Коли білки крові, насамперед альбуміни, починають просочуватися із судин, онкотическое тиск крові падає, а онкотичний тиск інтерстициальної рідини росте. Знижується градієнт онкотичного тиску між плазмою і інтерстицием, що утримує воду усередині судин. Починається перехід рідини із судин у навколишнє простір. До факторів, що сприяють виходу рідини із судин, відноситься ріст гідростатичного тиску усередині капілярів, викликаний розширенням що приносять артеріол, і збільшення осмотичного тиску інтерстициальної рідини, обумовлене нагромадженням у інтерстиції осмотично активних продуктів розпаду тканин.

Скупчення рідини в зоні ушкодження - запальний набряк тканини - збільшує розміри збудженої ділянки. Виникає припухлість - ще один характерна макроскопічна ознака запалення.

3. Запальні ексудати

Ексудат - це рідина, що накопичується у позасудинном просторі при запаленні в результаті підвищення проникності мікроциркуляторних судин. Власне кажучи в кожнім випадку гострого запалення в ексудаті, крім води і солей, можна знайти усі компоненти крові, з якої він утвориться (білки, лейкоцити і навіть еритроцити). Однак загальна кількість ексудата, так само як і відносний зміст у ньому окремих білкових фракцій і різних формених елементів, може бути різним. Ці розходження визначаються багатьма факторами, у тому числі характером агента, що викликає запалення; морфологічними і фізіологічними особливостями тканини, у якій розвивається запалення; станом реактивності організму. Відповідно до особливостей складу розрізняють серозний, катаральний, фібринозний, гнійний і геморрагічний ексудат.

Серозний ексудат, що складається переважно з води й альбумінів, утвориться на ранніх стадіях запалення шкіри (типовий приклад - ексудат у міхурах на долонях, що виникають після роботи лопатою, веслами), при запаленні слизуватих оболонок і серозних порожнин (серозний плеврит, перитоніт, перикардит і ін.).

Катаральний (слизуватий) ексудат утвориться при запаленні слизуватих оболонок носоглотки, повітроносних шляхів легень, шлунково-кишкового тракту. Катаральні ексудати відрізняються від серозних високим змістом мукополісахаридів і секреторних антитіл (імуноглобулінів класу А). У них міститься також лізоцим.

Фібринозний ексудат утвориться при сильних ушкодженнях ендотелія, що супроводжуються значним витоком високомолекулярного фібриногену. Фібриноген, що вийшов із судин, полімеризується в нитці фібрину. Такого роду ексудат характерний для деяких бактеріальних інфекцій - дифтерії, дизентерії, пастереллеза. Він виникає при запаленні верхніх дихальних шляхів, товстої кишки, перикарда, очеревини.

Гнійний ексудат містить велика кількість живих і зруйнованих лейкоцитів, фрагменти некротизованних тканин, частково лизированних ферментативним переварюванням. Гнійний ексудат утвориться найчастіше при інфекціях, викликуваних так називаними піогенними бактеріями, - стафілококами, стрептококами, пневмококами й ін.

Геморрагічний ексудат містить значна кількість еритроцитів. Він утвориться при важких ушкодженнях судин, що супроводжуються загибеллю ендотеліальних кліток і руйнуванням базальної мембрани. Геморрагический ексудат характерний для гострої грипозної пневмонії, сибірської виразки, отруєння фосгеном.

Функції ексудату. Утворення ексудату - найважливіша складова запальної відповіді. У результаті ексудації відбувається розведення (зниження концентрації) бактеріальних і інших токсинів, що утворяться у вогнищі запалення, їхнє руйнування ферментами, що надходять із плазми крові протеолітичними. Під час ексудації у вогнище запалення надходять сироваткові антитіла, що нейтралізують бактеріальні токсини і сприяють фагоцитозу. Містяться в ексудатах компоненти комплементу після їхньої активації у вогнищі запалення підтримують запальну гіперемію, стимулюють вихід лейкоцитів із судин у вогнище запалення, сприяють фагоцитозу - поглинанню лейкоцитами чужорідних часток. Фібриноген ексудата перетворюється у фібрин, нитки якого створюють структури, що полегшують перехід у рань лейкоцитів крові, що сприяє фагоцитозу. Молекули фібрину можуть служити субстратом для утворення біологічно активних пептидів - медіаторів запалення.

