Entzündung
| Entzündung ⓘ | |
|---|---|
 | |
| Zu den wichtigsten Anzeichen einer Entzündung gehören: Schmerzen, Hitze, Rötung, Schwellung und Funktionsverlust. Einige dieser Anzeichen können hier aufgrund einer allergischen Reaktion auftreten. | |
| Fachgebiet | Immunologie Rheumatologie |
| Symptome | Hitze, Schmerzen, Rötungen, Schwellungen |
| Komplikationen | Asthma, Lungenentzündung, Autoimmunkrankheiten |
| Dauer | akut Wenige Tage chronisch Bis zu vielen Monaten oder Jahren |
| Ursachen | Infektion, körperliche Verletzung, Autoimmunerkrankung |
Entzündung (von lateinisch: inflammatio) ist Teil der komplexen biologischen Reaktion von Körpergeweben auf schädliche Reize wie Krankheitserreger, geschädigte Zellen oder Reizstoffe und ist eine Schutzreaktion, an der Immunzellen, Blutgefäße und molekulare Mediatoren beteiligt sind. Die Funktion der Entzündung besteht darin, die ursprüngliche Ursache der Zellverletzung zu beseitigen, nekrotische Zellen und Gewebe, die durch den ursprünglichen Reiz und den Entzündungsprozess geschädigt wurden, zu beseitigen und die Gewebereparatur einzuleiten. ⓘ
Die fünf wichtigsten Anzeichen sind Hitze, Schmerz, Rötung, Schwellung und Funktionsverlust (lat. calor, dolor, rubor, tumor und functio laesa). Die Entzündung ist eine allgemeine Reaktion und wird daher als ein Mechanismus der angeborenen Immunität betrachtet, im Gegensatz zur adaptiven Immunität, die für jeden Erreger spezifisch ist. Eine zu geringe Entzündung könnte zu einer fortschreitenden Gewebezerstörung durch den schädlichen Reiz (z. B. Bakterien) führen und das Überleben des Organismus gefährden. Im Gegensatz dazu wird eine zu starke Entzündung in Form einer chronischen Entzündung mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht, z. B. Heuschnupfen, Parodontose, Arteriosklerose und Osteoarthritis. ⓘ
Entzündungen können entweder als akut oder chronisch eingestuft werden. Eine akute Entzündung ist die erste Reaktion des Körpers auf schädliche Reize und wird durch die verstärkte Bewegung von Plasma und Leukozyten (insbesondere Granulozyten) aus dem Blut in das verletzte Gewebe hervorgerufen. Die Entzündungsreaktion wird durch eine Reihe von biochemischen Vorgängen fortgesetzt und gereift, an denen das lokale Gefäßsystem, das Immunsystem und verschiedene Zellen im verletzten Gewebe beteiligt sind. Eine lang anhaltende Entzündung, die als chronische Entzündung bezeichnet wird, führt zu einer fortschreitenden Veränderung des Zelltyps am Ort der Entzündung, wie z. B. mononukleäre Zellen, und ist durch die gleichzeitige Zerstörung und Heilung des Gewebes durch den Entzündungsprozess gekennzeichnet. ⓘ
Entzündungen werden je nach Art der beteiligten Zytokine und T-Helferzellen (Th1 und Th2) auch als Typ 1 und Typ 2 klassifiziert. ⓘ
Eine Entzündung ist kein Synonym für eine Infektion. Eine Infektion beschreibt die Wechselwirkung zwischen der Wirkung einer mikrobiellen Invasion und der Reaktion der körpereigenen Entzündungsreaktion - beide Komponenten werden zusammen betrachtet, wenn von einer Infektion die Rede ist, und der Begriff wird verwendet, um eine mikrobielle invasive Ursache für die beobachtete Entzündungsreaktion zu implizieren. Eine Entzündung hingegen beschreibt lediglich die immunologische Reaktion des Körpers - unabhängig von der Ursache. Da die beiden Begriffe jedoch häufig miteinander in Verbindung gebracht werden, werden Wörter mit der Endung -itis (die sich auf eine Entzündung bezieht) manchmal informell als Infektion bezeichnet. Zum Beispiel bedeutet das Wort Urethritis streng genommen nur "Harnröhrenentzündung", aber klinische Gesundheitsdienstleister sprechen in der Regel von einer Harnröhreninfektion, weil eine mikrobielle Invasion der Harnröhre die häufigste Ursache für eine Urethritis ist. ⓘ
Die Unterscheidung zwischen Entzündung und Infektion ist jedoch von entscheidender Bedeutung für Situationen in der Pathologie und medizinischen Diagnostik, in denen die Entzündung nicht durch eine mikrobielle Invasion ausgelöst wird, wie z. B. bei Atherosklerose, Trauma, Ischämie und Autoimmunerkrankungen (einschließlich Typ-III-Hypersensibilität). ⓘ
Entzündung oder Inflammation (lateinisch Inflammatio) ist eine körpereigene Reaktion auf schädliche Reize, die sich klassischerweise durch die Entzündungszeichen Rötung, Schwellung, Überwärmung, Schmerz und funktionelle Einschränkung äußert. Botenstoffe des Immunsystems bewirken dabei eine Erweiterung der Blutgefäße, sodass das Entzündungsgebiet stärker durchblutet wird; außerdem werden die Gefäße durchlässiger für den Austritt von Blutplasma und Immunzellen ins Gewebe. Nach einem weiteren Begriffsverständnis werden alle an bestimmten Orten ablaufenden Immunreaktionen als Entzündung bezeichnet. Die Fachbegriffe für Entzündungen werden gebildet, indem die Endung -itis an die griechische Bezeichnung der betroffenen anatomischen Struktur angehängt wird. ⓘ
Entzündungen können die Integrität des Organismus sichern, indem sie beispielsweise Krankheitserreger oder Fremdstoffe aus dem Gewebe entfernen. Blutstillung und -gerinnung, Entzündung, Abräumung von Zelltrümmern und Wundheilung sind eng verzahnte Prozesse, die teilweise nebeneinander ablaufen. Entzündungen, die dem Betroffenen mehr schaden als nützen, sind von großer medizinischer Bedeutung und ein häufiges Ziel antientzündlicher Behandlungen. ⓘ
Ursachen
Jeder das physiologische Maß übersteigende Reiz kann eine Entzündung auslösen. Dies gilt insbesondere für physikalische Reize, wie mechanische Reize (z. B. Druck, Reibung, Verletzung oder Fremdkörper, z. B. Stoffwechselprodukte wie Harnsäurekristalle), thermische Reize (z. B. Wärme, Kälte), Strahlung (UV, Infrarot, ionisierende Strahlung), chemische Reize (reizende und gesundheitsschädliche Stoffe wie z. B. Säuren, Laugen, Toxine, entgleiste Enzyme, wie z. B. bei der akuten Pankreatitis), Allergene und Autoallergene (z. B. bei rheumatischen oder Autoimmunkrankheiten) oder Krankheitserreger (Bakterien, Viren, Pilze, Parasiten). ⓘ
- Verbrennungen
- Frostbeulen
- Physische Verletzungen, stumpf oder penetrierend
- Fremdkörper, einschließlich Splitter, Schmutz und Trümmer
- Trauma
- Ionisierende Strahlung
Biologisch:
- Infektion durch Krankheitserreger
- Immunreaktionen aufgrund von Überempfindlichkeit
- Stress
Chemisch:
- Chemische Reizstoffe
- Gifte
- Alkohol
Psychologisch:
- Erregung ⓘ
Arten
|
|
| Akut | Chronisch ⓘ | |
|---|---|---|
