Автореферат и диссертация по медицине (14.00.15) на тему:Морфогенез экспериментального абсцесса мягких тканей при стимуляции и угнетении системы фагоцитирующих мононуклеаров

На правах рукописи

ДААБУЛЬ САФУАН АХМЕД

МОРФОГЕНЕЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО АБСЦЕССА МЯГКИХ

ТКАНЕЙ

ПРИ СТИМУЛЯЦИИ И УГНЕТЕНИИ СИСТЕМЫ ФАГОЦИТИРУЮЩИХ МОНОНУКЛЕАРОВ.

(14. 00. 15 — «Патологическая анатомия»)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

МОСКВА —2005г.

Работа выполнена в Московской медицинской академии имени

И.М. Сеченова

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ, доктор

медицинских наук, профессор В. С. Пауков

Официальные оппоненты' доктор медицинских наук, профессор

В.Б. Золотаревский доктор медицинских наук, профессор Г.Н. Берченко

Ведущая организация: ГУ НИИ морфологии человека РАМН

Зашита диссертации состоится «¿1/»005 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета' Д.208.04.01 при Московской медицинской академии имени И.М Сеченова (119992, Москва, Малая Трубецкая ул., д. 8).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской медицинской академии имени И.М. Сеченова (117418, Москва, Нахимовский просп, д 49).

Автореферат разослан « 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор

В.А. Варшавский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Воспаление — биологический и, вместе с тем, ключевой общепатологический процесс, исследование механизмов которого является одной из фундаментальных проблем медицины. Значение воспаления определяется его защитно-приспособительной функцией, направленной на ликвидацию повреждающего агента, репарацию поврежденной ткани и восстановление гомеостаза [В.В. Серов, B.C. Пауков, 1995]. Кроме того, этот процесс тесно связан с реакциями иммунной системы, ибо иммунитет зарождается в воспалении, а иммунные реакции реализуются через воспаление (B.C. Пауков, 2003). Различные нарушения течения воспалительного процесса не только способствуют приобретению им хронического характера, невозможности завершения репарации, но и развитию иммунного дефицита. Поэтому изучение любого аспекта динамики воспаления имеет как теоретическое, так и существенное практическое значение.

Одним из важнейших механизмов ауторегуляции при воспалительных и репаративных процессах является система фагоцитирующих мононуклеаров (СФМ), основной клеткой которой является макрофаг. Так, угнетение СФМ затрудняет заживление ран, а стимуляция этой системы способствует благоприятному течению гнойных процессов (А.З. Гусейнов, 1988; Leibovich SJ, Ross R., 1975). В настоящее время показано, что, зная закономерности реакций СФМ, можно воздействовать на механизмы межклеточных взаимоотношений, усиливая или угнетая те или иные звенья патогенеза болезни [М.А. Пальцев, A.A. Иванов, 1995; Гусейнов A3., 1988г.].

Среди различных форм острого воспаления наибольшее значение имеет гнойный воспалительный процесс, возникающий как самостоятельное заболевание и, нередко, как звено патогенеза многих других страданий При этом наиболее часто он протекает в форме абсцесса. Гнойное воспаление сопровождается участием в процессе иммунных реакций, а также выраженной интоксикацией, которая оказывает угнетающее действие на иммунную систему, вызывая иммунодефицит (А.И. Струков и соавт., 1990). Поэтому попытки влияния на течение абсцесса путем воздействия на межклеточные отношения;—в—тем—чиеяе—через СФМ, несомненно,

РОС. НАЦИОНАЛ БИБЛИОт С.Петербург 200fp К <

I

юяе—чере

.Л1,Н\Я

К А I

'Г I

перспективны и весьма актуальны При этом необходимо иметь достаточно полное представление о функциях клеток, участвующих в воспалительном процессе и механизмах их взаимоотношений. Вместе с тем, целенаправленных научных исследований, особенно морфологических, в которых прослеживаются сложные реакции СФМ в динамике ограниченного гнойного воспаления, очень мало.

Однако, исходя из указанного выше, можно полагать, что воздействие на СФМ путем ее стимуляции или угнетения, должно оказать определенное влияние на течение и прогноз гнойного воспаления Полученные результаты позволят подойти к разработке рациональных, высоко эффективных методов управления гнойной воспалительной реакцией и предупреждения ее возможных осложнений. Для доказательства этого предположения, объясняющего особенности течения ограниченного гнойного воспалительного процесса при стимуляции и угнетении СФМ, было проведено данное исследование.

Целью проведенной работы является экспериментальное изучение динамики формирования абсцесса, а также значения стимуляции и угнетения СФМ в отграничении очага гнойного воспаления и в репарации ткани после завершения воспалительного процесса.

Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Создать модели ограниченного асептического воспаления и абсцесса поперечно-полосатых мышц скакательного комплекса у крыс для сравнения морфологии и морфогенеза гнойного и асептического воспалительных процессов, а также модели стимуляции и угнетения функции СФМ у крыс;

2. Исследовать морфогенез абсцесса мягких тканей у крыс без воздействия на СФМ;

3. Изучить особенности течения абсцесса мягких тканей крыс при стимуляции СФМ;

4. Исследовать особенности морфогенеза абсцесса мягких тканей крыс при угнетении СФМ.

Научная новизна.

1. В работе впервые детально прослежена регулирующая роль СФМ в динамике гнойного воспаления и в морфогенезе отграничения абсцесса, как выражения защитной функции клеток этой системы.

2. Также впервые показано, что при стимуляции СФМ сроки образования соединительнотканной капсулы абсцесса, по сравнению с контролем, укорачиваются и ширина ее увеличивается, в то время как при угнетении СФМ эти сроки удлиняются, а ширина капсулы уменьшается.

3. Впервые прослежен механизм функции пиогенной мембраны абсцесса и показана роль в этих процессах фибрина и иммуноморфологических реакций.

4. Результаты исследования позволили не только уточнить роль СФМ в динамике острого ограниченного гнойного воспаления, но и расширить существующие представления о значении этой системы, как важнейшей защитной реакции организма.

Практическая значимость работы.

Полученные данные открывают перспективу направленных влияний на течение гнойного воспалительного процесса путем модуляции функции СФМ. Это позволит клиницистам вести поиск более эффективных лечебных средств и разрабатывать новые подходы к терапии гнойного воспаления

Положения, выносимые на защиту.

1. Функции СФМ при ограниченном гнойном воспалении отличаются от функции ее клеток при ограниченном асешическом воспалении, что характеризуется разным составом инфильтрата, образованием отграничивающей соединительнотканной капсулы вокруг абсцесса, а также отсутствием процесса формирования капсулы в очаге асептического воспаления.

2. Морфогенез абсцесса мягких тканей в значительной степени зависит от участия в нем комплекса иммунологических реакций, интенсивность которых связана с СФМ. Стимуляция СФМ обеспечивает высокую проницаемость сосудов микроциркуляции в области воспаления, формирование вокруг полости абсцесса отграничивающего вала из фибрина, адсорбирующего иммуноглобулины и комплемент, что усиливает хемотаксис лейкоцитов в очаг воспаления, активацию фибробластов и, в итоге, появление полноценной соединительнотканной капсулы вокруг абсцесса уже через 9 суток после начала воспалительного процесса.

3. Угнетение СФМ характеризуется выраженными некротическими изменениями тканей вокруг полости абсцесса, снижением интенсивности экссудации, в том числе лейкоцитарной инфильтрации, что, по-видимому,

связано с уменьшением образования моноцитов и макрофагов, а также поздним их поступлением в очаг воспаления. Следствием этого является недостаточно активное включение в процесс иммунных реакций и ингибииия отграничительных и репаративных процессов.

Внедрение результатов исследования в практику. Полученные результаты используются при чтении лекций и проведении практических занятий со студентами 3 и 6 курсов на кафедре патологической анатомии ММА им. И. М. Сеченова.

Апробация работы.

Результаты исследования доложены на Всероссийской конференции «Вопросы неотложной и реконструктивной хирургии» (Москва, 1996г), на конференциях кафедры патологической анатомии ММА им И. М. Сеченова (Москва, 1989, 2004г). Апробация работы проведена 8 декабря 2004г на заседании кафедры патологической анатомии ММА им. И М. Сеченова

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения собственных исследовании, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 178 страницах, иллюстрирована 77 рисунками и 10 графиками. Библиография содержит 93 отечественных и 115 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Материал и методы исследования.

