Файл: Занятие 1 Значение регуляторных и компенсаторных механизмов в организме при взаимодействии его с неблагоприятными факторами внешней среды Вопросы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.04.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
стали участвовать в реакции клетки, органа, ткани на любой чужеродный агент независимо от того, будет он подвергаться внутриклеточному перевариванию или нет. В ходе эволюции процесс, когда-то обеспечивавший питание низкоорганизованных существ, превратился в реакцию организма на чужеродный агент.
Во-вторых, воспаление исполняет защитно-приспособительную роль и направлено на локализацию, уничтожение и/или удаление из организма вредоносного фактора. Однако поскольку воспаление сопровождается повреждением тканей, эта защитная реакция имеет и патологический характер. Поэтому чрезвычайно важно знать механизмы воспаления, с тем, чтобы на определенном этапе его развития поддерживать эту реакцию, а на других этапах бороться с ней, если она грозит обширным и глубоким повреждением тканей и органов.
В-третьих, для воспаления характерно сосуществование трех проявлений: альтерации (повреждение тканей), экссудации (накопление в тканях жидкости) и пролиферации (разрастание клеточных и тканевых элементов). Воспаление - это единственная реакция организма, в которой всегда присутствуют эти три компонента вместе. При опухолях, например, наблюдается альтерация и пролиферация, но нет экссудации; при аллергии мы видим альтерацию и экссудацию, но не наблюдаем пролиферации и т.д. И лишь при воспалении всегда есть в наличии все эти три компонента совместно.
Причины воспаления:
физические(травма, отморожение, ожог, ионизирующее излучение и др.),
химические(кислоты, щелочи, скипидар, горчичные масла и др.)
биологические(животные паразиты, микробы, риккетсии, вирусы и др.), в том числе и м м у н н о е в о с п а л е н и е ( иммунные комплексы - антиген, антитело и комплемент) и специфическое воспаление – воспаление характерное для определённого возбудителя (микобактерия туберкулеза, бледная спирохета, микобактерия проказы и др.)
2. Стадии развития воспалительной реакции. Первичная и вторичная альтерация. Роль
окислительного стресса в развитии вторичной альтерации.
1. Альтерация (повреждение): высвобождение БАВ (биологически активных веществ), расширение капилляров, повышение проницаемости сосудистой стенки, развитие ацидоза.
Артериальная гиперемия
2. Экссудация: пропотевание из сосудов в ткани жидкой части крови с находящимися в ней веществами, а также клеток крови. Сдавливание и тромбирование венул приводит к остановке тока крови (стаз), происходит замедление и прекращение лимфооттока, что способствует изоляции очага воспаления
3. Пролиферация- процесс размножения клеток - завершающая стадия воспаления.
Первичная альтерация – это совокупность изменений обмена веществ, физико-химических свойств, структуры и функции клеток и тканей возникающих под влиянием прямого воздействия этиологического фактора воспаления. Первичная альтерация как результат взаимодействия этиологического фактора с организмом сохраняется и служит причиной воспаления и после прекращения этого взаимодействия. Реакция первичной альтерации как бы пролонгирует действие причины воспаления. Сам причинный фактор уже может не контактировать с организмом.
Вторичная альтерация – возникает под воздействием как флогогенного раздражителя, так и факторов первичной альтерации. Если первичная альтерация является результатом непосредственного действия воспалительного агента, то вторичная не зависит от него и может продолжаться и тогда, когда этот агент уже не оказывает влияния (например, при лучевом воздействии). Этиологический фактор явился инициатором, пусковым механизмом процесса, а далее воспаление будет протекать по законам, свойственным ткани, органу, организму в целом.
При развитии воспалительной реакции выделяется фаза вторичной альтерации, которая является следствием воздействия на соединительную ткань и микрососуды высвобождающихся из клеток лизосомальных ферментов и АКМ. Вторичная альтерация определяется преимущественно состоянием общего и местного иммунитета, и прежде всего — активностью фагоцитирующих клеток. В экспериментальных исследованиях показано значительное снижение выраженности альтерации у животных с предварительно вызванной лейкопенией. Синтез АКМ и усиление свободнорадикальных окислительных процессов при альтерации вызывает повреждение клеток и тканей, повышается проницаемость мембран. Наработка органических перекисей вызывает закисление среды в очаге воспаления.