| Verursachender Erreger | Bakterielle Krankheitserreger, verletztes Gewebe | Anhaltende akute Entzündung durch nicht abbaubare Krankheitserreger, virale Infektionen, hartnäckige Fremdkörper oder Autoimmunreaktionen |
| Wichtigste beteiligte Zellen | Neutrophile (hauptsächlich), Basophile (Entzündungsreaktion) und Eosinophile (Reaktion auf Helminthen und Parasiten), mononukleäre Zellen (Monozyten, Makrophagen) | Mononukleäre Zellen (Monozyten, Makrophagen, Lymphozyten, Plasmazellen), Fibroblasten |
| Primäre Mediatoren | Vasoaktive Amine, Eicosanoide | IFN-γ und andere Zytokine, Wachstumsfaktoren, reaktive Sauerstoffspezies, hydrolytische Enzyme |
| Beginn | Unmittelbar | Verzögert |
| Dauer | Wenige Tage | Bis zu vielen Monaten oder Jahren |
| Ergebnisse | Auflösung, Abszessbildung, chronische Entzündung | Zerstörung des Gewebes, Fibrose, Nekrose |
Akut
Die akute Entzündung tritt unmittelbar nach der Verletzung auf und dauert nur wenige Tage. Zytokine und Chemokine fördern die Wanderung von Neutrophilen und Makrophagen zum Entzündungsherd. Krankheitserreger, Allergene, Toxine, Verbrennungen und Erfrierungen sind einige der typischen Ursachen für akute Entzündungen. Toll-like-Rezeptoren (TLRs) erkennen mikrobielle Krankheitserreger. Eine akute Entzündung kann ein Abwehrmechanismus sein, um das Gewebe vor Verletzungen zu schützen. Entzündungen, die 2-6 Wochen andauern, werden als subakute Entzündungen bezeichnet. ⓘ
Kardinalsymptome
Eine Entzündung ist gemäß Ekkehard Grundmann eine komplexe Reaktion des Gefäßbindegewebes auf eine Zell- oder Gewebsschädigung, die gekennzeichnet ist durch Kreislaufveränderungen mit Transsudation von Blutplasma und Transmigration von Blutzellen sowie Proliferation emigrierter oder ortsständiger Zellen. Dabei kommt es zu den typischen Anzeichen einer Entzündung: der Rötung (lateinisch Rubor), der Überwärmung (lateinisch Calor), der Schwellung (lateinisch Tumor), dem Schmerz (lateinisch Dolor) und einer eingeschränkten Funktion (lateinisch Functio laesa). Diese fünf Zeichen bzw. Kardinalsymptome, von denen die ersten vier bereits von Celsus beschrieben und um das fünfte von Galen ergänzt worden sind, sind nicht immer direkt erkennbar oder auch nur teilweise nachweisbar. Eine Magenschleimhautentzündung beispielsweise kann z. B. vor allem Schmerzen nach dem Essen verursachen und ist dann nur zeitlich begrenzt symptomatisch. Sie kann mit Übelkeit einhergehen. ⓘ
Die Rötung und Schwellung erfolgt durch die Erhöhung der Durchlässigkeit der Blutgefäße im Zuge der Diapedese der Immunzellen, Erythrozyten und Plasmaproteine durch Ausschüttung der Botenstoffe Interleukin-1 und Prostaglandin I2. Die eingewanderten Zellen und Plasmaproteine werden als Infiltrat bezeichnet. Der Schmerz erfolgt durch eine Ausschüttung von Schmerz-Botenstoffen (Prostaglandin E2, Prostaglandin I2, Bradykinin und andere Kinine) und Zytokinen (Tumor-Nekrose-Faktor) durch die Immunzellen und dient der Ruhigstellung des betreffenden Körperteils und der Schonung von Energiereserven durch geringere Aktivität. Die Temperaturerhöhung wird durch Zytokine wie Interleukin-6 über die Produktion von Prostaglandin E2 vermittelt und entsteht durch vermehrte Stoffwechselaktivität. ⓘ
Oft besteht die Reaktion aus einer Abstoßung eines Teils des kranken Gewebes durch Nekrose oder Apoptose und anschließender Neubildung von Zellen zur Reparation des Gewebeschadens. Die Abstoßung von Zellen dient bei Hautzellen unter anderem dem Schutz des darunterliegenden Gewebes. Eine Entzündung kann lokal in einem (kleinen) umschriebenen Gebiet auftreten oder den ganzen Körper betreffen. Beispiele für lokalisierte Entzündungen sind z. B. die Enteritis (Entzündung des Darms), die Kolitis (Entzündung des Grimmdarms), die Gastritis (Entzündung des Magens), die Arthritis (Gelenksentzündung), die Myokarditis (Herzmuskelentzündung), die Dermatitis (Hautentzündung) und die Otitis (Ohrenentzündung). Eine sprachliche Ausnahme bildet die Pneumonie (Lungenentzündung), bei der die Endung „-itis“ fehlt (allerdings wird selten auch die Form Pneumonitis verwendet). ⓘ
In der klassischen Medizin werden Entzündungen häufig durch Abstellen des auslösenden Reizes bekämpft. Unterdrückt man die Abwehrreaktion im Rahmen einer symptomatischen Therapie, kann sich die Heilung dagegen verzögern. ⓘ
Eine akute Entzündung ist ein kurzfristiger Prozess, der in der Regel innerhalb weniger Minuten oder Stunden auftritt und nach Wegfall des schädigenden Reizes abklingt. Es handelt sich um eine koordinierte und systemische Mobilisierungsreaktion verschiedener immunologischer, endokriner und neurologischer Mediatoren der akuten Entzündung vor Ort. Bei einer normalen gesunden Reaktion wird sie aktiviert, beseitigt den Erreger und beginnt einen Reparaturprozess, der dann abklingt. Sie ist durch fünf Kardinalzeichen gekennzeichnet: Die traditionellen Namen für Entzündungszeichen stammen aus dem Lateinischen:
Die ersten vier (klassischen Zeichen) wurden von Celsus (ca. 30 v. Chr. - 38 n. Chr.) beschrieben, während der Funktionsverlust wahrscheinlich später von Galen hinzugefügt wurde. Die Hinzufügung dieses fünften Zeichens wurde jedoch auch Thomas Sydenham und Virchow zugeschrieben. ⓘ
Rötung und Hitze sind auf einen erhöhten Blutfluss bei Körperkerntemperatur zur entzündeten Stelle zurückzuführen; Schwellungen werden durch Flüssigkeitsansammlungen verursacht; Schmerzen sind auf die Freisetzung von Chemikalien wie Bradykinin und Histamin zurückzuführen, die die Nervenenden stimulieren. Der Funktionsverlust hat mehrere Ursachen. ⓘ
Eine akute Entzündung der Lunge (in der Regel als Reaktion auf eine Lungenentzündung) verursacht keine Schmerzen, es sei denn, die Entzündung betrifft das parietale Rippenfell, das schmerzempfindliche Nervenendigungen besitzt. ⓘ
Akuter Prozess
Der Prozess der akuten Entzündung wird durch bereits im betroffenen Gewebe vorhandene residente Immunzellen eingeleitet, hauptsächlich residente Makrophagen, dendritische Zellen, Histiozyten, Kupfferzellen und Mastzellen. Diese Zellen besitzen Oberflächenrezeptoren, so genannte Mustererkennungsrezeptoren (PRR), die zwei Unterklassen von Molekülen erkennen (d. h. binden): pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMPs) und schadensassoziierte molekulare Muster (DAMPs). PAMPs sind Verbindungen, die mit verschiedenen Krankheitserregern assoziiert sind, sich aber von Wirtsmolekülen unterscheiden lassen. DAMPs sind Verbindungen, die mit wirtsbedingten Verletzungen und Zellschäden in Verbindung gebracht werden. ⓘ