Работа выполнена на 250-ти беспородных крысах - самцах, массой 250300г., у которых воспроизводили абсцесс мышц скакательного комплекса задних конечностей. Все процедуры и забой животных осуществляли под эфирным наркозом.

Исследование включало в себя использование 2-х моделей ограниченного воспаления:

1. Модель ограниченного асептического воспаления по методике Канона (1981) использовали в качестве контроля, для чего вызывали размозжение мышц задних конечностей крыс на участке 1,5x1,5 см. и

наблюдали динамику асептического воспаления в этих мышцах и их регенерацию в течение 3-х недель, т.е. до конца процесса.

2. Модель стандартизованного абсцесса мягких тканей воспроизводили по оригинальной методике путем введения в мышцы скакательного комплекса крыс ватного шарика, пропитанного 15% каловой взвесью морской свинки со стафилококком (штамм Жаев).

Весь материал был разделен на 6 серий экспериментов:

В 1-й серии, которая являлась контролем к модели гнойного воспаления, на 20 животных воспроизводили ограниченное асептическое воспаление мышц скакательного комплекса крыс.

Во 2-й серии, которая служила контролем для остальных серий экспериментов, у 60 крыс изучали динамику формирования абсцесса мягких тканей без воздействия на СФМ

В 3-й серии исследовали морфогенез абсцесса у 59 крыс при стимуляции СФМ путем их иммунизации введением БЦЖ в 0,1 мл полного адъюванта Фрейнда и воспроизводили абсцесс мягких тканей на 15 сутки после сенсибилизации животных.

В 4-й серии у 40 крыс так же исследовали динамику формирования абсцесса мягких тканей при стимуляции СФМ, путем внутрибрюшного введения животным в течение 10-ти дней сыворотки крови кроликов и моделировали абсцесс скакательного комплекса на 2-е сутки после последнего введения сыворотки крови.

В 5-й серии изучали динамику абсцесса у 41-й крысы при угнетении функции СФМ антимакрофагальной сывороткой кроликов с преднизолоном. Каждому животному смесь вводили трижды с интервалом в 10-12 суток, после чего воспроизводили абсцесс мягких тканей.

В 6-й серии у 40 крыс вызывали угнетение СМФ путем ежедневного лаважа брюшной полости после внутрибрюшного введения жидкости Хенкса с гепарином (по Кравцову с соавт. 1985). Абсцесс мягких тканей воспроизводили на 2-е сутки от начала лаважа, который продолжали до забоя животных.

Крыс забивали на 1,2,3,5,7,9,10 сутки после воспроизведения абсцесса При этом проводили микробиологический анализ гнойного экссудата

Для морфологического изучения материала были использованы следующие методы:

1. Гистологический. Половину ткани иссеченного скакательного комплекса с абсцессом фиксировали в забуференном по Липли 10% растворе

формалина, обезвоживали и заливали в парафин Депарафинированные срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону Кроме того, по 2 препарата на каждый срок во всех экспериментах окрашивали на фибрин по Шуенинову и исследовали соединительную ткань, используя метод серебрения по Футу.

2. Гистоферментохнмический. Из нефиксированной ткани второй половины иссеченного скакательного комплекса с абсцессом на криостате получали срезы толщиной 8-10 мкм, на которых ставили реакцию для выявления активности маркерного фермента макрофагов — а-нафтил-эстеразы (Э. Пирс, 1956г.).

3. Иммуноморфологнческий. Из ткани нефиксированной второй половины иссеченного скакательного комплекса на криостате получали срезы толщиной 8-10 мкм. На этих препаратах прямым методом Кунса с сывороткой к суммарным иммуноглобулинам крыс изучали фиксацию иммуноглобулинов. Кроме того, по методу Гольдвассера-Шепарда в различных структурах очага гнойного воспаления выявляли фиксацию комплемента.

4. Электронно-микроскопический. В каждой серии экспериментов у 3-4 крыс на каждом сроке наблюдения брали образцы ткани из стенки абсцесса Префиксировали в 2,5% глютаровом альдегиде на фосфатном буфере (рН — 7,2), промывали в том же буфере, фиксировали в забуференном 1 % растворе четырехокиси осмия (ОвСМ) и заливали в смесь эпона и аралдпта Полученные блоки резали на ультратоме 1ЖВ-409 Ультратонкие срезы контрастировали уранилом свинца и изучали в электронном микроскопе Тез1а-320.

5. Метод полутонких срезов. Из приготовленных для электронной микроскопии блоков на ультратоме ЬКВ - 409 готовили срезы толщиной 10 ммк, окрашивали их азуром -И и толлуидиновым синим, после чего исследовали в световом микроскопе под иммерсией.

6. Метод меченых сосудов (по П Н Александрову, 1975). Для определения проницаемости сосудов микроциркуляции, а также для определения фагоцитарной возможности макрофагов в условиях перегрузки их фагоцитированным материалом в кровь животным через вену хвоста вводили коллоидный уголь (тушь), который при микроскопии наблюдали в периваскулярных тканях и в макрофагах.

6. Морфометрическнй. Для морфометрии предварительно зарисовывали с помощью аппарата «Экран» под стандартным увеличением (х7) все зоны абсцесса, выявляемые. на гистологических препаратах, затем с помощью

компьютерного аппарата «Видео-план» (фирма «ЛеиЛеП-Лш^», Австрия) вычисляли величину полости абсцесса, ширину некротической зоны, ширину клеточной инфильтрации и ширину фиброзной капсулы. Кроме того, у каждого экспериментального животного с помощью диафрагмы с площадью отверстия 70650 мкм1, вставляемой в окуляр микроскопа, подсчитывали количество макрофагов в 10 полях зрения постнекротической зоны, включая грануляционную ткань, и вычисляли среднее количество макрофагов в поле подсчета. Полученные результаты морфометрического метода и подсчета макрофагов обрабатывали методами вариационной статистики с вычислением степени статистической достоверности по Стьюденту. За достоверную принимали разность средних величин при р <0,02.

Результаты исследования и их обсуждение.

В 1-й серии экспериментов в качестве контроля было проведено изучение ограниченного асептического воспаления и было показано, что его морфогенез значительно отличается от ограниченного гнойного воспаления, вызванного микробной флорой. Оно развивалось в ответ на механическое повреждение мышечной ткани скакательного комплекса крыс. Тем не менее, в зону некроза мышц уже через несколько часов первыми поступили нейтрофильные лейкоциты, количество которых увеличивалось в течение 1,5 суток, после чего они практически исчезали с поля воспаления. Очевидно, лейкоцитарная инфильтрация является первичным, стереотипным ответом организма на любое повреждение тканей. Однако, при отсутствии микробов функция лейкоцитов заключается в лизисе с помощью гидролаз поврежденного морфологического субстрата. Вместе с тем, в зоне механического повреждения тканей не все мышечные волокна страдали одинаково: одни были разрушены полностью, другие повреждены, но у них сохранялась сарколемма, наконец, третьи были фрагментированы, пересокращены, но в сохранившихся фрагментах видны были миофилламенты и ядра миоцитов. Вероятно, лизису подвергались лишь полностью нежизнеспособные волокна. При отсутствии микрофлоры — основного объекта фагоцитоза лейкоцитов, для лизиса некротизированной части мышечной ткани достаточно было 1,5 суток, после чего необходимость в лейкоцитах на поле асептического воспаления отпадала. Одновременно нарастала моноцитарная и макрофагальная инфильтрация.

Следует отметить, что в течение 1-х суток эксперимента в зоне повреждения находились в основном резидентные макрофаги и весьма

умеренное количество моноцитов, в которых не определялась а- нафтил-эстеразная активность. ' Вероятно, эти макрофаги фагоцитировали разрушенную мышечную массу для определения степени изменений антигенных детерминант поврежденных тканей. Не идентифицировав антигены как чужеродные, резидентные макрофаги не индуцировали включение в процесс иммунной системы. Этим можно объяснить незначительное количество лимфоцитов, отсутствие плазмоцитов в зоне воспаления, а также поступления сюда иммуноглобулинов и комплемента Вместе с тем, резидентные макрофаги, как один из главных регуляторов межклеточных взаимоотношений на поле воспаления, продуцирующие провоспалительные факторы, обеспечили поступление в очаг повреждения клеток-продуцентов тканевых медиаторов воспаления, в частности -лаброцитов. Тем самым они обеспечивали воспалительную реакцию, участие в ней сосудов, плазменных медиаторов воспаления и эмиграцию в очаг воспаления форменных элементов крови, в том числе моноцитов и трансформацию их в экссудативные макрофаги.

