Украинский журнал хирургии 2 (21) 2013

Раневым процессом принято называть совокупность взаимосвязанных сосудистых, клеточных, биохимических, иммунных и тканевых реакций организма, последовательно развивающихся в ране в ответ на повреждение тканей и действующие при этом чужеродные агенты [6].

Доказано, что любая рана заживает через воспаление [2]. По И.И. Мечникову, основная роль воспаления заключается в проявлении фагоцитарной способности лейкоцитов, уничтожающих чужеродный агент [8]. Борьба между лейкоцитами и раздражающим агентом в пораженной ткани является основой воспалительной реакции. Все остальное (усиление проницаемости сосудов, хемотаксис лейкоцитов и прочее) является второстепенным и призвано облегчить приток фагоцитов к поврежденному месту.

Устранение продуктов повреждения связано с функцией лизосом клеток, участвующих в развитии воспаления, и в первую очередь нейтрофилов и макрофагов [14]. Ферментная оснастка лизосом нейтрофилов и макрофагов позволяет интенсивно переваривать любой из известных биополимеров, входящих в состав клеток и тканей. В организме функция лизосом не ограничивается процессом внутриклеточного гидролиза субстратов. Имеются данные о внеклеточном гидролизе биополимеров, который идет за счет гидролаз, секретируемых во внешнюю среду путем экзоцитоза [15], либо за счет ферментов лизосом, которые оказываются в большом количестве во внеклеточной среде после разрушения клетки [14, 16]. Образующиеся при этом аминокислоты, жирные кислоты, моносахара используются иными клетками организма. Лизосомы нейтрофилов и макрофагов, содержащие большой набор гидролитических ферментов, несомненно, выполняют главную роль в защите организма от вредоносных воздействий. Они активно участвуют в ликвидации аварийных состояний при травматических повреждениях, осуществляя процессы ферментной очистки ран от погибших клеток и микробов.

Таким образом, важным ключевым моментом воспаления является переваривание оказавшихся по тем или иным причинам в тканях чужеродных веществ (погибших клеток, микроорганизмов, инородных тел), осуществляемое фагоцитами с помощью ферментов их лизосом. Особая роль в этом процессе отводится макрофагам [8, 27, 42, 47].

После появления микроскопической техники открылась возможность следить за раневым процессом не только по внешнему виду раны, но и на основании изучения клеточных элементов, принимающих участие в нем. Морфологические, цитологические исследования ран послужили материалом для формирования основных понятий о раневом процессе, что способствовало более глубокому пониманию механизма заживления ран [4].

Клеточные реакции при раневом процессе характеризуются закономерной последовательностью. Первыми в рану выходят нейтрофилы. Известно, что полиморфноядерные лейкоциты мигрируют из крови через межклеточные контакты эндотелия венул и уже в первые два­три часа после повреждения ткани присутствуют в очаге воспаления [18]. Число их здесь увеличивается, и в течение суток нейтрофилы преобладают в составе клеточного воспалительного инфильтрата [17].

Основную функцию нейтрофилов видели в уничтожении попавших в рану микробов. С современных же позиций антимикробные реакции данной клетки крови воспринимаются как частный, хотя и очень важный эпизод более общей важнейшей проблемы — защиты внутренней среды организма от эндогенных и экзогенных воздействий, нарушающих гомеостаз [32]. Обладая мощным цитотоксическим потенциалом и высокой мобилизационной готовностью, нейтрофилы выступают в первой линии эффекторных механизмов иммунологического гомеостаза [24, 48].

Вскоре после выхода в очаг воспаления нейтрофилов начинают появляться одноядерные клетки, напоминающие лимфоциты и моноциты крови. Затем в раневом экссудате обнаруживают полибласты, макрофаги, про­ и фибробласты. В ране моноядерные клетки трансформируются в макрофаги — фагоцитирующие клетки, которые удаляют большую часть погибших клеток тканей и микробной флоры, поглощая и переваривая их [18, 27, 37]. Возможно также, что макрофаги фагоцитируют полиморфноядерные лейкоциты после этих разрушений [32].

Макрофаги выделяют провоспалительные цитокины (IL­1, TNF­a) и различные факторы роста (эпидермальный фактор роста EGF, тромбоцитарный фактор роста — PDGF, трансформирующие факторы роста l и b — TGF­l и TGF­b). Факторы роста представляют собой полипептиды, которые привлекают клетки и усиливают их миграцию в область повреждения, а также стимулируют клеточную трансформацию и пролиферацию [27, 35, 39]. Выработанные макрофагом специальные факторы роста с током крови поступают в костный мозг и активизируют процессы созревания моноцитов [18]. Это важно в ситуациях, когда возникает необходимость включения иммунного ответа [45]. В очищении и заживлении ран макрофагам отводят решающую роль [47].

