Pneimonijas patoģenēze

Sabiedrībā iegūtas vai slimnīcā iegūtas pneimonijas attīstība notiek vairāku patogēnisku mehānismu ieviešanas rezultātā, no kuriem svarīgākie ir:

• sarežģītās daudzpakāpju elpošanas orgānu aizsardzības sistēmas traucējumi no mikroorganismu iekļūšanas plaušu elpošanas daļās;
• plaušu audu lokālā iekaisuma attīstības mehānismi;
• slimības sistēmisko izpausmju veidošanās;
• komplikāciju veidošanās.

Katrā konkrētā gadījumā pneimonijas patogenēzes un klīniskās gaitas raksturlielumus nosaka patogēna īpašības un dažādu iekaisumā iesaistīto makroorganismu sistēmu stāvoklis.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Mikroorganismu iekļūšanas ceļi plaušu elpošanas daļās

Ir trīs galvenie veidi, kā mikroorganismi iekļūst plaušu elpceļos:

Bronhogēnais ceļš ir visizplatītākais plaušu audu inficēšanās ceļš. Vairumā gadījumu mikroorganismu bronhogēnā izplatīšanās notiek orofarīnga satura mikroaspirācijas rezultātā. Ir zināms, ka veselam cilvēkam orofarīnga mikrofloru pārstāv liels skaits aerobo un anaerobo baktēriju. Šeit sastopamas pneimokoki, Haemophilus influenzae, Staphylococcus aureus, anaerobās baktērijas un pat gramnegatīvās Escherichia coli, Frīdlandera bacilas un Proteus.

Ir zināms, ka veseliem cilvēkiem, piemēram, miega laikā, var rasties orofaringāla satura mikroaspirācija. Tomēr parasti elpceļi, kas atrodas distāli no balss saitēm (balsenes), vienmēr paliek sterili vai satur nelielu daudzumu baktēriju floras. Tas notiek normālas aizsardzības sistēmas darbības rezultātā (mukociliārais klīrenss, klepus reflekss, humorālās un šūnu mediētās aizsardzības sistēmas).

Šo mehānismu ietekmē orofaringeālā sekrēcija tiek efektīvi izvadīta un mikroorganismi nekolonizē apakšējos elpceļus.

Masīvāka aspirācija apakšējos elpceļos notiek, ja ir traucēti pašattīrīšanās mehānismi. Tas biežāk novērojams gados vecākiem pacientiem, cilvēkiem ar apziņas traucējumiem, tostarp tiem, kas atrodas alkohola reibuma stāvoklī, miega zāļu vai narkotiku pārdozēšanas gadījumā, vielmaiņas discirkulācijas encefalopātijas, konvulsīvā sindroma u.c. gadījumā. Šādos gadījumos bieži tiek novērota klepus refleksa un refleksa, kas nodrošina balss spraugas refleksu, nomākšana (J. V. Hiršmans).

Disfāgijas un orofaringāla satura aspirācijas iespējamība ievērojami palielinās pacientiem ar kuņģa-zarnu trakta slimībām - barības vada ahalāziju, gastroezofageālo refluksu, diafragmas trūci, samazinātu barības vada un kuņģa tonusu ar hipo- un ahlorhidriju.

Rīšanas disfunkcija un liela aspirācijas varbūtība tiek novērota arī pacientiem ar sistēmiskām saistaudu slimībām: polimiozītu, sistēmisku sklerodermiju, jauktu saistaudu slimību (Šarpa sindromu) utt.

Viens no svarīgākajiem nozokomiālas pneimonijas attīstības mehānismiem ir endotraheālās caurulītes izmantošana pacientiem, kuriem tiek veikta mākslīgā plaušu ventilācija (MPV). Pašam intubācijas brīdim raksturīgs vislielākais aspirācijas risks, un tas ir galvenais slimnīcā iegūtas aspirācijas pneimonijas attīstības patogenētiskais mehānisms pirmajās 48 MPV stundās. Tomēr pati endotraheālā caurule, novēršot balss spraugas slēgšanu, veicina mikroaspirācijas attīstību. Pagriežot galvu un ķermeni, neizbēgami rodas endotraheālās caurules kustības, kas veicina sekrēta iekļūšanu elpceļu distālajās daļās un plaušu audu iesēšanu (RG Wunderink).

Svarīgs elpceļu kolonizācijas mehānisms ar mikroorganismiem ir mukociliārā transporta traucējumi, kas rodas smēķēšanas, alkohola, vīrusu elpceļu infekciju, auksta vai karsta gaisa iedarbības ietekmē, kā arī pacientiem ar hronisku bronhītu un gados vecākiem cilvēkiem.

Jāatceras, ka pneimokoki, Haemophilus influenzae un citi mikroorganismi, kas kolonizē elpceļu distālās daļas, pēc pielipšanas epitēlija šūnu virsmai paši spēj radīt faktorus, kas bojā skropstaino epitēliju un vēl vairāk palēnina to kustību. Pacientiem ar hronisku bronhītu trahejas un bronhu gļotāda vienmēr ir kolonizēta ar mikroorganismiem, galvenokārt pneimokokiem un Haemophilus influenzae.

Svarīgs faktors plaušu elpošanas ceļu kolonizācijā ir limfocītu, makrofāgu un neitrofilu disfunkcija, kā arī humorālās aizsardzības saite, jo īpaši IgA ražošana. Šos traucējumus var saasināt arī hipotermija, smēķēšana, vīrusu elpceļu infekcija, hipoksija, anēmija, bads un dažādas hroniskas slimības, kas noved pie šūnu un humorālās imunitātes nomākšanas.

