ZAPALENIE (INFLAMMATIO S. PHLOGOSIS)
Jest to złożona reakcja obronna ukł. mezenchymalnego i krwionośnego na bodziec uszkadzający; rozwija się w wyniku toczącej się reakcji immunologicznej typu komórkowego i humoralnego, dochodzi do zaburzeń w krążeniu, wysięku, wyrównawczego rozplemu kom. mezenchymalnych i naczyń krwionośnych; kończy się zupełnym wyleczeniem lub rozwojem ziarniny i blizny.
Cechy charakterystyczne dla zapalenia to:
- zaczerwienienie (rubor)
-podwyższona temp.(calor)
- obrzmienie (tumor)
- ból (dolor)
-upośledzenie funkcji (functio laesa).
Etiologia zapalenia
1. Czynniki biologiczne (wirusy, bakterie, grzyby, pasożyty, owady, tk.martwe – zawał, zator, obumierająca doczesna, lub żywe – nowotwory)
Mają cechy antygenów pochodzenia zew. i wew., wywołują zapalenie przez tworzenie kompleksów immunologicznych lub uwrażliwienie limfocytów /makrofagów.
Patogeny biologiczne dzieli się na
· drobnoustroje jednokom.(np.: bakterie, pierwotniaki, drożdże)
· wielokomórczaki (grzyby)
· twory komórkopodobne (wirusy, priony)
Priony – samoreplikujące się białka, mają zdolność agregacji upodobniania się do amyloidu (pasażowane amyloidozy mózgowe), gł. ośrodkowy ukł.nerwowy, choroby: kuru-kuru, Jakoba i Creutzfeldta (encephalopatia spongiformis subacuta), rodzinna bezsenność u ludzi, trzęsawka owiec i kóz (scrapie), BSE krów (bovine encephalopatia spongiformis) i encefalopatia norek
Wirusy – bezwzględne pasożyty (namnażają się tylko w żywych komórkach), RNA lub DNA, otoczka białkowa, namnażają się niszcząc komórki lub po połączeniu z materiałem genetycznym komórki sprawiają, że traci ona swoją sprawność lub ulega transformacji nowotworowej (wirusy onkogenne); pobudzają ukł. imm. do produkcji przeciwciał.
Bakterie – brak jądra, ściana komórkowa, mogą być symbiotyczne, komensalne (obojętne) lub chorobotwórcze, rozmnażają się w kom.organizmu i na sztucznych pożywkach, produkują egzo- i endotoksyny oraz enzymy
Riketsje- odmiana bakterii, nie rosną na sztucznych pożywkach, przypominają baterie (posiadają enzymy metaboliczne, ścianę kom., zużywają tlen, wrażliwe na antybiotyki) i wirusy (żyją tylko w żywych komórkach), przenoszone przez owady, powodują zapalenie naczyń krwionośnych (rozplem, naciek okołonaczyniowy, zakrzepy) à wysypka na skórze, zapalenie mózgu, zgorzel skóry i tk. głębokich
Chlamydie- mają DNA i RNA, kom. otacza błona, pasożyty wew.kom., przenoszone z powietrzem, wodą, drogą płciową
Mikoplazmy- brak ściany komórkowej, rosną też na pożywkach sztucznych
Grzyby- jądro, cudzożywne
2. Czynniki chemiczne:
· Egzogenne, np.: alkohol, terpentyna, niektóre leki (zapalenie wątroby)
· Endogenne- toksyny i sub. chem. Uwolnione w ustroju np.: podczas mocznicy (mocznik, kwas moczowy), enzymy, endo- i egzotoksyny, metale ciężkie
3. Czynniki fizyczne – promieniowanie jonizujące i nadfioletowe, wysokie i niskie temperatury. Urazy mechaniczne, nierozpuszczalne ciała obce (nici chirurgiczne, talk)
Patofizjologia procesu zapalnego
Granulocyty- głównie w ostrej fazie zapalenia, jądro podzielone na płaty, dużo glikogenu w cytoplazmie (jego rozkład pokrywa w większości zapotrzebowanie energetyczne komórki). Pod wpływem czynników chemotaktycznych (tj. składniki błony kom. bakterii) migrują poza układ naczyniowy i dokonują jednorazowej fagocytozy bakterii (żyją krótko). Ich lizosomy zawierają:
· Enzymy proteolityczne (np.: trypsyna, katepsyna i plazmina)- rozpuszczają martwicę skrzepową w centrum ogniska zapalnego
· Enzymy histolityczne – po śmierci granulocytów, powodują oddzielenie martwej tkanki
· Enzymy bakteriobójcze:
- kolagenaza- rozkłada kolagen wokół kom. – lepszy dostęp
- lizozym – rozpuszczanie ściany kom. bakterii
- laktoferyna – wiąże żelazo
- mieloperoksydaza- wybuch tlenowy, pod jej wpływem tworzy się rodnik tlenkowy O2- i H2O2 + Cl- à chloramina (silnie bakteriobójcza)
- fosfataza kwaśna i zasadowa, elastaza, katepsyna G,
Wyzwalanie tych enzymów kontrolowane przez cykliczne nukleotydy, hamowane m.in. przez prostacyklinę PGI2 lub histaminę.
