Патогенез. В результате действия раздражителя в ткани последовательно возникает ряд изменений.
Альтерация означает раздражение и повреждение рецепторов, мембран, внутри клеточных органелл (особенно ядер, лизосом, митохондрий), целых клеток, межклеточного вещества, периферических кровеносных и лимфатических сосудов. Альтерация является первым и непосредственнным следствием действия флогогенного фактора. Она включает комплекс обменных, физико - химических, структурных и функциональных изменений в поврежденных тканях. Морфологически она проявляется различными формами и степенями дистрофии и некроза.
Различают два вида альтерации: первичную и вторичную.
Первичная альтерация возникает в ответ на прямое действие воспалительного (флогогенного) фактора и пролонгирует его патогенное действие. Степень и характер альтерации зависит от интенсивности и от свойств флогогенного фактора, а также от локализации и площади повреждения, реактивности и резистентности поврежденных структур и организма в целом.
По мере развития воспаления в очаге первичного повреждения и прилегающих к нему участках ткани развиваются нарушения кровообращения, нервной трофики, гипоксия, ацидоз, появляются токсины. Эти изменения являются важными патогенетическими факторами, вызывающими вторичную альтерацию.
Вторичная альтерация возникает под влиянием различных патогенетических факторов: как местных изменений (физико - химических факторов, количества и активности медиаторов воспаления, сосудистых реакций и д р.), так и системных (нервной и гуморальной, в том числе эндокринной и иммунной ) реакций.
Альтерация первичная и, особенно, вторичная сопровождаются возникновением комплекса разнообразных структурных, физико - химических, обменных и функциональных изменений как в поврежденных структурах, так и вокруг них. Альтерация является пусковым механизмом развития нижеперечисленных изменений, развивающихся по типу цепной реакции.
Экссудация и эмиграция лейкоцитов. Экссудация – выход плазмы крови и форменных элементов за пределы кровеносных сосудов. Изменяется проницаемость сосудов микроциркуляторного русла – гистамин, брадикинин ее увеличивают. При разрыве клеточных контактов путем сокращения эндотелиальных клеток плазма выходит за пределы сосудов, а лейкоциты мигрируют, передвигаясь в направлении воспалительного очага. Интенсивность воспалительной реакции, степень проницаемости гистогематического барьера влияют на количество белков экссудата и их качественный состав. При малых повреждениях наблюдают экссудат с низкомолекулярными соединениями, при более крупных – с высокомолекулярными соединениями и клетками крови.
Эмиграция – выход лейкоцитов за пределы стенок сосудов. Эмиграция начинается с краевого стояния лейкоцитов: клетки сначала замедляют движение вдоль сосудистой стенки, а затем останавливаются. Полиморфно-ядерные лейкоциты выделяют ферменты, увеличивающие проницаемость базальной мембраны. Первыми в очаге воспаления появляются нейтрофилы. Эмигрировавшие лейкоциты движутся по направлению к объекту взаимодействия (хемотаксис). В очаг воспаления вслед за нейтрофилами начинают постепенно эмигрировать моноциты и лимфоциты. Эмигрировавшие лейкоциты частично гибнут в резко измененной среде очага воспаления, другие же проявляют свою фагоцитарную способность.
Пролиферация – размножение клеточных элементов по мере удаления продуктов распада из очага воспаления. При повреждении тканей образуются не только провоспалительные медиаторы, но и факторы, стимулирующие восстановление поврежденных субклеточных структур, а также клеток и тканей. Активированные нейтрофилы и макрофаги выделяют специфический медиатор – трансформирующий фактор роста β1. Взаимодействие ИЛ-1, ФНОα, трансформирующего фактора роста β1 активирует рост и размножение клеточных элементов. Погибшие клетки в незначительной степени замещаются уже при развитии альтерации, экссудации и пролиферации. Процесс наиболее выражен в завершающей фазе воспаления. По мере освобождения очага от возбудителей и погибших клеток изменяется клеточный состав экссудата. Уменьшается содержание нейтрофилов, других сегментоядерных гранулоцитов. Важным путем выведения гематогенных клеток из очага воспаления является запрограммированная гибель (апоптоз). Нейтрофилы, лимфоциты, эозинофилы расчленяются на отдельные апоптозные тела путем фрагментации хроматина, без разрушения клеточных мембран и выброса лизосомальных ферментов. В процессе апоптозной трансформации клетки теряют возможность секретировать протеолитические ферменты, что способствует затуханию воспаления. Макрофаги легко поглощают фрагменты апоптозных лейкоцитов. Апоптозные тела не инициируют образование провоспалительных цитокинов.
Погибающие гранулоциты замещаются макрофагами и лимфоцитами. Макрофаги завершают фагоцитоз погибших клеток и продуктов распада. Часть лимфоцитов под влиянием интерлейкинов преобразуется в плазматические клетки, продуцирующие антитела, инактивирующие антигены.