Определяющее значение в восстановительных процессах имеет пролиферация и функция клеток фибробластического ряда. Участие фибробластов в раневом процессе знаменует собой начало истинно репаративных процессов, так как именно они продуцируют соединительнотканную матрицу. Происхождение фибробластов при заживлении ран обсуждалось в течение длительного времени, но до сих пор не выяснено окончательно. Одни ученые придерживаются взгляда о возникновении клеток фибробластического ряда из периваскулярных клеток (околососудистый камбий), недифференцированных мезенхимальных клеток смежной соединительной ткани. Другие в качестве источника фибробластов видят гематогенные элементы, допуская возможность образования их из моноядерных клеток крови путем трансформации последних [11, 12, 20].

Начиная с 2000 года в мировой литературе стали публиковаться результаты исследований о стволовых мезенхимальных клетках костного мозга, способных дифференцироваться в клетки различных типов тканей [40, 41]. Как полагают, они обеспечивают восстановление поврежденных участков органов и тканей, попадая туда с током крови. Небольшое количество мезенхимальных стволовых клеток имеется и в тканях [51].

Анализ литературы, касающейся цитологии ран, показал, что без присутствия в ране воспалительно­компетентных клеток и их преобразований заживление невозможно. Накопилось также достаточно фактов, подтверждающих дифференцировку моноядерных клеток крови, мигрировавших в рану, в клетки, обеспечивающие ее заживление.

Микробиологический аспект патогенеза раневого процесса связан с выяснением роли микробов в возникновении, течении и разрешении гнойного осложнения, с видовой характеристикой микроорганизмов, выделяющихся из гнойных очагов, их чувствительностью к антимикробным препаратам, с изучением взаимодействия микробов с защитными факторами макроорганизма.

Большинство исследователей полагают, что микробы — основная причина гнойных осложнений раневого процесса. Их часто так и называют — возбудители гнойно­воспалительных заболеваний [13, 30]. Однако имеются факты, которые ставят под сомнение исключительную роль микробов в качестве первопричины гноеобразования [22, 31], и вопрос этот остается открытым.

Неодинаковы взгляды и в оценке того, вредно или полезно наличие микробов в ране. Одни считают, что микробы в ране полезны, что, выделяя ферменты, они помогают организму расчистить рану от погибших тканей [3]. Однако большинство авторов отстаивает точку зрения, что микробы, находясь в ране, приносят больше вреда, чем пользы, и что жизнедеятельность их нужно подавлять [38, 46, 49].

В настоящее время чаще других при гнойных хирургических инфекциях обнаруживаются стафилококки и грамотрицательные бактерии, принадлежащие к семейству Enterobacteriaceae и к обширной группе так называемых неферментирующих бактерий родов Pseudomonas, Acinetobacter, Alcaligens, а также неспорообразующие анаэробные бактерии [1, 5].

Как показали многочисленные исследования, микроорганизмы из гнойных очагов нередко выделяются в ассоциациях, состоящих из самых разнообразных видов [31]. Патогенные стафилококки все чаще встречаются в симбиозе с грамотрицательной микрофлорой [9, 34]. Полагают, что появление в ассоциациях грамотрицательных бактерий повышает вирулентность микрофлоры, усугубляет тяжесть гнойного процесса.

В последние годы в связи с усовершенствованием методов бактериологического исследования отмечается заметное увеличение выделяемости неклостридиальной анаэробной флоры [7, 36, 50]. В то же время интенсивно обсуждается вопрос о целесообразности применения бактериологического метода, направленного на выделение анаэробов из ран и их идентификацию. По мнению ведущих специалистов, по рекомендациям Американского общества микробиологов, это делать нецелесообразно, поскольку в значительной части случаев ткани раны оказываются контаминированными анаэробными микробами, входящими в состав нормальной микрофлоры кожи [23]. Для диагностики анаэробных инфекций высокоэффективны такие простые признаки, как внешний вид раны, запах и результат микроскопии мазков, окрашенных по Граму.

Микробный пейзаж гнойных очагов не только разнообразен, но и вариабелен. При изучении в динамике состава микрофлоры гнойных ран больных очень часто отмечают его изменения в процессе лечения [29]. Факты изменения состава микрофлоры гнойных ран представляют несомненный практический интерес, так как это может быть причиной снижения эффективности антибактериальной терапии.