Tādējādi bronhu drenāžas funkcijas samazināšanās un citi aprakstītie traucējumi elpceļu pašattīrīšanās sistēmā kopā ar orofarīnga satura mikroaspirāciju rada apstākļus plaušu elpošanas daļas bronhogēnai sēšanai ar patogēniem un oportūnistiskiem mikroorganismiem.

Jāpatur prātā, ka dažu endogēnu un eksogēnu faktoru ietekmē orofarīnga mikrofloras sastāvs var būtiski mainīties. Piemēram, pacientiem ar diabētu, alkoholismu un citām vienlaicīgām slimībām ievērojami palielinās gramnegatīvo mikroorganismu, jo īpaši E. coli, Proteus, īpatsvars. Arī pacienta ilgstoša uzturēšanās slimnīcā, īpaši intensīvās terapijas nodaļā, rada šādu ietekmi.

Svarīgākie faktori, kas veicina patogēno mikroorganismu bronhogēnu iekļūšanu plaušu elpošanas daļās, ir:

1. Orofaringāla satura mikroaspirācija, tostarp, lietojot endotraheālo caurulīti pacientiem, kuriem tiek veikta mākslīgā plaušu ventilācija.
2. Elpošanas ceļu drenāžas funkcijas traucējumi hronisku iekaisuma procesu rezultātā bronhos pacientiem ar hronisku bronhītu, atkārtotām vīrusu elpceļu infekcijām, smēķēšanas, alkohola pārmērīgas lietošanas, smagas hipotermijas, auksta vai karsta gaisa iedarbības, ķīmisku kairinātāju ietekmē, kā arī gados vecākiem un seniliem cilvēkiem.
3. Nespecifisku aizsardzības mehānismu (tostarp lokālas šūnu un humorālas imunitātes) bojājumi.
4. Izmaiņas augšējo elpceļu mikrofloras sastāvā.

Plaušu elpceļu infekcijas izplatīšanās gaisā ir saistīta ar patogēnu izplatīšanos ar ieelpotu gaisu. Šim mikroorganismu iekļūšanas ceļam plaušu audos ir daudz kopīga ar bronhogēno infekcijas ceļu, jo tas lielā mērā ir atkarīgs no bronhopulmonālās aizsardzības sistēmas stāvokļa. Būtiskā atšķirība ir tā, ka plaušās ar gaisa pilieniem nonāk nevis mutes dobuma aspirētajā sekrētā esošā oportūnistiskā mikroflora (pneimokoki, Haemophilus influenzae, Moraxella, streptokoki, anaerobi utt.), bet gan patogēni, kas parasti nav sastopami mutes dobumā (legionellas, mikoplazma, hlamīdijas, vīrusi utt.).

Mikroorganismu iekļūšanas hematogēnais ceļš plaušu audos kļūst svarīgs attālu septisku perēkļu un bakterēmijas klātbūtnē. Šis infekcijas ceļš tiek novērots sepses, infekciozā endokardīta, iegurņa vēnu septiskā tromboflebīta u.c. gadījumos.

Plaušu audu infekcijas lipīgais ceļš ir saistīts ar patogēnu tiešu izplatīšanos no inficētiem orgāniem, kas atrodas blakus plaušām, piemēram, ar mediastinītu, aknu abscesu, iespiešanās brūces rezultātā krūtīs utt.

Mikrofloras iekļūšanas bronhogēnie un gaisā esošie ceļi plaušu elpceļos ir visnozīmīgākie sabiedrībā iegūtas pneimonijas attīstībā un gandrīz vienmēr tiek kombinēti ar nopietniem elpceļu barjeras funkcijas traucējumiem. Hematogēnie un lipīgie ceļi ir daudz retāk sastopami un tiek uzskatīti par papildu plaušu infekcijas ceļiem un galvenokārt slimnīcas (nosokomiālas) pneimonijas attīstību.

Plaušu audu lokālā iekaisuma attīstības mehānismi

Iekaisums ir universāla organisma reakcija uz jebkādām ietekmēm, kas izjauc homeostāzi un kuru mērķis ir neitralizēt kaitīgo faktoru (šajā gadījumā mikroorganismu) vai/un atdalīt bojāto audu zonu no blakus esošajām zonām un visa organisma kopumā.

Iekaisuma veidošanās process, kā zināms, ietver 3 posmus:

1. izmaiņas (audu bojājumi);
2. mikrocirkulācijas traucējumi ar asins šūnu eksudāciju un emigrāciju;
3. izplatīšanās.

Pārveidošana

Pirmā un svarīgākā iekaisuma sastāvdaļa ir plaušu audu izmaiņas (bojājumi). Primārās izmaiņas ir saistītas ar mikroorganismu ietekmi uz alveolocītiem jeb elpceļu epitēlija šūnām, un tās, pirmkārt, nosaka paša patogēna bioloģiskās īpašības. Baktērijas, kas pielipušas II tipa alveolocītu virsmai, izdala endotoksīnus, proteāzes (hialuronidāzi, metaloproteināzi), ūdeņraža peroksīdu un citas vielas, kas bojā plaušu audus.

Masveida baktēriju piesārņojums un plaušu audu bojājumi (primārās izmaiņas) piesaista lielu skaitu neitrofilu, monocītu, limfocītu un citu šūnu elementu iekaisuma zonai, kas paredzēti, lai neitralizētu patogēnu un novērstu pašas šūnas bojājumus vai nāvi.

Šajā procesā vadošo lomu spēlē neitrofili, kas nodrošina baktēriju fagocitozi un to iznīcināšanu, aktivizējot hidrolāzes un lipīdu peroksidāciju. Neitrofilos baktēriju fagocitozes laikā ievērojami palielinās visu vielmaiņas procesu ātrums un elpošanas intensitāte, un skābeklis galvenokārt tiek patērēts peroksīda savienojumu - ūdeņraža peroksīda (H2O2), hidroksīda jonu radikāļu (HO+), singleta skābekļa (O2) un citu, veidošanai, kuriem ir izteikta baktericīda iedarbība. Turklāt neitrofili, kas migrējuši uz iekaisuma vietu, rada augstu jonu koncentrāciju (acidoze), kas nodrošina labvēlīgus apstākļus hidrolāžu darbībai, kas iznīcina mirušos mikrobu ķermeņus.

