Адо А.Д. Патологическая физиология

Подождите немного. Документ загружается.

Вполне естественно, что в процессе эволюции животного мира раз-

вился весьма совершенный регулирующий механизм, устраняющий та-

кие нарушения. Экспериментами было доказано, что сосудистыми эф-

фекторами этого механизма являются магистральные артерии мозга,

которые активно суживаются, кактолько затрудняется отток венозной кро-

ви 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 измене-

ния в мозге могут быть непосредственными причинами отека. Отек мо-

жет возникнуть при резком повышении кровяного давления в мозговых

сосудах вследствие значительного подъема общего артериального дав-

ления (отек называют гипертензивным). Ишемия мозга также может быть

причиной отека, называемого ишемическим. Такой отек развивается

вследствие ишемического повреждения структурных элементов мозго-

вой ткани, в которых начинаются процессы усиленного катаболизма (в

частности, распад крупных молекул белка) и появляется большое коли-

чество осмотически активных фрагментов макромолекул ткани. Повыше-

ние осмотического давления в мозговой ткани в свою очередь обуслов-

ливает усиленный переход воды с растворенными в ней электролитами

из микрососудов в межклеточные пространства и внутрь тканевых эле-

ментов мозга, которые при этом резко набухают.

Изменение микроциркуляции может влиять на развитие отека моз-

га любой этиологии. Решающую роль играют изменения уровня кровяно-

го давления в микрососудах мозга, во многом определяющие степень

178

Схема

6.4. Патогенная и компенсаторная роль

циркуляторных факторов отека головного мозга

фильтрации воды с электролитами из крови в тканевые пространства. В

•связи с этим возникновение артериальной гиперемии или венозного за-

стоя крови в мозге сопровождается развитием отека, например после

черепно-мозговой травмы. Большое значение имеет также состояние ге-

матоэнцефалического барьера, так как от него зависит переход в ткане-

вые 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 малоэффективны-

ми. Циркулируя в крови, они способствуют резорбции воды главным об-

разом из неповрежденной ткани мозга. Дегидратация тех частей мозга, в

которых отек уже развился, нередко не происходит из-за того, что, во-

первых, в поврежденной ткани имеются условия, способствующие задер-

жке 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 задерж-

ке там воды, вызывая больший отек мозга.

6.6. Кровоизлияние в мозг

* >

Кровь изливается из сосудов в ткань мозга при двух условиях (схе-

ма 6.5). Чаще это происходит при разрыве стенок мозговых артерий, если

повышено внутрисосудистое давление (при резком подъеме общего ар-

териального 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

тором, способствующим кровоизлиянию в головной мозг при этих усло-

виях, является значительное изменение структуры стенок сосудов, кото-

рые не выдерживают растягивающей силы повышенного кровяного дав-

ления (например, в области артериальных аневризм).

Поскольку кровяное давление в артериях мозга значительно превы-

шает уровень внутричерепного давления, при кровоизлияниях в мозг в

условиях герметически замкнутого черепа давление в нем повышается, и

окружающие очаг кровоизлияния структуры мозга деформируются. Кро-

ме того, структурные элементы ткани мозга повреждаются содержащи-

мися в крови токсичными ингредиентами. В конечном счете развивается

отек мозга. Поскольку все это возникает подчас внезапно и сопровожда-

ется тяжелым состоянием больного с потерей сознания и т.д., кровоиз-

лияния в мозг называют «апоплексическим ударом» (инсульт).

Возможны кровоизлияния в ткань мозга без морфологически обна-

руживаемого разрыва стенок мозговых сосудов. Это происходит при зна-

чительных повреждениях гематоэнцефалического барьера, когда из мик-

рососудов в тк*ань мозга начинают переходить не только составные

компоненты плазмы крови, но и ее форменные элементы. В отличие от

«апоплексического удара» этот процесс идет сравнительно медленно, но

сопровождается повреждением структурных элементов мозговой ткани

и развитием ее отека.