Однак ексудація має і негативні наслідки. Наприклад, викликаний ексудацією сильний набряк гортані здатний приводити до ядухи; ексудація при запаленні мозкових оболонок - до загрозливого життю підвищенню внутрічерепного тиску; запальний набряк слизуватої оболонки жовчовивідних шляхів - до порушення виведення жовчі і жовтяниці і т.д.

Супровідний ексудацію ріст внутрітихорецького тиску, особливо значного при утрудненнях лімфовідтока, порушує мікроциркуляцію і може викликати ішемічне ушкодження тканин. Значні відкладення-фібрину сприяють надлишковому розростанню сполучної тканини, перешкоджаючи тим самим процесам відновлення нормальної структури і функції ушкодженого органа.

4. Еміграція лейкоцитів периферичної крові у вогнище запалення

Мікроциркуляторне судини в зоні запалення стають місцем масового виходу - еміграції - циркулюючих у крові лейкоцитів у позасудинний простір. Феноменологія цього процесу детально вивчена в експериментах in vivo з використанням різних методів світлової мікроскопії. Коли швидкість кровотока в мікроциркуляторних судинах при запаленні сповільнюється (артеріальна гіперемія змінюється венозної), "пливучі" зі струмом крові лейкоцити все частіше й частіше затримуються у внутрішньої стінки посткапілярних венул. Вони можуть якийсь час повільно "котитися" по внутрішній поверхні цих судин, після чого несуться з зони запалення разом зі струмом крові. У міру того як запалення прогресує, усе більше і більше число лейкоцитів, "прокотивши" деяку відстань по поверхні судини, щільно прикріплюються (прилипають) до ендотелію. У результаті такої адгезії вже через 2-4 ч послу початку гострого запалення уся внутрішня стінка посткапілярних судин у зоні запалення виявляється покритої шаром лейкоцитів і здобуває вид "брукової бруківки". Через 1-2 ч після цього виникає масова еміграція лейкоцитів у позасудинний простір.

Коли лейкоцити виходять із судини, вони переборюють принаймні дві перешкоди: шар ендотелія і базальну мембрану. Через ендотелій лейкоцити проходять, протискуючи крізь щілини між ендотеліальними клітками. Базальна мембрана переборюється, очевидно, після її обмеженого розчинення протеазами лейкоцитів. Однієї з таких протеаз може бути желатиназа, що зберігається усередині спеціальних цитоплазматичних гранул. Процес переходу лейкоцита через стінку судини продовжується від 2 до 12 хв. Він не супроводжується помітним ушкодженням судини і здійснюється переважно в посткапілярних венулах.

В еміграції беруть участь усі форми лейкоцитів периферичної крові: нейтрофіли, моноцити, лімфоцити, еозинофіли, базофіли. При гострому запаленні першими емігрують нейтрофіли, через кілька годин - моноцити і лімфоцити й інші форми лейкоцитів.

Еміграція лейкоцитів обумовлена появою в зоні ушкодження медіаторів запалення - хімічних речовин, роль яких спеціально обговорюється нижче. Багато хто з цих медіаторів впливають на клітки ендотелію посткапілярних венул, викликаючи експресію на мембрані цих кліток особливих молекул адгезії. Починається складний процес взаємодії ендотеліальних кліток з циркулюючими лейкоцитами, а потім лейкоцитів з елементами міжклітинного матрикса, що приводить у кінцевому рахунку до нагромадження лейкоцитів крові у вогнищі запалення.