Monocīti spēj arī ātri uzkrāties iekaisuma centrā, veicot endocitozi pinocitozes un dažādu daļiņu, kuru izmērs svārstās no 0,1 līdz 10 µm, tostarp mikroorganismu un vīrusu, fagocitozes veidā, pakāpeniski pārvēršoties makrofāgos.

Limfocīti un limfoīdās šūnas ražo imūnglobulīnus IgA un IgG, kuru darbība ir vērsta uz baktēriju aglutināciju un to toksīnu neitralizēšanu.

Tādējādi neitrofili un citi šūnu elementi veic vissvarīgāko aizsargfunkciju, kuras galvenais mērķis ir mikroorganismu un to toksīnu izvadīšana. Tajā pašā laikā visiem aprakstītajiem leikocītu antimikrobiālās agresijas faktoriem, tostarp izdalītajiem lizosomu enzīmiem, proteāzēm, aktīvajiem skābekļa metabolītiem, ir izteikta kaitīga citotoksiska iedarbība uz alveolocītiem, elpceļu epitēliju, mikrovadiem un saistaudu elementiem. Šādi plaušu audu bojājumi, ko izraisa pašu šūnu un humorālie aizsardzības faktori un ko sauc par "sekundārajām izmaiņām", ir organisma dabiska reakcija uz patogēna iekļūšanu plaušu parenhīmā. Tās mērķis ir ierobežot (lokalizēt) infekcijas izraisītājus un to bojātos plaušu audus visā organismā. Tāpēc sekundārās izmaiņas ir neatņemama jebkura iekaisuma procesa sastāvdaļa.

Sekundārās plaušu audu izmaiņas, kas sākušās iekaisuma perēklī, ko izraisa neitrofilu un citu šūnu elementu migrācija uz iekaisuma perēkli, vairs nav atkarīgas no infekcijas izraisītāja, un to attīstībai nav nepieciešama turpmāka mikroorganisma klātbūtne iekaisuma perēklī. Citiem vārdiem sakot, sekundārās izmaiņas un sekojošās iekaisuma fāzes attīstās pēc saviem likumiem neatkarīgi no tā, vai pneimonijas izraisītājs joprojām atrodas plaušu audos vai jau ir neitralizēts.

Protams, plaušu audu primāro un sekundāro izmaiņu morfoloģiskās un funkcionālās izpausmes kopumā ir atkarīgas gan no pneimonijas izraisītāja bioloģiskajām īpašībām, gan no makroorganisma šūnu un humorālās imunitātes elementu spējas pretoties infekcijai. Šīs izmaiņas ir ļoti dažādas: no nelieliem plaušu audu strukturāliem un funkcionāliem traucējumiem līdz to iznīcināšanai (nekrobiozei) un nāvei (nekrozei). Vissvarīgākā loma šajā procesā ir iekaisuma mediatora saites stāvoklim.

Iekaisuma perēklī notiekošu plaušu audu primāro un sekundāro izmaiņu rezultātā strauji palielinās vielmaiņas procesu ātrums, kas kopā ar audu sabrukšanu noved pie 1) skābu produktu uzkrāšanās iekaisuma perēklī (acidozes), 2) osmotiskā spiediena palielināšanās tur (hiperosmijas), 3) koloīd-osmotiskā spiediena palielināšanās olbaltumvielu un aminoskābju sadalīšanās dēļ. Šīs izmaiņas līdzīgu iemeslu dēļ veicina šķidruma pārvietošanos no asinsvadu gultnes uz iekaisuma perēkli (eksudāciju) un plaušu audu iekaisuma tūskas attīstību.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Iekaisuma mediatori

Primāro un sekundāro izmaiņu procesā tiek atbrīvots liels daudzums humorālo un šūnu iekaisuma mediatoru, kas būtībā nosaka visus turpmākos notikumus iekaisuma perēklī. Humorālie mediatori veidojas šķidrā vidē (plazmā un audu šķidrumā), šūnu mediatori atbrīvojas iekaisumā iesaistīto šūnu elementu struktūru iznīcināšanas laikā vai atkal veidojas šūnās iekaisuma procesa laikā.

Humorālie iekaisuma mediatori ietver dažus komplementa atvasinājumus (C5a, C3a, C3b un C5-C9 kompleksu), kā arī kinīnus (bradikinīnu, kallidīnu).

Komplementa sistēma sastāv no aptuveni 25 olbaltumvielām (komplementa komponentiem), kas atrodamas plazmā un audu šķidrumā. Dažas no šīm komponentēm spēlē lomu plaušu audu aizsardzībā no svešiem mikroorganismiem. Tās iznīcina baktēriju šūnas, kā arī organisma paša šūnas, kas inficētas ar vīrusiem. C3b fragments ir iesaistīts baktēriju opsopizācijā, kas atvieglo to fagocitozi ar makrofāgu palīdzību.

Komplementa galvenais fragments ir komponents C3, ko aktivizē divi ceļi – klasiskais un alternatīvais. Klasisko komplementa aktivācijas ceļu "iedarbina" imūnkompleksi IgG, IgM, bet alternatīvo – tieši baktēriju polisaharīdi un IgG, IgA un IgE agregāti.