Начиная с 3-х суток процесса, ведущая роль в асептическом воспалении принадлежала экссудативным макрофагам — они фагоцитировали разрушенную мышечную массу, но делали это своеобразно и дифференцированно. В тех мышечных волокнах, в которых была лишь гомогенная, коагулированная мышечная масса, лишенная ядер, они проникали внутрь миофибриллы и фагоцитировали лишь некротизированную массу, не повреждая сохранившуюся сарколемму В результате образовывались «сарколлеммальные чехлы», которые спадались и позже способствовали репарации миофилламентов и миофибрилл В тех же фрагментах мышечных волокон, в которых сохранялись ядра и поперечная исчерченность миофибрилл, макрофаги не определялись Вместе с тем, процесс очищения очага воспаления от некротизированных масс с помошью макрофагов, вероятно, протекает не столь интенсивно. В результате даже на 18-ые сутки процесса среди грануляций сохранялись небольшие островки некротизированной ткани, которые, однако, не являлись препятствием ее созреванию, но служили стимулом для сохранения незначительной лейкоцитарной инфильтрации.

Уже на 3-4-е сутки эксперимента среди инфильтрата определялись активные фибробласты, количество которых нарастало. Одновременно появлялись первые признаки регенерации мышечной ткани. Мы наблюдали два вида регенерации: восстановление мышечных волокон путем образования структур типа синцития из миолеммобластов и путем

образования хаотично расположенных тонких миофилламентов, еше не образующих миофибриллы К 9-м суткам появлялись формирующиеся тонкие миофибриллы с большим количеством ядер вблизи саркоплазмы Через 14 сут. наблюдались миофибриллы с поперечной исчерченностью, но многие из них еше не образовывали мышечных пучков, а напоминали синцитий из таких волокон. К 21-м суткам эксперимента регенерировавшая мышечная ткань восстанавливалась полностью, а на месте погибшей формировались соединительно-тканные рубцы. Следует заметить, что по мере образования новых мышечных волокон усиливалась лимфоидная инфильтрация в очаге воспаления, что, вероятно, явилось выражением процесса запоминания антигенов вновь образованной ткани и формирования иммунологической памяти.

Таким образом, при ограниченном асептическом воспалении нет отграничения очага повреждения от окружающих тканей Вероятно, это обусловлено, в первую очередь, отсутствием чужеродных антигенов и токсинов в очаге воспаления. В связи с этим нет угрозы генерализации инфекции и повреждающего воздействия токсинов на иммунную систему, а собственные, хотя и погибшие, ткани нет необходимости отграничивать от окружающих жизнеспособных структур. В этих условиях воспаление необходимо для ликвидации некротизированных компонентов органа и для включения механизмов репарации. Эти особенности отражают целесообразность биологических реакций.

Гнойное воспаление качественно отличается от асептического, и это иное качество создает микробная флора или другой раздражитель, вызывающий образование гнойного экссудата. Следует отметить, что в наших исследованиях размер полости абсцесса не изменялся, так как определялся величиной введенного инфицированного инородного тела, так же как не уменьшались концентрация в ней микрофлоры и количество гноя на протяжении всего эксперимента. Однако, нас интересовал не процесс заживления абсцесса, а морфологические особенности его отграничения от окружающих тканей

Во 2-й серии экспериментов при изучении морфогенеза экспериментального абсцесса мягких тканей без воздействия на СФМ мы наблюдали структурные механизмы процесса отграничения полости абсцесса В самой полости уже к концу 1-х суток опыта формировался гнойный экссудат, включающий обильную микрофлору, активно фагоцитирующие лейкоциты, гнойные тельца, детрит и небольшие скопления фибрина. В это время еще нельзя говорить о пиогенной мембране как о

своеобразной, но типичной структуре Однако, важно то, что уже в этот срок-эксперимента в зоне воспаления, сразу за зоной детрита, содержащего микробы, выпадал фибрин, в котором фиксировались иммуноглобулины и комплемент. Это создавало высокий градиент хемотаксиса для лейкоцитов За слоем фибрина наблюдались нейтрофильные лейкоциты и небольшое количество активных а- нафтил-эстераза-положительных резидентных макрофагов. Не исключено, что здесь располагаются и другие клетки — продуценты тканевых медиаторов воспаления, в частности - лаброциты, которые мы наблюдали несколько позже В результате развивалась экссудативная стадия гнойного воспаления с характерными для нее изменениями сосудов микроциркуляторного русла в виде стазов, сладжей, краевого стояния лейкоцитов, плазморрагии и незначительного диапедеза эритроцитов В стенках сосудов фиксировалось умеренное количество иммуноглобулинов и комплемента, что также способствовало нарастанию плазморрагии. На повышение проницаемости стенок сосудов микроциркуляции указывал и интенсивный выход за пределы сосудов туши, предварительно введенной в кровь. Эти изменения сосудов микроциркуляторного русла нарастали вплоть до 7-го дня эксперимента и только после стабилизации процессов в стенке абсцесса, их интенсивность начинала снижаться.

На 3-й сутки эксперимента в стенке абсцесса можно было отчетливо дифференцировать зону некроза, затем слой фибрина с фиксированными в нем иммунными комплексами и комплементом, а также слой лейкоцитарно-лимфоцитарно-плазмоцитарной инфильтрации, за которым увеличивалось количество экссудативных активных макрофагов и фибробластов В этот период начиналось формирование грануляционной ткани и уже на 5-е сутки процесса вокруг абсцесса можно было наблюдать капсулу Она включала пиогенную мембрану, состоящую из зоны некроза, слоя фибрина с фиксированными в нем иммунными комплексами и слоя выраженной лейкоцитарной инфильтрации, а также грануляционную ткань, которая практически созревала к 10-м суткам процесса При этом нейтрофильные лейкоциты из лейкоцитарной зоны распространялись и на слой фибрина, и на зону некроза. За зоной грануляций располагались моноциты и активные экссудативные макрофаги Морфометрическое исследование показало, что по мере нарастания количества макрофагов с увеличением срока эксперимента (рис. 1) нарастала ширина зоны грануляционной ткани отграничительной капсулы абсцесса (рис. 2), а также обратно-пропорциональные отношения между зоной некроза и зоной грануляций

При этом ширина зоны лейкоцитарной инфильтрации достоверно не изменялась до 7-х суток опыта и затем незначительно снижалась.

9-10

- стимуляция БЦЖ

-л- -стимуляция

! сывороткой ИНТ

| Кроликов

1 —» - угнетение I антимакроф | Сывороткой

!

-угнетение

Рис 1 Абсолютное количество макрофагов в отграничительной капсулы абсцесса при разных методах воздействия на СФМ

■ стимулмфм БЦЖ

О стимуляции сывороткой имт Кроликов • угнетение антимакроф Сывороткой

я угнетение лвеежом брионой полости

Рис 2 Ширина зоны грануляции пиогенной мембраны абсцесса при разных методах воздействия на СФМ

Таким образом, наличие микрофлоры вызывает приспособительную реакцию организма в виде очага гнойного воспаления путем формирования полиморфной капсулы. При этом, в воспалительный процесс включаются иммунные реакции.

Морфогенез абсцесса мягких тканей при стимуляции и угнетении СФМ принципиально аналогичен динамике формирования абсцесса в контроле. Однако, в этих опытах наблюдались определенные особенности динамики процесса. Так, в 3-й серии экспериментов при стимуляции СФМ с помощью иммунизации животных БЦЖ с полным адьювантом Фрейнда, гнойный экссудат в полости абсцесса появлялся к концу 1-х суток, и отмечалась

выраженная лейкоцитарная инфильтрация зоны некроза и прилежашей к пей дистрофически измененной мышечной ткани За зоной некроза определялась широкая зона фибрина, в которой весьма интенсивно фиксировались иммунные комплексы и комплемент. Это создавало уже на 1-е сутки процесса своеобразный вал, отграничивающий полость абсцесса В окружающей мышечной ткани располагались единичные резидентные макрофаги, но с а-нафтил-эстеразной активностью в цитоплазме, количество моноцитов и экссудативных макрофагов было вдвое больше, чем в контроле, появлялись единичные фибробласты В сосудах микроциркуляции наблюдалась фиксация иммунных комплексов, комплемента, интенсивная плазморрагия и краевое стояние лейкоцитов. На 2-е сутки процесса отмеченные явления нарастали, в инфильтрате появилось много лимфоцитов и плазматических клеток, увеличивалось количество экссудативных макрофагов и фибробластов. Однако, мононуклеарный инфильтрат располагался за зоной фибрина и не контактировал с некротической зоной Кроме того, дистрофически измененные мышечные волокна подвергались лизису, а соединительно-тканная строма коллабировала Таким образом, пиогенная мембрана формировалась уже на 2-е сут. течения абсцесса На 3-й сутки процесса в зоне коллапса стромы количество моноцитов и макрофагов прогрессивно возрастало, достигая к 5-м суткам 25, а к 9-м - 30-и в поле подсчета (см. рис. 1). На 3-й сутки появлялась грануляционная ткань, на 7-сутки здесь выявлялись коллагеновые волокна, а к 9-м суткам эксперимента грануляции практически созревали (см. рис. 2) Следовательно, отграничивающий лейкоцитарно-фибринозный слой уже на 1 -е сутки воспаления был шире, чем в контроле, а капсула вокруг абсцесса формировалась на двое суток раньше.

