Экссудация и эмиграция

Вслед за расширением сосудов и наступающим замедлением кровотока развивается экссудация - процесс выпотевания белоксодержащей жидкости через сосудистую стенку в ткань.

Жидкость, выходящая при воспалении из сосудов в ткань, называется экссудатом, или воспалительным выпотом. Она отличается от отечной жидкости, или невоспалительного выпота - транссудата, большим содержанием белка (5 - 8%) и присутствием в ней форменных элементов крови, больше всего лейкоцитов, иногда эритроцитов и тромбоцитов, а также некоторых местных тканевых элементов - клеток и продуктов тканевого распада.

Экссудация вызывается тремя основными факторами: 1) нарушением коллоидной структуры и вследствие этого проницаемости капилляров; 2) повышением кровяного давления в сосудах воспаленного очага; 3) повышением коллоидно-осмотического давления в воспаленной ткани, вследствие чего усиливается ток жидкости из сосудов в ткань.

Среди факторов, обусловливающих выход жидкости и форменных элементов, большое значение имеет рано возникающее изменение проницаемости стенок капилляров.

Повышение сосудистой проницаемости можно наблюдать, вызывая воспаление на одном из ушей кролика с последующим введением ему в кровь витальной краски, например трипановой сини. При этом воспаленное ухо окрашивается быстрее и интенсивнее, чем ухо на здоровой стороне. Более интенсивная окраска ткани воспаленного уха сохраняется и после того, как гиперемия исчезла.

Повышение проницаемости капилляров может быть результатом комплексного воздействия таких физиологически активных веществ, как гистамин, активные глобулины и полипептиды (например, глобулиновый фактор проницаемости и полипептид брадикинин), вещества адениловой системы, серотонин, а также - тканевого ацидоза. Необходимо отметить возможное значение в этом и самого воспалительного агента.

Вследствие нарушения проницаемости стенок сосудов экссудат содержит больше белка, чем транссудат. Прохождение белковых веществ через стенку сосудов зависит от величины коллоидных частиц белка и степени нарушения проницаемости. Этим объясняется известная последовательность в прохождении белков. Сначала выходят из сосудов наиболее дисперсные белки крови - альбумины. По мере повышения проницаемости за альбуминами следуют менее дисперсные белки - глобулины, наконец, в последнюю очередь выходит крупнодисперсный белок - фибриноген.

Повышение кровяного давления внутри сосудов воспаленного очага способствует выходу жидкости из них. По мере выхода жидкости из сосудов кровяное давление в них начинает постепенно падать, движение крови замедляется.

Наконец, в возникновении экссудации большую роль играет увеличение коллоидно-осмотического давления в воспалительном очаге, в результате чего возникает ток жидкости из кровеносного русла в ткань.

Вместе с выходом жидкости при воспалении развивается эмиграция, т. е. выход лейкоцитов из сосудов в ткань. Эмиграция происходит через стенку капилляров и мелких вен.

Сначала, но мере замедления кровотока, лейкоциты постепенно скопляются в плазматическом пристеночном слое на стороне, обращенной к воспалительному очагу, как бы прилипая к сосудистой стенке - краевое стояние лейкоцитов (рис. 57).

Рис. 57. Схема кровотока в норме и при воспалении. 1 - нормальная циркуляция; осевой ток; краевая плазматическая зона с отдельными лейкоцитами; 2 - замедление кровообращения в центральной осевой зоне; видны красные тельца; краевое стояние лейкоцитов и пластинок; 3 - сильный застой крови; краевое стояние лейкоцитов и пластинок; уменьшение краевой плазматической зоны

Через некоторое время после перехода в краевое стояние лейкоциты начинают выпускать узкие протоплазматические отростки (псевдоподии), которые пронизывают стенку сосуда. На наружной стороне стенки появляется выступ, представляющий собой проникший через стенку псевдоподий. Этот выступ постепенно увеличивается ввиду того, что тело лейкоцита как бы переливается в него. Далее выселившиеся из сосуда лейкоциты

отделяются от сосудистой стенки. С помощью амебоидных движений они передвигаются в направлении к центру воспалительного очага. Здесь они проявляют фагоцитарную деятельность в отношении бактерий, инородных тел и частиц отмирающих клеточных элементов.