Г лава 7. Воспаление

Воспаление — развивающийся в месте повреждения реактивный па-

тологический процесс. Воспаление способствует:

— ограничению (локализации) повреждения;

— нейтрализации действия и разрушению (уничтожению) поврежда-

ющего агента;

— разрушению (лизису) нежизнеспособныхтканей и удалению продук-

тов 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 (механи-

ческая сила, электрический ток, ионизирующая радиация, высокая и низ-

кая температура и др.) и химические факторы (кислота, щелочь, паренхи-

матозные яды; подлежащие выведению продукты обмена веществ — соли

мочевой кислоты, билирубин и др.); инфекционные агенты (бактерии,

вирусы, простейшие); биологические процессы — расстройства крово-

обращения, рост опухолей, иммунные реакции и др.

Признаки воспаления. Еще в первом веке нашей эры римский врач

Корнелиус Цельс указал на4 кардинальных признака всякого острого вос-

паления: красноту (rubor), припухлость (tumor), жар (calor) и боль (dolor).

Столетие спустя греческий врач Гален добавил к ним еще один — нару-

шенную функцию (functio laesa).

7.1. Нарушение микроциркуляции

Развитие воспаления связано с характерными изменениями крово-

тока в микроциркуляторных сосудах, которые детально изучены в экспе-

риментах in vivo на тонких и потому прозрачных органах (брыжейка, уш-

ная раковина) животных разных видов при помощи светового микроскопа.

Первые исследования такого рода были выполнены на брыжейке лягуш-

ки более 100 лет назад немецким патологом Ю. Конгеймом.

К микроциркуляторным сосудам (или сосудам периферического со-

судистого ложа) относят мелкие артерии диаметром менее 50 мкм; арте-

риолы и метартериолы, диаметр которых составляет около 10 мкм; ис-

тинные капилляры (3—7 мкм), часть которых начинается от метартериол;

посткапиллярные венулы (7—30 мкм), принимающие кровь из 2—4 капил-

ляров; собирающие венулы первого и второго порядка диаметром 30—

50 мкм и 50—100 мкм соответственно, возникающие после слияния сна-

чала посткапиллярных, а потом и собирающих венул.

181

Стенки артериол, метартериол и собирающих венул имеют в своем

составе гладкомышечные клетки, которые иннервируются вегетативны-

ми нервными волокнами. Стенки капилляров и посткапиллярных венул

лишены таковых. Капиллярный кровоток регулируется специальными пре-

капиллярными сфинктерами. Каждый сфинктер образован одной глад-

комышечной клеткой, которая окружает капилляр в месте его отхожде-

ния от метартериолы.

При воспалении различают 4 стадии изменений кровотока в микро-

циркуляторных сосудах:

— кратковременный (преходящий) спазм приносящих артериол;

— расширение микроциркуляторных сосудов и ускорение кровотока

(артериальная гиперемия);

— дальнейшее расширение сосудов и замедление кровотока (веноз-

ная гиперемия);

— остановку кровотока (стаз).

Преходящий спазм приносящих артериол отчетливо выражен при

быстро развивающемся повреждении, например при ожоге или механи-

ческой травме. Он мало заметен или отсутствует, если вызывающее вос-

паление повреждение развивается постепенно, например при инвазии

бактерий. Сосудистый спазм продолжается обычно несколько секунд, но

иногда (при ожогах) несколько минут.

Расширение микроциркуляторных сосудов и ускорение крово-

тока (артериальная гиперемия), возникающее вслед за спазмом или в

отсутствие его при повреждении, начинается с артериол и метартериол.

Затем расслабляются прекапиллярные сфинктеры и растет число функ-

ционирующих капилляров. Увеличивается кровенаполнение повреж-

денного участка органа — возникает гиперемия, которая обусловливает

первый макроскопический признак воспаления — покраснение. Если вос-

паление 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 превы-

шает 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 ги-

перемии, и она действительно внешне мало отличается от активной ги-

перемии в здоровой ткани. Однако артериальная гиперемия при воспа-

лении 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 замедлени-

ем кровотока.

Венозная гиперемия начинается с максимального расширения

приносящих артериол и прекапиллярных сфинктеров, которые становят-

182

ся нечувствительными к сосудосуживающим стимулам, а также с затруд-

нения венозного оттока. Скорость кровотока в микроциркуляторных со-

судах падает. Содержание восстановленного гемоглобина в протекаю-

щей через поврежденный участок крови возрастает, и ее цвет приобретает

синюшный оттенок.

