Системный воспалительный ответ

Определение. Системный воспалительный ответ (синдром системного воспалительного ответа) — комплекс структурных, функциональных и биохимических изменений системного характера, развивающийся в организме при наличии в нем очага воспаления.

Ранее этот синдром обозначался как синдром инфекционно-воспалительного эндотоксикоза.

Встречаемость. Выраженность системного воспалительного ответа, который может наблюдаться как при инфекционном, так и при асептическом воспалении, зависит не столько от характера патогена, сколько от его количества, определяющего интенсивность антигенной стимуляции. В целом, при экссудативном воспалении, как правило, синдром более выражен, чем при продуктивном. Максимальная его выраженность наблюдается при сепсисе и заболеваниях, сопровождающихся гнойным воспалением.

Классификация. Различают ранний и поздний системный воспалительный ответ, при этом имеется в виду не позднее возникновение синдрома, а его проявления при длительном существовании в организме воспалительного очага.

Условия возникновения. Непременным условием для развития синдрома является поступление в кровоток из очага воспаления чужеродных антигенов, каковыми могут быть продукты стерильного и нестерильного распада тканей, обломки эритроцитов, липополисахариды грамотрицательных бактерий, экзотоксины грамположительных бактерий, то есть любые вещества, которые, будучи фагоцитированными макрофагами, способны приводить к их активации.

Другим непременным условием является адекватное функционирование макрофагально-фагоцитарной системы. В эксперименте с блокадой макрофагов у крыс с последующим инфицированием крови возникала бактериемия, размножение микроорганизмов в тканях, но системного воспалительного ответа не развивалось и, несмотря на буквальное разрушение их организма микробами, поведение животных не отличалось от поведения их здоровых собратьев.

Механизмы возникновения. Ранее использовавшийся термин «инфекционно-воспалительный эндотоксикоз» отражает попытки связать нарушения самочувствия больного и изменения функциональных и лабораторных показателей с появлением в крови при воспалении неких веществ, оказывающих токсическое воздействие на ткани. Действительно, было обнаружено не менее 11 различных веществ, содержание которых в крови при воспалении повышается и которые способны оказывать токсическое действие на ткани. Однако, концентрация этих веществ такова, что ни по одиночке, ни в совокупности они не являются опасными для тканей, и они оказываются неспособными вызвать характерные для системного воспалительного ответа проявления.

Схематически современные механизмы развития системного воспалительного ответа (Повзун С.А., 1994) могут быть представлены следующим образом (рис.50.1).

Интенсивная антигенная стимуляция клеток макрофагально-фагоцитарной системы сопровождается выработкой этими клетками целого спектра биологических активных веществ: фактора некроза опухолей (кахектина), интерлейкина-1, тромбоцитактивирующего фактора, простагландинов, лейкотриенов. Все эти вещества в небольших количествах в очаге воспаления обеспечивают «orchestration» — реализацию характерных сосудистых и клеточных реакций. Большие концентрации этих веществ оказывают патологическое действие, приводя к системному 1) повышению проницаемости микрососудов и 2) расширению их с замедлением в них кровотока. Аналогичным образом действует и гистамин, выделяющийся тучными клетками.

Повышение проницаемости микрососудов ведет к развитию тканевого отека, который, в свою очередь, приводит к тканевой гипоксии: в условиях отека клетки оказываются отдаленными от капилляров, в связи с чем затрудняется диффузия газов, как, впрочем, и других веществ. К тканевой гипоксии присоединяется и циркуляторная гипоксия, связанная с замедлением скорости движения более вязкой (в связи с потерей части плазмы) крови по расширенным капиллярам.

Гипоксия ведет к развитию в тканях дистрофических и некробиотических изменений, определяющих функциональную недостаточность соответствующих органов. Становится понятным, почему, например, при столь разных возбудителях как, скажем, стафилококк и малярийный плазмодий, в клинических проявлениях заболеваний больше общего, чем различий: в их основе лежат неспецифические тканевые изменения, носящие универсальный характер, хотя, разумеется, индивидуальные особенности возбудителя, например, за счет стафилококкового a-токсина, будут отражаться на клинической симптоматике.

Это положение наглядно демонстрирует эксперимент с введением кроликам в полость брюшины зимозана — вещества, являющегося неспецифическим стимулятором нейтрофилов и макрофагов: несмотря на отсутствие какой-либо инфекции в организме, у животных развивалась типичная клиническая картина системного воспалительного ответа с лихорадкой, сонливостью, потерей аппетита и т.п. То есть, по большому счету, неважно, чем будет активирован макрофаг — результат на выходе будет одинаковым.

Разумеется, представленная схема является неполной, в ней не учтены, например, роль эндокринной или вегетативной нервной систем, однако, это сделано специально, чтобы дать принципиальные представления о синдроме — в противном случае схема была бы нечитабельной.

Характерные клинические проявления системного воспалительного ответа связаны с повышением концентрации в крови биологически активных веществ. Так, например, высокая температура и лихорадка, обусловлены действием высоких концентрацией интерлейкина-1 и простагландинов, вялость и сонливость — действием интерлейкина-1, вызывающего в эксперименте у животных медленноволновый сон, потеря аппетита — действием интерлейкина-1 и фактора некроза опухолей, которые, будучи введенными животному в желудочки мозга, вызывают анорексию.

