Według definicji, „stan zapalny (inflamatio) jest dynamiczną, ukierunkowaną reakcją obronną organizmu na czynniki uszkadzające, której towarzyszy nasilona miejscowa lub uogólniona odpowiedź immunologiczna, hemostatyczna i biochemiczna”. Jakie znaczenie w leczeniu ran ma stan zapalny? O czym świadczy?
Autor: dr n. med. i n. o zdr. Elżbieta Szkiler, pielęgniarka, ekspertka w dziedzinie leczenia ran
Co wywołuje stan zapalny?
Stan zapalny mogą wywołać następujące czynniki:
- fizyczne – np. urazy, promieniowanie jonizujące, fale magnetyczne i ultradźwięki, ale także niedotlenienie, zaburzenia poreperfuzyjne, ucisk;
- chemiczne – np. kwasy, zasady, terpentyna i karaginina;
- biologiczne – bakterie, wirusy, grzyby, pierwotniaki, toksyny bakteryjne (egzotoksyny i endotoksyny), ale także choroby przewlekłe, niewłaściwa dieta oraz alergeny.
Zapalenia w organizmie dzieli się na:
- odwracalne, do których należą: nadostre, trwające do 3 dni, ostre – trwające kilka dni do tygodnia, podostre – trwające kilkanaście dni do 3 tygodni, podprzewlekłe – trwające od kilku tygodni do 3 miesięcy (może, ale nie musi być odwracalne);
- nieodwracalne – przewlekle/wytwórcze, trwające ponad 3 miesiące do kilku lat.
Stany zapalne w ranach
Każda rana jest objawem patologii i powstaje pod wpływem urazu zamierzonego chirurga lub urazu mechanicznego, które zawsze wywołują ostry stan zapalny tkanek albo jest objawem chorób przewlekłych, a ich cechą charakterystyczną jest przewlekły stan zapalny.
W ranach wystąpić może zarówno zapalenie ostre, jak i przewlekłe:
- ostre zapalenia tkanek:
– realizowane są zwykle krótko (sugerowane jest <30dni ),
– w tkankach są obecne neutrofile (granulocyty obojętnochłonne) usuwające zapalenie
– po wygojeniu nie pozostawiają blizn,
– po uszkodzeniu tkanek następuje wzrost przepływu krwi i napływ komórek odpornościowych, pojawiają się objawy klasyczne zapalenia, a stan ten kończy się etapem gojenia w ciągu godzin lub kilku dni (do 7), o ile zapaleniu towarzyszy wysięk, to gojenie trwa do kilkunastu dni;
- przewlekłe zapalenia tkanek:
– realizowane są długo (sugerowane jest >30 dni), czasem wiele lat,
– w tkankach są obecne makrofagi, limfocyty i plazmocyty, powodujące poważne uszkodzenia tkanek – pozostawiają trwałe uszkodzenia i rozległe włókniste blizny,
– uraz, rozwój objawów, napływ prozapalnych cytokin i mediatorów oraz gojenie występuje jednocześnie, gojenie trwa długo, może trwać choćby całe życie.
| Ostry stan zapalny | |
| Czas od urazu | Opis |
| Natychmiast | Bezpośrednio po zadziałaniu czynnika uszkadzającego zaczyna być wytwarzana histamina rozszerzająca naczynia kapilarne i kinina, ale odruchowa reakcja bólowa powoduje skurcz naczyń Do ECM przechodzi woda i białka wywołując obrzęk, niedotlenienie, rozdęcie kapilar i uszkodzenia śródbłonka, wzrasta gęstość i lepkość krwi, powstaje rulonizacja erytrocytów i ich hemoliza, dochodzi do kumulacji sodu w tkankach, a w odpowiedzi pojawiają się enzymy proteolityczne produkowane przez uszkodzone tkanki. |
| Kilka minut | Zwiększa się poziom mediatorów zapalnych – histaminy, serotoniny, kininy, prostaglandyny, tromboksanu. |
| W ciągu godziny | Zwiększa się przepuszczalność śródbłonka naczyń i zaczynają tworzyć się obrzęki, zaczerwienienie, pojawiają się kininy – mediatory bólu, mimo przekrwienia pojawia się niedokrwienie tkanek wskutek zaburzenia przepływu krwi i limfy, wzrost stężenia potasu, kwasica – spadek pH lokalnych tkanek (wzrost CO2), co skutkuje ujemnym bilansem azotowym i rozpadem białek. W miejscu odczynu pojawia się mocznik, a w tkankach mleczany. |
