Биология раневого процесса

                                      Биология  раневого  процесса.

   В  зависимости  от степени  повреждения тканей , отсутствия или наличия микробного загрязнения и некоторым другим причинам раны    заживают по трём  основным типам:1) по первичному натяжению без нагноения, при слабо выраженных явлениях серозного воспаления;

 2)по  вторичному натяжению, путём   гранулирования, при более или  менее выраженном гнойном воспалении , так заживают случайные и огнестрельные, а также огнестрельные и колотые раны; накладывать швы на такие раны недопустимо и 3) под струпом ,  преимущественно у грызунов и птиц, а также при неглубоких ранах у рогатого  скота и свиней; значительно реже это наблюдается у собак и лошадей.

    Рана как тканевой дефект, возникает  вследствие механического повреждения  покровов и глубжележащих тканей, является сильным раздражителем,  включающим  подкорковые центры, ретикулярную формацию, систему  гипоталамус- гипофиз-кора надпочечников. Возникающий в результате  такого  включения    рефлекторной и эндокринной систем реактивный процесс оказывается анатомически локализованным(местным), а  физиологически генерализованным (общим). При раневом   процессе местная и общая реакция организма находится в прямой зависимости от тяжести и особенностей повреждений тканей и органов, а также от вида и вирулентности раневой инфекции.

     Местные и общие реактивные  процессы при     ранах      находятся в прямой и обратной  зависимости     будучи взаимообусловленными  и взаимовлияющими.. Устранение  сильных раздражителей и замена  их слабыми нормализуют функцию  нейроэндокринной системы, улучшает  состояние организма, способствует  более  благоприятному заживлению  раны, таким образом, раневой процесс   рассматривается не как чисто  местный процесс , так как при нём в большей или меньшей степени включаются многие системы .

      Раневая болезнь достаточно хорошо  выражена при  значительных  кровотечениях, наличии в ране  мёртвых тканей, обширном нагноении,  затруднённом  выделении из раны  гнойного и ихорозного экссудата , и как правило при полостных ранениях  и раневой инфекции .  Клинически раневая болезнь характеризуется: высокой общей температурой, угнетением, потерей аппетита, ухудшением функции органов пищеварения, стойкими, нередко    прогрессирующими отеками, некрозами в зоне   раны и другими признаками. 

                                   Фазы   и   стадии   раневого   процесса .

       Н.П. Пирогов   на основании клинических  признаков выделил 3 стадии раневого процесса: 1 отека; 2 очищения раны ( первые 4-14 дней) и 3 стадию гранулирования. Н.Ф. Кашаев на основании цитологических  и патологических изменений подразделил раневой процесс на  периоды и фазы: 1 ранний период ( около 12 часов) – первичные признаки  воспаления и контаминации флоры ; 2 дегенеративно – воспалительный период ; и 3 регенеративный период, включающий 3 фазы , направленные на освобождение раны от некротических тканей , образование грануляционной ткани, эпидермацию и нормализацию состояния раненого .

             Первая фаза заживления раны .

       Процесс заживления раны начинается с момента  остановки кровотечения . В первой фазе происходят наиболее резко выраженные био-физико-коллоидно-химичесские изменения . Они характеризуются увеличением содержания калия и быстро нарастающим уровнем кислотности раневой среды; эта реакция нередко становится устойчивой и вызывает декомпенсированный ацидоз на месте ранения

                   Ацидоз.

       Повышенная  кислотность в ране возникает  довольно быстро вследствие травмы сосудов , застоя крови, местной асфиксии , накопления CO₂ , уменьшения притока кислорода и изменения тканевого обмена. Неполное окисление продуктов распада тканевого белка и жиров в зоне раневого канала и травматического некроза ведет к образованию органических кислот- молочной , масляной  , нуклеиновой , парааминобензойной , аденилфосфорной , аминокислот, различных жирных кислот , углекислоты, и т.д.

       Чем больше накапливается кислот в воспалительном очаге и чем меньше организм способен освободиться от них , тем скорее и сильнее наступает сдвиг активной реакции среды в кислую сторону. Нарушение кислотно-щелочного равновесия оказывается настолько постоянным, что тканевые буферные системы не в состоянии ощелочить раневую среду , в результате чего возникает местный декомпенсированный ацидоз . Повышенная концетрация водородных ионов , обуславливающая развитие ацидоза , оказывает огромное влияние на жизнедеятельность клеток .