Zu Beginn einer Infektion, Verbrennung oder anderen Verletzung werden diese Zellen aktiviert (einer der PRRs erkennt einen PAMP oder DAMP) und setzen Entzündungsmediatoren frei, die für die klinischen Entzündungszeichen verantwortlich sind. Die Gefäßerweiterung und der daraus resultierende erhöhte Blutfluss verursachen die Rötung (rubor) und die erhöhte Wärme (calor). Die erhöhte Durchlässigkeit der Blutgefäße führt zu einer Exsudation (Austreten) von Plasmaproteinen und Flüssigkeit in das Gewebe (Ödem), das sich als Schwellung (Tumor) manifestiert. Einige der freigesetzten Mediatoren wie Bradykinin erhöhen die Schmerzempfindlichkeit (Hyperalgesie, Dolor). Die Mediatormoleküle verändern auch die Blutgefäße, so dass Leukozyten, vor allem Neutrophile und Makrophagen, aus den Blutgefäßen aus- und in das Gewebe einwandern können (Paravasation). Die Neutrophilen wandern entlang eines von den lokalen Zellen geschaffenen chemotaktischen Gradienten, um den Ort der Verletzung zu erreichen. Der Funktionsverlust (functio laesa) ist wahrscheinlich das Ergebnis eines neurologischen Reflexes als Reaktion auf den Schmerz. ⓘ
Zusätzlich zu den zellulären Mediatoren wirken mehrere azelluläre biochemische Kaskadensysteme - bestehend aus präformierten Plasmaproteinen - parallel, um die Entzündungsreaktion einzuleiten und zu verstärken. Dazu gehören das durch Bakterien aktivierte Komplementsystem und die durch Nekrosen (z. B. Verbrennungen, Traumata) aktivierten Gerinnungs- und Fibrinolysesysteme. ⓘ
Die akute Entzündung kann als die erste Verteidigungslinie gegen Verletzungen angesehen werden. Die akute Entzündungsreaktion erfordert eine ständige Stimulation, um aufrecht erhalten zu werden. Entzündungsmediatoren sind kurzlebig und werden im Gewebe schnell abgebaut. Daher klingt die akute Entzündung ab, sobald der Reiz verschwunden ist. ⓘ
Chronisch
Eine chronische Entzündung ist eine Entzündung, die über Monate oder Jahre anhält. Bei chronischen Entzündungen überwiegen Makrophagen, Lymphozyten und Plasmazellen, im Gegensatz zu den Neutrophilen, die bei akuten Entzündungen überwiegen. Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Allergien und die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) sind Beispiele für Krankheiten, die durch chronische Entzündungen verursacht werden. Übergewicht, Rauchen, Stress und unzureichende Ernährung sind einige der Faktoren, die chronische Entzündungen fördern. Laut einer Studie aus dem Jahr 2014 leiden 60 % der Amerikaner an mindestens einer chronischen Entzündung, 42 % sogar an mehr als einer. ⓘ
Kardinalsymptome
Häufige Anzeichen und Symptome, die bei chronischen Entzündungen auftreten, sind:
- Körperschmerzen, Arthralgie, Myalgie
- Chronische Müdigkeit und Schlaflosigkeit
- Depressionen, Angstzustände und Stimmungsschwankungen
- Gastrointestinale Komplikationen wie Verstopfung, Durchfall und saurer Reflux
- Gewichtszunahme oder -verlust
- Häufige Infektionen ⓘ
Vaskuläre Komponente
Vasodilatation und erhöhte Permeabilität
Laut Definition ist eine akute Entzündung eine immunovaskuläre Reaktion auf entzündliche Reize. Das bedeutet, dass eine akute Entzündung grob in eine vaskuläre Phase unterteilt werden kann, die zuerst auftritt, gefolgt von einer zellulären Phase, an der Immunzellen beteiligt sind (insbesondere myeloische Granulozyten in der akuten Situation). Die vaskuläre Komponente der akuten Entzündung beinhaltet die Bewegung von Plasmaflüssigkeit, die wichtige Proteine wie Fibrin und Immunglobuline (Antikörper) enthält, in das entzündete Gewebe. ⓘ
Bei Kontakt mit PAMPs setzen Gewebsmakrophagen und Mastozyten vasoaktive Amine wie Histamin und Serotonin sowie Eicosanoide wie Prostaglandin E2 und Leukotrien B4 frei, um das lokale Gefäßsystem umzugestalten. Makrophagen und Endothelzellen setzen Stickstoffmonoxid frei. Diese Mediatoren erweitern die Gefäße und machen sie durchlässig, was zu einer Nettoverteilung von Blutplasma aus den Gefäßen in den Geweberaum führt. Die vermehrte Ansammlung von Flüssigkeit im Gewebe führt dazu, dass dieses anschwillt (Ödeme). Diese ausgeschiedene Gewebeflüssigkeit enthält verschiedene antimikrobielle Mediatoren aus dem Plasma wie Komplement, Lysozym, Antikörper, die Mikroben sofort schädigen können und die Mikroben in Vorbereitung auf die zelluläre Phase opsonisieren. Handelt es sich bei dem Entzündungsreiz um eine Risswunde, so können die ausgeschiedenen Blutplättchen, Gerinnungsstoffe, Plasmin und Kinine die verletzte Stelle verklumpen und in erster Linie für eine Blutstillung sorgen. Diese Gerinnungsmediatoren bilden an der entzündeten Gewebestelle auch ein strukturelles Gerüst in Form eines Fibringitters - wie ein Baugerüst auf einer Baustelle -, um später das phagozytäre Debridement und die Wundheilung zu unterstützen. Ein Teil der ausgeschiedenen Gewebeflüssigkeit wird auch durch Lymphgefäße zu den regionalen Lymphknoten geleitet, wodurch die Bakterien mitgespült werden, um die Erkennungs- und Angriffsphase des adaptiven Immunsystems einzuleiten. ⓘ
Eine akute Entzündung ist durch ausgeprägte Gefäßveränderungen gekennzeichnet, einschließlich Gefäßerweiterung, erhöhter Permeabilität und erhöhtem Blutfluss, die durch die Wirkung verschiedener Entzündungsmediatoren hervorgerufen werden. Die Vasodilatation findet zunächst auf der Ebene der Arterien statt und setzt sich dann auf der Ebene der Kapillaren fort, was zu einem Nettoanstieg der Blutmenge führt und die Rötung und Wärme der Entzündung verursacht. Die erhöhte Durchlässigkeit der Gefäße führt zu einer Bewegung des Plasmas in das Gewebe, was aufgrund der erhöhten Zellkonzentration im Blut zu einer Stase führt - ein Zustand, der durch erweiterte, mit Zellen gefüllte Gefäße gekennzeichnet ist. Die Stase ermöglicht es den Leukozyten, sich entlang des Endothels zu bewegen, ein Prozess, der für ihre Rekrutierung in das Gewebe entscheidend ist. Normal fließendes Blut verhindert dies, da die Scherkräfte an der Peripherie der Gefäße die Zellen im Blut in die Mitte des Gefäßes bewegen. ⓘ
Plasma-Kaskaden-Systeme
- Wenn das Komplementsystem aktiviert wird, setzt es eine Kaskade chemischer Reaktionen in Gang, die die Opsonisierung, Chemotaxis und Agglutination fördert und den MAC erzeugt.
- Das Kinin-System erzeugt Proteine, die die Gefäßerweiterung und andere physikalische Entzündungseffekte unterstützen.
- Das Gerinnungssystem oder die Gerinnungskaskade, die ein schützendes Proteinnetz über Verletzungsstellen bildet.