При длительном течении воспалительного процесса существенную роль в патогенезе начинают играть анемия и истощение, что акад. И.В.Давыдовским у раненых с продолжительными по срокам воспалительными изменениями обозначалось как «токсико-резорбтивная лихорадка» и «раневое истощение». Анемия связана с воздействием на костный мозг по меньшей мере двух веществ: интерлейкина-1 и фактора некроза опухолей, которые в небольших концентрациях стимулируют кроветворение, а в больших — подавляют его. Истощение обусловлено не только потерей аппетита, но и преобладанием под действием упомянутых веществ процессов катаболизма над процессами анаболизма. Кроме того, фактор некроза опухолей блокирует в жировой клетчатке фермент липопротеинлипазу, за счет чего адипоциты перестают поглощать из крови триглицериды. Длительная гипоксия и истощение, в свою очередь, сопровождаются снижением синтеза эндокринными железами гормонов, регулирующих размножение клеток, интенсивность обменных процессов и т.д. — возникают многочисленные порочные круги.

Макроскопическая картина. Макроскопически могут наблюдаться 1) изменения, характерные для острой сердечной недостаточности (транссудат в серозных полостях, кардиогенный отек легких, увеличение размеров печени, 2) изменения в легких в виде очагов пневмонии или картины мембраногенного отека при так называемом респираторном дистресс-синдроме взрослых, общего истощения при позднем системно воспалительном ответе. Все упомянутые изменения не несут в себе никакой специфики.

Микроскопическая картина. При исследовании миокарда обнаруживается разволокнение кардиомиоцитов за счет стромального отека (рис.50.2а), дегрануляция тучных клеток различной степени выраженности (рис.50.3а), увеличение числа тучных клеток, диффузно-очаговые некробиотические изменения кардиомиоцитов, выявляемые при окраске гематоксилином – основным фуксином – пикриновой кислотой или при поляризационной микроскопии (рис.50.4а).

В легких могут наблюдаться варианты.

1) Кардиогенный отек легких с наличием в альвеолах слабо окрашивающейся белковой жидкости, разволокнения перивазальной и перибронхиальной соединительной ткани и ткани висцеральной плевры с визуализацией в них расширенных лимфатических капилляров (рис.50.5а–50.7а).

2) Респираторный дистресс-синдром взрослых1 с наличием в альвеолах интенсивно окрашивающейся, богатой белком жидкости (рис.50.8а), в которой находятся макрофаги и слущенные альвеолоциты, а иногда и эритроциты, так называемых гиалиновых мембран, представляющих собой слепки фибрина на стенках альвеол, очагов спадения альвеол (рис.50.9).

3) Мелкоочаговая полисегментарная пневмония в виде скопления в альвеолах серозного экссудата, без тенденции к нагноению и абсцедированию.

4) Острое венозное полнокровие легких. Кроме того, при всех указанных состояниях может наблюдаться картина бронхоспазма (рис.50.10а), связанного, вероятно, с гипергистаминемией.

В почках наблюдается картина десквамативно-обструктивной нефропатии. В дистальных канальцах обнаруживается открепляющийся в условиях гипоксии от базальной мембраны эпителий проксимальных канальцев, образующий гирлянды и формирующий в дальнейшем цилиндры, обтурирующие просвет канальцев (рис.50.11). Из-за нарушения оттока первичной мочи капсулы почечных канальцев расширены, а капиллярные петли частично спавшиеся (рис.50.12): хотя кровоток в них сохранен, фильтрация прекращается из-за отсутствия градиента давления в просвете капилляра и капсулы, что и является структурной основой развивающейся почечной недостаточности.

При исследовании печени визуализируются набухшие звездчатые ретикулоэндотелиоциты, в норме неотличимые от эндотелиоцитов (рис.50.13). Определяется полнокровие синусоидов, краевое стояние лейкоцитов, расширение пространств Диссе (рис.50.14а), которое связано с застоем лимфы, проявляющимся визуализацией лимфатических капилляров в перипортальной соединительной ткани. Изменения в гепатоцитах ограничиваются их зернистой дистрофией, некрозы не характерны.

В головном мозге отмечаются полнокровие и визуализация многочисленных капилляров (рис.50.15а), перивазальный отек в виде оптически пустых пространств вокруг сосудов, базофильная дегенерация и некроз части нейронов (рис.50.16а).

Все перечисленные изменения неспецифичны и могут порознь наблюдаться при других патологических состояниях, однако, совокупность их характерна для системного воспалительного ответа. Надо также понимать, что весь этот перечень микроструктурных изменений характерен для тяжелого течения синдрома с летальным исходом, в то время как при более легких формах выраженность упомянутых изменений может быть иной.

Клиническое значение. Общие проявления, характерные для системного воспалительного ответа, эволюционно выработаны и до известной степени биологически целесообразны. Так, поскольку наиболее частым агентом, вызывающим воспаление, являются микробы, повышение температуры тела при воспалении препятствует их размножению и жизнедеятельности, поскольку оптимум активности микробных ферментов колеблется в узких пределах 37±1⁰. Сонливость, вялость и снижение аппетита создают охранительный режим, чтобы животное (и человек!) не бегал в поисках пищи или особи противоположного пола, а все энергетические возможности организма были направлены на защиту от микробов. На это же направлена и активация процессов катаболизма.

Однако, как и все приспособления, этот синдром является защитным лишь до определенной степени: описанные выше изменения при выраженной антигенной стимуляции уже никак не служат интересам защиты организма, а становятся факторами, способными привести к смерти. Ведущими в механизмах развития летальных исходов при раннем системном воспалительном ответе являются острая сердечная недостаточность, обусловленная диффузно-очаговыми некробиотическими изменениями кардиомиоцитов, и острая дыхательная недостаточность, связанная в раннем периоде с респираторным дистресс-синдромом взрослых, а несколько позже — с пневмонией. Дисфункция других органов решающего значения для наступления летального исхода не имеет. Механизмы наступления летальных исходов при позднем системном воспалительном ответе детально не изучены.