Wytwarzają też m.in. aktywator plazminogenu, czynnik aktywujący płytki (PAF), b.kationowe przyciągające monocyty
W procesie zapalnym: migracja à układanie wzdłuż ściany naczyń (marginacja – marginatio) à przyleganie dzięki integrynom na pow. granulocytów i białkom receptorowym na kom. śródbłonka
Monocyty i makrofagi (histiocyty) – największe kom. krwi, mają receptory dla fragmentu Fc IgG i fragmentu C3b dopełniacza, lizosomy z enzymami (fosfataza kwaśna, esteraza niespecyficzna, protezay, peroksydaza), wydzielają też skł. dopełniacza, interferon, TNF oraz IL-1 , która:
· pobudza hepatocyty do wydzielania b. ostrej fazy
· wywołuje gorączkę
· wzmaga katabolizm białek mięśni
· pobudza limfocyty do wzmożonej produkcji przeciwciał
Monocyt fagocytuje wolniej niż granulocyt, żyje w tk. długo, energia ze spalania tlenowego lub glikolizy, przyciągane do tk. przez bakterie, białka kationowe i czynniki pochodzące od limfocytów, przekształcają się w makrofagi.
Makrofagi pobudzają aktywność LiT i B, zlokalizowane są w śledzionie, szpiku kostnym, wątrobie (kom. Borowicza- Kupffera), płucach, jamach ciała (m. opłucnej, otrzewnej), skórze, tk. łącznej, kościach, tk. nerwowej, w wysiękach zapalnych, wokół ciał obcych (wielojądrowe kom. olbrzymie).
Fagocytują bakterie i rozpadłe tk., biorą udział w procesach zapalnych ostrych i przewlekłych.
Ziarniniaki – skupiska makrofagów, powstają pod wpływem czynnika hamującego migrację, układ kom. przypomina wtedy tk. nabłonkową – kom. nabłonkowate
Makrofagi mogą zlewać się i tworzyć:
· kom. olbrzymie typu ciał obcych o licznych nieregularnie rozłożonych jądrach (polikariocyty)
· kom. olbrzymie typu Langhansa – jądra na obwodzie
Działanie fagocytów
Wyróżniamy:
· fagocytozę – pochłanianie stałych makrocząsteczek
· ultrafagocytozę – pochłanianie stałych cząstek submikroskopowych
· pinocytozę – pochłanianie płynów
· rafaocytozę – pochłanianie pyłów
Etapy działania fagocytów:
1) Migracja do miejsc działania
Chemotaksja – na pow. fagocytów receptory dla sub. chemotaktycznych (peptydy i białka – C5a, limfokiny i cytokiny, aminokwasy i ich pochodne, produkty lipoksygenacji kw. arachidonowego, leukotrieny C, D i E (stanowiące powoli reagujący czynnik anafilaksji), PAF, toksyny bakteryjne. Fagocyt porusza się dzięki mikrofilamentom oraz mikrotubulom, potrzebny nakład ATP.