       Кислая  реакция среды угнетает прежде всего  фагоцитароную деятельность  сегментоядерных лейкоцитов - микровагов ; макрофаги обладают большей устойчивостью . На основании изложенного можно сделать следующие выводы :

1. лейкоциты наименее резистентны к изменениям концетрации водородных ионов ;
2. накопление органических кислот в воспалительном очаге подавляет фагоцитарную деятельность клеток вследствие повреждения их протоплазмы ;
3. изменения рН воспалительного экссудата отражается на цитологической его картине
4. концетрацию водородных ионов является фактором , оказывающим несомненное влияние на морфологические изменения воспалительного экссудата ;
5. резкое повышение концетрации водородных ионов в воспалительном очаге действует токсически  на фагоцитирующие клетки , а высокая кислотность раневой среды вызывает их массовую гибель .

 Кислая  реакция раневой среды влечет повышение проницаемости сосудистых стенок , набухание тканевых коллоидов , повышение поверхностного натяжения и повышение осмотического давления оно способствует развитию гиперемии, вызывает резкое нарушение тканевого обмена , изменение активности ферментативных процессов , развитие дегенеративных изменений , некроз клеток и тканей и отравление организма ядовитыми продуктами распада тканевого белка . В первой фазе наблюдается также угнетение иммунологических реакций организма .

       Повышение проницаемости сосудистых капилляров возникающие в результате  повышения концетрации водородных ионов в поврежденных тканях , изменений химического состава крови , наличия ядовитых веществ выделяемых микробами , образующихся в ране . К этим токсическим продуктам относятся вазогенные яды - гистамин и ацетилхолин .

       Проницаемость сосудистых стенок в воспалившихся ранах  бывает настолько велика , что через них проходит не только вода и растворенные в ней вещества , но и другие , более крупные, белковые молекулы - глобулин и фибриноген .

       Набухание тканей представляет собой физико-химический процесс , при котором совершается поглощение жидкости тканевыми коллоидами , причем объем их увеличивается , а сцепление уменьшается . Связывание воды тканевыми коллоидами , в частности соединительной тканью ,. Возникают вследствие кислой реакции раневой среды , повышение осмотического давления , гормональных влияний и изменение тонуса вегетативной нервной системы . От состояния последней зависит водный обмен , а от изменения его - степень набухания коллоидов . Задержка продуктов тканевого обмена , угнетение окислительных процессов способствует интенсивному набуханию коллоидов .

       Действие гормонов на процесс набухания различно , одни из них способствуют более интенсивному набуханию , например - тироксин ; другие наоборот - питуитрин .

       Воспаленная ткань , при нарушенном обмене веществ , имеет ограниченные возможности ассимиляции доставляемых питательных веществ , даже усиленная доставка их оказывается малоэффективной .

       Чем резче выражено набухание тканей , тем сильнее сдавливаются капилляры и вены и затрудняется отток крови , несмотря на артериальную гиперемию , существующую в зоне повреждения . При прогрессирующем набухании тканей возникает стаз венозной крови , замедление тока артериальной крови , дегенерация и распад клеточных элементов, а затем гибель самой ткани . Чем больше плотных неподатливых тканей в воспалительном очаге , тем скорее происходит нарушение кровообращение и некроз тканей в результате набухания.

       Изменение поверхностного натяжения . Под поверхностным натяжением понимают молекулярное притяжение между поверхностно находящимися частицами , вследствие которого они противодействуют всякому искривлению поверхности жидкости и образует как бы сплошную эластическую мембрану .

