти – в ділянці запалення виявляються ферменти всіх основних груп: гідролази, трасферази, ліази, синтетази оксиредуктази і т.і.
За походженням вони поділяються на: 1) ендогенні – надходять із власних клітин ушкоджених тканин і лейкоцитів; 2) екзогенні – ферменти мікроорганізмів, грибків паразитів, трансплантата і т.і.
За біологічною роллю ферменти поділяються на: 1) регулятори метаболізму; 2) “генератори” медіаторів запалення; 3) регулятори проникності судинної стінки; 4) регулятори проникності клітинних мембран; 5) “санітари” – руйнують власні ушкоджені та чужорідні клітини; 6) “будівничі” – беруть участь у реакціях синтезу органічних речовин клітинних і позаклітинних структур.
5. Нейромедіатори: 1) катехоламіни (адреналін, норадреналін) володіють наступними ефектами: а) активують гліколіз, ліполіз, ліпопероксидацію (активація ПОЛ), б) підвищують транспорт іонів Са2+ в клітини, в) підсилюють скорочення ГМК і розвиток ішемії, г) регулюють еміграцію лейкоцитів із судин. 2) ацетилхолін: а) знижує тонус ГМК артеріол, сприяє розвитку артеріальної гіперемії, б) регулює процес еміграції лейкоцитів у вогнище запалення, в) стимулю фагоцитоз, г) активує проліферацію і диференціювання клітин.
Характеристика медіаторів плазменного (гуморального) походження
1. Калікреїн-кинінова система.
В плазмі крові існує неактивний протеолітичний фермент - калікреїноген. При появі в крові активних протеаз (лізосомальні ферменти, фактор Хагемана, трипсин, тромбін, плазмін та ін.) він перетворюється в активний фермент - калікреїн. Під дією калікреїну відбувається відщеплення від киніногену, який являє собою α2-глобулін, пептидів, які отримали назву - к и н і н и. Найбільш важливими к и н і н а м и є калідин і брадикинін, які складаються відповідно із 9 і 10 амінокислотних залишків. Вони викликають:
- розширення артеріол і розвиток артеріальної гіперемії,
- підвищення проникності судинної стінки із потенціюванням розвитку набряку і геморагій (брадикинін в 10-15 разів активніший гістаміну),
- подразнення нервових закінчень і виникнення болей,
- стимуляція міграції фагоцитів в ділянку запалення.
2. Продукти активації комплементу.
Комплемент - система білків сироватки крові, послідовна активація яких викликає ушкодження (перфорацію) клітинних мембран і, як наслідок, знищення (лізис) бактерій.
Система комплементу складається з 11 білків, що складають 9 фракцій, які позначаються С1, С2,..., С9. Білки комплементу регулюються такою ж кількістю інгібіторів і активаторів.
Активований комплемент здатний викликати вторинну альтерацію в ділянці запалення імунного походження.
Побічні продукти його активації - С3а і С5а: а) викликають дегрануляцію тканинних базофілів, б) виступають сильними хемотаксинами для лейкоцитів (нейтрофілів), в) підвищують проникність судин.
Проміжні продукти, зокрема С3b: а) володіють властивостями опсонінів, тобто полекшують фагоцитоз бактерій, б) виявляють протеазну активність, врезультаті чого активують калікреїн-кінінову і зсідаючу системи крові.
3. Продукти активації зсідаючої і фібринолітичної систем крові.
В розвитку запалення мають значення: 1) фібринопептиди (відщеплюються від фібриногену при перетворенні його в фібрин): а) підвищують проникність судин, б) активують хемотаксис лейкоцитів; 2) продукти деградації фібрину: підвищують проникність судин; 3) активні протеази (тромбін, плазмін): активують калікреїн-кінінову систему і систему комплемента.