В 4-й серии экспериментов также стимулировали СФМ, но п\тем внутрибрюшного введения крысам сыворотки крови кроликов, и выявили принципиально те же особенности морфогенеза абсцесса, что и в 3-й серии опытов. Также, но несколько интенсивнее, чем при стимуляции СФМ с помощью БЦЖ, уже к концу 1-х суток процесса, очевидно, за счет активации и увеличения количества моноцитов и экссудативных макрофагов, образовывалась широкая зона фибрина с фиксированными в ней иммунными комплексами и комплементом. Это обеспечивало нейтрализацию микробной флоры, первичное отграничение полости абсцесса и активный хемотакис лейкоцитов, лимфоцитов и плазматических клеток Одновременно наблюдалась фиксация иммунных комплексов в стенках сосудов микроциркуляции и значительное повышение их проницаемости. Активация

всех этих процессов сопровождалась образованием грануляционной ткани на 2-3 сутки процесса и превращением ее в соединительно-тканную капсулу вокруг абсцесса на 7-8 сутки эксперимента. Морфометрические исследования показали, что зона некроза ткани вокруг полости абсцесса достоверно увеличивалась до 5-х суток эксперимента, то есть до отчетливого образования зоны грануляционной ткани. Затем, по мере увеличения количества активных экссудативных макрофагов (см. рис. 1), нарастала лимфоцитарная и фибробластическая инфильтрация, в том числе и зоны грануляций (см. рис. 2), а зона некроза вокруг полости абсцесса недостоверно, но уменьшалась, а интенсивность лейкоцитарной инфильтрации достоверно снижалась, хотя она и оставалось на уровне 1-го дня эксперимента. Таким образом, четко прослеживается связь между количеством макрофагов, интенсивностью воспаления и динамикой репарации.

Для сравнительной оценки влияния СФМ на течение ограниченного гнойного воспаления были проведены эксперименты с угнетением СФМ

В 5-й серии экспериментов введение животным антимакрофагальной сыворотки показало, что при этом резко угнетаются функции СФМ, хотя и сохраняется общая динамика морфогенеза отграничения очага гнойного воспаления Количество макрофагов было ниже уровня контроля в течение всего эксперимента, хотя и медленно увеличивалось. При этом обращало на себя внимание большое количество гнойных телец и микробная обсемененность в окружающем полость абсцесса гнойно-некротическом детрите, что сохранялось до 5-х суток формирования пиогенной мембраны Слой фибрина был тонким и прерывистым, очаговая фиксация в нем иммуноглобулинов и комплемента наблюдалась лишь на 2-е сутки процесса. Лейкоциты располагались диффузно за слоем некроза и между мышечными волокнами в соединительно-тканных прослойках и только к 5-м суткам формировалась зона лейкоцитарной инфильтрации Небольшие, но отчетливые депозиты в стенках венул и капилляров появились на 2-3 сутки воспаления Следует отметить, что до этого срока кроме резидентных макрофагов встречались незрелые моноциты и единичные экссудативные макрофаги (см. рис. 1), с не очень высокой ферментативной активностью. Их активность возрастает лишь к 5-м суткам процесса. В это же время появлялось незначительное количество лимфоцитов и плазмоцитов Однако и при этом продолжала расширяться зона некроза ткани вокруг полости абсцесса, практически не увеличивалась интенсивность лейкоцитарной инфильтрации и лишь начинала формироваться грануляционная ткань в виде

отдельных очагов (см. рис. 2). Только на 7-е сутки процесса морфология пиогенной мембраны в принципе соответствовала той, которая наблюдалась на 3-е сутки при стимуляции СФМ и на 5-и сутки в контрольном эксперименте, хотя и не была идентичной с этими экспериментами.

В 6-й серии экспериментов с помощью многоразового лаважа брюшной полости крыс было достигнуто особенно выраженное угнетение СФМ. Это подтверждалось резким и достоверным снижением, по сравнению с контролем, количества макрофагов (см. рис. 1) в окружающей полость абсцесса ткани и такое отставание от показателей в контроле сохранилось до конца эксперимента. Кроме того, активность большинства макрофагов была не высокой. Этому соответствовало постоянное увеличение зоны некроза ткани вокруг полости абсцесса и ее микробная обсемененность вплоть до конца опыта. Вокруг зоны некроза фибрин выпадал в виде относительно небольших фрагментов с очагами фиксации в них иммуноглобулинов и комплемента только на 2-е сутки процесса В стенках микрососудов также наблюдались небольшие иммунные депозиты. Пиогенную мембрану, в которой можно было дифференцировать зоны некроза, фибрина и лейкоцитарной инфильтрации удалось наблюдать лишь на 5-е сутки Грануляционная ткань в виде очагов появлялась на 7-е сутки процесса (см рис. 2) и до конца опыта, те. до 10 дня эксперимента не созревала в соединительно-тканную капсулу Вероятно, поэтому за зоной грануляций развивались некробиотические изменения мышечной ткани и образовывались очаги лейкоцитарной инфильтрации - «гнойные затеки»

Таким образом, СФМ при гнойном воспалении имеет качественно иное значение. Если при асептическом воспалении роль макрофагов заключается в дифференцировке необратимо поврежденных тканей от жизнеспособных путем фагоцитоза некротизированных масс и затем в стимуляции процессов репарации, то при гнойном воспалении роль СФМ более сложна. Принципиально важно, что гнойный характер воспалительной реакции определяют микробы и их токсины. Это требует отграничения очага воспаления от окружающих тканей в связи с тем, что возникает возможность генерализации инфекции и поступления токсинов в кровь. Кроме того, попадание в организм чужеродных антигенов вызывает необходимость участия в воспалительном процессе выраженных иммунных реакций с образованием антител, чего не требует асептическое воспаление. Вместе с тем известно, что интоксикация губительно влияет, прежде всего, на иммунную систему, в связи с чем, отграничение очага воспаления позволяет максимально замедлить поступление токсинов в кровь и снизить в ней их

концентрацию Поэтому можно заранее предположить, что особенности пато- и морфогенеза гнойного воспаления должны во многом зависеть от активности СФМ

Следует подчеркнуть, что при ограниченном гнойном воспалении даже резидентные макрофага и поступающие в очаг воспаления моноциты располагались, в основном, за пределами лейкоцитарного вала Образующиеся впоследствии экссудативные макрофаги также инфильтрировали ткани за пределами основного лейкоцитарного вала Это, очевидно, связано с тем, что в зоне лейкоцитарной инфильтрации за счет экзоцитоза вторичных гранул нейтрофилами создается такая концентрация гидролаз, протеиназ, коллагеназ, оксидантов и других биологически активных веществ, в которой гибнут не только ткани очага воспаления, но могут погибнуть и макрофаги. Однако, макрофаг является одним из основных регуляторов воспаления, важнейшей антиген-представляющей клеткой, с помощью ряда шггокинов, хемокинов и факторов роста макрофаг регулирует характер и интенсивность репарации, он же включает в процесс реактанты острой фазы и через них — общие реакции организма Поэтому макрофаг является уникальной клеткой, не имеющей аналогов, играет особую роль в реакциях организма и не может подвергаться риску лизиса в зоне высокой концентрации гидролаз. Вместе с тем, макрофаги не могут располагаться и далеко от возбудителей, так как должны их фагоцитировать, прежде всего, для постоянной стимуляции иммунного ответа Наконец, макрофаги активируют систему фибробластов и коллагеногенез на периферии пиогенной мембраны, в результате чего на 9-10 сутки процесса формируется соединительно-тканная капсула вокруг абсцесса