Abi aktivācijas ceļi izraisa C3 komponenta sadalīšanos un C3b fragmenta veidošanos, kas veic daudzas funkcijas: aktivizē visus pārējos komplementa komponentus, opsonizē baktērijas utt. Galveno baktericīdo iedarbību veic tā sauktais membrānas uzbrukuma komplekss, kas sastāv no vairākiem komplementa komponentiem (C5-C9), kas ir fiksēts uz svešas šūnas membrānas, iestrādājas šūnas membrānā un izjauc tās integritāti. Caur izveidotajiem kanāliem šūnā ieplūst ūdens un elektrolīti, kas noved pie tās nāves. Tomēr tāds pats liktenis sagaida arī bojātās plaušu audu šūnas, ja tās iegūst svešas vielas īpašības.

Citiem komplementa komponentiem (C3a, C5a) piemīt spēja palielināt postkapilāru un kapilāru caurlaidību, iedarboties uz tuklajām šūnām un tādējādi palielināt histamīna izdalīšanos, kā arī “piesaistīt” neitrofilus iekaisuma vietai (C5a), veicot ķemotakses funkciju.

Kinīni ir polipeptīdu grupa ar augstu bioloģisko aktivitāti. Tie veidojas no neaktīviem prekursoriem, kas atrodas asins plazmā un audos. Kalikreīna-kinīna sistēmas aktivācija notiek jebkura audu bojājuma gadījumā, piemēram, kapilāru endotēlija. Aktivētā Chagemala faktora (asins koagulācijas faktora XII) ietekmē prekalikreīni tiek pārvērsti par enzīmu kallikreīnu, kas, savukārt, iedarbojoties uz proteīnu kininogēnu, noved pie bradikinīna veidošanās, kas ir galvenais kallikreīna-kinīna sistēmas efektors. Tajā pašā laikā no kininogēna veidojas kallidīns-10, kas atšķiras no bradikinīna ar papildu lizīna atlikuma klātbūtni molekulā.

Bradikinīna galvenais bioloģiskais efekts ir izteikta arteriolu paplašināšanās un mikrovadu caurlaidības palielināšanās. Turklāt bradikinīns:

• kavē neitrofilu emigrāciju uz iekaisuma vietu;
• stimulēt limfocītu migrāciju un dažu citokīnu sekrēciju;
• veicina fibroblastu proliferāciju un kolagēna sintēzi;
• samazina sāpju receptoru jutīguma slieksni, ja tie atrodas iekaisuma vietā, tādējādi veicinot sāpju sindroma rašanos;
• iedarbojas uz tuklajām šūnām, palielinot histamīna izdalīšanos;
• uzlabo prostaglandīnu sintēzi dažādu veidu šūnās.

Bradikinīna, kas audu bojājumu laikā tiek ražots pārmērīgi, galvenā iekaisumu veicinošā iedarbība ir:

• vazodilatācija;
• paaugstināta asinsvadu caurlaidība;
• limfocītu migrācijas paātrināšanās uz iekaisuma vietu un noteiktu citokīnu veidošanās;
• paaugstināta sāpju receptoru jutība;
• fibroblastu proliferācijas un kolagēna sintēzes procesu pastiprināšana.

Bradikinīna darbību pilnībā bloķē dažādos audos lokalizētas kināzes. Jāatceras, ka spēja iznīcināt bradikinīnu piemīt arī angiotenzīnu konvertējošajam enzīmam (AKE), ko dažreiz sauc par "kinināzi-II".

Daudzus iekaisuma šūnu mediatorus pārstāv vazoaktīvie amīni, arahidonskābes metabolīti, lizosomu enzīmi, citokīni, aktīvā skābekļa metabolīti, neiropeptīdi utt.

Histamīns ir vissvarīgākais iekaisuma šūnu mediators. Tas veidojas no L-histidīna ar histidīna dekarboksilāzes enzīma palīdzību. Galvenais histamīna avots ir tuklās šūnas un mazākā mērā bazofili un trombocīti. Histamīna iedarbība tiek realizēta caur diviem pašlaik zināmiem membrānu receptoru veidiem: H1-H2. H1 receptoru stimulēšana izraisa bronhu gludo muskuļu kontrakciju, palielina asinsvadu caurlaidību un venulu sašaurināšanos, bet H2 receptoru stimulēšana palielina bronhu dziedzeru sekrēciju, palielina asinsvadu caurlaidību un paplašina arteriolas.

Iekaisuma attīstībā visnozīmīgākā ir histamīna ietekme uz asinsvadiem. Tā kā tā darbības maksimums rodas 1–2 minūšu laikā pēc atbrīvošanās no tuklajām šūnām un darbības ilgums nepārsniedz 10 minūtes, histamīns, tāpat kā neirotransmiters serotonīns, tiek uzskatīti par galvenajiem sākotnējo mikrocirkulācijas traucējumu mediatoriem iekaisuma perēklī un strauju asinsvadu caurlaidības palielināšanos. Interesanti, ka, iedarbojoties uz asinsvadu sieniņas receptoriem, histamīns izraisa arteriolu paplašināšanos, bet caur H1 receptoriem – venulu sašaurināšanos, ko pavada intrakapilārā spiediena palielināšanās un asinsvadu caurlaidības palielināšanās.

Turklāt, iedarbojoties uz neitrofilu H2 receptoriem, histamīns zināmā mērā ierobežo to funkcionālo aktivitāti (pretiekaisuma iedarbība). Iedarbojoties uz monocītu H1 receptoriem, histamīns, gluži pretēji, stimulē to proinflammatorisko aktivitāti.

Galvenā histamīna izdalīšanās no tuklo šūnu granulām pēc aktivācijas ir šāda:

• bronhu sašaurināšanās;
• arteriolu paplašināšanās;
• paaugstināta asinsvadu caurlaidība;
• bronhu dziedzeru sekrēcijas aktivitātes stimulēšana;
• monocītu funkcionālās aktivitātes stimulēšana iekaisuma laikā un neitrofilu funkcijas inhibīcija.