Если на стадии первичной альтерации наблюдается ингибирование NO-радикалов, что приводит к вазоконстрикции, то на более поздней стадии под действием цитокинов и бактериальных липополисахаридов в клетках активируется индуцибельная NO-синтаза. Активность ее в
100—1000 раз выше активности конститутивной NO-синтазы и не зависит от ионов Са2+. Максимальная скорость синтеза NO-радикалов макрофагами грызунов — 100 нмоль/час на мг клеточного белка [471], в пересчете на 1 клетку это составляет около 10 миллионов молекул NO· в секунду. Провоспалительные цитокины повышают продукцию NO· не только посредством усиления синтеза индуцибельной NO-синтазы, но также и посредством повышения экспрессии диметиларгинин диме- тиламиногидролазы, отвечающей за метаболизм эндогенного ингибитора NO-синтаз — асимметричного диметиларгинина [48, 1663].
Впервые появление оксидов азота (продуктов окисления NO·) как медиаторов воспалительного процесса было показано Tannenbaum et al. [1603] в 1978 г. Изучая содержание неорганических нитритов и нитратов в выделениях человека, исследователи показали, что из организма человека выделяется значительно больше нитрата, чем поступает с пищей, при этом экскреция значительно возрастала при инфекционных и других воспалительных процессах.
Состояние внутренней среды организма также оказывает существенное влияние на метаболическую активность фагоцитирующих клеток: так, высокий уровень глюкозы в крови при диабете [758] или урата при подагре [1621] усиливают продукцию АКМ полиморфноядерными лейкоцитами и, соответственно, провоцируют развитие окислительного стресса в очаге воспаления.
3. Изменение обмена веществ в очаге воспаления. Нарушение проницаемости мембран клеток и клеточных органелл.
Изменения обмена веществ
Биологический смысл изменений обмена веществ заключается в энергетическом и пластическом обеспечении процессов, протекающих в очаге воспаления. На начальном этапе воспаления в тканях преобладают реакции катаболизма, а при активации процессов пролиферации начинают доминировать анаболические реакции. Изменения метаболизма в существенной мере регулируются медиаторами воспаления. В очаге воспаления, а нередко и в организме в целом, происходит перестройка всех видов обмена веществ: углеводного, белкового, жирового и водно-солевого, что приводит к физико-химическим изменениям в очаге воспаления.
Любое нарушение сопровождается изменением проницаемости клеточных мембран и состояния цитоплазмы поврежденной клетки. Повреждение клеточных мембран, согласно модели Сингера, может быть обусловлено деструкцией их липидных или белковых (ферментных) компонентов.
Повреждение липидных компонентов клеточных и субклеточных мембран возникает несколькими путями. Важнейшими из них являются перекисное окисление липидов (ПОЛ), активация мембранных фосфолипаз, осмотическое растяжение пептидной основы мембран, повреждающееся воздействие иммунных комплексов.
Суммарным выражением патологии клеточной мембраны может служить нарушение ее основных функций:
1) мембранного транспорта;
2) изменение проницаемости мембраны;
3) изменение коммуникации клеток и их "узнавания";
4) изменение подвижности мембран и формы клеток;
5) изменение синтеза и обмена мембран.
4. Реакция сосудов микроциркуляторного русла при воспалении Изменения регионарного кровотока,стадии и механизмы развития этих изменений в динамике воспалительного процесса.
При воспалении на разных стадиях сосудистых реакций происходят следующие важные и последовательные процессы.
• Повышение тонуса стенок артериол и прекапилляров, сопровождающееся уменьшением их просвета и развитием ишемии.
• Снижение тонуса стенок артериол, сочетающееся с увеличением их просвета, развитием артериальной гиперемии, усилением лимфообразования и лимфооттока.
• Уменьшение просвета венул и лимфатических сосудов, нарушение оттока крови и лимфы по ним с развитием венозной гиперемии и застоя лимфы.
• Дискоординированное изменение тонуса стенок артериол, венул, пре- и посткапилляров, лимфатических сосудов, сочетающееся с увеличением адгезии, агрегации и агглютинации форменных элементов крови, её сгущением и развитием стаза.
5. Эмиграция лейкоцитов при воспалении: механизм, биологическое значение. Роль хемокинов в эмиграции лейкоцитов при воспалении. Роль различных видов лейкоцитов в очаге воспаления.
Эмиграция (emigratio от лат. e-migrare - выселяться, переселяться) – выходлейкоцитов из сосудов в ткань является ключевым событием патогенеза воспаления.Осуществляется путем диапедеза главным образом через стенку венул (процессполностью активный, требующий энергии и осуществляемый с усиленным потреблением кислорода и участием ионов кальция и магния, необходимых для контрактильных явлений в лейкоците).Первоначально среди лейкоцитов экссудата в очаге острого воспаления преобладают гранулоциты (к 10-й мин от начала воспаления, максимальное количествочерез 4-6 ч), в основном нейтрофилы, а затем - моноциты-макрофаги (преобладают в очаге острого воспаления спустя 16-24 ч и достигают пика, как правило, на 3-й сут). Позже в очаге накапливаются лимфоциты.Механизм эмиграции состоит в явлении хемотаксиса (И. И. Мечников).