2) Adhezja materiału, który ma ulec fagocytozie – ułatwiona przez opłaszczenie sub. przeciwciałami i skł. C3 dopełniacza (opsoniny), receptory FcIgG na fagocytach
3) Wchłanianie materiału do cytoplazmy i tworzenie fagosomu
· przez tworzenie wypustek otaczających pochłonięty materiał- sub. związane z receptorem da Fc
· przez zgłębianie części błony stykającej się z sub. – gdy sub. związane są z rec. dla C3
4) Degranulacja- przyłączenie ziarnistości makrofaga do fagosomu (fagolizosom) - na początku pH 7, po przyłączeniu ziarnistości azurochłonnych spada à działają kwaśne hydrolazy
5) Zabijanie bakterii i rozkład pochłoniętego materiału:
a) Mechanizmy tlenowe:
Liza ściany kom. przez lizozym àudostępnienie błony kom. czynnikom zabijającym (gł. mieloperoksydazie)à wzrost zużycia tlenu w fagosomie związany z wytwarzaniem nadtlenków (kat. przez dehydrogenazę NADPH2)àtoksyczne działanie nadtlenków i mieloperosydazy utleniającej Cl- do jonów podchlorynowych à nadtlenki po opuszczeniu wakuoli przekształcane z udziałem katalazy i peroksydazy glutationowej w sub. nieszkodliwe dla fagosomuà zakwaszenie środowiskaà enzymy hydrolityczne powodują degradację pochłoniętego materiału
Eozynofile nie mają mieloperoksydazy tylko peroksydazę – jony bromkowe w kwas podbromawy (HOBr – właśc.. bakteriobójcze) łączy się z H2O2àtlen singletowy, oraz z aminami àbromaminy (toksyczne)
b) Mechanizmy beztlenowe:
-czynnik bakteriobójczy zwiększający przepuszczalność (BPI)- działa na bakterie Gram-ujemne, zwiększa przepuszczalność błon bakterii dla m.in. antybiotyków, hamuje oddychanie, neutralizuje endotoksyny
-katepsyna G- zabija G+, grzyby, uwrażliwia bakterie na lizozym
-defensyny- G+ i G-, grzyby, wirusy mające otoczki, zwiększają przepuszczalnośc błon, hamują procesy oddechowe
-lizozym (muramidaza)- G-, przecina wiązanie między kw. N-acetyomuraminowym i N-acetyloglukozaminą
-inne czynniki: laktoferyna, elastaza, główne białko zasadowe (MBP), aurocydyna
W procesie zapalnym oprócz granulocytów i makrofagów ważną rolę pełnią:
Kom. epitelialne- prezentują białko ICM-1 i kompleks MHC
Kom. śródbłonka- działanie prokoagulacyjne, antykoagulacyjne i fibrynolityczne (aktywator plazminogenu), wytwarzają prostacyklinę i tlenek azotu (syntetyzowany z udziałem syntazy tlenku azotu – NOS)
Tlenek azotu – aktywuje cyklazę guanylową w mm. gładkich naczyńà wnikanie i magazynowanie jonów Ca2+àrozkurcz kom. mięśniowej. Produkowany jest także przez makrofagi i neutrofile pod wpływem mediatorów zapalnych w czasie infekcji. Tworzące się rodniki tlenowe łączą się z NO dając silnie działające sub. (np.: dwutlenek azotu), które hamują fosforylację oksydacyjną w mitochondriach komórek doprowadzając do ich śmierci. Syntetyzowany przez bakterie komensalowi zabija bakterie chorobotwórcze.
Eozynofile:
-zdolność ruchu i fagocytozy kompleksów immunologicznych;
- są przyciągane przez histaminę, którą rozkładają dzięki histaminazie, leukotrieny i czynnik chemotaktyczny pochodzący z uczulonych kom. tucznych
-ziarnistości- silnie zasadowe białko (50%), fosfolipaza B i D, kwaśna fosfataza, peroksydaza, katalaza (kontroluje poziom H2O2 i działanie bakteriobójcze )
-choroby pasożytnicze, stany alergiczne i niektóre nowotwory
Kom. tuczne (mastocyty)i bazofile
Pochodza ze szpiku kostnego, ziarnistości metachromatyczne. Mediatory mastocytów można podzielić na 4 grupy:
-naczynioruchowe (np.: histamina, prostaglandyna)
-regulujące odp. imm. (np.: leukotrieny C i D, heparyna)
-chemotaktyczne (np.: czynnik chemotaktyczny dla granulocytów i limfocytów T i B)
-wpływające na tk. łączną (np.: tryptaza, hydrolazy)
Bazofile- kompleks antygen przeciwciało IgE łącząc się z rec. na pow. granulocyta powoduje jego degranulację (przez wzrost ST. Jonów Ca2+i skurcz miofilamentów) i uwolnienie kompleksów heparyny i proteinazy. Pojawiają się kininy rozszerzające naczynia i zwiększające ich przepuszczalność, heparyna powoduje migracje eozynofili do tk. oraz hamuje krzepnięcie krwi.