Jāatceras arī par paaugstināta histamīna līmeņa sistēmisko iedarbību: hipotensiju, tahikardiju, vazodilatāciju, sejas pietvīkumu, galvassāpēm, ādas niezi utt.

Eikozanoīdi ir iekaisuma reakcijas centrālā mediatora saite. Tie veidojas arohidonskābes metabolisma procesā gandrīz visu veidu kodola šūnās (mastajās šūnās, monocītos, bazofilos, neitrofilos, trombocītos, eozinofilos, limfocītos, epitēlija un endotēlija šūnās) to stimulācijas rezultātā.

Arahidonskābe veidojas no šūnu membrānu fosfolipīdiem fosfolipāzes A2 iedarbībā. Tālāka arahidonskābes metabolisms notiek divos veidos: ciklooksigenāzes un lipoksigenāzes ceļā. Ciklooksigenāzes ceļā veidojas prostaglandīni (PG) un tromboksāns A2g (TXA2), bet lipoksigenāzes ceļā – leikotriēni (LT). Galvenais prostaglandīnu un leikotriēnu avots ir tuklās šūnas, monocīti, neitrofīli un limfocīti, kas migrējuši uz iekaisuma vietu. Bazofili piedalās tikai leikotriēnu veidošanā.

Prostaglandīnu PGD2, PGE2 un leikotriēnu LTC4, LTD4 un LTE4 ietekmē notiek ievērojama arteriolu paplašināšanās un asinsvadu caurlaidības palielināšanās, kas veicina iekaisuma hiperēmijas un tūskas attīstību. Turklāt PGD2, PGE2, PGF2b, tromboksāns A2 un leikotriēni LTQ, LTD4 un LTE4 kopā ar histamīnu un acetilholīnu izraisa bronhu gludo muskuļu kontrakciju un bronhu spazmas, bet leikotriēni LTC4, LTD4 un LTE4 - gļotu sekrēcijas palielināšanos. Prostaglandīns PGE2 palielina sāpju receptoru jutību pret bradikinīnu un histamīnu,

Prostaglandīnu un leikotriēnu galvenā ietekme iekaisuma perēklī

Arahidonskābes metabolīti	Galvenā ietekme iekaisuma fokusā
Prostaglandīni un tromboksāns A2
PGD 2	Bronhospazmas Vazodilatācija Paaugstināta asinsvadu caurlaidība Limfocītu sekrēcijas un proliferācijas aktivitātes nomākšana
2. lpp.	Bronhospazmas Vazodilatācija Paaugstināta asinsvadu caurlaidība Paaugstināta ķermeņa temperatūra Paaugstināta sāpju receptoru jutība pret bradikinīnu un histamīnu
PGF -2a	Bronhospazmas Plaušu asinsvadu sašaurināšanās
AĢIN	Plaušu asinsvadu sašaurināšanās Limfocītu sekrēcijas un proliferācijas aktivitātes nomākšana
TXA 2	Gludu muskuļu kontrakcija, bronhu spazmas Plaušu asinsvadu sašaurināšanās Leikocītu ķemotakse un adhēzija Paaugstināta trombocītu agregācija un aktivācija
Leikotriēni
LTB 4	Leikocītu ķemotakse un adhēzija Limfocītu sekrēcijas un proliferācijas aktivitātes nomākšana
LTC 4	Bronhospazmas Vazodilatācija Paaugstināta asinsvadu caurlaidība Paaugstināta gļotu sekrēcija bronhos
SIA 4	Bronhospazmas Vazodilatācija Paaugstināta asinsvadu caurlaidība Paaugstināta gļotu sekrēcija bronhos
LTE4	Bronhospazmas Vazodilatācija Paaugstināta asinsvadu caurlaidība Paaugstināta gļotu sekrēcija bronhos Bronhiālā hiperaktivitāte

Interesanti, ka prostaglandīni PGF2a, PGI un tromboksāns A2 neizraisa vazodilatāciju, bet gan to sašaurināšanos un attiecīgi novērš iekaisuma tūskas attīstību. Tas norāda, ka eikozanoīdiem piemīt spēja modulēt galvenos iekaisumam raksturīgos patofizioloģiskos procesus. Piemēram, daži arahidonskābes metabolīti stimulē leikocītu hemotaksi, pastiprinot to migrāciju uz iekaisuma vietu (LTB4, TXA2, PGE2), bet citi, gluži pretēji, nomāc neitrofilu un limfocītu aktivitāti (PGF2b).

Lielākā daļa arahidonskābes metabolītu (prostaglandīnu un leikotriēnu) izraisa šādas patofizioloģiskās sekas iekaisuma vietā:

• vazodilatācija;
• paaugstināta asinsvadu caurlaidība;
• palielināta gļotu sekrēcija;
• bronhu gludo muskuļu kontrakcija;
• paaugstināta sāpju receptoru jutība;
• Paaugstināta leikocītu migrācija uz iekaisuma vietu.

Dažiem eikozanoīdiem ir pretēja iedarbība, kas parāda prostaglandīnu un leikotriēnu svarīgo regulējošo lomu iekaisuma procesā.

Citokīni ir polipeptīdu grupa, kas veidojas leikocītu, endotēlija un citu šūnu stimulācijas laikā un nosaka ne tikai daudzas lokālas patofizioloģiskas izmaiņas, kas rodas iekaisuma perēklī, bet arī vairākas vispārīgas (sistēmiskas) iekaisuma izpausmes. Pašlaik ir zināmi aptuveni 20 citokīni, no kuriem svarīgākie ir interleikīni 1-8 (IL 1-8), audzēja nekrozes faktors (TNFa) un interferoni. Galvenie citokīnu avoti ir makrofāgi, T-limfocīti, monocīti un dažas citas šūnas.