| Po upływie godziny | Spada poziom NO (syntaza eNOS i nNOS) w okolicy urazu i dochodzi do rozpadu tkanek. |
| W ciągu 4 godzin | Leukocyty i makrofagi zaczynają produkować wolne rodniki tlenowe i azotowe (syntaza iNOS), uszkadzające okoliczne tkanki. W obrębie stanu zapalnego uszkodzenia tkanek powodują proteazy – kolagenaza, elastaza, katepsyna G. |
| Po upływie 4 godzin | Występuje nadmierna multiplikacja wolnych rodników, a uaktywnienie MMP zwiększa naciek zapalny, ale likwiduje drobnoustroje, jeżeli doszło do zakażenia. |
| Po upływie 8 godzin | Zwiększa się ilość makrofagów, która zaczyna się zmniejszać po upływie 24 godzin od urazu. |
| Po upływie 12 godzin do 7 dni | następuje napływ glikokortykosteroidów produkowanych przez korę nadnerczy i neuropeptydów wygaszających stan zapalny, a nerw błędny inicjuje ekspresję cytokin przeciwzapalnych (IL4 i IL10 oraz TGF beta) i mediatorów przeciwzapalnych – lipoksyna -pochodna kwasu arachidowego, protektyna i marezyna -pochodne DHA (kwasy Omega3 powstające z oleju rybnego), ale jest to głównie acetylocholina modulująca stan zapalny i redukująca cytokiny prozapalne. |
| Ostry i przewlekły stan zapalny | ||
| Osoba zdrowa | Osoba chora przewlekle | |
| Ostry | Stan zapalny po urazie | Przewlekły |
| Do 12 godzin, gdy rozwija się >12 godzin zmienia się w stan przewlekły. | Czas rozwoju ostrego stanu zapalnego | Nie występuje od początku i ma charakter przewlekły. |
| Po 4 godzinach od urazu. | Stres oksydacyjny | Obecny w momencie urazu. |
| Natychmiast po urazie. | Rozwój infekcji | Po upływie 48 godzin. |
| Do 7 dni, goi uszkodzenia. | Czas trwania stanu zapalnego | Może trwać całe życie, powoduje rozpad tkanek. |
| Występuje równowaga. | Cytokiny prozapalne i przeciwzapalne | Występuje niedobór cytokin przeciwzapalnych. |
| Wzrasta 100 krotnie -do 48 godzin po urazie, w zakażeniach bakteryjnych wzrasta kilkasetkrotnie, a w zakażeniach wirusowych pozostaje w normie | CRP (Norma-5mg/l) | Jest podwyższone 20-200 razy. |
| Białka ostrej fazy/prozapalne, tworzą się nacieki z neutrofilii, mastocytów oraz napływających do rany makrofagów, występuje ekspresja prozapalnych cytokin. | Czynniki dominujące w stanie zapalnym | Dominują limfocyty T i makrofagi, które prezentują antygeny i wydzielają ROS, metabolity kwasu arachidonowego, proteazy, enzymy hydrolityczne, cytokiny prozapalne oraz czynniki wzrostu – PDGF, EGF, FGF, a limfocyty B tworzą kompleksy immunologiczne. Pod wpływem IL6 oraz egzotoksyn pojawiają się białka ostrej fazy/prozapalne. |
| W ciągu kilku minut. | Klasyczne objawy stanu zapalnego | Słabo nasilone lub nieobecne. |
| W ciągu godzin lub dni (do 7). | Likwidacja stanu zapalnego | Nie można go zlikwidować, ale można zminimalizować. |
Stan zapalny czy zakażenie – jak je odróżnić?
Objawy stanu zapalnego i zakażenia są tożsame, ale zawsze należy je odróżnić. Zakażeniu zawsze towarzyszą zaburzenia termoregulacji (gorączka >38,20C lub hipotermia <360C).
Stan zapalny oznacza obecność obrzęku, zaczerwienienia, zwiększonej miejscowo temperatury, bólu oraz upośledzenie funkcji, może występować jako:
- wysięk zapalny – surowiczy, śluzowy, włóknikowy, ropny, krwotoczny lub wysięk mieszany,
- toksemia – gdy bakterie pozostają w miejscu wniknięcia do tkanki, a toksyny dostają się do krwi,
- posocznica, sepsa – gdy bakterie i toksyny są obecne we krwi,
- ropnica – sepsa wywołana przez bakterie ropotwórcze.