       С развитием воспалительной реакции в тканевой жидкости появляются альбумозы , пиптоны , аминокислоты , жирные кислоты , которые понижают поверхностное натяжение . Тканевые коллоидные вещества , которыми являются лейкоциты , становятся более клейкими , что облегчает в кровяном русле и краевое пристеночное расположение . Затем лейкоциты, посредством амёбовидного  движения , эмигрируют через сосудистую стенку и фагоцитируют микробы . Таким образом изменение поверхностного натяжения находится в прямой зависимости от распада тканевого белка, чем больше погибает тканей, тем сильнее изменяется поверхностное натяжение , больше эмигрируют клетки из сосудистого русла в клетчатку, окружающую рану. Чем больше содержится некротических тканей, тем скорее образуется  воспалительный  сегментоядерный инфильтрат со всеми вытекающими последствиями- цитолизом клеток вследствие выделения лейкоцитами протеолитических ферментов.

       Изменения тканевого обмена. В воспалившейся ране происходит повышенный обмен веществ и усиленный распад тканевого белка. Количество кислорода , поглощаемого тканями , резко увеличивается.  Однако окислительные и диссимиляционные  процессы  не осуществляются полностью. Поэтому в ране образуется много органических кислот и других  промежуточных продуктов обмена. Отток их к периферическим  тканям сильно затрудняется.

       В конечном итоге  нарушаются нормальные соотношения  веществ, циркулирующих в межтканевой  жидкости. Эта жидкость является непосредственной питательной средой клеточных элементов, Она осуществляет обмен  веществ  между клетками и тканями, с одной  стороны, и кровью с другой . В межтканевую жидкость переходят через стенку  капилляров вещества, циркулирующие в крови , и вещества, образующиеся внутри клеток. Она также как и кровь имеет постоянную концентрацию    водородных и гидроксильных ионов , известную под названием изоионии .

       Комплекс аппаратов  или механизмов , регулирующих состав   среды в которой живут клетки органов и тканей, носит название гистогематического барьера. Каждый орган имеет свою питательную среду, так как общая питательная среда - кровь - не может без всякого изменения своего состава служить питательной средой для всех органов. При нормальных условиях межтканевая жидкость бедна белком , содержащийся в ней белок выводится лимфой. Лимфатические капилляры вбирают в себя белок , появившийся в межтканевых щелях , потому что лимфа имеет положительный электрический заряд (по сравнению с сывороткой), а белок, находящийся в межклеточных и межтканевых щелях, заряжен отрицательно, и поэтому он притягивается лимфой сильнее чем кровью.

       При острогнойных процессах  межтканевая жидкость отличается высоким  содержанием белка , что ведет к кислородному голоданию клеток ткани , так как диффузия кислорода из крови затрудняется ( аноксимия ) . Обмен веществ оказывается совершенно невозможным, если содержание белка в кровеносных капиллярах и межтканевой жидкости становится одинаковым . Смерть клеток и тканей в таких случаях неизбежна . Если такого нарушения белкового обмена не происходит; то все же резкое повышение осмотического давления и длительный застой кислых продуктов в воспалившейся ране будут происходить то для развития местного ацидоза создаются благоприятные условия . Если рН =6 , то это равносильно смерти большинства клеток .

       Когда колебания  осмотического давления выходят  за пределы осмотической сопротивляемости клеток, последние погибают вследствие плазмолиза : протоплазма набухает , разжижается , разрывает клеточную оболочку и выходит в окружающую среду.

                                                     Ферменты.

       Организм ведет  постоянно борьбу с угрожающей ему  интоксикацией ядовитыми продуктами распадающегося тканевого вещества посредством самых разнообразных  ферментов . Они содержатся в каждой клетке и ткани и проявляют свое действие лишь  при соответствующей активной реакции среды .

       В первой фазе воспалившаяся  ткань содержит много протеолитических ферментов .

       Лейкопротеаза содержится в сегментоядерных лейкоцитах . Под ее воздействием ткани ,находящиеся в состоянии паранекроза и омертвления подвергаются расплавлению ( гетеролизу) . Сложные тканевые белки расщепляются образуя : большие молекулы протеидов , полипептиды , альбумозы, пептоны и аминокислоты . Лейкопротеаза наиболее активна в нейтральной или слабощелочной среде .

       Протеазы  тканевых клеток и  лейкоцитов .Они способствуют плазмолизу , аутолитическому расплавлению тканей при нагноении и некрозе .