- Das Fibrinolysesystem, das dem Gerinnungssystem entgegenwirkt, um die Gerinnung auszugleichen und verschiedene andere Entzündungsmediatoren zu erzeugen. ⓘ
Aus dem Plasma stammende Mediatoren
* nicht erschöpfende Liste ⓘ
| Bezeichnung | Produziert von | Beschreibung ⓘ |
|---|---|---|
| Bradykinin | Kinin-System | Ein vasoaktives Protein, das in der Lage ist, eine Gefäßerweiterung zu bewirken, die Gefäßpermeabilität zu erhöhen, eine Kontraktion der glatten Muskulatur zu verursachen und Schmerzen auszulösen. |
| C3 | Komplement-System | Wird gespalten und bildet C3a und C3b. C3a stimuliert die Freisetzung von Histamin durch Mastzellen und bewirkt dadurch eine Gefäßerweiterung. C3b ist in der Lage, an bakterielle Zellwände zu binden und als Opsonin zu wirken, das den Eindringling als Ziel für die Phagozytose markiert. |
| C5a | Komplement-System | Stimuliert die Freisetzung von Histamin durch Mastzellen und bewirkt dadurch eine Gefäßerweiterung. Es kann auch als Chemoattraktivum wirken und Zellen durch Chemotaxis zum Entzündungsherd leiten. |
| Faktor XII (Hageman-Faktor) | Leber | Ein Protein, das inaktiv zirkuliert, bis es durch Kollagen, Blutplättchen oder freiliegende Basalmembranen durch Konformationsänderung aktiviert wird. Wenn es aktiviert wird, kann es wiederum drei an der Entzündung beteiligte Plasmasysteme aktivieren: das Kinin-System, das Fibrinolysesystem und das Gerinnungssystem. |
| Membranangriffskomplex | Komplement-System | Ein Komplex aus den Komplementproteinen C5b, C6, C7, C8 und mehreren Einheiten von C9. Die Kombination und Aktivierung dieser Reihe von Komplementproteinen bildet den Membranangriffskomplex, der in die bakteriellen Zellwände eindringen kann und eine Zelllyse mit anschließendem Zelltod bewirkt. |
| Plasmin | System der Fibrinolyse | Kann Fibrinklumpen auflösen, das Komplementprotein C3 spalten und den Faktor XII aktivieren. |
| Thrombin | System der Blutgerinnung | Spaltet das lösliche Plasmaprotein Fibrinogen, um unlösliches Fibrin zu erzeugen, das zu einem Blutgerinnsel aggregiert. Thrombin kann auch über den PAR1-Rezeptor an Zellen binden, um verschiedene andere Entzündungsreaktionen auszulösen, z. B. die Produktion von Chemokinen und Stickstoffmonoxid. |
Zelluläre Komponente
Bei der zellulären Komponente handelt es sich um Leukozyten, die sich normalerweise im Blut befinden und durch Extravasation in das entzündete Gewebe gelangen müssen, um die Entzündung zu unterstützen. Einige fungieren als Phagozyten und nehmen Bakterien, Viren und Zelltrümmer auf. Andere setzen enzymatische Granula frei, die pathogene Eindringlinge zerstören. Leukozyten setzen auch Entzündungsmediatoren frei, die die Entzündungsreaktion entwickeln und aufrechterhalten. Im Allgemeinen wird eine akute Entzündung durch Granulozyten vermittelt, während eine chronische Entzündung durch mononukleäre Zellen wie Monozyten und Lymphozyten vermittelt wird. ⓘ
Extravasation von Leukozyten
Verschiedene Leukozyten, insbesondere die neutrophilen Granulozyten, sind maßgeblich an der Auslösung und Aufrechterhaltung von Entzündungen beteiligt. Diese Zellen müssen in der Lage sein, sich von ihrem üblichen Aufenthaltsort im Blut zum Ort der Verletzung zu bewegen, weshalb es Mechanismen gibt, um Leukozyten zu rekrutieren und an den entsprechenden Ort zu leiten. Der Prozess der Leukozytenbewegung vom Blut zum Gewebe durch die Blutgefäße wird als Paravasation bezeichnet und kann grob in eine Reihe von Schritten unterteilt werden:
- Leukozytenränder und endotheliale Adhäsion: Die weißen Blutkörperchen in den Gefäßen, die sich in der Regel zentral befinden, bewegen sich peripher in Richtung der Gefäßwände. Aktivierte Makrophagen im Gewebe setzen Zytokine wie IL-1 und TNFα frei, was wiederum zur Produktion von Chemokinen führt, die an Proteoglykane binden und einen Gradienten im entzündeten Gewebe und entlang der Endothelwand bilden. Entzündungszytokine induzieren die unmittelbare Expression von P-Selektin auf der Oberfläche von Endothelzellen. P-Selektin bindet schwach an Kohlenhydratliganden auf der Oberfläche von Leukozyten und veranlasst sie, entlang der Endotheloberfläche zu "rollen", während Bindungen hergestellt und gelöst werden. Von verletzten Zellen freigesetzte Zytokine induzieren die Expression von E-Selektin auf Endothelzellen, das eine ähnliche Funktion wie P-Selektin hat. Zytokine induzieren auch die Expression von Integrin-Liganden wie ICAM-1 und VCAM-1 auf Endothelzellen, die die Adhäsion vermitteln und die Leukozyten weiter abbremsen. Diese schwach gebundenen Leukozyten können sich ablösen, wenn sie nicht durch Chemokine aktiviert werden, die im verletzten Gewebe nach der Signalübertragung über entsprechende G-Protein-gekoppelte Rezeptoren gebildet werden, die die Integrine auf der Leukozytenoberfläche für eine feste Adhäsion aktivieren. Eine solche Aktivierung erhöht die Affinität der gebundenen Integrinrezeptoren für ICAM-1 und VCAM-1 auf der Endothelzelloberfläche und bindet die Leukozyten fest an das Endothel.
- Die Migration durch das Endothel, die so genannte Transmigration, erfolgt durch den Prozess der Diapedese: Chemokin-Gradienten stimulieren die anhaftenden Leukozyten, sich zwischen benachbarten Endothelzellen zu bewegen. Die Endothelzellen ziehen sich zurück, und die Leukozyten gelangen mithilfe von Adhäsionsmolekülen wie ICAM-1 durch die Basalmembran in das umliegende Gewebe.