Из-за накопления хемокинов в очаге воспаления начинается эмиграция лейкоцитов, т.е. выход форменных элементов белой крови за пределы сосудистого русла в зону альтерации (рис. 5.2). Хемокины — это большая группа цитокинов, стимулирующая двигательную активность лейкоцитов. Они привлекают в очаг воспаления различные типы лейкоцитов, обеспечивая их адгезию с эндотелиальными клетками и транспорт через сосудистую стенку
В очаге воспаления главная функция лейкоцитов заключается в том, чтобы поглощать и переваривать инородные частицы (фагоцитоз). У одноклеточных организмов фагоцитоз служит для пищеварения, у высокоорганизованных эту функцию сохранили только некоторые клетки и она приобрела защитный характер. Все фагоцитирующие клетки И. И. Мечников разделил на микро- и макрофаги. Первые (полиморфно-ядерные лейкоциты) фагоцитируют микроорганизмы, вторые (моноциты, гистиоциты) поглощают и более крупные частицы, в том числе клетки и их обломки.
Определенную роль играет каталаза, выводящая из клеток избыток перекиси водорода. Супероксидный анион обезвреживается особым ферментом — супероксиддисмутазой. У фагоцитов имеются и другие, не связанные с кислородом, механизмы борьбы с микроорганизмами. К ним относятся: лизоцим, разрушающий мембраны бактерий; лактоферрин, конкурирующий за ионы железа и, наконец, катионные белки, нарушающие структуру мембран микроорганизмов. Совместное действие механизмов обеих групп приводит к разрушению объекта фагоцитоза. Следует отметить, что фагоциты могут выделять в окружающую среду характерные для них ферментные и неферментные биологически активные вещества и тогда их действие происходит экстрацеллюлярно
Цитокины — небольшие пептидные информационные молекулы. Цитокины имеют молекулярную массу, не превышающую 30 кD.
Их основными продуцентами являются лимфоциты.Кроме лимфоцитов их секретируют макрофаги, гранулоциты, ретикулярные фибробласты, эндотелиальные клетки и другие типы клеток.Они регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз, а также обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия.
6. Пролиферация. Репаративная стадия воспаления. Ангиогенез, роль в процессе регенерации.Фибробластогенез, регуляция.
Во-вторых, воспаление исполняет защитно-приспособительную роль и направлено на локализацию, уничтожение и/или удаление из организма вредоносного фактора. Однако поскольку воспаление сопровождается повреждением тканей, эта защитная реакция имеет и патологический характер. Поэтому чрезвычайно важно знать механизмы воспаления, с тем, чтобы на определенном этапе его развития поддерживать эту реакцию, а на других этапах бороться с ней, если она грозит обширным и глубоким повреждением тканей и органов.
В-третьих, для воспаления характерно сосуществование трех проявлений: альтерации (повреждение тканей), экссудации (накопление в тканях жидкости) и пролиферации (разрастание клеточных и тканевых элементов). Воспаление - это единственная реакция организма, в которой всегда присутствуют эти три компонента вместе. При опухолях, например, наблюдается альтерация и пролиферация, но нет экссудации; при аллергии мы видим альтерацию и экссудацию, но не наблюдаем пролиферации и т.д. И лишь при воспалении всегда есть в наличии все эти три компонента совместно.
Причины воспаления:
физические(травма, отморожение, ожог, ионизирующее излучение и др.),
химические(кислоты, щелочи, скипидар, горчичные масла и др.)
биологические(животные паразиты, микробы, риккетсии, вирусы и др.), в том числе и м м у н н о е в о с п а л е н и е ( иммунные комплексы - антиген, антитело и комплемент) и специфическое воспаление – воспаление характерное для определённого возбудителя (микобактерия туберкулеза, бледная спирохета, микобактерия проказы и др.)
2. Стадии развития воспалительной реакции. Первичная и вторичная альтерация. Роль
окислительного стресса в развитии вторичной альтерации.
1. Альтерация (повреждение): высвобождение БАВ (биологически активных веществ), расширение капилляров, повышение проницаемости сосудистой стенки, развитие ацидоза.
Артериальная гиперемия
2. Экссудация: пропотевание из сосудов в ткани жидкой части крови с находящимися в ней веществами, а также клеток крови. Сдавливание и тромбирование венул приводит к остановке тока крови (стаз), происходит замедление и прекращение лимфооттока, что способствует изоляции очага воспаления
3. Пролиферация- процесс размножения клеток - завершающая стадия воспаления.