Три типи молекул адгезії беруть участь в еміграції лейкоцитів під час запалення: селектини, інтегрини, молекули, що відносяться до так називаного сімейства імуноглобулінів. Первісна слабка адгезія лейкоцитів до ендотелію опосередкується селектинами - мембранного глікопротеїнами, взаємодіючими з вуглеводними лігандами. Відомі три члени групи селектинов: L-, Е- і Р-селектини.

L-селектин експрессируется постійно по поверхні усіх форм лейкоцитів. Е-селектин з'являється на поверхні мембрани ендотеліальних кліток через кілька годин після їхньої активації цитокінами, що виявляють у тканинах після ушкодження. Р-селектин синтезується в ендотеліальних клітках постійно, але не експресується на поверхні, а накопичується усередині кліток у спеціальних секреторних тельцах Вейбела-Палада. Під впливом медіаторів запалення, зокрема гістаміна, ці тільця швидко - протягом декількох хвилин - переміщаються до плазматичної мембрани, після чого содержащийся в них Р-селектин з'являється на поверхні клітки. Саме Р-селектин ендотелія, взаємодіючи зі своїми лігандами на мембрані циркулюючих лейкоцитів, забезпечує первісне сповільнення руху і "качение" ("rolling" - англ.) лейкоцитів по ендотелію. Трохи пізніше в цей процес утручаються L-селектини.

Коли рух лейкоцитів по судинах сповільнюється, збільшується час контакту лейкоцитів з ендотеліем, зростає імовірність активації лейкоцитів медіаторами запалення, що утворяться в місці ушкодження. Медіатори запалення викликають поява на поверхні лейкоцитів інших молекул адгезії - інтегринов, що забезпечують більш щільне прикріплення лейкоцитів до ендотелію. Інтегрини - мембранні глікопротеїни, що складаються з двох субодиниць (а і (3). Відомо кілька варіантів кожної з цих ланцюгів, усілякі комбінації яких створюють більш двох десятків різних молекул інтегринов. У нейтрофілах, що першими емігрують у зону ушкодження, частина молекул інтегринов знаходиться на внутрішній поверхні мембрани спеціальних внутрішньоклітинних гранул - секреторних пухирців. Активація нейтрофілів супроводжується мобілізацією цих пухирців, що підходять до поверхні клітки. Мембрана пухирців зливається з цитоплазматичною мембраною, у результаті чого інтегрини експонуються на поверхні лейкоцита і вступають у контакт зі своїми лігандами на поверхні кліток судинного ендотелія. У якості таких лігандов (чи контррецепторів) у більшості випадків виступають молекули, подібні з молекулами імуноглобулінів: ICAM-1 (intercell adhesion molecule-1), ICAM-2, VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1).

Поява інтегринов на поверхні лейкоцитів забезпечує їх щільне прилипання до ендотелію, уможливлює наступний вихід лейкоцитів із судин і їхню міграцію у позасудинном просторі, оскільки лейкоцити переміщаються усередині міжклітинного матрик-са, "чіпляючи" за допомогою інтегринов за його визначені складові елементи (фібронектин, ламінін, коллаген).

Про значення адгезії для здійснення захисних функцій лейкоцитів свідчить два відомих у людей синдрому уродженого дефіциту адгезії лейкоцитів (ДАВ): ДАВ типу I, обумовленого дефектом інтегринов, і ДАВ типу II, зв'язаного з дефектом вуглеводних лігандов, з якими взаємодіють селектини. В обох випадках у таких хворих порушені механізми запалення, що приводить до частих інфекцій, незважаючи на значне збільшення змісту лейкоцитів у периферичній крові.

Відомо, що адгезивні властивості ендотелія і лейкоцитів, як і наступна трансміграція лейкоцитів, міняються під впливом медіаторів запалення. При цьому особливу роль грають речовини, названі хемоаттрактантами, що активують лейкоцити, мобілізують внутрішньоклітинні органели лейкоцитів і викликають позитивний хемотаксис лейкоцитів - їхнє активне переміщення в напрямку найбільшої концентрації хемоаттрактантів. Властивостями хемоаттрактантів володіють речовини, що входять до складу чи бактерій продуцируемие клітками, що беруть участь у запаленні (тромбоцити, гладкі клітки, клітки судинного ендотелія, фібробласти і самі лейкоцити), а також речовини, що утворяться з білків крові і межтканевой рідини.