- Bewegung von Leukozyten innerhalb des Gewebes durch Chemotaxis: Leukozyten, die das Interstitium des Gewebes erreichen, binden sich über exprimierte Integrine und CD44 an extrazelluläre Matrixproteine, um sie am Verlassen der Stelle zu hindern. Verschiedene Moleküle wirken als Chemoattraktoren, z. B. C3a oder C5, und veranlassen die Leukozyten, sich entlang eines chemotaktischen Gradienten in Richtung des Entzündungsherdes zu bewegen. ⓘ
Phagozytose
Extravasierte Neutrophile kommen in der zellulären Phase mit Mikroben im entzündeten Gewebe in Kontakt. Phagozyten exprimieren an der Zelloberfläche endozytische Mustererkennungsrezeptoren (PRRs), die eine Affinität und Wirksamkeit gegenüber unspezifischen mikrobenassoziierten molekularen Mustern (PAMPs) aufweisen. Die meisten PAMPs, die an endozytische PRRs binden und die Phagozytose auslösen, sind Zellwandkomponenten, darunter komplexe Kohlenhydrate wie Mannane und β-Glucane, Lipopolysaccharide (LPS), Peptidoglykane und Oberflächenproteine. Endozytäre PRRs auf Phagozyten spiegeln diese molekularen Muster wider, wobei C-Typ-Lektin-Rezeptoren an Mannane und β-Glucane und Scavenger-Rezeptoren an LPS binden. ⓘ
Nach der endozytischen PRR-Bindung kommt es zu einer Umlagerung des Aktin-Myosin-Zytoskeletts neben der Plasmamembran, so dass die Plasmamembran, die den PRR-PAMP-Komplex enthält, und die Mikrobe endozytiert werden. Phosphatidylinositol- und Vps34-Vps15-Beclin1-Signalwege werden für den Transport des endozytierten Phagosoms zu intrazellulären Lysosomen verantwortlich gemacht, wo durch die Fusion von Phagosom und Lysosom ein Phagolysosom entsteht. Die reaktiven Sauerstoffspezies, Superoxide und Hypochloritbleichmittel in den Phagolysosomen töten dann die Mikroben im Inneren des Phagozyten ab. ⓘ
Die phagozytäre Wirksamkeit kann durch Opsonisierung gesteigert werden. Das aus dem Plasma stammende Komplement C3b und Antikörper, die während der vaskulären Phase in das entzündete Gewebe austreten, binden an die mikrobiellen Antigene und umhüllen sie. Neben den endozytären PRRs exprimieren Phagozyten auch die Opsoninrezeptoren Fc-Rezeptor und Komplementrezeptor 1 (CR1), die an Antikörper bzw. C3b binden. Die gleichzeitige Stimulierung von endozytären PRR und Opsoninrezeptoren erhöht die Wirksamkeit des phagozytischen Prozesses und verbessert die lysosomale Eliminierung des Infektionserregers. ⓘ
Von Zellen stammende Mediatoren
* nicht erschöpfende Liste ⓘ
| Bezeichnung | Typ | Quelle | Beschreibung ⓘ |
|---|---|---|---|
| Lysosomen-Granula | Enzyme | Granulozyten | Diese Zellen enthalten eine große Anzahl von Enzymen, die eine Reihe von Funktionen erfüllen. Die Granula können je nach Inhalt als spezifisch oder azurophil eingestuft werden und sind in der Lage, eine Reihe von Substanzen abzubauen, von denen einige aus dem Plasma stammende Proteine sein können, die es diesen Enzymen ermöglichen, als Entzündungsmediatoren zu wirken. |
| GM-CSF | Glykoprotein | Makrophagen, Monozyten, T-Zellen, B-Zellen und gewebebewohnende Zellen | Erhöhte GM-CSF-Werte tragen nachweislich zur Entzündung bei entzündlicher Arthritis, Osteoarthritis, Colitis, Asthma, Fettleibigkeit und COVID-19 bei. |
| Histamin | Monoamin | Mastzellen und Basophile | Das in vorgeformten Granula gespeicherte Histamin wird als Reaktion auf eine Reihe von Reizen freigesetzt. Es bewirkt eine Arterienerweiterung, eine erhöhte Venendurchlässigkeit und eine Vielzahl organspezifischer Wirkungen. |
| IFN-γ | Zytokin | T-Zellen, NK-Zellen | Antivirale, immunregulierende und antitumorale Eigenschaften. Dieses Interferon wurde ursprünglich als Makrophagen-aktivierender Faktor bezeichnet und ist besonders wichtig für die Aufrechterhaltung chronischer Entzündungen. |
| IL-6 | Zytokin und Myokin | Makrophagen, Osteoblasten, Adipozyten und glatte Muskelzellen (Zytokin) Skelettmuskelzellen (Myokin) | Pro-inflammatorisches Zytokin, das von Makrophagen als Reaktion auf pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMPs) ausgeschüttet wird; pro-inflammatorisches Zytokin, das von Adipozyten ausgeschüttet wird, insbesondere bei Fettleibigkeit; entzündungshemmendes Myokin, das von Skelettmuskelzellen als Reaktion auf Bewegung ausgeschüttet wird. |
| IL-8 | Chemokin | Hauptsächlich Makrophagen | Aktivierung und Chemoattraktion von Neutrophilen, mit einer schwachen Wirkung auf Monozyten und Eosinophile. |
| Leukotrien B4 | Eicosanoid | Leukozyten, Krebszellen | Kann die Adhäsion und Aktivierung von Leukozyten vermitteln, so dass sie sich an das Endothel binden und durch dieses wandern können. Bei Neutrophilen ist es auch ein starkes Chemoattraktivum und kann die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies und die Freisetzung lysosomaler Enzyme durch diese Zellen induzieren. |
| LTC4, LTD4 | Eicosanoid | Eosinophile, Mastzellen, Makrophagen | Diese drei cysteinhaltigen Leukotriene verengen die Atemwege in der Lunge, erhöhen die Durchlässigkeit der Mikrogefäße, stimulieren die Schleimsekretion und fördern eosinophil bedingte Entzündungen in Lunge, Haut, Nase, Auge und anderen Geweben. |
| 5-Oxo-Eicosatetraensäure | Eicosanoid | Leukozyten, Krebszellen | Starker Stimulator der Chemotaxis von Neutrophilen, der Freisetzung von Lysosomenenzymen und der Bildung reaktiver Sauerstoffspezies, der Chemotaxis von Monozyten und mit noch größerer Wirksamkeit der Chemotaxis von Eosinophilen, der Freisetzung von Lysosomenenzymen und der Bildung reaktiver Sauerstoffspezies. |
| 5-HETE | Eicosanoid | Leukozyten | Metabolische Vorstufe der 5-Oxo-Eicosatetraensäure, die die Chemotaxis von Neutrophilen, die Freisetzung von Lysosomenenzymen und die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies, die Chemotaxis von Monozyten und die Chemotaxis von Eosinophilen, die Freisetzung von Lysosomenenzymen und die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies weniger stark stimuliert. |
| Prostaglandine | Eicosanoid | Mastzellen | Eine Gruppe von Lipiden, die eine Gefäßerweiterung, Fieber und Schmerzen verursachen können. |
| Stickstoffmonoxid | Lösliches Gas | Makrophagen, Endothelzellen, einige Neuronen | Starker Vasodilatator, entspannt die glatte Muskulatur, reduziert die Thrombozytenaggregation, unterstützt die Leukozytenrekrutierung, direkte antimikrobielle Aktivität in hohen Konzentrationen. |
| TNF-α und IL-1 | Zytokine | Hauptsächlich Makrophagen | Beide wirken auf eine Vielzahl von Zellen und lösen viele ähnliche Entzündungsreaktionen aus: Fieber, Produktion von Zytokinen, Regulierung von Endothelgenen, Chemotaxis, Anhaftung von Leukozyten, Aktivierung von Fibroblasten. Verantwortlich für die systemischen Auswirkungen der Entzündung, wie Appetitlosigkeit und erhöhte Herzfrequenz. TNF-α hemmt die Osteoblastendifferenzierung. |
| Tryptase | Enzyme | Mastzellen | Es wird angenommen, dass diese Serinprotease ausschließlich in Mastzellen gespeichert wird und zusammen mit Histamin bei der Aktivierung von Mastzellen ausgeschüttet wird. |
Morphologische Muster
Spezifische Muster von akuten und chronischen Entzündungen treten in bestimmten Situationen im Körper auf, z. B. wenn eine Entzündung auf einer Epitheloberfläche auftritt oder wenn pyogene Bakterien beteiligt sind.
- Granulomatöse Entzündung: Sie zeichnen sich durch die Bildung von Granulomen aus und sind die Folge einer begrenzten, aber vielfältigen Anzahl von Krankheiten, zu denen unter anderem Tuberkulose, Lepra, Sarkoidose und Syphilis gehören.
- Fibrinöse Entzündung: Eine Entzündung, die zu einer starken Erhöhung der Gefäßdurchlässigkeit führt, ermöglicht es Fibrin, die Blutgefäße zu passieren. Wenn ein geeigneter prokoagulativer Stimulus vorhanden ist, wie z. B. Krebszellen, wird ein fibrinöses Exsudat abgelagert. Dies ist häufig in serösen Hohlräumen zu beobachten, wo die Umwandlung von fibrinösem Exsudat in eine Narbe zwischen serösen Membranen auftreten kann, wodurch deren Funktion eingeschränkt wird. Die Ablagerung bildet manchmal ein Pseudomembranblatt. Bei einer Entzündung des Darms (pseudomembranöse Kolitis) können sich pseudomembranöse Röhren bilden.
- Eitrige Entzündung: Eine Entzündung, bei der sich große Mengen Eiter bilden, der aus neutrophilen Granulozyten, abgestorbenen Zellen und Flüssigkeit besteht. Charakteristisch für diese Art der Entzündung ist eine Infektion mit Eiterbakterien wie Staphylokokken. Große, lokalisierte Eiteransammlungen, die von umliegendem Gewebe umschlossen sind, werden als Abszesse bezeichnet.