Часть лейкоцитов, расположенных ближе к центру воспалительного очага, погибает вследствие пребывания в необычной для них среде; в других местах преобладают явления фагоцитоза. Гибель лейкоцитов сопровождается освобождением различных ферментов (протеазы, нуклеазы, липазы, катал азы и др.), переваривающих продукты распада, а также веществ, обладающих бактерицидным действием или способных обезвреживать ядовитые продукты жизнедеятельности бактерий. Сохранившиеся лейкоциты в дальнейшем могут принимать участие в пролиферативных явлениях или уноситься током жидкости обратно в кровяное русло.

Сосудистую реакцию и экссудацию с эмиграцией можно наблюдать под микроскопом (рис. 58) на препарате воспаленной брыжейки лягушки в опыте Конгейма (1867).

Рис. 58. Воспаление в брыжейке лягушки, о - эмигрировавшие лейкоциты; б и г - эмиграция лейкоцитов; в - краевое стояние лейкоцитов в сосудах; д - эритроциты

Кураризированную лягушку прикрепляют к пробковой пластинке. Через небольшой разрез сбоку брюшка пинцетом вытягивают петлю кишечника, которую прикрепляют по краю отверстия в пробковой пластинке, причем брыжейку натягивают над отверстием. От соприкосновения с воздухом или (еще быстрее) с кристалликом хлористого натрия в брыжейке начинает развиваться воспалительный процесс. Под микроскопом в первые моменты воспаления наблюдают такие явления: сосуды расширяются (сначала артериолы, потом капилляры); одновременно с этим расширением наступает ускорение кровообращения, которое более заметно в артериях, но наблюдается также в венах и в капиллярах. Через больший или меньший промежуток времени это ускорение сменяется замедлением тока крови. Ввиду развивающегося препятствия кровотоку и сгущения крови вследствие наступающей экссудации в артериях кровь во время систолы сердца труднее продвигается вперед, во время же диастолы направляется обратно, т. е. в кровотоке обнаруживаются так называемые маятникообразные движения. В мелких венах и капиллярах по мере замедления тока крови заметно беспрерывное движение эритроцитов в центре кровяного русла, наполнение пристеночного плазматического слоя бесцветными тельцами (лейкоцитами) и как бы прилипание их к внутренней поверхности стенки сосудов. Вслед за краевым стоянием лейкоцитов начинается их эмиграция (через 2 - 4 часа, иногда позже).

На наружной поверхности стенки сосуда при наличии в нем краевого стояния лейкоцитов через некоторое время замечается выпячивание отростков, которые постепенно вытягиваются и утолщаются, превращаясь в круглые бесцветные образования. Последние выпускают новые отростки и постепенно отрываются от стенки сосуда (рис.59). Одновременно с эмиграцией лейкоцитов наблюдается выпотевание жидкости из сосудов в ткань - экссудация. Она особенно заметна, если предварительно ввести 1 мл 0,25% раствора метиленовой сини в бедренную или брюшную вену.

Рис. 59. Выход лейкоцитов через сосудистую стенку лягушки

В зависимости от характера воспалительного процесса и стадии его развития количество и виды эмигрировавших лейкоцитов различны. При серозных воспалениях эмиграция лейкоцитов относительно невелика. При гнойных воспалениях лейкоциты скопляются в огромном количестве и большинство их погибает, образуя одну из главных составных частей гноя. В начале воспаления среди эмигрировавших лейкоцитов преобладают нейтрофилы (микрофаги), особенно в тех случаях, когда объектом фагоцитоза являются гноеродные микроорганизмы. При аллергическом воспалении, когда в организм попадают чужеродные белки, эмигрируют также эозинофилы, имеющие в протоплазме крупную оксифильную зернистость. Позднее всех эмигрируют лимфоциты и моноциты (макрофаги). Макрофаги преимущественно принимают участие в фагоцитозе погибших тканевых элементов - клеточных частиц.