Odpowiedź immunologiczna, czyli łuk odruchu stanu zapalnego jest wzajemnym oddziaływaniem i uzupełnianiem układów nerwowego i immunologicznego. Stan zapalny jest kontrolowany i modulowany przez układ neurohormonalny w tym prozapalnie działającą insulinę i przeciwzapalnie działający glukagon i glikokortykosteroidy oraz neuropeptydy odpowiedzialne za przepuszczalność naczyń i powstawanie obrzęku (substancja P i SNPF – sensory nerve permeability factor).
W ciągu kilku minut od zadziałania bodźca uszkadzającego pojawiają się klasyczne objawy zapalenia (obrzęk, zaczerwienie, ból, zwiększona miejscowo temperatura i zaburzenia funkcji), które podwyższają się wskaźniki zapalne:
- komórkowe – leukocytoza, enzymy proteolityczne, produkty degradacji kolagenu,
- humoralne – mediatory zapalne w osoczu, białka ostrej fazy (zapalne) , immunoglobuliny,
- hemostatyczne – liczba płytek krwi, stężenie fibrynogenu. Natomiast w morfologii krwi występuje obniżenie MCHC (średniego stężenia hemoglobiny we krwi) i MCV (wskaźnika objętości krwinki czerwonej), a także stężenia żelaza w surowicy. Podwyższa się stężenie fibrynogenu i leukocytoza (>12120 oznacza infekcję ), a w zakażeniach bakteryjnych wzrasta natychmiast.
Jaką funkcję pełni stan zapalny w naszym organizmie?
Stany zapalne wywołują multiplikację wolnych rodników tlenowych (ROS) i stres oksydacyjny, uaktywniają metaloproteinazy (MMP), powodują nadmiar syntazy tlenku azotu (syntazaiNOS) i zaburzenia endogennego prądu tkankowego(EF). Przedłużający się stan zapalny zawsze zwiększa uszkodzenia tkanek i powoduje powstawanie martwicy, jest przyczyną chorób autoimmunologicznych, obniża ciśnienie krwi, co zawsze skutkuje niedokrwieniem i niedotlenieniem tkanek
Reakcja układu immunologicznego na czynniki uszkadzające może być nieswoista, czyli wrodzona/humoralna lub swoista, czyli nabyta /komórkowa, które wzajemnie się uzupełniają:
- odpowiedź humoralna/wrodzona jest niezmienna w ciągu całego życia, nie wytwarza pamięci immunologicznej, ale umożliwia identyfikację zdrowych komórek własnych i oddzielenie komórek uszkodzonych, zmutowanych i obcych antygenów. W przypadku zagrożenia w ciągu kilku minut są aktywowane komórki układu immunologicznego, stanowiące ochronę organizmu i są zaprogramowane na wyłapywanie obcych mikroorganizmów – granulocyty (neutrofile, eozynofile, bazofile), makrofagi, komórki tuczne, komórki dendryczne, komórki K i NK;
- odpowiedź komórkowa jest odpornością nabytą w której główną rolę odgrywają limfocyty -T różnicowane w grasicy i limfocyty B różnicowane w czerwonym szpiku kostnym oraz komórki K i NK. Pojedyncze limfocyty wytwarzają odporność wobec pojedynczych drobnoustrojów, proliferują (namnażają się) pod wpływem kontaktu z obcym antygenem, co ułatwia walkę organizmu z infekcją. W odpowiedzi swoistej organizmu na zagrożenie limfocyty w ciągu kilku dni wytwarzają antygen, co determinuje czas trwania infekcji i odpowiedź komórkową.
Reakcja ostrej fazy
Odpowiedź immunologiczna na uraz, zakażenie, rozrost nowotworu lub zaburzenia immunologiczne jest nazywana reakcją ostrej fazy (acute phase response).
Reakcja ostrej fazy występuje w infekcjach, alergii, po zabiegach chirurgicznych, po urazach, w oparzeniach i w niedokrwieniu. Obejmuje zmiany w układzie immunologicznym, zaburzenia gospodarki hormonalnej i zaburzenia metaboliczne.
Objawami reakcji ostrej fazy jest gorączka, wzrost leukocytów, aktywacja układu krzepnięcia, wzmożona fibrynoliza, zmiana poziomu białek osocza, wzrost sekrecji ACTH i glikokortkosteroidów, aktywacja składowych dopełniacza, obniżenie osoczowego poziomu żelaza i cynku i ujemny bilans azotowy.