- Seröse Entzündung: Sie ist gekennzeichnet durch einen reichlichen Erguss von nicht viskoser seröser Flüssigkeit, die in der Regel von Mesothelzellen seröser Membranen produziert wird, aber auch aus Blutplasma stammen kann. Hautblasen sind ein Beispiel für diese Form der Entzündung.
- Ulzerative Entzündung: Eine Entzündung, die in der Nähe eines Epithels auftritt, kann zu einem nekrotischen Verlust von Gewebe an der Oberfläche führen, wodurch tiefere Schichten freigelegt werden. Die anschließende Aushöhlung des Epithels wird als Ulkus bezeichnet. ⓘ
Erkrankungen
.png)
Entzündliche Anomalien sind eine große Gruppe von Störungen, die einer Vielzahl menschlicher Krankheiten zugrunde liegen. Das Immunsystem ist häufig an entzündlichen Erkrankungen beteiligt, wie sich sowohl bei allergischen Reaktionen als auch bei einigen Myopathien zeigt, wobei viele Störungen des Immunsystems zu abnormalen Entzündungen führen. Zu den Nicht-Immunerkrankungen, die ihren Ursprung in Entzündungsprozessen haben, gehören Krebs, Atherosklerose und ischämische Herzerkrankungen. ⓘ
Beispiele für Erkrankungen, die mit Entzündungen einhergehen, sind:
- Akne vulgaris
- Asthma
- Autoimmunkrankheiten
- Autoinflammatorische Krankheiten
- Zöliakie
- Chronische Prostatitis
- Kolitis
- Divertikulitis
- Familiäres Mittelmeerfieber
- Glomerulonephritis
- Hidradenitis suppurativa
- Überempfindlichkeiten
- Entzündliche Darmerkrankungen
- Interstitielle Blasenentzündung
- Lichen planus
- Mastzell-Aktivierungs-Syndrom
- Mastozytose
- Mittelohrentzündung
- Entzündliche Erkrankung des Beckens
- Periphere ulzerative Keratitis
- Lungenentzündung
- Reperfusionsschäden
- Rheumatisches Fieber
- Rheumatoide Arthritis
- Rhinitis
- Sarkoidose
- Transplantatabstoßung
- Vaskulitis ⓘ
Atherosklerose
Die Atherosklerose, die früher als unscheinbare Lipidspeicherkrankheit angesehen wurde, ist in Wirklichkeit eine ständige Entzündungsreaktion. Jüngste Fortschritte in der Grundlagenforschung haben gezeigt, dass Entzündungen in allen Phasen der Atherosklerose - von der Entstehung über das Fortschreiten bis hin zu den thrombotischen Komplikationen - eine grundlegende Rolle spielen. Diese neuen Erkenntnisse stellen wichtige Verbindungen zwischen Risikofaktoren und den Mechanismen der Atherogenese her. Klinische Studien haben gezeigt, dass diese sich abzeichnende Biologie der Entzündung bei Atherosklerose direkt auf menschliche Patienten übertragbar ist. Erhöhte Entzündungsmarker sagen den Verlauf von Patienten mit akuten Koronarsyndromen voraus, unabhängig von der Schädigung des Herzmuskels. Darüber hinaus definiert eine niedriggradige chronische Entzündung, wie sie durch den Entzündungsmarker C-reaktives Protein angezeigt wird, das Risiko für atherosklerotische Komplikationen und ergänzt damit die prognostischen Informationen, die die traditionellen Risikofaktoren liefern. Außerdem wirken bestimmte Behandlungen, die das Koronarrisiko senken, auch entzündungshemmend. Im Falle der Lipidsenkung durch Statine scheint die entzündungshemmende Wirkung nicht mit der Senkung der Low-Density-Lipoproteinwerte zu korrelieren. Diese neuen Erkenntnisse über Entzündungen tragen zur Ätiologie der Atherosklerose und zu den praktischen klinischen Anwendungen bei der Risikostratifizierung und der gezielten Behandlung der Atherosklerose bei. ⓘ
Allergie
Eine allergische Reaktion, formal als Typ-1-Überempfindlichkeit bekannt, ist das Ergebnis einer unangemessenen Immunreaktion, die Entzündungen, Gefäßerweiterungen und Nervenreizungen auslöst. Ein gängiges Beispiel ist Heuschnupfen, der durch eine überempfindliche Reaktion der Mastzellen auf Allergene verursacht wird. Vorsensibilisierte Mastzellen reagieren mit einer Degranulation, bei der gefäßerweiternde Chemikalien wie Histamin freigesetzt werden. Diese Chemikalien lösen eine überschießende Entzündungsreaktion aus, die durch eine Erweiterung der Blutgefäße, die Produktion entzündungsfördernder Moleküle, die Freisetzung von Zytokinen und die Rekrutierung von Leukozyten gekennzeichnet ist. Eine schwere Entzündungsreaktion kann sich zu einer systemischen Reaktion entwickeln, die als Anaphylaxie bekannt ist. ⓘ
Myopathien
Entzündliche Myopathien werden dadurch verursacht, dass das Immunsystem Bestandteile des Muskels in unangemessener Weise angreift, was zu Anzeichen einer Muskelentzündung führt. Sie können in Verbindung mit anderen Immunkrankheiten, wie z. B. systemischer Sklerose, auftreten und umfassen Dermatomyositis, Polymyositis und Einschlusskörpermyositis. ⓘ
Leukozytendefekte
Aufgrund der zentralen Rolle der Leukozyten bei der Entstehung und Ausbreitung von Entzündungen führen Defekte in der Leukozytenfunktionalität häufig zu einer verminderten Fähigkeit zur Entzündungsabwehr mit anschließender Anfälligkeit für Infektionen. Dysfunktionale Leukozyten können aufgrund von Oberflächenrezeptormutationen nicht in der Lage sein, sich korrekt an Blutgefäße zu binden, Bakterien zu verdauen (Chédiak-Higashi-Syndrom) oder Mikrobizide zu produzieren (chronische granulomatöse Erkrankung). Darüber hinaus können Krankheiten, die das Knochenmark betreffen, zu abnormalen oder wenigen Leukozyten führen. ⓘ
Pharmakologische
Es ist bekannt, dass bestimmte Arzneimittel oder exogene chemische Verbindungen die Entzündung beeinflussen. Vitamin-A-Mangel beispielsweise führt zu einem Anstieg der Entzündungsreaktionen, und entzündungshemmende Medikamente wirken speziell durch Hemmung der Enzyme, die entzündliche Eicosanoide produzieren. Darüber hinaus können bestimmte illegale Drogen wie Kokain und Ecstasy einen Teil ihrer schädlichen Wirkung durch die Aktivierung von Transkriptionsfaktoren entfalten, die eng mit Entzündungen verbunden sind (z. B. NF-κB). ⓘ
Krebs
Entzündungen steuern die Mikroumgebung von Tumoren und tragen zur Proliferation, zum Überleben und zur Migration bei. Krebszellen nutzen Selektine, Chemokine und ihre Rezeptoren für Invasion, Migration und Metastasierung. Andererseits tragen viele Zellen des Immunsystems zur Krebsimmunologie bei und unterdrücken den Krebs. Molekulare Überschneidungen zwischen Rezeptoren von Steroidhormonen, die wichtige Auswirkungen auf die Zellentwicklung haben, und Transkriptionsfaktoren, die eine Schlüsselrolle bei Entzündungen spielen, wie NF-κB, können einige der kritischsten Auswirkungen von Entzündungsreizen auf Krebszellen vermitteln. Diese Fähigkeit eines Entzündungsmediators, die Wirkungen von Steroidhormonen in Zellen zu beeinflussen, kann sich sehr wahrscheinlich auf die Karzinogenese auswirken. Andererseits kann diese Interaktion aufgrund der modularen Natur vieler Steroidhormonrezeptoren Möglichkeiten bieten, das Fortschreiten der Krebserkrankung zu beeinflussen, indem man auf eine bestimmte Proteindomäne in einem bestimmten Zelltyp abzielt. Ein solcher Ansatz könnte Nebenwirkungen begrenzen, die nicht mit dem betreffenden Tumor zusammenhängen, und dazu beitragen, lebenswichtige homöostatische Funktionen und Entwicklungsprozesse im Organismus zu erhalten. ⓘ
Einem Bericht aus dem Jahr 2009 zufolge deuten neuere Daten darauf hin, dass krebsbedingte Entzündungen (CRI) zu einer Anhäufung zufälliger genetischer Veränderungen in Krebszellen führen können. ⓘ
Rolle bei Krebs
Im Jahr 1863 stellte Rudolf Virchow die Hypothese auf, dass der Ursprung von Krebs an Orten chronischer Entzündungen liegt. Gegenwärtig wird geschätzt, dass chronische Entzündungen zu etwa 15 bis 25 % der Krebserkrankungen beim Menschen beitragen. ⓘ