Первичная альтерация – это совокупность изменений обмена веществ, физико-химических свойств, структуры и функции клеток и тканей возникающих под влиянием прямого воздействия этиологического фактора воспаления. Первичная альтерация как результат взаимодействия этиологического фактора с организмом сохраняется и служит причиной воспаления и после прекращения этого взаимодействия. Реакция первичной альтерации как бы пролонгирует действие причины воспаления. Сам причинный фактор уже может не контактировать с организмом.
Вторичная альтерация – возникает под воздействием как флогогенного раздражителя, так и факторов первичной альтерации. Если первичная альтерация является результатом непосредственного действия воспалительного агента, то вторичная не зависит от него и может продолжаться и тогда, когда этот агент уже не оказывает влияния (например, при лучевом воздействии). Этиологический фактор явился инициатором, пусковым механизмом процесса, а далее воспаление будет протекать по законам, свойственным ткани, органу, организму в целом.
При развитии воспалительной реакции выделяется фаза вторичной альтерации, которая является следствием воздействия на соединительную ткань и микрососуды высвобождающихся из клеток лизосомальных ферментов и АКМ. Вторичная альтерация определяется преимущественно состоянием общего и местного иммунитета, и прежде всего — активностью фагоцитирующих клеток. В экспериментальных исследованиях показано значительное снижение выраженности альтерации у животных с предварительно вызванной лейкопенией. Синтез АКМ и усиление свободнорадикальных окислительных процессов при альтерации вызывает повреждение клеток и тканей, повышается проницаемость мембран. Наработка органических перекисей вызывает закисление среды в очаге воспаления.
Если на стадии первичной альтерации наблюдается ингибирование NO-радикалов, что приводит к вазоконстрикции, то на более поздней стадии под действием цитокинов и бактериальных липополисахаридов в клетках активируется индуцибельная NO-синтаза. Активность ее в
100—1000 раз выше активности конститутивной NO-синтазы и не зависит от ионов Са2+. Максимальная скорость синтеза NO-радикалов макрофагами грызунов — 100 нмоль/час на мг клеточного белка [471], в пересчете на 1 клетку это составляет около 10 миллионов молекул NO· в секунду. Провоспалительные цитокины повышают продукцию NO· не только посредством усиления синтеза индуцибельной NO-синтазы, но также и посредством повышения экспрессии диметиларгинин диме- тиламиногидролазы, отвечающей за метаболизм эндогенного ингибитора NO-синтаз — асимметричного диметиларгинина [48, 1663].
Впервые появление оксидов азота (продуктов окисления NO·) как медиаторов воспалительного процесса было показано Tannenbaum et al. [1603] в 1978 г. Изучая содержание неорганических нитритов и нитратов в выделениях человека, исследователи показали, что из организма человека выделяется значительно больше нитрата, чем поступает с пищей, при этом экскреция значительно возрастала при инфекционных и других воспалительных процессах.
Состояние внутренней среды организма также оказывает существенное влияние на метаболическую активность фагоцитирующих клеток: так, высокий уровень глюкозы в крови при диабете [758] или урата при подагре [1621] усиливают продукцию АКМ полиморфноядерными лейкоцитами и, соответственно, провоцируют развитие окислительного стресса в очаге воспаления.
3. Изменение обмена веществ в очаге воспаления. Нарушение проницаемости мембран клеток и клеточных органелл.
Изменения обмена веществ
Биологический смысл изменений обмена веществ заключается в энергетическом и пластическом обеспечении процессов, протекающих в очаге воспаления. На начальном этапе воспаления в тканях преобладают реакции катаболизма, а при активации процессов пролиферации начинают доминировать анаболические реакции. Изменения метаболизма в существенной мере регулируются медиаторами воспаления. В очаге воспаления, а нередко и в организме в целом, происходит перестройка всех видов обмена веществ: углеводного, белкового, жирового и водно-солевого, что приводит к физико-химическим изменениям в очаге воспаления.
Любое нарушение сопровождается изменением проницаемости клеточных мембран и состояния цитоплазмы поврежденной клетки. Повреждение клеточных мембран, согласно модели Сингера, может быть обусловлено деструкцией их липидных или белковых (ферментных) компонентов.
Повреждение липидных компонентов клеточных и субклеточных мембран возникает несколькими путями. Важнейшими из них являются перекисное окисление липидов (ПОЛ), активация мембранных фосфолипаз, осмотическое растяжение пептидной основы мембран, повреждающееся воздействие иммунных комплексов.