Особую роль в гнойном воспалении, несомненно, играет фибрин Он входит в состав гнойного экссудата и является одним из первых белковых субстратов, поступающих в очаг воспаления Наличие фибрина на самых первых этапах формирования гнойного очага представляется весьма важным Фибрин обладает мощным хемотаксисом к нейтрофильным лейкоцитам и, следовательно, участвует в их эмиграции в очаг воспаления Кроме того, фибрин является структурной основой для фиксации иммуноглобулинов и комплемента, что мы и отмечали на протяжении всего эксперимента В свою очередь, иммуноглобулины и комплемент обеспечивают опсонизацию объектов фагоцитоза и адгезию их к лейкоцитам через Ис-рецепторы их мембран. И, наконец, сетчатая структура слоя фибрина создает высокую концентрацию в нем лейкоцитов сразу за гнойно-некротической зоной, содержащей значительное количество возбудителей Благодаря этому

происходит постоянное поступление нейтрофилов в полость абсцесса, что особенно важно, учитывая короткий срок их жизни в норме и, тем более, при интенсивной функции и, следовательно, при ускоренной гибели Становится понятным суть известного положения о способности пиогенной мембраны «продуцировать» гной. Кроме того, фибрин является стимулятором функции фибробластов, которые начинают появляться в очаге воспаления уже на 3-й сутки процесса. Таким образом, фибрин в пиогенной мембране выполняет целый комплекс важных функций и, кроме того, играет роль одного из компактных отграничительных барьеров, препятствующих распространению инфекции вглубь окружающих тканей и возможному поступлению их в кровь.

За слоем лейкоцитарной инфильтрации в начале процесса образования абсцесса располагались резко измененные мышечные волокна, между которыми обнаруживалась густая лейкоцитарная инфильтрация Поврежденная мышечная ткань подвергалась лизису гидралазами лейкоцитов и, в результате, возникала зона коллабированных, дистрофически измененных межмышечных соединительно-тканных прослоек, в которой, в основном, и располагались макрофаги и фибробласты Как известно, репарация развивается только после лизиса некротизированных тканей Поэтому, очевидно, лейкоцитарный вал не только поставляет лейкоциты в полость абсцесса и в зону гнойно-некротического детрита, но и обеспечивает «плацдарм» для последующей репарации. Именно здесь уже на 3-й сутки процесса начинала формироваться грануляционная ткань, которая, созревая, образует соединительно-тканную капсулу вокруг абсцесса

Изложенная интерпретация полученных результатов не противоречит известным данным о межклеточных и клеточно-матриксных взаимодействиях и отражает биологическую целесообразность морфогенеза отграничения абсцесса от окружающих тканей и роль в этом СФМ, как ключевого звена всей воспалительной реакции. Это положение было подтверждено экспериментами по стимуляции СФМ и по ее угнетению.

При стимуляции СФМ с помощью иммунизации животных БЦЖ мы наблюдали принципиально ту же динамику формирования пиогенной мембраны вокруг абсцесса мягких тканей, однако все процессы протекали значительно интенсивнее. Это, очевидно, связано, в первую очередь, со стимуляцией функций СФМ, благодаря чему, скорость развития экссудации и ее выраженность были отчетливо выше, чем в контрольном эксперименте На это указывала более высокая проницаемость стенок сосудов микроциркуляции с выходом значительного количества фибрина, что

обеспечивало и более выраженную лейкоцитарную инфильтрацию очага воспаления, и более интенсивную фиксацию в фибрине вокруг полости абсцесса иммуноглобулинов и комплемента. Вероятно, благодаря образованию такого защитного вала, концентрация гидролаз и других биологически активных веществ за слоем фибрина была относительно невысокой, что позволило моноцитам и экссудативным макрофагам появляться в зоне воспаления уже к концу 1-х суток процесса. Не исключено, что макрофаги принимали участие в фагоцитозе некробиотически измененных мышечных волокон, прилежащих к зоне фибрина и лейкоцитарной инфильтрации, хотя мы не наблюдали этого так отчетливо, как при асептическом воспалении. Важно отметить, что уже на 2-сутки эксперимента на поле воспаления появлялась зона рыхлой соединительной ткани из коллабированных прослоек стромы, в которой наблюдались плазмоциты и фибробласты На 3-й сутки процесса количество макрофагов в поле подсчета достигало 16, что в контроле наблюдалось лишь к концу эксперимента. Фибрин принимал вид своеобразной капсулы, которая разделяла формирующуюся пиогенную мембрану на 2 зоны зону, расположенную между полостью абсцесса и фибриновой капсулой и зону между скоплением фибрина и сохранившейся мышечной тканью. В первой зоне происходил фагоцитоз и уничтожение микрофлоры, расширялась, а затем уменьшалась, хотя и не исчезала совсем, зона некроза и выраженной лейкоцитарной инфильтрации. Во второй зоне формировался плацдарм для репарации Здесь появлялась грануляционная ткань с выраженной моноцитарно-макрофагальной и плазмоцитарной инфильтрацией, наблюдались активные фибробласты и уже на 5-е сутки морфогенеза абсцесса выявлялись коллагеновые волокна. В это время количество макрофагов достигало 23-25, что, вероятно, обеспечивало стимуляцию репаративных процессов и образование на 7-е сутки эксперимента отчетливой соединительнотканной капсулы. Таким образом, к концу эксперимента, то есть к 9-10 суткам процесса, лейкоцитарная инфильтрация значительно снижалась, количество макрофагов достигало 30-и в поле подсчета, морфогенез пиогенной мембраны практически заканчивался и количество фибробластов уменьшалось. В окружающей мышечной ткани хотя и сохранялись очаговые дистрофические изменения миофибрилл, однако, некротических и некробиотических явлений в них не наблюдалось

Принципиально такой же характер морфогенеза экспериментального абсцесса мягких тканей имел место и при стимуляции СФМ путем введения сыворотки крови кроликов в брюшную полость крыс. Скорость, а главное,

интенсивность экссудации были значительно более выражены, чем в контроле. Благодаря этому уже в начале образования гнойного экссудата в полости формирующегося абсцесса наблюдались не только активно фагоцитирующие микробов лейкоциты, но и скопления фибрина В этих экспериментах особенно отчетливо выявлялась роль фибрина в морфогенезе абсцесса. Он, обладая хемотаксисом к лейкоцитам, активирует их эмиграцию из сосудистого русла, благодаря своей сетчатой структуре создает основу для зоны лейкоцитарной инфильтрации, адсорбирует на себе иммуноглобулины и комплемент, способствуя опсонизации микрофлоры и ее фагоцитозу лейкоцитами, вероятно, отделяет зону с высокой концентрацией гидролитических ферментов, в которой, в основном, происходит гибель возбудителей и инфильтрированных ими тканей от зоны низкой концентрации гидролаз, что позволяет концентрироваться здесь моноцитам, макрофагам, лимфоцитам и фибробластам. В этих условиях резидентные макрофаги очень рано могут активизировать иммунную систему, благодаря ^

чему происходит интенсивное уничтожение микрофлоры, а с помощью экссудативных макрофагов создается плацдарм для репарации Причем, можно полагать, что если бы мы искусственно не поддерживали *

существование абсцесса в определенном объеме и не стимулировали бы перманентное образование в нем гноя, уровень интенсивности воспаления и иммунного ответа привели бы к ликвидации очага воспаления.

Таким образом, в экспериментах, выявляющих связь морфогенеза абсцесса мягких тканей со стимулированием СФМ, нам удалось наблюдать структурный эквивалент положительного влияния СФМ на течение абсцесса В те же сроки, что и в контроле, почти в два раза увеличивалось количество макрофагов на поле воспаления, что сопровождалось более интенсивным иммунным ответом и отчетливой репарацией. Это приводило к тому, что к концу эксперимента вокруг абсцесса формировалась полноценная пиогенная мембрана, ограниченная соединительнотканной капсулой, прогрессивно уменьшался слой некроза ткани вокруг полости абсцесса и снижалась интенсивность лейкоцитарной реакции. В то же время, в контрольном эксперименте к этому сроку вокруг полости абсцесса развивалась лишь молодая, неравномерно созревающая грануляционная ткань с отдельными островками склероза. При этом слой некроза вокруг полости абсцесса не уменьшался и интенсивность лейкоцитарной инфильтрации не изменялась

Эксперименты по изучению морфогенеза абсцесса при угнетении СФМ антимакрофагальной сывороткой показали, что при сохранении стереотипности ответа организма на образование очага гнойного воспаления

отграничение полости абсцесса от окружающих тканей отчетливо задерживается, прежде всего, из-за позднего включения в процесс СФМ Это проявлялось, прежде всего, в отчетливом снижении количества моноцитов и макрофагов, их низкой активности по сравнению с контролем Такая ситуация, очевидно, приводит и к запаздыванию экссудативной фазы воспаления, незначительной фиксации иммунных депозитов в стенках сосудов микроциркуляторного русла, недостаточной активности эмигрировавших в очаг повреждения лейкоцитов и их меньшего, чем в контрольном опыте, количества. При этом меньше выражена и плазморрагия, так как туши за пределами сосудов и фибрина вокруг полости абсцесса было мало Лишь на 3-й сут процесса формировался неширокий слой фибрина, в котором в виде небольших очагов фиксировались иммуноглобулины и комплемент. О роли же фибрина в морфогенезе отграничения абсцесса уже говорилось выше Наконец, даже тот запоздалый ответ, который мы наблюдали в этой серии экспериментов, не способен к 10-м суткам процесса справиться с микробной флорой и отграничить абсцесс от окружающих тканей плотной соединительнотканной капсулой.