Довольно часто к флоре гнойных очагов присоединяются госпитальные штаммы [10, 33]. Отличительной чертой внутрибольничных микроорганизмов являются их высокая вирулентность и множественная устойчивость к антибактериальным препаратам [23, 43, 44].

Клинический опыт показывает, что важным фактором, определяющим возможность перехода бактериально загрязненной раны в гнойную, является функциональное состояние поврежденных тканей. Полагают при этом, что большое количество нежизнеспособных тканей служит отличной средой для бактерий [13, 23, 52].

Некоторые авторы справедливо указывают на то, что хирурги мало считаются с естественной стерилизацией, с защитными средствами самого организма [26, 28]. Известно, что в подавлении гнойной инфекции принимает участие иммунная система, и излечение может наступить без дополнительного воздействия на микробов извне. При попадании вследствие операции или травмы внутрь организма микробов включаются факторы естественной резистентности. Под воздействием хемоаттрактантов (антигены микроба, комплемент, иммуноглобулины, продукты распада белка поврежденных клеток) в место проникновения инфекта мигрируют полиморфноядерные лейкоциты и мононуклеарные клетки, которые дифференцируются в ране в макрофаги [18, 21]. С кровью доставляются в очаг сывороточные факторы, которые сами по себе способны инактивировать микроорганизмы, но главная их роль состоит в стимуляции хемотаксиса и опсонизации антигена, то есть в облегчении его прилипания к фагоциту и последующего поглощения [27]. Поглощение микроба фагоцитом идет путем инвагинации цитоплазматической мембраны. Образуется ограниченная инвагинированной цитоплазматической мембраной вакуоль, в которой заключены микроорганизмы. С этими фагоцитарными вакуолями (фагосомами) сливаются лизосомы, благодаря чему содержащиеся в них противомикробные вещества и переваривающие ферменты поступают в вакуоль. Находящиеся в фагосомах микроорганизмы вначале умерщвляются, после чего перевариваются гидролитическими ферментами [25].

Установлено, что антимикробная защита связана как с кислородозависимыми системами, так и с кислородонезависимыми [17]. Обе системы работают совместно, однако ряд реакций первой может активироваться элементами второй. Первые осуществляются кислородом, который переходит в окислительные бактерицидные метаболиты — супероксид и пероксид, вторые — за счет выделения бактерицидных веществ типа миелопероксидазы, других ферментов, катионных белков, лизоцима, лактоферрина и иных бактерицидных субстанций, названных дефенсинами. Эффективность этих механизмов бактерицидности зависит от свойств микроба и условий его контакта с фагоцитом [18, 27].

При благоприятных условиях фагоциты могут полностью переварить комплекс микроба с сывороточными факторами, и на этом воспаление и инфекционный процесс заканчиваются. При недостаточности факторов естественной резистентности процесс продолжается. Неспецифическая воспалительная реакция и фагоцитоз создают условия для развития специфической иммунной реакции на микроб [27]. На первое место выходит деградация антигена макрофагом. При этом макрофаг не лишает микроба антигенности, а лишь модифицирует его. Такой модифицированный антиген появляется на поверхности фагоцита и как бы представляется им лимфоциту. С этого начинается специфический иммунный ответ.

Для развития полноценной иммунной реакции, как правило, требуется кооперация макрофагов с Т­ и В­лимфоцитами. Через цитоплазматические мостики, устанавливаемые между макрофагами и лимфоцитами, осуществляется перенос антигенного материала от макрофага к лимфоцитам. В результате в организме вырабатываются эффекторы противомикробного иммунитета — специфические иммуноглобулины и Т­киллеры. Специфические иммуноглобулины обладают высоким сродством к антигенам, они быстро образуют с ними прочную связь. В результате этого антиген быстрее инактивируется, фагоцитируется и переваривается фагоцитами, имеющими набор мощных лизосомальных ферментов [27].

Из приведенного обзора литературы следует, что очищение раны идет через воспаление, ключевым моментом которого является переваривание некротических тканей, микробов ферментами лизосом фагоцитов. Особая роль в этом процессе отводится макрофагам. Поэтому с целью разработки более эффективного способа лечения гнойных ран в первой фазе необходимы дальнейшие исследования по изучению влияния различных факторов на усиление макрофагальной реакции в ране. Наиболее оптимальным может быть решение этого вопроса через уточнение отдельных аспектов пато­ и саногенетических механизмов раневого процесса.