Суммарным выражением патологии клеточной мембраны может служить нарушение ее основных функций:
1) мембранного транспорта;
2) изменение проницаемости мембраны;
3) изменение коммуникации клеток и их "узнавания";
4) изменение подвижности мембран и формы клеток;
5) изменение синтеза и обмена мембран.
4. Реакция сосудов микроциркуляторного русла при воспалении Изменения регионарного кровотока,стадии и механизмы развития этих изменений в динамике воспалительного процесса.
При воспалении на разных стадиях сосудистых реакций происходят следующие важные и последовательные процессы.
• Повышение тонуса стенок артериол и прекапилляров, сопровождающееся уменьшением их просвета и развитием ишемии.
• Снижение тонуса стенок артериол, сочетающееся с увеличением их просвета, развитием артериальной гиперемии, усилением лимфообразования и лимфооттока.
• Уменьшение просвета венул и лимфатических сосудов, нарушение оттока крови и лимфы по ним с развитием венозной гиперемии и застоя лимфы.
• Дискоординированное изменение тонуса стенок артериол, венул, пре- и посткапилляров, лимфатических сосудов, сочетающееся с увеличением адгезии, агрегации и агглютинации форменных элементов крови, её сгущением и развитием стаза.
5. Эмиграция лейкоцитов при воспалении: механизм, биологическое значение. Роль хемокинов в эмиграции лейкоцитов при воспалении. Роль различных видов лейкоцитов в очаге воспаления.
Эмиграция (emigratio от лат. e-migrare - выселяться, переселяться) – выходлейкоцитов из сосудов в ткань является ключевым событием патогенеза воспаления.Осуществляется путем диапедеза главным образом через стенку венул (процессполностью активный, требующий энергии и осуществляемый с усиленным потреблением кислорода и участием ионов кальция и магния, необходимых для контрактильных явлений в лейкоците).Первоначально среди лейкоцитов экссудата в очаге острого воспаления преобладают гранулоциты (к 10-й мин от начала воспаления, максимальное количествочерез 4-6 ч), в основном нейтрофилы, а затем - моноциты-макрофаги (преобладают в очаге острого воспаления спустя 16-24 ч и достигают пика, как правило, на 3-й сут). Позже в очаге накапливаются лимфоциты.Механизм эмиграции состоит в явлении хемотаксиса (И. И. Мечников).
Из-за накопления хемокинов в очаге воспаления начинается эмиграция лейкоцитов, т.е. выход форменных элементов белой крови за пределы сосудистого русла в зону альтерации (рис. 5.2). Хемокины — это большая группа цитокинов, стимулирующая двигательную активность лейкоцитов. Они привлекают в очаг воспаления различные типы лейкоцитов, обеспечивая их адгезию с эндотелиальными клетками и транспорт через сосудистую стенку
В очаге воспаления главная функция лейкоцитов заключается в том, чтобы поглощать и переваривать инородные частицы (фагоцитоз). У одноклеточных организмов фагоцитоз служит для пищеварения, у высокоорганизованных эту функцию сохранили только некоторые клетки и она приобрела защитный характер. Все фагоцитирующие клетки И. И. Мечников разделил на микро- и макрофаги. Первые (полиморфно-ядерные лейкоциты) фагоцитируют микроорганизмы, вторые (моноциты, гистиоциты) поглощают и более крупные частицы, в том числе клетки и их обломки.
Определенную роль играет каталаза, выводящая из клеток избыток перекиси водорода. Супероксидный анион обезвреживается особым ферментом — супероксиддисмутазой. У фагоцитов имеются и другие, не связанные с кислородом, механизмы борьбы с микроорганизмами. К ним относятся: лизоцим, разрушающий мембраны бактерий; лактоферрин, конкурирующий за ионы железа и, наконец, катионные белки, нарушающие структуру мембран микроорганизмов. Совместное действие механизмов обеих групп приводит к разрушению объекта фагоцитоза. Следует отметить, что фагоциты могут выделять в окружающую среду характерные для них ферментные и неферментные биологически активные вещества и тогда их действие происходит экстрацеллюлярно
Цитокины — небольшие пептидные информационные молекулы. Цитокины имеют молекулярную массу, не превышающую 30 кD.
Их основными продуцентами являются лимфоциты.Кроме лимфоцитов их секретируют макрофаги, гранулоциты, ретикулярные фибробласты, эндотелиальные клетки и другие типы клеток.Они регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз, а также обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия.
6. Пролиферация. Репаративная стадия воспаления. Ангиогенез, роль в процессе регенерации.Фибробластогенез, регуляция.