Полученные результаты указывали на то, что антимакрофагальная сыворотка не вызывает полного угнетения СФМ Поэтому был поставлен еще один эксперимент с многократным лаважем брюшной полости крыс При этом были получены результаты, принципиально схожие с предыдущим экспериментом, однако было установлено, что процессы отграничения очага гнойного воспаления развивались еще слабее Вероятно, при глубоком угнетении СФМ в очаг воспаления поступают незрелые моноциты, что задерживает их трансформацию в экссудативные макрофаги, и последние еще не отличаются высокой активностью Поэтому и иммунный ответ на воспаление в виде отложения депозитов в стенках сосудов микроциркуляции и в слое фибрина был выражен отчетливо лишь на 5-сутки процесса Так, до конца опыта в гнойно-некротическом детрите сохранялась микрофлора, иммуноглобулины и комплемент даже на 10-е сутки процесса фиксировались в слое фибрина в виде отдельных очагов, коллагеновые волокна и отдельные их пучки наблюдались лишь к концу эксперимента. При этом среднее количество макрофагов в поле подсчета было вдвое меньше, чем при стимуляции СФМ, а соединительно-тканная капсула вокруг абсцесса к концу опыта еще не формировалась. Отсутствие полноценного отграничения очага гнойного воспаления со слабой лейкоцитарной реакцией, недостаточным участием иммунных процессов в виде фиксации вокруг него иммуноглобулинов и комплемента, слабой макрофагальной реакцией.

вероятно, способствовало образованию гнойных затеков и нарастанию интоксикации.

Таким образом, полученные результаты указывают на ведущую роль в воспалении СФМ, от функционального состояния которой зависят особенности течения ограниченного гнойного воспаления и его эффективность, как реакции организма, направленной на отграничение, ликвидацию и элиминацию повреждающего фактора и обеспечение репарации поврежденных тканей.

ВЫВОДЫ

1. Система фагоцитирующих мононуклеаров является уникальным регулятором межклеточных и клеточно-матриксных взаимоотношений в очаге повреждения, обеспечивающим развитие в нем воспаления, включение в воспалительный процесс иммунной системы и эффективность иммунных реакций, а также активацию репаративных механизмов, в значительной степени определяя пато- и морфогенез ограниченного гнойного воспаления

2. При гнойном воспалении система фагоцитирующих мононуклеаров обеспечивает изоляцию очага воспаления путем включения сложного комплекса иммуноморфологических процессов, направленных на образование пиогенной мембраны, в результате чего гнойное воспаление приобретает характер абсцесса При этом система фагоцитирующих мононуклеаров определяет морфогенез пиогенной мембраны, соединительнотканной капсулы и эффективность отграничения очага воспаления.

3. В динамике развития ограниченного гнойного воспаления система фагоцитирующих мононуклеаров обеспечивает два определяющих процесса поступление с помощью хемоаттракции в очаг повреждения клеток-продуцентов тканевых медиаторов воспаления, что запускает каскад реакций, приводящих к развитию экссудации; с помощью фагоцитоза резидентными макрофагами инфекционных возбудителей определяет их антигенные детерминанты и передает информацию об этом в иммунную систему, включая ее в воспалительный процесс. Морфологическим проявлением этого является появление к концу 1-х суток течения экспериментального абсцесса мягких тканей выраженной плазморрагии сосудов, гнойного экссудата, а также фиксация в стенках венул, капилляров и вокруг полости формирующегося абсцесса иммунных комплексов и комплемента.

4. Можно полагать, что при ограниченном гнойном воспалении макрофаги осуществляют фагоцитоз, в основном, для выявления чужеродных антигенов и включения в воспалительный процесс иммунной системы, после чего, располагаются на периферии очага воспаления, где более низкая концентрация лейкоцитарных гидролаз, а также других повреждающих факторов и отсюда осуществляют свою регулирующую воспалительный процесс функцию, в том числе и отграничение абсцесса. В центре очага гнойного воспаления ликвидация микрофлоры осуществляется, главным образом, лейкоцитами путем фагоцитоза, а также создания ими высокой концентрации гидролаз.

При асептическом серозном, а затем продуктивном воспалении в отсутствие чужеродных антигенов, лейкоцитарной инфильтрации и высокой концентрации гидролаз одной из основных функций макрофагов является дифференцированный фагоцитоз поврежденных тканей и регуляция ^ репарации в очаге бывшего асептического воспаления.

5. В отграничении очага гнойного воспаления важную роль играет фибрин, который появляется в области формирования абсцесса в самом

» начале экссудации, образуя оттраничительный вал вокруг скопления

гнойного экссудата и слоя некроза ткани Обладая хемотаксисом к нейтрофильным лейкоцитам, фибрин усиливает их эмиграцию из сосудов и формирует депо лейкоцитов, благодаря чему, с одной стороны слоя фибрина создается лейкоцитарный вал, а с другой — источник постоянного и интенсивного поступления лейкоцитов в полость абсцесса. Кроме того, фибрин служит структурной основой для фиксации вокруг очага воспаления иммуноглобулинов и комплемента, которые опсонизируют возбудителей и, тем самым, способствуют их фагоцитозу лейкоцитами. Наконец, фибрин является стимулом для активации фибробластов, осуществляющих репарацию поврежденных тканей в зоне воспаления.

6. Процесс формирования пиогенной мембраны и ее морфология принципиально стереотипны при любых условиях образования абсцесса Однако, имеется прямая зависимость между функциональным состоянием системы фагоцитирующих мононуклеаров, особенностями течения абсцесса мягких тканей и интенсивностью процессов репарации в области воспаления'

— при стимуляции системы фагоцитирующих мононуклеаров происходит более раннее и более интенсивное поступление в зону формирования абсцесса моноцитов и трансформация их в экссудативные макрофаги, в связи с чем, в зоне макрофагальной инфильтрации почти вдвое больше макрофагов, регулирующих течение воспаления и морфогенез

пиогенной мембраны, чем при обычном функционировании этой системы, за счет более интенсивного поступления в очаг воспаления нейтрофильных лейкоцитов, фибрина и, отчетливо более выраженных иммуноморфологических реакций, более активно протекают процессы уничтожения микрофлоры и лизиса некротизированных тканей В результате, раньше развивается грануляционная ткань, которая трансформируется в соединительно-тканную капсулу вокруг абсцесса, обеспечивая его полную изоляцию от окружающих мышечных волокон

— при угнетении системы фагоцитирующих мононукчеаров в зоне воспаления отчетливо снижается количество и степень активности макрофагов, что сопровождается падением фагоцитарной способности лейкоцитов, расширением зоны некроза ткани вокруг полости абсцесса и ее обсемененности микробами; поздним появлением узкого слоя фибрина и фиксации в нем иммуноглобулинов и комплемента, а также поздним образованием грануляционной ткани, которая не созревает к 10-м сут эксперимента В результате, даже к этому сроку не обеспечивается полная изоляция абсцесса, что может являться причиной распространения гнойного экссудата за пределы грануляций и образования микроабсцессов в окружающей ткани.

7. Асептическое воспаление принципиально отличается от абсцесса, так-как не требует отграничения от окружающих тканей, что обусловлено отсутствием чужеродных антигенов и токсинов в очаге повреждения, в связи с чем нет угрозы генерализации инфекции и повреждающего действия токсинов, прежде всего, на иммунную систему Поэтому асептическое воспаление необходимо лишь для ликвидации некротизированных компонентов тканей и включения механизмов их репарации.