Iekaisuma perēklī citokīni regulē makrofāgu, neitrofilu, limfocītu un citu šūnu elementu mijiedarbību un kopā ar citiem mediatoriem nosaka iekaisuma reakcijas raksturu kopumā. Citokīni palielina asinsvadu caurlaidību, veicina leikocītu migrāciju uz iekaisuma perēkli un to adhēziju, pastiprina mikroorganismu fagocitozi, kā arī reparatīvos procesus bojājuma perēklī. Citokīni stimulē T un B limfocītu proliferāciju, kā arī dažādu klašu antivielu sintēzi.

Šāda B limfocītu stimulācija notiek ar obligātu T limfocītu izdalīto interleikīnu IL-4, IL-5, IL-6 piedalīšanos. Tā rezultātā citokīnu ietekmē notiek B limfocītu proliferācija, veidojot. Pēdējie tiek fiksēti uz tuklo šūnu membrānām, kuras tam ir "sagatavotas" interleikīna IL-3 darbības dēļ.

Tiklīdz ar IgG pārklātā tuklā šūna sastopas ar atbilstošo antigēnu un pēdējais saistās ar antivielu, kas atrodas uz tās virsmas, notiek tuklās šūnas degranulācija, no kuras izdalās liels skaits iekaisuma mediatoru (histamīns, prostaglandīni, leikotriēni, proteāzes, citokīni, trombocītu aktivējošais faktors utt.), uzsākot iekaisuma procesu.

Papildus lokālajai iedarbībai, kas novērojama tieši iekaisuma vietā, citokīni piedalās vispārējās sistēmiskās iekaisuma izpausmēs. Tie stimulē hepatocītus producēt akūtas iekaisuma fāzes proteīnus (IL-1, IL-6, IL-11, TNF u.c.), ietekmē kaulu smadzenes, stimulējot visus hematopoēzes asnus (IL-3, IL-11), aktivizē asins koagulācijas sistēmu (TNFa), piedalās drudža parādīšanās procesā u.c.

Iekaisuma fokusā citokīni palielina asinsvadu caurlaidību, veicina leikocītu migrāciju uz iekaisuma fokusu, pastiprina mikroorganismu fagocitozi, reparatīvos procesus bojājuma fokusā, stimulē antivielu sintēzi un piedalās arī vispārējās sistēmiskās iekaisuma izpausmēs.

Trombocītu aktivācijas faktors (PAF) tiek ražots tuklajās šūnās, neitrofilos, monocītos, makrofāgos, eozinofilos un trombocītos. Tas ir spēcīgs trombocītu agregācijas stimulators un sekojoša asins koagulācijas faktora XII (Hāgemana faktora) aktivācija, kas savukārt stimulē kinīnu veidošanos. Turklāt PAF izraisa izteiktu elpceļu gļotādas šūnu infiltrāciju, kā arī bronhu hiperreaktivitāti, ko pavada tendence uz bronhu spazmām.

Katjonu proteīniem, kas izdalās no specifiskām neitrofilu granulām, piemīt augstas baktericīdas īpašības. Elektrostatiskās mijiedarbības dēļ tie adsorbējas uz baktēriju šūnas negatīvi lādētās membrānas, izjaucot tās struktūru, kā rezultātā baktēriju šūna iet bojā. Tomēr jāatceras, ka katjonu proteīniem papildus aizsargfunkcijai piemīt spēja bojāt savas endotēlija šūnas, kas ievērojami palielina asinsvadu caurlaidību.

Lizosomu enzīmi galvenokārt nodrošina baktēriju šūnu atlieku, kā arī pašu plaušu audu bojāto un mirušo šūnu iznīcināšanu (līzi). Lizosomu proteāžu (elastāzes, katepsīna G un kolagenāžu) galvenais avots ir neitrofili, monocīti un makrofāgi. Iekaisuma vietā proteāzes izraisa virkni efektu: tās bojā asinsvadu bazālo membrānu, palielina asinsvadu caurlaidību un iznīcina šūnu atliekas.

Dažos gadījumos proteāžu radītie bojājumi asinsvadu endotēlija saistaudu matricā izraisa smagu endotēlija šūnu fragmentāciju, kas var izraisīt asiņošanas un trombozes attīstību. Turklāt lizosomu enzīmi aktivizē komplementa sistēmu, kallikreīna-kinīna sistēmu, koagulācijas sistēmu un fibrinolīzi, kā arī atbrīvo no šūnām citokīnus, kas uztur iekaisumu.

Aktīvie skābekļa metabolīti

Visu vielmaiņas procesu intensitātes palielināšanās iekaisuma vietā, fagocītu "elpošanas eksplozija" to stimulācijas laikā, arahidonskābes metabolisma aktivizēšana un citi fermentatīvie procesi šūnā ir saistīti ar pārmērīgu brīvo radikāļu skābekļa formu veidošanos:

• superoksīda anjons (O');
• hidroksīda radikālis (HO');
• singletais skābeklis (O'3);.
• ūdeņraža peroksīds (H₂O₂) utt.

Sakarā ar to, ka aktīvo skābekļa metabolītu ārējās atomu vai molekulu orbitāles satur vienu vai vairākus nesapārotus elektronus, tām ir paaugstināta reaktivitāte mijiedarboties ar citām molekulām, izraisot tā saukto biomolekulu brīvo radikāļu (vai peroksīda) oksidēšanos. Īpaši svarīga ir lipīdu, piemēram, fosfolipīdu, kas ir daļa no šūnu membrānām, brīvo radikāļu oksidēšanās. Brīvo radikāļu oksidēšanās rezultātā nepiesātinātie lipīdi tiek ātri iznīcināti, tiek izjaukta šūnas membrānas struktūra un funkcija, un galu galā šūna iet bojā.