Эмиграцию лейкоцитов и предшествующее ей краевое стояние вначале пытались объяснить чисто механическими причинами. Полагали, что при замедлении тока крови лейкоциты как форменные элементы с меньшим удельным весом отталкиваются к периферии кровяного русла и располагаются в его пристеночном слое (А. С. Шкляревский, 1868).

Выход лейкоцитов из сосудов объясняли повышением кровяного давления в венозном и капиллярном русле и увеличением проницаемости сосудистой стенки, а весь процесс эмиграции представляли себе как пассивное передвижение лейкоцитов из сосудов в ткань. Но вес лейкоцитов может быть повышен (при захвате ими введенной в кровь киновари), а эмиграция все же происходит. Очевидно, сущность эмиграции не может быть сведена только к значению механических факторов. Одними механическими факторами невозможно объяснить и различия в клеточном составе экссудата. Неясно, почему в одних случаях выходят только нейтрофилы, например при гнойном воспалении, в других случаях - лимфоциты, например при туберкулезе. Наконец, точка зрения на роль механических факторов не вскрывает сущности "краевого стояния" лейкоцитов, предшествующего явлениям эмиграции. По-видимому, механические факторы лишь способствуют всем этим процессам, но не являются их основой.

По И. И. Мечникову, весь процесс эмиграции лейкоцитов следует объяснять химиотаксисом, или химическим привлечением лейкоцитов из кровеносного русла веществами, вызывающими воспалецие и образующимися в воспаленной ткани. С этой точки зрения лейкоциты проявляют особую чувствительность к определенным химическим веществам.

Среди агентов, обладающих положительным химиотаксисом, большое значение имеют бактерии, особенно стрепто- и стафилококки, продукты их жизнедеятельности, а также продукты нарушенного обмена самой воспаленной ткани.

Из воспалительных экссудатов было выделено особое вещество (лейкотаксин), повышающее проницаемости капилляров и обладающее положительным химиотаксическим действием. Это вещество представляет собой полипептид, образовавшийся при распаде белка (Менкин).

Однако лейкотакснн был выделен из экссудатов при сложной химической их обработке. Поэтому нет полной уверенности в том, что в естественных условиях он действительно образуется в очаге воспаления. Кроме того, более выраженным химиотаксическим действием отличаются различные продукты нуклеинового обмена, а также некоторые активные глобулины.

Известны вещества, оказывающие отрицательное химиотаксическое действие, например хинин, хлороформ, бензол, спирт.

Для объяснения эмиграции лейкоцитов позднее были привлечены данные о физико-химических изменениях, возникающих в очаге воспаления.

Среди продуктов нарушенного обмена и жизнедеятельности микробов в воспаленном очаге имеются вещества, способные понижать поверхностное натяжение. К этим веществам относятся измененные белки, альбумозы, пептоны, органические кислоты, гистамин. Проникая внутрь сосудов и действуя на лейкоциты, эти вещества понижают поверхностное натяжение преимущественно на той стороне лейкоцитов, которая обращена к очагу воспаления. Вследствие этого создается неодинаковое поверхностное натяжение в различных частях лейкоцита.

В месте уменьшения поверхностного натяжения образуется выпячивание протоплазмы, в которое постепенно переливается все тело лейкоцита. Таким образом, протоплазма лейкоцита вследствие изменения поверхностного натяжения передвигается от участка с более высоким поверхностным натяжением к участку с пониженным поверхностным натяжением, т. е. в направлении к очагу воспаления.

В эмиграции лейкоцитов известное значение могут иметь электрокинетические явления. Повышение концентрации водородных ионов в тканях при воспалении обусловливает разность потенциалов между тканями и элементами крови. Лейкоциты несут отрицательный заряд и испытывают притяжение со стороны положительно заряженных водородных ионов, накопившихся в тканях. По принципам катафореза лейкоциты передвигаются в направлении из сосудов в ткань.