Пролиферация начинается на периферии очага повреждения образованием грануляционной ткани, получившей название из-за гранулем (зернышек). Центр гранулемы представлен капилляром, сформированным из эндотелиальных клеток и клеток адвентиции, окруженных мезенхимальными элементами. Узелки сливаются и образуют демаркационный вал – барьер, отделяющий очаг воспаления от здоровой ткани. В дальнейшем основное значение приобретают фибробласты, образующиеся в результате дифференцировки клеток соединительной ткани.
Со временем количество сосудов и клеток в грануляционной ткани уменьшается. Фибробласты пролиферируют, дифференцируются в зрелые формы – фиброциты, которые синтезируют коллагеновые волокна, формирующие рубцовую ткань. В случае сравнительно небольших повреждений, особенно эпителия кожи, слизистых оболочек, воспаление завершается регенерацией – восстановлением структуры и функции ткани. При обширных повреждениях тканевой дефект замещается рубцовой тканью.
Комплекс физико-химический изменений включает нарастающие в динамике воспалительного процесса:
- ацидоз (снижение РН),
- гиперионию (увеличение количества Na+, K+, Ca+2, Cl-, HPO4- и д р.),
- дисионию (увеличение внеклеточного K+и внутриклеточного Na+),
- гиперосмию (увеличение осмотического давления),
- гиперонкию (увеличение онкотического давления),
- увеличение дисперсности и гидрофильности белков паренхиматозных, нервных и, особенно, соединительно-тканных структур и т.д.
Достаточно высока роль физико-химических изменений в очаге воспаления для увеличения образования и изменения активности медиаторов воспаления.
Роль реактивности в развитии воспаления. Воспалительный процесс является результатом реакции организма на местное повреждение, вызванное флогогеном. Реакция организма зависит прежде всего от его реактивности, которая в первую очередь оп ределяется функциональным состоянием его высших регуляторных систем — нервной, эндокринной, иммунной. Роль реактивности, нервной, эндокринной и иммунной систем в развитии воспаления находит свое выражение в качественных отличиях воспалительной реакции при измененной реактивности организма.
Участие нервной системы в патогенезе воспаления стало очевидным благодаря исследованиям И. И. Мечникова по сравнительной патологии воспаления, показавшим, что чем сложнее организм, чем более дифференцирована его нервная система, тем ярче и полнее выражена воспалительная реакция. В последующем была установлена существенная роль рефлекторных механизмов в возникновении воспаления. В настоящее время не вызывает сомнения рефлёктный механизм кратковременного спазма артериол, аксон-рефлекторная природа' вазрдйлятации в очаге воспаления. Наряду с этим показано, что предварительная анестезия ткани в месте приложения флогогена отодвигает и заметно ослабляет воспалительную реакцию. Анатомический или химический перерыв афферентной части рефлекторной дуги в ходе воспалительного процесса ослабляет его дальнейшее развитие. О роли рефлекторных реакций свидетельствуют и данные клинических наблюдений, подтверждающие, что воспаление может спонтанно развиваться на симметричных участках тела.
Значительное влияние на развитие воспаления оказывает эндокринная система. По отношению к воспалению гормоны можно разделить на про- и противовоспалительные. К первым относятся соматотропин, минерало-кортикоиды, тиреоидные гормоны, инсулин, ко вторым — кортикотропин, глюкокортикои-ды, половые гормоны. Гормоны модулируют различные воспалительные явления: нарушения микроциркуляции и сосудистой проницаемости, эмиграцию, фагоцитоз, пролиферацию. Механизм действия гормонов такжево многом связан с модуляцией секреции медиаторов воспаления путем взаимодействия со специфическими рецепторами на мембранах секреторных клеток и изменения соотношения циклических нуклеотидов в клетках. Имеют значение и непосредственные эффекты гормонов на сосуды и соединительную ткань, а также нарушения обмена веществ, обусловленные измененной выработкой при воспалении различных гормонов.
При классификации воспаления учитывают характер течения процесса и тканевых реакций, а также этиологию. По течению выделяют острое, подострое и хроническое воспаление, по преоблада- нию той или иной фазы воспалительной реакции— альтера- тивное, экссудативное и пролиферативное воспаление.
+В зависимости от причинных факторов различают банальное, или неспецифическое, и специфическое воспаление. Первое вызывается самыми разнообразными факторами (биологическими, физически- ми, химическими), второе — специальными возбудителями (туберкулеза, сифи- лиса, лепры, склеромы и сапа).
В сохранении жизни животного мира важную роль играют защитно-приспособительные реакции, сформировавшиеся в процессе эволюции. В ответ на повреждения любой этиологии включаются сложнейшие взаимосвязанные и саморегулирующиеся процессы, такие, как воспаление, лихорадки, иммунитет и др. В ряду этих реакций воспалению принадлежит важная роль в развитии борьбы за сохранение жизни. Воспаление следует рассматривать как реакцию, направленную на сохранение жизнедеятельности организма, восстановление структуры и функции поврежденных тканей. В ответ на действие вредного фактора поврежденная ткань продуцирует множество биологически активных веществ (медиаторов воспаления), определяющих реакцию нервной, эндокринной, иммунной систем, кроветворных органов, крови, кровообращения, дыхания, обмена веществ, выделения. Организм стремится прежде всего локализовать поврежденную ткань, предупредить распространение патологического процесса. Вокруг очага воспаления начинает формироваться защитный барьер. На границе между здоровой и воспаленной тканью образуется демаркационный вал из соединительнотканных элементов. Внутри очага воспаления микро- и макрофаги вступают в борьбу с микроорганизмами. В конечном итоге неспецифические и специфические факторы защиты обеспечивают ликвидацию очага воспаления.