При прогрессивном снижении скорость кровотока в микроциркуля-

торных 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. Увели-

чение 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 че-

рез 1 ч и вновь нарастает, удерживаясь на высоком уровне в течение не-

скольких часов или даже нескольких суток. Особенно сильные изменения

проницаемости фиксируют в посткапиллярных венулах, в меньшей сте-

пени — в капиллярах и других микроциркуляторных сосудах.

Изменения микроциркуляции при воспалении обусловлены различ-

ными механизмами. Первоначальный спазм артерий и артериол возни-

кает, по-видимому, в результате прямого воздействия повреждающих

факторов на гладкие мышцы сосудов, которые отвечают на повреждение

сокращением. Возможно также, что повреждающие стимулы высвобож-

дают 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 ме-

диаторов воспаления. И гистамин, и брадикинин воздействуют через свои

специфические рецепторы на клетки эндотелия микроциркуляторных со-

судов, которые высвобождают в ответ оксид азота (N0) и другие сосудо-

расширяющие вещества.

В развитии артериальной гиперемии при воспалении участвует так-

же

аксон-рефлекс

— местный сосудорасширяющий рефлекс, возникаю-

щий при возбуждении окончаний тонких немиелинизированных афферен-

тных 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 во-

локна тесно контактируют с микроциркуляторными сосудами. Если от-

дельные веточки такого афферентного волокна возбуждаются поврежда-

ющими 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 аффе-

рентных волокон группы С, из них высвобождаются сосудорасширяющие

пептиды (вещество Р, нейропептид У и др.). Помимо прямого действия

на микроциркуляторные сосуды, вазоактивные пептиды вызывают дег-

рануляцию 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 ста-

за — остановки кровотока — обычного явления при воспалении. Как пра-

вило, 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 прилежа-

щих 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 посте-

пенное 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 про-

исходит в результате существенных изменений сосудистого эндотелия.

Уже в самом начале воспаления между эндотелиальными клетками пост-

капиллярных венул, а затем и других микроциркуляторных сосудов воз-

никают широкие щели, легко пропускающие молекулы белка. Есть дока-

зательства того, что образование таких щелей — результат активного

сокращения (ретракции) эндотелиальных клеток, вызываемого медиато-

рами воспаления (гистамин, брадикинин и др.), воздействующими на спе-

цифические рецепторы поверхности эндотелиальных клеток.

Когда белки крови, прежде всего альбумины, начинают просачивать-

ся из сосудов, онкотическое давление крови падает, а онкотическое дав-

ление интерстициальной жидкости растет. Снижается градиент онкоти-

ческого давления между плазмой и интерстицием, удерживающий воду

внутри сосудов. Начинается переход жидкости из сосудов в окружающее

пространство. К факторам, способствующим выходу жидкости из сосу-

дов, относится рост гидростатического давления внутри капилляров, выз-

ванный 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 припух-

лость — еще один характерный макроскопический признак воспаления.

7.2. Воспалительные экссудаты

Экссудат

— это жидкость, накапливающаяся во внесосудистом

про-

странстве при воспалении в результате повышения проницаемости мик-

роциркуляторных сосудов. По существу в каждом случае острого вос-

паления 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 относи-

тельное содержание в нем отдельных белковых фракций и разных фор-

менных элементов, может быть различным. Эти различия определяются

многими факторами, в том числе характером агента, вызывающего вос-

паление; морфологическими и физиологическими особенностями ткани,

в которой развивается воспаление; состоянием реактивности организ-

ма. В соответствии с особенностями состава различают серозный, ката-

ральный, фибринозный, гнойный и геморрагический экссудат.

Серозный экссудат, состоящий преимущественно из воды и аль-

буминов, образуется на ранних стадиях воспаления кожи (типичный при-

мер — экссудат в пузырях на ладонях, возникающих после работы лопа-

той, 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 (им-

муноглобулинов класса А). В них содержится также лизоцим.

Фибринозный экссудат образуется при сильных повреждениях эн-

дотелия, сопровождающихся значительной утечкой высокомолекулярного

фибриногена. Вышедший из сосудов фибриноген полимеризуется в нити

фибрина. Такого рода экссудат характерен для некоторых бактериаль-

ных инфекций —- дифтерии, дизентерии, пастереллеза. Он возникает при

воспалении верхних дыхательных путей, толстой кишки, перикарда, брю-

шины.