Mediatoren und DNA-Schäden bei Krebs
Ein Entzündungsmediator ist ein Botenstoff, der auf Blutgefäße und/oder Zellen einwirkt und eine Entzündungsreaktion auslöst. Zu den Entzündungsmediatoren, die zur Neoplasie beitragen, gehören Prostaglandine, entzündliche Zytokine wie IL-1β, TNF-α, IL-6 und IL-15 sowie Chemokine wie IL-8 und GRO-alpha. Diese und andere Entzündungsmediatoren sorgen für ein Umfeld, das die Proliferation und das Überleben fördert. ⓘ
Entzündungen verursachen auch DNA-Schäden durch die Induktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) durch verschiedene intrazelluläre Entzündungsmediatoren. Darüber hinaus verursachen Leukozyten und andere phagozytische Zellen, die an den Ort der Entzündung gelockt werden, durch die Erzeugung von ROS und reaktiven Stickstoffspezies (RNS) DNA-Schäden in proliferierenden Zellen. ROS und RNS werden normalerweise von diesen Zellen zur Bekämpfung von Infektionen produziert. ROS allein verursachen mehr als 20 Arten von DNA-Schäden. Oxidative DNA-Schäden verursachen sowohl Mutationen als auch epigenetische Veränderungen. RNS verursachen auch mutagene DNA-Schäden. ⓘ
Eine normale Zelle kann sich in eine Krebszelle verwandeln, wenn sie während langer Zeiträume chronischer Entzündungen häufig DNA-Schäden ausgesetzt ist. DNA-Schäden können aufgrund ungenauer Reparaturen zu genetischen Mutationen führen. Darüber hinaus können Fehler bei der DNA-Reparatur epigenetische Veränderungen verursachen. Mutationen und epigenetische Veränderungen, die repliziert werden und bei der somatischen Zellproliferation einen selektiven Vorteil bieten, können krebserregend sein. ⓘ
Genomweite Analysen von menschlichem Krebsgewebe zeigen, dass eine einzige typische Krebszelle etwa 100 Mutationen in kodierenden Regionen aufweisen kann, von denen 10-20 "Treibermutationen" sind, die zur Krebsentwicklung beitragen. Chronische Entzündungen verursachen jedoch auch epigenetische Veränderungen wie DNA-Methylierungen, die oft häufiger sind als Mutationen. In der Regel sind mehrere Hundert bis Tausend Gene in einer Krebszelle methyliert (siehe DNA-Methylierung bei Krebs). Oxidativ geschädigte Stellen im Chromatin können Komplexe rekrutieren, die DNA-Methyltransferasen (DNMTs), eine Histon-Deacetylase (SIRT1) und eine Histon-Methyltransferase (EZH2) enthalten, und so eine DNA-Methylierung induzieren. Die DNA-Methylierung einer CpG-Insel in einer Promotorregion kann dazu führen, dass das nachgeschaltete Gen zum Schweigen gebracht wird (siehe CpG-Stelle und Regulation der Transkription bei Krebs). Insbesondere DNA-Reparaturgene werden bei verschiedenen Krebsarten häufig durch Methylierung inaktiviert (siehe Hypermethylierung von DNA-Reparaturgenen bei Krebs). In einem Bericht aus dem Jahr 2018 wurde die relative Bedeutung von Mutationen und epigenetischen Veränderungen für das Fortschreiten von zwei verschiedenen Krebsarten untersucht. Dieser Bericht zeigte, dass epigenetische Veränderungen bei der Entstehung von Magenkrebs (der mit Entzündungen einhergeht) viel wichtiger waren als Mutationen. Bei der Entstehung von Plattenepithelkarzinomen der Speiseröhre (in Verbindung mit Tabakchemikalien und Acetaldehyd, einem Produkt des Alkoholstoffwechsels) waren Mutationen und epigenetische Veränderungen jedoch etwa gleich wichtig. ⓘ
HIV und AIDS
Es ist seit langem bekannt, dass eine Infektion mit HIV nicht nur durch die Entwicklung einer tiefgreifenden Immunschwäche, sondern auch durch anhaltende Entzündungen und Immunaktivierung gekennzeichnet ist. Es gibt zahlreiche Belege dafür, dass chronische Entzündungen ein entscheidender Faktor für Immundysfunktionen, das vorzeitige Auftreten von altersbedingten Krankheiten und Immunschwäche sind. Viele betrachten die HIV-Infektion heute nicht nur als eine sich entwickelnde virusbedingte Immunschwäche, sondern auch als eine chronische Entzündungskrankheit. Selbst nach der Einführung einer wirksamen antiretroviralen Therapie (ART) und einer effektiven Unterdrückung der Virämie bei HIV-Infizierten bleibt die chronische Entzündung bestehen. Tierstudien belegen auch den Zusammenhang zwischen Immunaktivierung und fortschreitender zellulärer Immunschwäche: Die SIVsm-Infektion seines natürlichen Wirts, des Rußmangabys, führt zu einer starken Virusreplikation, aber nur zu begrenzten Anzeichen von Krankheiten. Diese fehlende Pathogenität geht mit einem Mangel an Entzündungen, Immunaktivierung und zellulärer Proliferation einher. In krassem Gegensatz dazu führt die experimentelle SIVsm-Infektion von Rhesusaffen zu einer Immunaktivierung und einer AIDS-ähnlichen Erkrankung, die viele Parallelen zur menschlichen HIV-Infektion aufweist. ⓘ
Die Klärung der Frage, wie CD4-T-Zellen dezimiert werden und wie chronische Entzündungen und Immunaktivierung ausgelöst werden, ist von zentraler Bedeutung für das Verständnis der HIV-Pathogenese - eine der obersten Prioritäten der HIV-Forschung des Office of AIDS Research, National Institutes of Health. Kürzlich durchgeführte Studien haben gezeigt, dass die durch Caspase-1 vermittelte Pyroptose, eine hochentzündliche Form des programmierten Zelltods, die CD4-T-Zell-Depletion und die Entzündung durch HIV antreibt. Dies sind die beiden charakteristischen Ereignisse, die das Fortschreiten der HIV-Krankheit zu AIDS vorantreiben. Die Pyroptose scheint einen pathogenen Teufelskreis zu schaffen, in dem absterbende CD4-T-Zellen und andere Immunzellen (einschließlich Makrophagen und Neutrophile) Entzündungssignale freisetzen, die weitere Zellen zum Sterben in das infizierte lymphatische Gewebe locken. Die Rückkopplung dieser Entzündungsreaktion führt zu chronischen Entzündungen und Gewebeschäden. Die Identifizierung der Pyroptose als vorherrschender Mechanismus, der den Abbau von CD4-T-Zellen und chronische Entzündungen verursacht, eröffnet neue therapeutische Möglichkeiten, insbesondere durch die Caspase-1, die den Pyroptoseweg kontrolliert. In diesem Zusammenhang können die Pyroptose von CD4-T-Zellen und die Sekretion von pro-inflammatorischen Zytokinen wie IL-1β und IL-18 in HIV-infiziertem menschlichem lymphatischem Gewebe durch Zugabe des Caspase-1-Inhibitors VX-765 blockiert werden, der sich in klinischen Phase-II-Studien am Menschen bereits als sicher und gut verträglich erwiesen hat. Diese Erkenntnisse könnten die Entwicklung einer völlig neuen Klasse von "Anti-AIDS"-Therapien vorantreiben, die auf den Wirt und nicht auf das Virus abzielen. Solche Mittel würden mit ziemlicher Sicherheit in Kombination mit ART eingesetzt werden. Indem sie die "Toleranz" gegenüber dem Virus fördern, anstatt seine Replikation zu unterdrücken, könnten VX-765 oder verwandte Medikamente die evolutionären Lösungen nachahmen, die bei mehreren Affenwirten (z. B. dem Rußmangabey) auftreten, die mit artspezifischen Lentiviren infiziert sind, was zu einem Ausbleiben der Krankheit, keinem Rückgang der CD4-T-Zellzahlen und keiner chronischen Entzündung geführt hat. ⓘ
Auflösung
Die Entzündungsreaktion muss aktiv beendet werden, wenn sie nicht mehr benötigt wird, um eine unnötige Schädigung des Gewebes durch "Bystander" zu verhindern. Geschieht dies nicht, kommt es zu chronischer Entzündung und Zellzerstörung. Die Beendigung der Entzündung erfolgt durch unterschiedliche Mechanismen in verschiedenen Geweben. Zu den Mechanismen, die zur Beendigung der Entzündung dienen, gehören:
- Kurze Halbwertszeit der Entzündungsmediatoren in vivo.