Mastocyty kontrolują stan zapalny, znajdują się w pobliżu ścian naczyń krwionośnych oraz w sąsiedztwie zakończeń nerwowych (np.: p. pokarmowy) -pobudzony neuron uwalnia neuroprzekaźniki aktywujące kom. tuczne które uwalniają m.in. histaminę, która powoduję wzrost wydzielania wody i uruchamia mechanizmy usuwające patogen z światła jelita.
Limfocyty
Rozpoznają obcy antygen i zapoczątkowują odp. imm. Wyróżniamy:
· Limfocyty B – produkują przeciwciała swoiste dla danego antygenu, przekształcają się plazmocyty
· Limfocyty T:
-pomocnicze- na pow. Obcny antygen CD 4, regulują odp. imm. i doprowadzają do jej rozwoju
-cytotoksyczne- swoiście niszczą obce kom., antygen CD 8
-supresorowe- hamują odp. imm., antygen CD 8
-pobudzone wydzielają limfokiny
· Limfocyty trzeciej populacji – L – receptor dla fragmentu Fc IgG, duże ziarnistości, zaliczamy tu kom. K i NK (niszczą kom. nowotworowe i zarażone wirusami)
Mają małą możliwość ruchu, pojawiają się w późnych okresach ostrego zapalniea i w zapaleniach przewlekłych, gdy przechodzą do tk. przez barierę śródbłonka naczyń.
Pozostałe komórki:
-erytrocyty-przechodzą do tk. przy uszkodzeniu włośniczek, uczestniczą w zapaleniach krwotocznych
-fibroblasty i miofibroblasty w końcowych fazach zapalenia ostrego i przewlekłego, synteza kolagenu- blizna
-trombocyty- krzepnięcie krwi, uwalnianie sub. zwiększających przepuszczalność naczyń
Nieswoiste czynniki humoralne – dopełniacz, IFN, lizozym, b. reaktywne C, properdyna
Patofizjologia i patomorfologia zapalenia ostrego (inflammatio acuta)
Przebieg:
1) W miejscu uszkodzenia osiadają trombocytyàrozpoczyna się kaskada kw. arachidonowego w trombocytach oraz aktywacja osoczowego czynnika XII, na bakteriach aktywacja dopełniacza
2) Czynnik XII aktywuje kaskadę DIC oraz przemianę prekalikreiny w kalikreinęà uwalanianie bradykininyàrozkurcz naczynia i większa przepuszczalność śródbłonka
3) Kaskada kw. arachidonowego rozszerza się na inne kom. z udziałem kinin, produkty reakcji wywołują chemotaksję neutrofilów i eozynofilów oraz skurcz naczyń
4) Chemotaksja neutrofilów, monocytów i makrofagów wywołana także przez fragmenty dopełniacza C3a i C5, fagocytoza uszkodzonych komórek i bakterii , uwolnienie proteinaz podtrzymujących stan zapalny; czynnik chemotaktyczny dla eozynofilówà eozynofile rozkładają histaminę i unieczynniają heparynę.
Po pojawieniu się czynnika patogennego następuje chwilowy skurcz, a następnie rozkurcz naczynia (pobudzenie rec. H1 przez histaminę). W rozszerzonym naczyniu erytrocyty zlepiają się w środku strumienia a granulocyty przywierają do ścian naczynia. Zmniejszona szczelność ściany naczynia powoduje wydostawanie się płynu i erytrocytów poza naczynia (wysięk – exsudatio, przy przerwaniu bł. podstawnej ma charakter krwotoczny – e. haemorrhagica). Granulocyty i monocyty przechodzą czynnie na zew. pod wpływem czynników chemotaktycznych. Wydostawanie się komórek z wysiękiem:
- rozcieńcza czynnik patogenny
- zapobiega jego rozprzestrzenianiu się
- rozpuszcza martwe tkanki,
jednak powoduje także obrzmienie zapalne bł. śluzowych, niszczenie narządów, owrzodzenia, uszkodzenie bł. podstawnej naczyń włosowatych, wybroczyny, wysiew toksyn, ból.
W obrębie ogniska zapalnego obserwuje się:
-zaburzenia w krążeniu (pertubationes circulatoriae)
-zaburzenia przemiany materii- większe zużycie tlenu, gromadzenie kwasów, spadek pH
-zmiany wsteczne (metamorphoses regressivae)
Mediatory zapalenia:
· Działanie miejscowe (wzrost przepuszczalności naczyń, chemotaktycznie, przekrwienie) – histamina...
magilla7