Гнойный экссудат содержит большое количество сохранных и раз-

рушенных лейкоцитов, фрагменты некротизированных тканей, частично

лизированных ферментативным перевариванием. Гнойный экссудат об-

разуется чаще всего при инфекциях, вызываемых так называемыми пио-

генными бактериями, — стафилококками, стрептококками, пневмококка-

ми 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 гриппоз-

ной пневмонии, сибирской язвы, отравления фосгеном.

Функции экссудата. Образование экссудата — важнейшая состав-

ляющая воспалительного ответа. В результате экссудации происходит

разведение (снижение концентрации) бактериальных и других токсинов,

образующихся в очаге воспаления, их разрушение поступающими из плаз-

мы 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 воспа-

ления поддерживают воспалительную гиперемию, стимулируют выход

лейкоцитов из сосудов в очаг воспаления, содействуют фагоцитозу — по-

глощению лейкоцитами чужеродных частиц. Фибриноген экссудата пре-

вращается в фибрин, нити которого создают структуры, облегчающие пе-

реход в рану лейкоцитов крови, что способствует фагоцитозу. Молекулы

фибрина могут служить субстратом для образования биологически актив-

ных пептидов — медиаторов воспаления.

Однако экссудация имеет и отрицательные последствия. Например,

вызванный экссудацией сильный отек гортани способен приводить к уду-

шью; экссудация при воспалении мозговых оболочек — к угрожающему

жизни повышению внутричерепного давления; воспалительный отексли-

зистой оболочки желчевыводящих путей — к нарушению выведения жел-

чи и желтухе и т.д.

Сопровождающий экссудацию рост внутритканевого давления, осо-

бенно значительного при затруднениях лимфооттока, нарушает микро-

циркуляцию и может вызвать ишемическое повреждение тканей. Значи-

тельные отложения "фибрина способствуют избыточному разрастанию

соединительной ткани, препятствуя тем самым процессам восстановле-

ния 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 свето-

вой микроскопии. Когда скорость кровотока в микроциркуляторных со-

судах при воспалении замедляется (артериальная гиперемия сменяется

венозной), «плывущие» с током крови лейкоциты все чаще и чаще задер-

живаются у внутренней стенки посткапиллярных венул. Они могут неко-

торое время медленно «катиться» по внутренней поверхности этих сосу-

дов, 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 та-

кой адгезии уже через 2—4 ч после начала острого воспаления вся внут-

ренняя 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 эндо-

телий лейкоциты проходят, протискиваясь сквозь щели между эндотели-

альными 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 посткапил-

лярных венулах.

В эмиграции участвуют все формы лейкоцитов периферической кро-

ви: 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 поврежде-

ния медиаторов воспаления — химических веществ, роль которых специ-

ально обсуждается ниже. Многие из этих медиаторов воздействуют на

клетки эндотелия посткапиллярных венул, вызывая экспрессию на мемб-

ране этих клеток особых молекул адгезии. Начинается сложный процесс

взаимодействия эндотелиальных клеток с циркулирующими лейкоцита-

ми, а затем лейкоцитов с элементами межклеточного матрикса, который

приводит в конечном счете к накоплению лейкоцитов крови в очаге вос-

паления.

Три

типа

молекул

адгезии участвуют в эмиграции лейкоцитов во вре-

мя воспаления: селектины, интегрины, молекулы, относящиеся к так на-

зываемому семейству иммуноглобулинов. Первоначальная слабая адге-

зия лейкоцитов к эндотелию опосредуется селектинами — мембранными

гликопротеинами, взаимодействующими с углеводными лигандами. Из-

вестны три члена группы селектинов: Ь, Е- и Р-селектины.

1--селектин

экспрессируется постоянно по поверхности всех форм

лейкоцитов.

Е-селектин

появляется на поверхности мембраны эндотели-

альных клеток через несколько часов после их активации цитокинами,

которые выявляют в тканях после повреждения.

Р-селектин

синтезирует-

ся в эндотелиальных клетках постоянно, но не экспрессируется на поверх-

ности, а накапливается внутри клеток в специальных секреторных тель-

цах Вейбела—Палада. Под влиянием медиаторов воспаления, в частности

гистамина, эти тельца быстро — в течение нескольких минут — пере-

мещаются к плазматической мембране, после чего содержащийся в них

Р-селектин появляется на поверхности клетки. Именно Р-селектин эндо-

187