       Пепсины , пептазы и оргиназы . Эти ферменты выделяются с распадом  лейкоцитов : они усиливают процессы гидролиза , вызывают обильный приток жидкости , вследствие чего повышается еще большее осмотическое давление, расплавление некротизированных   тканей и молодых сегментоядерных лейкоцитов . Они относятся к пепсиноподобным ферментам и наиболее активны при кислой реакции среды .

       Оксидаза. Она содержится в эозинофилах . Под действием этого фермента    различные токсические продукты белкового распада , образующиеся под влиянием лейкопротеазы , переводится в безвредные для организма токсоиды.

       Липаза. Она содержится в лимфоцитах . Этот фермент разрушает липоидную защитную оболочку микробов , вследствие чего они легче подвергаются действию лейкопротеазы. Липаза отсутствует в сегментоядерных лейкоцитах, поэтому фагированные им микробы , обладающие липоидной оболочкой, долго остаются живыми.

       Диастаза. Она способствует расщеплению гликогена.

       Лимфопротеаза—фермент мононуклеарных  фагоцитов (макрофагов). Посредством его происходит переваривание протеина , оптимум действия—слабокислая слабокислая среда .

                 Стафилококковый  и стрептококковый  хемолизины. Эти ферменты обладают высокой токсичностью вследствие чего микробы, уже поглощенные фагоцитом могут вызвать его смерть и затем размножится в протоплазме.

       Ферменты клеток тканей и микробов крайне чувствительны  к водородным и гидроксильным  ионам. Даже самые незначительные изменения  ионной концентрации способны парализовать или , наоборот усилить действие ферментов.

       Пролтеолизу подвергаются коагулированные , под влиянием травмы , белки или лишенные притока крови раздавленные ткани . В начале протеолиз происходит под действием ферментов , освобожденных мертвыми лейкоцитами , а затем присоединяется протолитическое действие микробов. В конечном итоге тканевые белки распадаются на полипептиды и аминокислоты  и образуется лейкотоксин, при наличие которого повышается проницаемость капилляров , экссудация плазмы и диапедез лейкоцитов . Наряду с лейкотоксином , появляются в экссудате гистамин , лейцин , тирозин и др. биогенные амины , образующиеся из аминокислот в процессе их разложения под влиянием гидролиза и жизнедеятельности микроорганизмов .

       Протеолиз всегда сопровождается разжижением различных ядовитых продуктов распада тканевого белка и расплавлением мёртвых тканей. Этот процесс в целом не может заканчиваться в одни и те же сроки . Он протекает медленно или быстро,  в зависимости от анатомической структуры повреждённой ткани, локализации и обширности ранения, условий кровоснабжения воспалившихся тканей , деятельности ферментов.

       Исходы протеолиза различны . Если  созданы условия для удаления из раны всех веществ , ставших для организма инородными и токсичными , то рана очищается и беспрепятственно заполняется здоровыми грануляциями .Наоборот , опасность инфекции и интоксикации возрастает , если ядовитые продукты , образовавшиеся в результате протеолиза , остаются в ране , не имея выхода наружу , или не удалены путём активной хирургической    обработки раны . Чем вирулентнее микробы , больше попало их в рану и чем слабее самозащита организма , тем больше различных ядовитых соединений скапливается в ране .Это следует учитывать при глубоких огнестрельных ранениях , когда большое количество размятой и раздавленной мышечной ткани создаёт наилучшую питательную среду для развития наиболее опасной анаэробной инфекции.

                                           Паранекроз.

      Паранекроз- обратимое состояние клеток , близких к омертвлению . Оно может быть устранено своевременным устранением вредного агента и созданием условий , благоприятных для жизнедеятельности клеток .

      Смерть  клеток , находящихся в состоянии паранекроза , иногда зависит не только от нарушения кровообращения , но и от аутоинтоксикации организма ядовитыми продуктами тканевого распада (анемический аутотоксический некроз). Например , закупорка приводящей артерии приводит к гибели клеток не вследствие недостатка питательных веществ , а вследствие накопления вредных продуктов обмена , которые остаются на месте и вследствие этого вызывают смерть клеток.

                     Вторая фаза заживления раны.