Наряду с положительной стороной воспаление может сопровождаться и негативными явлениями. К ним следует отнести гибель собственных клеток, альтеративные изменения, нарушение структуры и функции отдельных органов, тканей, образование рубцов и спаек.
Лихорадка – защитно-приспособительная реакция организма на инфекционные факторы и продукты распада собственных тканей, характеризующейся активным повышением температуры тела. Ее следует рассматривать как наиболее часто встречающийся симптом различных болезней и, прежде всего инфекционного происхождения.
Патогенез. Лихорадочная реакция по своей природе неспецифична. Ее развитие характеризуется общими закономерностями, присущими многим инфекционным и незаразным болезням животных и человека.
Пирогены, поступающим с инфекционным началом извне (первичные), стимулируют образование в организме вторичных, эндогенных пирогенов. В выработке последних принимают участие нейтрофилы, моноциты, фиксированные макрофаги. К эндогенным пирогенам относят ИЛ-1β, ФНОα, ИЛ-6, α-интерферон. Установлено, что в цепь влияния пирогенов на центр терморегуляции включаются простагландины. Во время лихорадки в спинно-мозговой жидкости возрастает содержание простагландинов Е1 и Е2. они являются медиаторами лихорадки. Образование эндогенных пирогенов представляет собой ведущий патогенетический фактор в развитии лихорадки любой этиологии.
Эндогенные пирогены меняют физико-химическое постоянство внутренней среды, что приводит к раздражению рецепторного аппарата, как на периферии, так и в центральных образованиях. Возникает специфическая афферентная импульсация и поступает в гипоталамус, где импульсы с «периферии» сопоставляются в нейронах гипоталамуса с эталонным, генетически заданным значением, представляющим собой «установочную точку». Отклонение от эталона порождает первичные эфферентные импульсы.
В формировании лихорадочной реакции, помимо гипоталамических центров, принимают участие вышележащие отделы ЦНС. Влияние коры больших полушарий мозга выражается в регуляции деятельности подкорковых теплорегулирующих центров. Устранение этого влияния приводит к более быстрому и интенсивному повышению температуры в ответ на пирогенное раздражение. Изменение функционального состояния коры больших полушарий, ведущее, в свою очередь, к нарушению ее связей с подкорковыми теплорегулирующими центрами, может привести к существенным сдвигам в реакциях организма на пирогенный раздражитель. Развитие тормозного состояния в коре больших полушарий, распространяющееся на нижележащие подкорковые образования, часто ведет к тому, что подъему температуры предшествует отрицательная фаза лихорадочных реакций. Это имеет место при неврозах, наркотическом сне, введении больших доз пирогенов.
Особенности индивидуальной реактивности по отношению к пирогенным раздражителям, различия в характере и степени лихорадки при одних и тех же заболеваниях у разных животных, как и колебания в характере температурных реакций у одного и того же больного, могут зависеть от общего соотношения тормозного и возбудительного процессов в ЦНС.
Перестройка уровня функционирования подкорковых нервных образований сопровождается вовлеченностью в реакцию ряда эндокринных желез.
В формировании лихорадочной реакции в ответ на бактериальные пирогены существенные значение имеет активация гипоталамо-гипофиз-надпочечниковой и симпатоадреналовой систем. Освобождение избыточного количества кортикостероидов и освобождение катехоламинов создает легкодоступные источники энергии путем образования глюкозы из гликогена, свободных жирных кислот из резервов триглицеридов, усиливает сердечную деятельность, повышает артериальное давление.
Определенное значение в развитии лихорадки имеет щитовидная железа. При гипотиреозе наблюдается более вялое течение лихорадочной реакции. Одновременное удаление щитовидной железы и гипофиза, щитовидной железы и надпочечников резко нарушает теплорегуляцию и значительно снижает способность животных лихорадить. При гипертиреозе наблюдаются более резкие и быстрые подъемы температуры тела. Таким образом, лихорадка является сложнейшей интегральной реакцией всего организма.
Участие химической терморегуляции в лихорадочном подъеме температуры тела проявляется приростом образования тепла главным образом в мышцах при возникновении дрожи, а также в паренхиматозных органов, особенно в печени.
Главным источником повышенной теплопродукции при лихорадке являются резервы жира, когда под влиянием гипоталамо-гипофиз-надпочечниковой системы усиливается липолиз в жировой ткани.
Накопление тепла в организме лихорадящих животных определяется не только усиленной теплопродукцией, но и ограничением отдачи тепла во внешнюю среду. Это осуществляется вазомоторными реакциями, определяющими величину кожного кровотока, конвективные теплопотери. Соотношение уровней теплопродукции и теплоотдачи зависит от динамики процесса.