Публикации по теме диссертации:

1. Даабуль С., Королева С.А., Дорохова Е.И., и др.. Особенности течения абсцессов в условиях воздействия на систему фагоцитирующих мононуклеаров//Арх пат.-1988 -№ 7 - с 30-32//

2. Пауков B.C., Даабуль С.А Роль макрофагов в патогенезе ограниченного гнойного воспаления// Арх. пат.- 2005,- № 2 Принято к печати//.

t

J

-J

t

!

ММЛ им. И. М. Сеченова

Подписями в печет ь

Тираж 100 экземпляров

РНБ Русский фонд

2005-4 47474

2330

Актуальность проблемы. Воспаление — биологический и вместе с тем ключевой общепатологический процесс, исследование механизмов которого является одной из фундаментальных проблем медицины. Значение воспаления определяется его защитно-приспособительной функцией, направленной на ликвидацию повреждающего агента, репарацию поврежденной ткани и восстановление гомеостаза [42]. Кроме того, этот процесс тесно связан с реакциями иммунитета, ибо иммунитет зарождается в воспалении, а иммунные реакции реализуются через воспаление [43, 44]. Различные нарушения течения воспалительного процесса не только способствует приобретению им хронического характера, невозможности завершения репарации, но и развитию иммунного дефицита [45]. Поэтому изучение любого аспекта динамики воспаления имеет не только теоретическое, но и важное клиническое значение.

В сложном комплексе биохимических, физиологических и морфологических реакций, в которых реализуется воспаление, особая роль принадлежит системе фагоцитирующих мононуклеаров (СФМ) и важнейшей клеткой этой системы является макрофаг. Это уникальная клетка, продуцирующая более 60 биологически активных веществ. Среди них такие важные цитокины, как ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО, обладающие провоспа-лительным действием [39, 40]. Макрофаги проявляют антибактериальную активность, выделяя лизоцим, кислые гидролазы, катионные белки, лактоферин, Н2О2, О2 и др. Это и антигенпредставляющая клетка, выделяющая антигенные детерминанты фагоцитированного субстрата и передающая их лимфоцитам, что приводит к запуску иммунных реакций [78]. На начальных этапах повреждения макрофаги участвуют в отграничении очага гнойного воспаления [46, 65], а в последующем с их помощью в процесс включаются реактанты острой фазы и может развиваться синдром системного воспалительного ответа (SIRS) с последующей полиорганной недостаточностью. Макрофаги являются важным звеном системы ауторегуляции при репаративных процессах в соединительной ткани [67]. Угнетение СФМ, например, с помощью антимакрофагальной сыворотки, затрудняет заживление ран [161]. Вместе с тем, в настоящее время показано, что, зная закономерности и механизмы межклеточных взаимоотношений, можно воздействовать на эти реакции, усиливая или угнетая те или иные звенья патогенеза патологического процесса [39, 40]. Среди различных форм острого воспаления наибольшее значение имеет гнойный воспалительный процесс, возникающий как самостоятельное заболевание и как нередкое осложнение многих других болезней. При этом наиболее часто он протекает в форме абсцесса. Гнойное воспаление сопровождается особенно выраженной интоксикацией, которая оказывает угнетающее действие на иммунную систему и чем дольше течет гнойное воспаление, тем больше выражен иммунодефицит [47, 48, 76]. Поэтому попытки влияния на течение абсцесса путем воздействия на межклеточные отношения, в том числе на СФМ несомненно перспективны и весьма актуальны [14, 15]. При этом необходимо иметь достаточно полное представление о функциях клеток, участвующих в воспалительном процессе, и механизмах их взаимоотношений.

Исходя из указанного выше, можно полагать, что воздействие на систему фагоцитирующих мононуклеаров путем ее стимуляции или угнетения, должно оказать определенное влияние на течение и прогноз гнойного воспаления. Полученные результаты позволят подойти к разработке рациональных, высоко эффективных лечебных методов управления гнойной воспалительной реакцией и предупреждения ее возможных осложнений. Для доказательства этого предположения, объясняющего особенности течения ограниченного гнойного воспалительного процесса при стимуляции и угнетении системы фагоцитирующих мононуклеаров было проведено данное исследование.

Работа выполнена в рамках программы « Молекулярная медицина» в соответствие с темой НИР кафедры патологической анатомии ММА им. И. М. Сеченова «Морфология и молекулярные механизмы основных заболеваний человека» номер государственной регистрации № 012001 10559

Цель и задачи исследования. Целью работы является экспериментальное изучение динамики формирования абсцесса, а также значения стимуляции и угнетения системы фагоцитирующих мононуклеаров в отграничении очага гнойного воспаления и в репарации ткани после завершения воспалительного процесса.

В соответствии с указанной целью поставлены следующие задачи:

1. Создать модели ограниченного асептического воспаления и абсцесса поперечно-полосатых мышц скакательного комплекса у крыс для сравнения морфологии и морфогенеза гнойного и асептического воспалительных процессов, а также модели стимуляции и угнетения функции СФМ у крыс;

2. Исследовать морфогенез абсцесса мягких тканей у крыс без воздействия на СФМ;

3. Изучать особенности течения абсцесса мягких тканей крыс при стимуляции СФМ

4. Исследовать особенности морфогенез абсцесса мягких тканей крыс при угнетении СФМ.

Научная иовнзна. В работе впервые раскрыта роль СФМ в отграничении очага гнойного воспаления, что является выражением защитной функции клеток этой системы. Показано также, что при стимуляции СФМ сроки образования соединительнотканной капсулы абсцесса по сравнению с контролем укорачиваются и ширина ее увеличивается, в то время как при угнетении СФМ эти сроки удлиняются, а ширина капсулы уменьшается. Результаты исследования позволяют не только уточнить, но и расширить представления о СФМ и ее роли в динамике острого гнойного воспаления, в том числе и как защитной реакции.

Практическая значимость работы. Полученные данные открывают перспективу направленных влияний на течение гнойного воспалительного процесса путем модуляции функции СФМ. Это позволит клиницистам вести поиск более эффективных лечебных средств и разрабатывать новые подходы к терапии гнойного воспаления.

Положения, выносимые па защиту.

1. Функции СФМ при ограниченном гнойном воспалении отличаются от функции ее клеток при ограниченном асептическом воспалении, что характеризуется разным составом инфильтрата, образованием отграничивающей соединительнотканной капсулы вокруг абсцесса, а также отсутствием процесса формирования капсулы в очаге асептического воспаления.

2. Морфогенез абсцесса мягких тканей в значительной степени зависит от участия в нем комплекса иммунологических реакций, интенсивность которых связана с СФМ. Стимуляция СФМ обеспечивает высокую проницаемость сосудов микроциркуляции в области воспаления, формирование вокруг полости абсцесса отграничивающего вала из фибрина, адсорбирующего иммуноглобулины и комплемент, что усиливает хемотаксис лейкоцитов в очаг воспаления, активацию фибробластов и в итоге появление полноценной соединительно-тканной капсулы вокруг абсцесса уже через 9 суток после начала воспалительного процесса.

3. Угнетение СФМ характеризуется выраженными некротическими изменениями тканей вокруг полости абсцесса, снижением интенсивности экссудации, в том числе лейкоцитарной инфильтрации, что, по-видимому, связано с уменьшением образования моноцитов и макрофагов, а также поздним их поступлением в очаг воспаления. Следствием этого является недостаточно активное включение в процесс иммунных реакций и ингибиция отграничите л ьных и репаративньтх процессов.

Внедрение результатов исследования в практику. Полученные результаты используются при чтении лекций и проведении практических занятий со студентами 3 и 6 курсов на кафедре патологической анатомии ММА им. И. М. Сеченова

Апробация работы. Результаты исследования доложены на Всероссийской конференции «Вопросы неотложной и реконструктивной хирургии» (Москва, 1996г), на конференциях кафедры патологической анатомии ММА им. И. М. Сеченова (Москва, 1989, 2004г) Публикации. По теме диссертации опубликовано:

1. Даабуль С., Королева С.А., Дорохова Е.И., и др., Особенности течения абсцессов в условиях воздействия на систему фагоцитирующих мононуклеаров //Арх. пат.-1988.- № 7.- с. 30-32//.

2. Пауков B.C., Даабуль С.А. Роль макрофагов в патогенезе ограниченного гнойного воспаления// Арх. пат.- 2005,- № 2. Принято к печати//.