      Вторая  фаза—дегидратации характеризуется  снижением воспалительной реакции , снижением    отёка , отбуханием коллоидов и преобладанием регенеративно--восстановительных процессов над некротическими .  На протяжении этой фазы клинически  достаточно хорошо различимы 2 основных периода , или фазы . Первый период характеризуется преобладанием гранулирования : второй — преобладанием эпидермизации и рубцевания раны.

      Био-физико-химические  сдвиги в фазе дегидратации характеризуются регенеративно—восстановительными процессами , развивающимися на фоне нормализации трофики , снижения воспалительных процессов и дегидротации тканей . В ране , освобожденной от мертвых тканей , уменьшается гнойная экссудация , улучшается крово- и лимфообращение , ликвидируюстя застойные явления . вследствие обеспечения раны кислородом анаэробное расщепление переключается на окислительный тип обмена . В результате этого повышается окислительно—восстановительный потенциал , снижается ацидоз , уменьшается количество редуцирующих веществ . Это способствует  снижению протеолиза  и количества адениловых веществ (адениловая кислота , аденозин , пуриновые и пиримидиновые основания), нормализации тканевого обмена ,снижению фагоцитоза     и протеолиза белков и уменьшению молекулярной концентрации , что приводит к понижению онкотического и осмотического давления и уменьшению поверхностного натяжения ; уменьшается клейкость коллоидных структур . Снижение ацидоза   и ферментативного распада клеток уменьшает в зоне раны количество свободных ионов К и физиологически активных веществ при одновременном увеличении Са в тканевой жидкости. Данный процесс сопровождается уплотнением клеточных мембран и капилляров. Постепенно прекращается экссудация , рассасывается отечная жидкость , снижается гидратация . В экссудате и тканевой жидкости накапливаются стимуляторы регенерации и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), принимающие участие в синтезе белков и регенерации.

      Недостаточная выработка  нуклеиновых кислот , неполноценное снабжение ими вазогенных клеток , бедное содержание нуклеотидов в раневом секрете является одной из важных причин  нарушения регенерации. Полифосфорные нуклеотиды , будучи  продуктами распада нуклеиновых кислот  , является наиболее активной фракцией лейкоцитарных «трефонов», стимулирующих регенеративные процессы. Ухудшает заживление ран интенсивно протекающий процесс дегидротации грануляций под влиянием ускоренной замены кислой реакции среды на нейтральную (рН=7) или слабощелочную (рН=7,2—7,3). Это приводит вначале к перезреванию грануляций и замедленному их формированию , затем к рубцеванию их и прекращению эпителизации. Повышенный ацидоз раневой среды , усиливая гидротацию грануляций , затормаживает нарастание на них эпителия , вследствие чего  заживление раны замедляется . Такие набухшие грануляции легко повреждаются им не препятствуют проникновению через них патогенных микроорганизмов ., в результате чего раневой процесс может осложниться инфекцией ..

      Видовые особенности раневого процесса у животных находятся в прямой зависимости от условий их обитания и является следствием филогенетически выработанной видовой адаптацией на рану . В связи с этим процесс очищения ран от мёртвых тканей и загрязнений у животных различных видов протекает по 3 основным типам : 1) гнойно-ферментативно , 2) гнойно-секвестрационно , 3)секвестрационно

      Гнойно-ферментативный тип очищения ран наблюдается у плотоядных и лошадей . Характеризуется он гнойно-экссудативными явлениями , протекающими при выраженной гидратации , возникающего после ранения в виде травматического , затем воспалительного отеков. На этом фоне развивается гнойно-ферментативный процесс , в результате которого происходит ферментативное разжижение мёртвых тканей , подавление микробов, выведение во внешнюю среду инородных тел и других загрязнений вместе с гнойным экссудатом , Данный тип биологического очищения ран  протекает в  более короткие сроки и в меньшей степени  препятствует  движению животного по сравнению с двумя другими типами . Кроме того , в процессе ферментативных явлений, развивающихся в ране , в её зоне возрастают иммунобиологические процессы и формируется клеточный барьер который    «удерживает» микробов и препятствует их проникновению в здоровые ткани . Однако в случаях задержки гноя в ране гнойно-резорбтивная лихорадка при этом типе очищения оказывается более выражена . По мере освобождения раны от мертвых тканей воспаление начинает стихать и раневой процесс переходит в фазу дегидротации .