Ir skaidrs, ka brīvo radikāļu skābekļa metabolītu augstais destruktīvais potenciāls izpaužas gan attiecībā uz baktēriju šūnām, gan attiecībā uz organisma paša plaušu audu šūnām un fagocītiem. Pēdējais apstāklis norāda uz brīvo radikāļu oksidācijas līdzdalību iekaisuma procesā.

Jāatceras arī, ka lipīdu, ogļhidrātu un olbaltumvielu brīvo radikāļu oksidācijas intensitāti parasti regulē antioksidantu aizsardzības sistēma, kas kavē brīvo radikāļu veidošanos vai inaktivē peroksidācijas produktus. Nozīmīgākie antioksidanti ir: superoksīda dismutāze; glutationa peroksidāze; tokoferoli (E vitamīns); askorbīnskābe (C vitamīns).

Antioksidantu aizsardzības samazināšanās, piemēram, pacientiem, kuri ļaunprātīgi izmanto smēķēšanu vai nepietiekamu tokoferola, askorbīnskābes un selēna uzņemšanu, veicina tālāku progresēšanu un ilgstošu iekaisumu.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ]

Mikrocirkulācijas traucējumi ar leikocītu eksudāciju un emigrāciju

Dažādas asinsvadu slimības, kas attīstās iekaisuma perēklī pēc saskares ar infekcijas izraisītāju, ir izšķirošas iekaisuma hiperēmijas, tūskas un eksudācijas attīstībā un lielā mērā nosaka slimības klīnisko ainu. Asinsvadu iekaisuma reakcijas ietver:

1. Īslaicīga asinsvadu spazma, kas refleksīvi rodas tūlīt pēc infekcijas izraisītāja kaitīgās ietekmes uz plaušu audiem.
2. Arteriāla hiperēmija, kas saistīta ar daudzu iekaisuma mediatoru ietekmi uz arteriolu tonusu un izraisa divas raksturīgas iekaisuma pazīmes: apsārtumu un lokālu audu temperatūras paaugstināšanos.
3. Venozā hiperēmija, kas pavada visu iekaisuma procesa gaitu un nosaka galvenos patoloģiskos mikrocirkulācijas traucējumus iekaisuma vietā.

Nepilnīgai vai patiesai iekaisuma hiperēmijai raksturīga ievērojama plaušu iekaisuma zonas asins piepildījuma palielināšanās un vienlaikus izteikti mikrocirkulācijas traucējumi paaugstinātas asins viskozitātes, eritrocītu un trombocītu agregācijas, trombozes tendences, asins plūsmas palēnināšanās un pat asins stāzes dēļ dažos mikrovadu zaros. Tā rezultātā rodas asinsvadu endotēlija pietūkums un tā adhēzijas palielināšanās. Tas rada apstākļus neitrofilu, monocītu un citu šūnu elementu adhēzijai ar endotēliju. Endotēlija šūnas pietūkst un kļūst noapaļotas, ko pavada starpendotēlija spraugu palielināšanās, caur kurām notiek eksudācija un masīva leikocītu migrācija iekaisušajos audos.

Eksudācija ir olbaltumvielu saturošās šķidrās asins daļas (eksudāta) eksudācija caur asinsvada sieniņu iekaisušajos audos. Eksudācijas procesu nosaka trīs galvenie mehānismi.

1. Paaugstināta asinsvadu sieniņu (galvenokārt venulu un kapilāru) caurlaidība, ko galvenokārt izraisa paša pneimonijas izraisītāja, daudzu iekaisuma mediatoru, kā arī mikrocirkulācijas traucējumu ietekme.
2. Asins filtrācijas spiediena palielināšanās traukos, kas atrodas iekaisuma vietā, kas ir tiešas iekaisuma hiperēmijas sekas.
3. Paaugstināts osmotiskais un onkotiskais spiediens iekaisušajos audos, ko izraisa iekaisušo audu šūnu elementu iznīcināšana un no šūnas izdalīto augstmolekulāro komponentu iznīcināšana. Tas palielina ūdens plūsmu iekaisuma vietā un palielina audu tūsku.

Visi trīs mehānismi nodrošina šķidrās asins daļas izvadīšanu no asinsvada un tās aizturi iekaisuma perēklī. Eksudācija notiek ne tikai caur paplašinātajām starpendoteliālajām spraugām, bet arī aktīvi ar pašu endotēlija šūnu palīdzību. Pēdējās uztver plazmas mikroburbuļus un transportē tos uz bazālo membrānu, un pēc tam izmet audos.

Jāatceras, ka iekaisuma eksudāts pēc sastāva būtiski atšķiras no neiekaisīgas izcelsmes transudāta. Tas galvenokārt ir saistīts ar faktu, ka iekaisuma laikā asinsvadu caurlaidības traucējumus izraisa daudzu leikocītu faktoru darbība, kas bojā asinsvadu sieniņu. Neiekaisīgas tūskas gadījumā (piemēram, hemodinamiskas vai toksiskas plaušu tūskas gadījumā) leikocītu faktoriem praktiski nav ietekmes uz asinsvadu sieniņu, un asinsvadu caurlaidības traucējumi ir mazāk izteikti.

Ievērojamu asinsvadu caurlaidības traucējumu iekaisuma laikā izskaidro fakts, ka eksudāts izceļas, pirmkārt, ar ļoti augstu olbaltumvielu saturu (>30 g/l). Turklāt ar nelielu caurlaidības traucējumu eksudātā dominē albumīni, bet ar ievērojamākiem asinsvadu sieniņas bojājumiem - globulīni un pat fibrinogēns.