ВЫВОДЫ

1. Система фагоцитирующих мононуклеаров является уникальным регулятором межклеточных и клеточно-матриксных взаимоотношений в очаге повреждения, обеспечивающим развитие в нем воспаления, включение в воспалительный процесс иммунной системы и эффективность иммунных реакций, а также активацию репаративных механизмов, в значительной степени определяя пато- и морфогенез ограниченного гнойного воспаления.

2. При гнойном воспалении система фагоцитирующих мононуклеаров обеспечивает изоляцию очага воспаления путем включения сложного комплекса иммуноморфологических процессов, направленных на образование пиогенной мембраны, в результате чего гнойное воспаление приобретает характер абсцесса. При этом система фагоцитирующих мононуклеаров определяет морфогенез пиогенной мембраны, соединительно-тканной капсулы и эффективность отграничения очага воспаления.

3. В динамике развития ограниченного гнойного воспаления система фагоцитирующих мононуклеаров обеспечивает два определяющих процесса: поступление с помощью хемоаттракции в очаг повреждения клеток-продуцентов тканевых медиаторов воспаления, что запускает каскад реакций, приводящих к развитию экссудации; с помощью фагоцитоза резидентными макрофагами инфекционных возбудителей определяет их антигенные детерминанты и передает информацию об этом в иммунную систему, включая ее в воспалительный процесс. Морфологическим проявлением этого является появление к концу 1-х суток течения экспериментального абсцесса мягких тканей выраженной плазморрагии сосудов, гнойного экссудата, а также фиксация в стенках венул, капилляров и вокруг полости формирующегося абсцесса иммунных комплексов и комплемента.

4. Можно полагать, что при ограниченном гнойном воспалении макрофаги осуществляют фагоцитоз в основном для выявления чужеродных антигенов и включения в воспалительный процесс иммунной системы, после чего располагаются на периферии очага воспаления, где более низкая концентрация лейкоцитарных гидролаз, а также других повреждающих факторов и отсюда осуществляют свою регулирующую воспалительный процесс функцию, в том числе и отграничение абсцесса. В центре очага гнойного воспаления ликвидация микрофлоры осуществляется главным образом лейкоцитами путем фагоцитоза, а также создания ими высокой концентрации гидролаз.

При асептическом серозном, а затем продуктивном воспалении в отсутствие чужеродных антигенов, лейкоцитарной инфильтрации и высокой концентрации гидролаз одной из основных функций макрофагов является дифференцированный фагоцитоз поврежденных тканей и регуляция репарации в очаге бывшего асептического воспаления.

5. В отграничении очага гнойного воспаления важную роль играет фибрин, который появляется в области формирования абсцесса в самом начале экссудации, образуя отграничительный вал вокруг скопления гнойного экссудата и слоя некроза ткани. Обладая хемотаксисом к ней-трофильным лейкоцитам, фибрин усиливает их эмиграцию из сосудов и формирует депо лейкоцитов, благодаря чему с одной стороны слоя фибрина создается лейкоцитарный вал, а с другой — источник постоянного и интенсивного поступления лейкоцитов в полость абсцесса. Кроме того, фибрин служит структурной основой для фиксации вокруг очага воспаления иммуноглобулинов и комплемента, которые опсонизируют возбудителей и тем самым способствуют их фагоцитозу лейкоцитами. Наконец, фибрин является стимулом для активации фибробластов, осуществляющих репарацию поврежденных тканей в зоне воспаления.

6. Процесс формирования пиогенной мембраны и ее морфология принципиально стереотипны при любых условиях образования абсцесса. Однако имеется прямая зависимость между функциональным состоянием системы фагоцитирующих мононуклеаров, особенностями течения абсцесса мягких тканей и интенсивностью процессов репарации в области воспаления: при стимуляции системы фагоцитирующих мононуклеаров происходит более раннее и более интенсивное поступление в зону формирования абсцесса моноцитов и трансформация их в экссудативные макрофаги, в связи с чем, в зоне макрофагальной инфильтрации почти вдвое больше макрофагов, регулирующих течение воспаления и морфогенез пиогенной мембраны, чем при обычном функционировании этой системы; за счет более интенсивного поступления в очаг воспаления нейтро-фильных лейкоцитов, фибрина и отчетливо более выраженных иммуно-морфологических реакций более активно протекают процессы уничтожения микрофлоры и лизиса некротизированных тканей. В результате раньше развивается грануляционная ткань, которая трансформируется в соединительно-тканную капсулу вокруг абсцесса, обеспечивая его полную изоляцию от окружающих мышечных волокон. при угнетении системы фагоцитирующих мононуклеаров в зоне воспаления отчетливо снижается количество и степень активности макрофагов, что сопровождается падением фагоцитарной способности лейкоцитов, расширением зоны некроза ткани вокруг полости абсцесса и ее обсемененности микробами; поздним появлением узкого слоя фибрина и фиксации в нем иммуноглобулинов и комплемента, а также поздним образованием грануляционной ткани, которая не созревает к 10-м сут эксперимента. В результате даже к этому сроку не обеспечивается полная изоляция абсцесса, что может являться причиной распространения гнойного экссудата за пределы грануляций и образования микроабсцессов в окружающей ткани.

7. Асептическое воспаление принципиально отличается от абсцесса, так как не требует отграничения от окружающих тканей, что обусловлено отсутствием чужеродных антигенов и токсинов в очаге повреждения, в связи с чем нет угрозы генерализации инфекции и повреждающего действия токсинов, прежде всего на иммунную систему. Поэтому асептическое воспаление необходимо лишь для ликвидации некротизирован-ных компонентов тканей и включения механизмов их репарации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные эксперименты показали универсальную роль СФМ в формировании воспалительной реакции, причем как асептического, так и гнойного воспаления. Эта роль определяется функциями макрофагов, как регуляторов межклеточных и клеточпо-матриксных взаимоотношений. Полученные результаты убедительно говорят о том, что и эффективность воспалительного ответа организма как приспособительной реакции, направленной на ликвидацию повреждающего агента, и объем включения в воспалительный процесс иммунных механизмов и их эффективность также в значительной степени определяются активностью СФМ. Особенности сочетания этих реакций в конкретной ситуации также регулируются СФМ и в конечном итоге от этого зависят особенности отграничения очага воспаления, в том числе морфогенез пиогенной капсулы вокруг абсцесса.

В свою очередь, активность СФМ, вероятно, определяется целым рядом факторов, которые могут угнетать эту систему или стимулировать ее. Мы использовали известные модели активации и ингибиции СФМ и убедились в том, что функция макрофагов в значительной степени определяется наличием или отсутствием микрофлоры в очаге повреждения. С этим связана не только антигенная стимуляция, но и наличие или отсутствие интоксикации, которая в свою очередь модулирует особенности участия в воспалении иммунных реакций. Поэтому при асептическом воспалении отсутствие микробов не создает стимула для активного включения в процесс иммунной системы. В этих условиях ликвидация повреждения и репарация осуществляются преимущественно самой СФМ с ограниченным участием нейтрофильных лейкоцитов и местных клеток — продуцентов медиаторов воспаления. Отсутствие опасности генерализации микрофлоры, а также интоксикации определяют и отсутствие необходимости отграничения очага асептического воспаления от окружающих тканей, а, следовательно, и тех морфологических реакций, которые обеспечивают образование отграничительного вала вокруг очага воспаления.

В отличие от асептического воспаления при гнойном процессе от СФМ зависит скорость и эффективность включения в процесс сосудистой реакции, сроков появления и структуры зон первичного отграничения очага воспаления, включение в процесс иммунных реакций. При этом ликвидация микрофлоры и интоксикации осуществляется главным образом с помощью лейкоцитов и иммунных механизмов, а СФМ обеспечивает отграничение абсцесса соединительнотканной капсулой и репарацию поврежденных тканей. При этом следует подчеркнуть важнейшее и принципиальное положение о том, что инициальный период воспаления определяется СФМ, ее активностью и эффективностью. Поэтому не исключено, что в первую очередь от этой системы может зависить течение гнойного воспаления либо по типу флегмоны, либо по типу абсцесса.

Полученные результаты могут иметь не только теоретическое значение, так как позволяют уточнить закономерности пато— и морфогенеза асептического и гнойного воспаления, но и практическое значение для клинической медицины, особенно для хирургии. Знание закономерностей развития гнойного воспаления и механизмов его ограничения, в том числе и морфогенеза пиогенной мембраны, позволяет управлять воспалительным процессом, направляя усилия на методы определения активности СФМ у конкретного больного и на разработку способов стимуляции этой системы.