      Гнойно-секвестрационное очищение ран  является основным у рогатого скота и свиней при ранах с большой зоной повреждения . В течении первых часов в ране скапливается большое количество фибринозного экссудата , который вместе с м1ртвыми тканями формирует фибрино-тканевую массу , которая вследствие ретракции фибрина дегидратируется и приобретает каучукообразную консистенцию .Выполняя роль биологической пробки , она защищает рану от вторичного микробного и других загрязнений , а загрязнения попавшие в рану , фиксируются фибрином , благодаря чему устраняется опасность проникновения микробов в здоровые ткани .     Однако если рану с большим количеством мёртвых тканей попадают патогенные стафилококки , стрептококки , гнилостные микробы и особенно анаэробы , то фибрино-тканевая масса может при известных условиях (мёртвые ткани , отсутствие аэрации и контакта  антисептических средств с микробами , ослабление иммунобиологических реакций , истощение организма и т.д.) способствовать развитию раневой инфекции . Фибрино-тканевая масса , выполняющая роль биологической пробки , постепенно секвестрируется . На границе здоровых тканей и фибрино-тканевой массы возникает гнойно-демаркационное воспаление , протекающее на фоне умеренной гидратации тканей . При гнойно-секвестрационном типе очищения раны  заживление протекает медленнее , чем при гнойно-ферментативном , но зато в зоне секвестрации формируется полноценный грануляционный барьер при менее выраженных  гнойно-резорбтивных явлениях . Ко времени полной секвестрации  мёртвых тканей  рана оказывается покрытой  грануляциями , которые затем заполняют рану и эпителизируются .

      Необходимо  учитывать , что у крупного рогатого скота концентрическое рубцевание выражено в большинстве случаев в поверхностных частях  раны , чем в глубоких . Это может затруднять выведение во внешняя среду гнойного экссудата , содержащего секвестрационные частицы мёртвых тканей .

      У овец часть мёртвой  ткани может  обрастать грануляциями и как  бы инкапсулироваться . В дальнейшем эта ткань рассасывается.

      Секвестрационное очищение ран наблюдается при вторичном заживлении главным образом у грызунов и птиц  ; у рогатого скота и свиней оно встречается при относительно неглубоких а у лошадей и собак только при кожных ранах .

      Сущность  его сводится к следующему : возникшее  у (грызунов и птиц) кровотечение при  ранении довольно быстро останавливается  вследствие выпадения плотного фибринозного сгустка . Последний, фиксируя микробные тела и другие инородные частицы , защищает рану от последующих загрязнений .Вскоре появляется небольшой травматический отек , к нему присоединяется фибринозное воспаление с минимальным выходом из сосудов серозного экссудата и большого количества фибриногенных продуктов , которые превращаются в нити фибринов. Они густо пронизывают мертвые ткани и вместе с ними образуют плотную эластическую массу . Последняя также защищает здоровые ткани от загрязнений и проникновения в них микроорганизмов. Затем в течении ближайших часов фибрины мертвой ткани подвергаются дегидротации . Высыхая, они превращаются в плотный фибрино- тканевой струп , который как « биологическая пробка» , надежно защищает рану от различных вредоносных воздействий . Попавшие в нее при ранении микроорганизмы фиксируются фибрином , а затем вместе с ним и мертвым субстратом мумифицируются . Это обеспечивает ране наиболее благоприятные условия заживления , защищая ее от загрязнения .

      По  мере формирования фибрино-тканевого струпа в реактивной зоне, граничащей с ней , образуется клеточковый инфильтрат и развивается гнойно-демаркационное воспаление в виде узкой полосы , где развивается гнойно-ферметативный процесс и фагоцитоз , в результате чего фибрино-тканевой струп секвестрируется . Данный процесс более выражен в начале в глубоких частях  фибрино-тканевого струпа , затем секвестрация распространяется к поверхностным его частям .

      Процесс секвестрации сопровождается формированием  грануляционного барьера с последующим  напластыванием грануляции , которая постепенно, заполняют раневой дефект , подталкивая секвестрирующийся струп .