Białka ostrej fazy występujące w reakcji ostrej fazy są syntetyzowane w wątrobie i komórkach tłuszczowych – w ostrej fazie zapalnej CRP i amyloid A ulegają podwyższeniu (ale także fibrynogen, haptoglobina, alfa1-antychymotrypsyna i alfa1-antytrypsyna), a albuminy i transferryna obniżeniu. Zakażenie ogólnoustrojowe zawsze wywołuje gorączkę >38,20C. Podwyższenie CRP bez gorączki oznacza wyłącznie stan zapalny, a z gorączką, oznacza zakażenie. W zakażeniach wzrasta po uszkodzeniu tkanek w ciągu 4-8 godzin, ale maksymalne stężenie osiąga po 24-48 godzinach, w przypadku zakażenia bakteriami Gram ujemnymi, w sepsie, po dużych urazach i po operacjach, wzrasta >500mg/l, a w zakażeniach bakteriami Gram dodatnimi – wzrasta do 100mg/l, w zakażeniach wirusowych – <50mg/l. Może natomiast wzrosnąć 1000 krotnie pod wpływem cytokiny IL6, a pod wpływem egzotoksyn bakteryjnych kilkasetkrotnie, a choćby 10 000 krotnie.
Piśmiennictwo
Baszczuk A., Kopczyński Z., Deręgowska P., Pupek-Musialik D., Cymerys M., Kopczyński J. Ocena wybranych laboratoryjnych parametrów stanu zapalnego u chorych na pierwotne nadciśnienie tętnicze. Nadciśnienie Tętnicze 2011, tom 15, nr 4, strony 251–257
Całkosiński I., Dobrzyński M, Całkosińska M. et al. Charakterystyka odczynu zapalnego. Postepy Hig Med Dosw. (online), 2009; 63: 395-408
Czerwiec K., Myślińska D.,Wądołowska A. et al. Charakterystyka mediatorów zapalenia – rola cytokin prozapalnych. Ann. Acad. Med. Gedan. 2016, 46, 53-58
Gliński Z., ŻmudaA. Cytokiny i burza cytokinowa przyczyną zaburzeń wielonarządowych i śmierci. Życie Weterynaryjne • 2021 • 96(7)
Głodkowska -Mrówka E.,Mrówka P.Patofizjologia zaburzeń immunologicznych in Badowska Kozakiewicz A.M. Patofizjologia człowieka. Wydawnictwo Lekarskie PZWL2013pp647-676
Jabłońska M.K., Podprogowy przewlekły stan zapalny – przyczyna czy skutek występowania chorób i starzenia się organizmu? Piel. Zdr. Publ. 2015, 5, 1, 73–79
Karpel E. Mediatory ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej – znaczenie w praktyce klinicznej intensywnej terapii. Borgis – Anestezjologia Intensywna Terapia 3/2001, s. 181-190
Koj A. Niektóre cytokiny przeciwzapalne: własności i mechanizm działania. POSTĘPY BIOLOGII KOMÓRKI TOM 28, 2001 SUPLEMENT 16 (5-13)
Kościelniak-Merak B., Przemysław Tomasik P. Wskaźniki stanu zapalnego. https://www.mp.pl/pediatria/praktyka-kliniczna/badania-laboratoryjne/218108,wskazniki-stanu-zapalnego. 2020
Kuzior K.,Gorczyca W. Odruch zapalny jako przykład współzależności pomiędzy układem odpornościowym i nerwowym.Chimestry, environment, biotechnology 2010,XIV,139-151
Madej J.A. Zapalenie – przekroczenie kompetencji obronnych. Medycyna Wet. 2010, 66 (3)
Serhan, C. N. Controlling the resolution of acute inflammation: a new genus of dual anti-inflammatory and proresolving mediators. J Periodontol 79 (8 Suppl): 1520–1526.doi:10.1902/jop.2008.080231. PMID 18673006.*
Urbanowicz W. Rola wątroby w odpowiedzi ostrej fazy Borgis – Postępy Nauk Medycznych 1/2000, s. 46-49
Wiland P.,Kontny E.,Woytala P. Patomechanizm rozwoju reakcji zapalnej. Przegląd Reumatologiczny 2005, nr 4 (4), s. 5.
Yamakawa S., Hayashida K. Advances in surgical applications of growth factors for wound healing. Yamakawa and Hayashida Burns & Trauma (2019) 7:10 https://doi.org/10.1186/s41038-019-0148-1
