anapaty zapalenia.doc

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, bradykinina, dopełniacz, prostaglandyny, leukotrieny, limfocyty, b.kationowe
• Działanie ogólnoustrojowe (gorączka) – lL-1, prostaglandyny

W zapaleniu biorą udział także białka adhezyjne: integryny, selektyny, adhezyny immunoglobulino podobne i krążące formy białek adhezyjnych.

Toxaemia (obecność toksyn we krwi) i bacteriaemia (bakterii)- krótkotrwałe, przy wydolnym ukł. odp.

Posocznica (septicaemia, sepsis)- gdy bakterie ropne ropnica (pyemia);  z tk. uwalniane mediatory, których działanie prowadzi do wzrostu przemiany materii, zużycia tlenu, gorączki, leukocytozy, nasilonego katabolizmu białek mięśni, porażenia drobnych naczyń, zagrożenia wstrząsem i możliwości wystąpienia DIC.

Objawy

• obrzęk, przekrwienie i odczyn zapalny w węzłach chłonnych, ogniska martwicze w grudkach chłonnych
• obrzmienie śledziony (tumor lienis acutus)
• płynność krwi, zespół DIC
• skaza krwotoczna w skórze, bł. śluzowych i surowiczych
• proces gnilny, przyspieszona hemoliza krwi

Zakażenie ogniskowe (infectio focalis) – przewlekłe ognisko zapalne, otoczone tk. ziarninową i łączną, źródło wysiewu bakterii i ich toksynàpowstawanie ognisk w innych narządach

Szerzenie się zapalenia

1)      przez naczynia krwionośne i chłonne- poprzez tętnice,  żyły (cienkie ściany, wolny prąd krwi, powstawanie zakażonych zakrzepów przyściennych – thrombophlebitis), naczynia limfatyczne (lymphangitis), węzły chłonne (lymphonodulitis), może dojść do zakażenia ogólnego (infetio generalisata)

2)      przez przewody- drogi moczowe, żółciowe, trzustkowe,oskrzeli, przewodów gruczołowych;  najczęściej wstępujące (infectio ascendens)

3)      przez bezpośredni kontakt- np.: z opłucnej płucnej na opłucną ścienną, rzadko

Przy inwazji bakterii i wirusów duże znaczenie ma ich patogenność, zjadliwość (wirulencja), liczba, organotropizm (zdolność namnażania i rozwoju zmian patologicznych w docelowych narządach, komórkach), enzymy(np.: kolagenoza, hialuronidaza), toksyny (egzo- i endo-).

Mechanizmy obronne organizmu

-ukł. imm. związany z błonami śluzowymi – MALT: GALT (p. pokarmowy), BALT (ukł. oddechowy).

-nabłonek skóry, nabłonek urzęsiony dróg oddechowych

-kw.  solny (żołądek), moczowy (drogi moczowe), mlekowy (pochwa)

- naturalna flora bakteryjna

-mechanizmy nieswoiste ogólne – konstytucja, wiek, predyspozycja rasowa

█►●☺☻☼
KLASYFIKACJA ZAPALEŃ

█ Czas trwania zapalenia
► Zapalenie ostre (inflammatio acuta) – od kilku dni do kilku tygodni
Przebiega tak samo niezależnie od czynnika etiologicznego. Mediatory powodują powstanie wysięku surowiczego, odkładanie włóknika, gromadzenie neutrofilów, później monocytów i limfocytów. Modyfikacje: reakcje immunologiczne – eozynofile, wirusy – neutrofile, długo trwające zap ziarniniakowe – limfocyty, kom plazmatyczne.
Mediatory: egzogenne(bakteryjne); z uszk kom (histamina, serotonina, proteazy, prostaglandyny); z osocza (kininy, układ dopełniacza, układ krzepnięcia)
Obserwujemy: odczyn wywołany przez wszystkie czynniki zapaleniotwórcze, w tym reakcja immunologiczne typu wczesnego; leukocytoza, zw przemiana materii; wzrost stęż alfa1- i alfa2-globulin
Cecha determinująca ostry przebieg: obecność neutrofilów
Po wyleczeniu powrót do stanu pierwotnego.
► Zapalenie podostre (inflammatio subacuta) – 4-6 tygodni
► Zapalenie przewlekłe (inflammatio chronica) – miesiące, lata
Mediatory: limfokiny(czynniki ham migrację makrofagów, chemotaktyczne, limfotoksycze, mitogenne limfocytów)
Obserwujemy: reakcje komórkowe nieswoiste → odczyn immunologiczny typu komórkowego; zmniejszona przemiana materii, leuko i limfocytoza, wz poziomu gammaglobulin, przeciwciała.
Cecha determinująca przewlekły przebieg: obecność limfocytów, plazmocytów, makrofagów i fibroblastów.
Czynniki które działają latami np. prątek gruźlicy. Neutrofile nie zniszczyły czynnika więc występuje naciek makrofagów i fibroblstów oraz zmiany wytwórcze. Trwałe uszkodzenie tkanek, powstanie blizny.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Mechanizm zapalenia ostrego.
Rozszerzenie arterioli i venuli(mediatory zapalenia) → wzrost przep naczyń → migracja leukocytów do ogniska → pogłębienie wypełnienia żyłek (lizolecytyna) i wz przep tych naczyń (aminy biogenne, polipeptydy, proteazy) → powstanie obrzęku zapalnego → kwasica, wzr ilości CO2, spadek poziomu ATP → uszkodzenie bł kom, uwolnienie enzymów z lizosomów → destrukcja tkanek
Może być powikłane odkładniem się amyloidu.

█ Podział morfologiczny zapaleń
Zmiany morfologiczne obecne przy zapaleniu:
- uszkodzenie (alteratio)
- wysiękanie (exsudatio)
- rozplem, proliferacja (proliferatio)
Przynależność do typu warunkowana przewagą jednej z cech.

► Zapalenie uszkadzające (inflamatio alterativa)
Przewaga zmian uszkadzających (zwyr miąższowe, wodniczkowe, tłuszczowe, martwica) nad zmianami wysiękowymi i rozplemowymi. Często w narz miąższowych jako zapalenie miąższowe. Może wycofać się bez śladu lub być przyczyną włóknienia.
Przyczyny: toksyny bakterii, wirusy, subst chemiczne.
Przykłady: choroba Heinego i Medina (poliomyelitis anterior acuta) u ludzi, choroba Rubartha (HCC – hepatitis contagiosa canum)

► Zapalenie wysiękowe (inflammatio exsudativa)
Przewaga wysięku. Uszkodzenie śródbłonka → wysięk surowiczy(przy silniejszym uszkodzeniu zawiera włóknik, neutrofile, erytrocyty)

● Zapalenie surowicze (infl serosa)
Przez ścianę naczyń przedostaje się płyn: bogaty w białka(pow 4%), przejrzysty, gęstość większa niż 1018-1021. Zawiera globuliny, albuminy, mało włóknika i pojedyncze neutrofile. Jeśli zawiera erytrocyty – zapalenie surowiczo-krwotoczne (infl serosohaemorrhagica).
Płyn gromadzi się w:
- jamach surowiczych
- pęch płucnych
...