Эмиграция лейкоцитов в какой-то мере обусловлена также повышенным током воспалительного выпота из сосудов в ткань.

В последнее время амебоидное движение лейкоцитов ставится в зависимость от энергетических процессов, совершающихся в протоплазме и ведущих к обратимым переходам отдельных участков цитоплазмы из золя в гель. При этом решающее значение приписывается разжижению протоплазмы на стороне лейкоцита, обращенной к очагу воспаления. На месте разжижения происходит выпячивание и образование псевдоподий. Согласно этой точке зрения, амебоидное движение лейкоцитов связано с освобождением энёргии в процессе обмена веществ в самом лейкоците. Действие химиотаксических веществ определяет место обратимого перехода золя в гель.

В настоящее время эмиграция лейкоцитов полнее изучена с помощью электронной микроскопии (рис. 60).

Рис. 60. Венула в очаге воспаления у крысы. Lumen - просвет венулы; 1 - полиморфноядерный лейкоцит, проходящий через эндотелий (Е) и находящийся в соприкосновении с периэндотелиальной клеткой (PC). Гиалоплазма выпущенного ею псевдоподия почти свободна от гранул. R - эритроцит в периэндотелиальном пространстве. А - внутриклеточное включение в эндотелиальную цитоплазму, возможно, кровяная пластинка или часть лейкоцита; 2 - лейкоцит, прилипший к эндотелию; 3 - лейкоцит, эмигрировавший в соединительную ткань. Электронная микроскопия х 13 500 (по Марчези и Флори)

Достигнув очага воспаления, часть лейкоцитов в условиях резко измененной среды погибает. Другая часть начинает проявлять фагоцитарную функцию. Придя в соприкосновение с микробами, частицами клеток или мелкими инородными телами, лейкоциты окружают их, включают в свою протоплазму и часто подвергают ферментативному перевариванию (рис. 61).

Рис. 61. Полиморфноядерные лейкоциты крысы, поглотившие пневмококков. Пневмококки включены в 'фагоцитные вакуоли'. Вакуоли ясно ограничены мембраной. Электронная микроскопия х 13 500 (по Флори)

Экссудат в целом имеет определенное значение для дальнейшего развития и исхода воспалительного процесса. Он разбавляет концентрацию ядовито действующих веществ, образующихся при воспалении, и усиливает их вымывание. Вследствие содержания в экссудате антител и лейкоцитов он способствует обезвреживанию и уничтожению микробов, находящихся в ткани. Выпадение фибрина в экссудате, замедление кровотока и стаз, а также свертывание лимфы в воспалительном очаге ведут к образованию механического барьера, препятствующего всасыванию и распространению микробов и токсинов из очага воспаления по всему организму.

В этом проявляется защитно-физиологическая роль экссудации, которая наряду с пролиферацией противодействует повреждению, нанесенному воспалительным агентом. Но "защитная" роль экссудата наблюдается не всегда. Например, при некоторых нарушениях кроветворения (в связи с отравлением бензолом) в крови и экссудате резко падает количество способных к фагоцитозу лейкоцитов, что заметно ухудшает проявление защитных реакций при воспалении: в нем начинают преобладать явления некроза. В других случаях интенсивное обратное всасывание экссудата может повести к распространению в организме микробов и их токсинов.

Накапливаясь, экссудат в одних случаях выделяется в полости тела, например при плевритах, перикардитах и перитонитах. При этом он может сдавливать близлежащие органы. В других случаях экссудат с его клетками распределяется между тканевыми элементами воспаленного участка, делая его напряженным и плотным. Образуется воспалительный инфильтрат. Кроме эмигрировавших из сосудов лейкоцитов, инфильтрат содержит также клетки местного происхождения. Экссудат, скопившийся в тканях, является причиной припухания воспаленного участка. Давление экссудата на окончание чувствительных нервов, так же как раздражение их воспалительным агентом и продуктами тканевого распада (особенно брадикинином), является причиной болевых ощущений.