Послідовність залучення різних хемоаттрактантів у процес еміграції лейкоцитів досить складна і залежить від ряду факторів. Багато хто хемоаттрактанти впливають на різні типи лейкоцитів. Існують однак і такі, котрі впливають переважно на який-небудь один тип лейкоцитів.

До числа найбільш сильних хемоаттрактантів, що впливають на різні форми лейкоцитів, відносяться липополисахариди - незвичайні складні речовини, що входять до складу клітинної оболонки грамотрица-тельних бактерій. Іншу групу "багатоцільових" хемоаттрактантів бактеріального походження утворять пептиди, аналогом яких служить синтетичний пептид N-форміл-метіоніл-лейцил-фенілаланин (ФМЛФ).

Сильними ендогенними хемоаттрактантами для багатьох форм лейкоцитів є фрагменти активованого комплементу, особливо фрагмент ІЗ5а, лейкотріен У4, фактор активації тромбоцитів.

До числа хемоаттрактантів, що впливають переважно на спеціальні підтипи лейкоцитів, відносяться так називаемиехемокини - низькомолекулярні білки, що секретируются різними клітками, що беруть участь у запальній відповіді, наприклад інтерлейкин-8 (МУЛ-8) - хемоаттрактант для нейтрофілів, МСР-1 (monocyte chemotactic protein-1) - хемоаттрактант для моноцитів, лімфотактин - хемоаттрактант для лімфоцитів і натуральних кіллеров, еотаксин - хемоаттрактант для еозинофілів.

Активація лейкоцитів під впливом хемоаттрактантів - складний процес, що починається в результаті взаємодії хемоаттрактантів зі специфічними рецепторами на поверхні лейкоцитів. У ході передачі сигналу від рецепторів усередину клітки відбуваються зміни іонної проникності і потенціалу мембрани лейкоцитів. Збільшується концентрація іонізованого кальцію в цитоплазмі. Активується мікротубулярная система лейкоцитів, що утворить внутрішній кістяк клітки. Виникають характерні зміни форми кліток - з'являються псевдоподії. Відбувається мобілізація цитоплазматичних гранул лейкоцитів, у результаті якої вони переміщаються до цитоплазматичної мембрани.

Взаємодія хемоаттрактантів з поверхневими рецепторами лейкоцитів супроводжується активацією різних внутрішньоклітинних ферментів, у тому числі фосфоліпази А2, протеїнкінази А, протеїнкінази С. Активація фосфоліпази А2 приводить до розщеплення фосфоліпідів клітинних мембран з утворенням вільної арахідонової кислоти, подальші ферментативні перетворення якої сприяють утворенню речовин, керуючих ходом запалення, - простагландинів та лейкотрієнів.

5. Фагоцитоз

Одна з найважливіших функцій лейкоцитів, що вийшли із судин у вогнище запалення, - фагоцитоз, під час якого лейкоцити розпізнають, поглинають і руйнують мікроорганізми, що проникнули в організм, різні чужорідні частки, а також власні нежиттєздатні клітки і тканини. Явище фагоцитозу було відкрито И.И. Мечников (1845-1916), і він був першим, хто зрозумів значення фагоцитозу як найважливішого механізму несприйнятливості організму до інфекційних захворювань. И.И. Мечников увів загальноприйняті тепер терміни: "фагоцитоз" (по-грецьки - поглинання кліток), "фагоцит" (поглинач кліток) і "макрофаг" (великий поглинач).

Не всі лейкоцити, що вийшли у вогнище запалення, здатні до фагоцитозу. Така здатність властива нейтрофілам, моноцитам, макрофагам і еозинофілам, що зараховують так називаним професійної, чи облігатним (обов'язковим), фагоцитам.