Otra atšķirība starp eksudātu un transudātu ir patoloģiskā izsvīduma šūnu sastāvs. Eksudātam raksturīgs ievērojams leikocītu, galvenokārt neitrofilu, monocītu, makrofāgu un ilgstoša iekaisuma gadījumā T-limfocītu, saturs. Transudātam nav raksturīgs augsts šūnu elementu saturs.

Atkarībā no olbaltumvielu un šūnu sastāva izšķir vairākus eksudāta veidus:

1. serozs;
2. fibrīns;
3. strutains;
4. pūšanas aktīvs;
5. hemorāģisks;
6. jaukts.

Serozam eksudātam raksturīgs mērens galvenokārt smalki izkliedēta proteīna (albumīna) pieaugums (30–50 g/l), neliels šķidruma īpatnējā blīvuma pieaugums (līdz 1,015–1,020) un relatīvi zems šūnu elementu (polimorfonukleāro leikocītu) saturs.

Fibrīna eksudāts norāda uz ievērojamu asinsvadu caurlaidības traucējumu iekaisuma perēklī. To raksturo ļoti augsts fibrinogēna saturs, kas, nonākot saskarē ar bojātiem audiem, viegli pārvēršas fibrīnā. Fibrīna pavedieni piešķir eksudātam unikālu izskatu, kas atgādina bārkstiņu plēvi, kas virspusēji atrodas uz elpceļu gļotādas vai alveolu sieniņām. Fibrīna plēvi var viegli atdalīt, neizjaucot alveolocītu gļotādu. Fibrīna eksudāts ir raksturīga tā sauktā krupozā iekaisuma (tai skaitā krupozās pneimonijas) pazīme.

Strutainam eksudātam raksturīgs ļoti augsts olbaltumvielu un polimorfonukleāro leikocītu saturs. Tas ir raksturīgs strutainām plaušu slimībām (abscess, bronhektāze u.c.) un bieži vien pavada streptokoku izraisītu iekaisumu. Ja šai baktēriju mikroflorai pievienojas patogēni anaerobi, eksudāts iegūst pūšanas raksturu - tam ir netīri zaļa krāsa un ļoti nepatīkama, asa smaka.

Hemorāģisko eksudātu raksturo augsts eritrocītu saturs, kas eksudātam piešķir rozā vai sarkanu krāsu. Eritrocītu parādīšanās eksudātā norāda uz ievērojamiem asinsvadu sieniņas bojājumiem un caurlaidības traucējumiem.

Ja akūtu iekaisumu izraisa strutaini mikrobi, eksudātā dominē neitrofili. Hroniska iekaisuma gadījumā eksudāts galvenokārt satur monocītus un limfocītus, un neitrofili šeit ir nelielā daudzumā.

Iekaisuma patoģenēzes centrālais notikums ir leikocītu izdalīšanās iekaisuma vietā. Šo procesu ierosina dažādi ķīmijtaktiski līdzekļi, ko izdala mikroorganismi, fagocīti un pašas plaušu audu bojātās šūnas: baktēriju peptīdi, daži komplementa fragmenti, arahidonskābes metabolīti, citokīni, granulocītu sadalīšanās produkti utt.

Ķīmiski aktīvo vielu mijiedarbības rezultātā ar fagocītu receptoriem pēdējie tiek aktivizēti, un visi vielmaiņas procesi fagocītos tiek pastiprināti. Rodas tā sauktais "elpošanas sprādziens", kam raksturīgs rets skābekļa patēriņa pieaugums un tā aktīvo metabolītu veidošanās.

Tas veicina leikocītu adhēzijas palielināšanos un to pielipšanu endotēlijam – attīstās leikocītu marginālās stāvēšanas fenomens. Leikocīti izdala pseidopodijas, kas iekļūst starpendotēlija spraugās. Nokļūstot telpā starp endotēlija slāni un bazālo membrānu, leikocīti izdala lizosomu proteināzes, kas šķīdina bazālo membrānu. Rezultātā leikocīti nokļūst iekaisuma vietā un "amēbveidīgi" pārvietojas uz tās centru.

Pirmajās 4-6 stundās pēc iekaisuma sākuma neitrofili no asinsvadu gultnes iekļūst iekaisuma vietā, pēc 16-24 stundām - monocīti, kas šeit pārvēršas makrofāgos, un tikai pēc tam limfocīti.

[ 30 ], [ 31 ], [ 32 ]

Izplatīšana

Ar iekaisuma proliferāciju tiek saprasta specifisku audu šūnu elementu vairošanās, kas zaudēti iekaisuma rezultātā. Proliferatīvie procesi sāk dominēt vēlīnākajos iekaisuma posmos, kad perēklī ir panākta pietiekama audu "attīrīšanās" pakāpe no pneimonijas izraisītājiem mikroorganismiem, kā arī no mirušajiem leikocītiem un pašu plaušu audu izmaiņu produktiem. Iekaisuma perēkļa "attīrīšanas" uzdevumu veic neitrofili, monocīti un alveolārie makrofāgi ar izdalīto lizosomu enzīmu (proteināžu) un citokīnu palīdzību.

Plaušu audu proliferācija notiek stromas mezenhimālo elementu un plaušu parenhīmas elementu dēļ. Svarīga loma šajā procesā ir fibroblastiem, kas sintezē kolagēnu un elastīnu un izdala galveno starpšūnu vielu - glikozaminoglikānus. Turklāt makrofāgu ietekmē iekaisuma perēklī notiek endotēlija un gludo muskuļu šūnu proliferācija un mikrovadu neoplazma.

Ar ievērojamiem audu bojājumiem tā defektus aizstāj proliferējoši saistaudaudi. Šis process ir pneimonisko sklerozes veidošanās pamatā kā viens no iespējamiem pneimonijas iznākumiem.