24.8: Воспаление

Обзор

В ответ на повреждение тканей и инфекцию тучные клетки вызывают воспаление. Тучные клетки выделяют химические вещества, которые увеличивают проницаемость соседних кровеносных капилляров и привлекают дополнительные иммунные клетки к ране или месту инфекции. Нейтрофилы - это фагоцитарные лейкоциты, которые выходят из кровотока и поглощают вторгшиеся микробы. Тромбоциты, свертывающие кровь, закрывают рану, а волокна создают основу для заживления ран. Макрофаги поглощают стареющие нейтрофилы, чтобы положить конец острой воспалительной реакции.

Острое воспаление защищает тело

Повреждение тканей и инфекция являются основными причинами острого воспаления. Воспаление защищает организм, устраняя причину повреждения тканей и инициируя удаление клеточного мусора, возникшего в результате первоначального повреждения и связанной с ним активности иммунных клеток. В воспалении участвуют медиаторы как врожденной, так и адаптивной иммунной системы. Правильная регуляция воспаления имеет решающее значение для устранения патогена и удаления клеточного мусора без чрезмерного повреждения здоровых тканей в процессе. Если воспалительные процессы не регулируются должным образом, может возникнуть хроническое воспаление, которое часто заканчивается летальным исходом.

Мастоциты инициируют и регулируют воспаление

Мастоциты первыми реагируют на повреждение тканей, поскольку они в основном расположены в областях, контактирующих с внешним миром: коже, кишечнике и дыхательных путях. Мастоциты имеют арсенал рецепторов на своей клеточной поверхности и, следовательно, могут активироваться широким спектром стимулов, таких как микробные антигены, продукты активации комплемента, животный яд и связанные с повреждениями молекулярные паттерны, которые сигнализируют о повреждении или стрессе клеток. / p>

После активации мастоциты вступают в сложные двунаправленные взаимодействия с макрофагами, мезенхимальными стволовыми клетками, дендритными клетками, естественными клетками-киллерами, а также В- и Т-клетками. Эти взаимодействия опосредуются коктейлем химических сигналов, которые мастоциты выпускают в окружающую ткань. Эти химические вещества имеют двоякий эффект: они привлекают эффекторные клетки иммунной системы, которые следуют по химическому следу (хемотаксис), и воздействуют на окружающие кровеносные сосуды. Например, одним из химических веществ, выделяемых мастоцитами, является гистамин, который увеличивает проницаемость капилляров в процессе, называемом вазодилатацией. Это расширение местных кровеносных сосудов, в свою очередь, способствует притоку крови к поврежденной ткани, что приводит к покраснению и теплу.

Нейтрофилы нацелены на чужеродные элементы с помощью сложных методов

Вазодилатация также позволяет фагоцитирующим нейтрофилам покидать кровоток. Этот процесс называется экстравазацией лейкоцитов или диапедезом. Нейтрофилы следуют по химическому следу, оставленному мастоцитами, и проникают в ткань, проталкиваясь через расширенные соединения в капиллярах. В месте заражения они захватывают патогены с помощью внеклеточных ловушек нейтрофилов (NET), которые образованы из волокон и белков ДНК. Нейтрофилы поглощают захватчиков (в процессе, известном как фагоцитоз) или высвобождают противомикробные компоненты (дегрануляция). Нейтрофилы недолговечны (часы или дни) и заменяются макрофагами и лимфоцитами на более поздних этапах воспалительной реакции.

Тромбоциты способствуют заживлению ран и заживлению ран

Тромбоциты - это фрагменты клеток без ядер, которые являются составной частью крови и происходят из мегакариоцитов костного мозга. Они также следуют за химическим сигналом мастоцитов к пораженной ткани. Тромбоциты выделяют факторы роста, чтобы вызвать заживление ран, наклеивать поврежденные ткани за счет агрегации в ответ на повреждение кровеносных сосудов и даже могут поглощать патогены.

Хроническое воспаление - самая частая причина смерти

Трое из пяти человек в мире умирают из-за хронических воспалительных заболеваний, таких как инсульт, хронические респираторные заболевания, сердечные заболевания, некоторые виды рака, ожирение и диабет. Поэтому правильное регулирование воспалительных процессов имеет решающее значение для нормального функционирования организма.

Атеросклероз - это сужение артерий из-за образования бляшек вдоль слизистой оболочки кровеносных сосудов. Более узкие сосуды транспортируют меньше крови, что затрудняет приток кислорода. Снижение потока кислорода - одна из проблем, вызванных атеросклерозом. Дополнительной проблемой является потенциальный разрыв бляшки, который вызывает свертывание крови, что еще больше снижает или полностью блокирует кровоток. В зависимости от того, какие артерии поражены, функция сердца, мозга, рук, ног, таза и почек может быть нарушена с потенциально фатальными последствиями.

Образование бляшек начинается с небольшого повреждения сосуда, что вызывает острую воспалительную реакцию, включая расширение сосудов. Затем нейтрофилы и моноциты могут перемещаться под эндотелием (выстилка кровеносного сосуда) посредством диапедеза. Моноциты дифференцируются в макрофаги и начинают поглощать свободный липопротеин низкой плотности (ЛПНП) посредством фагоцитоза. Процесс продолжается до тех пор, пока макрофаги не наполнятся жиром, после чего их называют пенистыми клетками. Скопление пенистых клеток называется жировой полосой - первым визуальным признаком атеросклероза, который впоследствии может превратиться в затвердевший налет.

При атеросклерозе первоначальная воспалительная реакция не прекращается, а становится хронической, привлекая все больше и больше иммунных клеток. Противовоспалительные сигналы не заменяют провоспалительные сигналы, а мертвые эффекторные клетки не удаляются должным образом, создавая массу мертвых клеток (некротический центр) в жировой полосе. Возникновение и прогрессирование атеросклероза можно отсрочить, если минимизировать количество холестерина ЛПНП в крови, поддерживать умеренный режим физических упражнений, воздерживаться от курения и принимать определенные лекарства.

Острое воспаление это иммунный ответ тела на потенциально опасную ситуацию, такую как инфекция. На месте получения травмы начальные стимулы вызывают комплексный каскад многочисленных химических веществ. Например, тучные клетки высвобождают гистаминные препараты и генерируют простагландины для содействия вазодилатации.

Расширение этих местных кровеносных сосудов обеспечивает больший приток крови к травмированным тканям, вызывая покраснение и жар. Также повышается проницаемость сосудов из-за сокращения эндотелиальных клеток, появляются щели, заставляющие экссудат, насыщенную белками жидкость, течь в заражённый участок. Это вызывает отёк и боль.

В то же время, нейтрофилы плагоцитарные белые клетки крови, реагируют на химические вещества, лейкоцит индуцирующие факторы, путём увеличения их числа в крови. В процессе, известном как маржинация, они крепко привязываются к щелям и затем распрямляются и выдавливаются через капилляры во время диапедеза. Нейтрофилы следуют за химическим следом в направлении сайта вместе с дополнительными клетками, такими как моноциты и лимфоциты, которые также привлечены через хемотаксис.

Некоторые белки, которые вытекают из капилляров, затем помогают со свёртыванием, формируя фибринную сетку и изолируя этот район, а также выступая в качестве строительных лесов для ремонта, чтобы начать процесс восстановления.