В дестабилизации биологических мембран

С точки зрения патоморфологии в зоне воспаления возникают или явления некроза, или явления дистрофии — вакуольной, белковой, жировой. Всем клеточным элементам в зоне альтерации прежде всего будет свойственно повреждение биологических мембран, в частности цитоплазматических, лизосомальных, митохондриальных, ядерных и др. Дестабилизация биологических мембран обусловлена действием комплекса патогенных факторов: бактериальных токсинов, БАВ, лизосомальных ферментов, избыточных концентраций ионов водорода, активных форм кислорода и др., приводящих к усилению процессов свободнорадикального окисления, каналообразования и увеличению проницаемости клеточных мембран.

Дестабилизация цитоплазматических мембран сопровождается нарушением пассивной диффузии ионов по ионселективным каналам и их активного энергозависимого транспорта, что обусловливает изменение уровня поляризации клеток и, соответственно, нарушение их функциональной активности. В центре очага воспаления в зоне некроза возникают стойкая деполяризация клеточной мембраны, невозможность реполяризации, отсутствие функциональной активности клеток и болевой чувствительности. По периферии зоны воспаления частично сохранена активность энергозависимого транспорта ионов Nа, К, Са в клеточных мембранах, в меньшей степени изменена пассивная диффузия по ионселективным каналам, что обусловливает в целом развитие частичной деполяризации клеток, повышение их возбудимости и болевой чувствительности.

Повышение проницаемости лизосомальных мембран приводит к выходу лизосомальных ферментов в цитоплазму клеток и активации процессов внутриклеточного аутолиза или выходу ферментов через поврежденную цитоплазматическую мембрану в окружающую среду и развитию вторичной альтерации.

Активирование лизосомальных липаз и фосфогидролаз в зоне альтерации сопровождается отщеплением полиненасыщенных жирных кислот (арахидоновой и линоленовой) от фосфолипидов, в частности от лецитина цитоплазматических мембран с последующим усилением синтеза простагландинов и лейкотриенов.

Как известно, в эндотелии сосудов имеется фермент простациклинсинтетаза, превращающий эндоперекись-простагландин G₂ в простациклин, препятствующий агрегации тромбоцитов и тромбообразованию в нормальных неповрежденных сосудах. При повреждении эндотелия в зоне альтерации возникает недостаточность активности простациклинсинтетазы и усиливается трансформация простагландина G₂ в тромбоксан А₂ под влиянием тромбоксансинтетазы тромбоцитов. Избыточное образование тромбоксана сопровождается развитием спазма сосудов, усилением агрегации тромбоцитов и развитием тромбообразования.

Повышенное образование в зоне альтерации полиненасыщенных жирных кислот приводит к субстратной активации фермента липоксигеназы, обеспечивающей усиленное образование лейкотриенов (А, В, С, D, Е) в зоне воспаления. Указанные биологически активные соединения обладают выраженным вазогенным действием подобно гистамину, серотонину, кининам, простагландинам.

Появление активированных лизосомальных протеаз, эластаз, коллагеназ во внеклеточной среде в зоне альтерации приводит к распаду соединительной ткани, органоспецифических клеточных элементов, десквамации эндотелия сосудов и повреждению более глубоких слоев сосудистой стенки. Обращает на себя внимание тот факт, что в зоне десквамации эндотелия и обнажения подлежащих коллагеновых волокон сосудов возникает каскад реакций активации различных протеолитических ферментов, калликреин-кининовой системы, активация тромбоцитарного и коагуляционного гемостаза, фибринолиза.

Повреждение эндотелия в зоне альтерации индуцирует и развитие реакций адаптации, в частности превращение плазминогена в плазмин с последующим усилением фибринолиза, обеспечивающего лизис тромбов и нормализацию кровообращения в зоне воспаления.

Что касается влияния лизосомальных ферментов на функциональную и метаболическую активность клеточных ядер, необходимо отметить следующие закономерности: на фоне действия слабых или умеренных по силе альтерирующих факторов возникает лимитированная активация лизосомальных ферментов, что сопровождается усилением процессов фосфорилирования, карбоксилирования, ацетилирования основных ядерных белков — гистонов, ослаблением прочности их связи с молекулой ДНК, дерепрессией генома клеток и повышением активности ДНК. Последнее обусловливает усиление процессов репликации, транскрипции и трансляции в клетках, создает основу для развития пролиферации и регенерации.

Под действием грубых альтерирующих факторов возникают тотальная активация лизосомальных ферментов, избыточное освобождение в цитоплазму клеток рибонуклеаз, дезоксирибонуклеаз, вызывающих развитие явлений аутолиза цитоплазмы, двунитчатые разрывы ДНК, в связи с чем становится невозможной репарация клеток, прогрессируют процессы альтерации и некроза.

В зоне альтерации происходят характерные изменения структуры и функции митохондрий различных клеточных элементов, причем, наиболее часто структурные изменения митохондрий проявляются в виде конденсации, набухания, появления митохондриальных включений, а также в виде изменения формы, числа митохондрий, размеров митохондриальных крист. Структурные изменения митохондрий, как правило, сопровождаются функциональными изменениями — разобщением процессов дыхания и окислительного фосфорилирования, возникновением дефицита АТФ и подавлением всех энергозависимых реакций в клетках.

Дестабилизация мембран эндоплазматической сети органоспецифических и соединительнотканных элементов также сопровождается типовыми изменениями функций указанной внутриклеточной структуры — нарушением процессов синтеза, накопления и внутриклеточного транспорта белков, липидов, углеводов, сдвигами внутриклеточного баланса ионов кальция, поскольку в мембранах эндоплазматической сети находится ферментная система Са-АТФазы, обеспечивающей энергозависимый транспорт кальция из цитоплазмы клеток.

В целом исход альтерации зависит от силы и природы патогенного фактора, реактивности структур, на которые он действует, и от реактивности организма. Повреждение ткани и воспалительный процесс в одном случае могут носить обратимый характер, а в другом случае необратимый. Проявлением альтерации являются дистрофия, некроз и атрофия клеток и ткани в целом.

Дистрофия — это патологический процесс, характеризующийся нарушением трофики клеточных структур, в результате чего в тканях развиваются морфологические изменения, нарушение метаболизма и функции данной ткани или органа. При быстром устранении альтерирующего фактора и благоприятном течении болезни дистрофия может носить обратимый характер.

Некроз — это гибель отдельных клеток, участка ткани или целого органа в живом организме. Некроз является необратимым процессом, характеризующимся полной утратой всех функций, свойственных клеткам. Исход некроза может быть благоприятным, когда некротизированный участок прорастает соединительной тканью и организуется. Неблагоприятный исход некроза — гнойное расплавление тканей и всасывание токсических продуктов аутолиза в кровь. В этом случае развиваются интоксикация, лихорадка, нарушение гомеостаза, функций сердечно-сосудистой, дыхательной, нервной систем и др. Некроз жизненно важных органов очень часто приводит к неблагоприятному исходу.

Атрофия — это уменьшение размеров клеток, тканей и органов с ослаблением их функции. Атрофия может носить общий характер (раковая кахексия, алиментарное истощение) и местный. В очаге хронического воспаления развивается местная атрофия, она развивается на стадии венозной гиперемии и связана со сдавлением ткани воспалительной жидкостью. Кроме этого механизма развития, атрофия в зоне воспаления может носить и нейрогенный характер. Если атрофические процессы выражены умеренно, причина воспаления быстро устраняется, то структура и функция клеток восстанавливаются.