- Produktion und Freisetzung von transformierendem Wachstumsfaktor (TGF) beta aus Makrophagen
- Produktion und Freisetzung von Interleukin 10 (IL-10)
- Produktion von entzündungshemmenden, spezialisierten proresolvierenden Mediatoren, d. h. Lipoxinen, Resolvinen, Maresinen und Neuroprotektinen
- Herunterregulieren von entzündungsfördernden Molekülen, wie Leukotriene.
- Hochregulierung entzündungshemmender Moleküle wie des Interleukin-1-Rezeptorantagonisten oder des löslichen Tumor-Nekrosefaktor-Rezeptors (TNFR)
- Apoptose von pro-inflammatorischen Zellen
- Desensibilisierung von Rezeptoren.
- Erhöhtes Überleben von Zellen in Entzündungsgebieten aufgrund ihrer Interaktion mit der extrazellulären Matrix (ECM)
- Herunterregulieren der Rezeptoraktivität durch hohe Konzentrationen von Liganden
- Die Spaltung von Chemokinen durch Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) kann zur Produktion von entzündungshemmenden Faktoren führen.
Akute Entzündungen klingen normalerweise durch Mechanismen ab, die bisher nicht ganz klar waren. Neue Erkenntnisse deuten nun darauf hin, dass in den ersten Stunden nach Beginn einer Entzündungsreaktion ein aktives, koordiniertes Programm zur Auflösung der Entzündung einsetzt. Nach dem Eindringen in das Gewebe fördern Granulozyten die Umwandlung von aus Arachidonsäure gewonnenen Prostaglandinen und Leukotrienen in Lipoxine, die die Abbruchsequenz einleiten. Die Rekrutierung von Neutrophilen wird damit beendet und der programmierte Tod durch Apoptose eingeleitet. Diese Vorgänge fallen mit der Biosynthese von Resolvinen und Protectinen aus mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren zusammen, die den Zeitraum der Neutrophileninfiltration entscheidend verkürzen, indem sie die Apoptose einleiten. Infolgedessen werden apoptotische Neutrophile von Makrophagen phagozytiert, was zur Beseitigung der Neutrophilen und zur Freisetzung von entzündungshemmenden und reparativen Zytokinen wie dem transformierenden Wachstumsfaktor-β1 führt. Das entzündungshemmende Programm endet mit dem Abgang der Makrophagen durch die Lymphgefäße.
- Karl Serhan ⓘ
Zusammenhang mit Depressionen
Es gibt Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen Entzündungen und Depressionen. Entzündungsprozesse können durch negative Kognitionen oder deren Folgen, wie Stress, Gewalt oder Entbehrungen, ausgelöst werden. So können negative Kognitionen eine Entzündung verursachen, die wiederum zu Depressionen führen kann.[1] Darüber hinaus gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass Entzündungen aufgrund des Anstiegs von Zytokinen, die das Gehirn in einen "Krankheitsmodus" versetzen, Depressionen verursachen können. Klassische Symptome einer körperlichen Erkrankung wie Lethargie überschneiden sich weitgehend mit Verhaltensweisen, die für eine Depression charakteristisch sind. Der Zytokinspiegel steigt während der depressiven Episoden von Menschen mit bipolarer Störung in der Regel stark an und fällt während der Remission wieder ab. Darüber hinaus wurde in klinischen Studien gezeigt, dass entzündungshemmende Medikamente, die zusätzlich zu Antidepressiva eingenommen werden, nicht nur die Symptome deutlich verbessern, sondern auch den Anteil der Patienten erhöhen, die positiv auf die Behandlung ansprechen. Entzündungen, die zu schweren Depressionen führen, können durch gewöhnliche Infektionen verursacht werden, wie z. B. durch Viren, Bakterien oder sogar Parasiten. ⓘ
Verbindung zum Delirium
Die Ergebnisse einer kürzlich durchgeführten Längsschnittstudie, in der das CRP bei COVID-19-Patienten untersucht wurde, deuten auf einen Zusammenhang zwischen Entzündungen und Delirium hin. ⓘ
Systemische Auswirkungen
Ein infektiöser Organismus kann die Grenzen des unmittelbaren Gewebes über den Blutkreislauf oder das Lymphsystem verlassen, wo er sich auf andere Teile des Körpers ausbreiten kann. Wenn ein Organismus nicht durch die Maßnahmen der akuten Entzündung eingedämmt wird, kann er über nahe gelegene Lymphgefäße Zugang zum Lymphsystem erhalten. Eine Infektion der Lymphgefäße wird als Lymphangitis, eine Infektion eines Lymphknotens als Lymphadenitis bezeichnet. Wenn die Lymphknoten nicht alle Erreger abtöten können, breitet sich die Infektion weiter aus. Ein Erreger kann über die Lymphdrainage in den Blutkreislauf gelangen. ⓘ
Wenn die Entzündung den Wirt überwältigt, wird ein systemisches Entzündungssyndrom diagnostiziert. Wenn sie auf eine Infektion zurückzuführen ist, spricht man von Sepsis, wobei die Begriffe Bakteriämie speziell für die bakterielle Sepsis und Virämie speziell für die virale Sepsis verwendet werden. Vasodilatation und Organdysfunktion sind schwerwiegende Probleme im Zusammenhang mit einer weit verbreiteten Infektion, die zu septischem Schock und Tod führen können. ⓘ
Proteine in der akuten Phase
Entzündungen sind auch durch hohe systemische Spiegel von Akute-Phase-Proteinen gekennzeichnet. Bei akuten Entzündungen erweisen sich diese Proteine als vorteilhaft, bei chronischen Entzündungen können sie jedoch zur Amyloidose beitragen. Zu diesen Proteinen gehören das C-reaktive Protein, Serum-Amyloid A und Serum-Amyloid P, die eine Reihe von systemischen Wirkungen verursachen, darunter:
- Fieber
- Erhöhter Blutdruck
- Verringertes Schwitzen
- Unwohlsein
- Appetitlosigkeit
- Somnolenz ⓘ
Leukozytenzahl
Entzündungen wirken sich häufig auf die Anzahl der Leukozyten im Körper aus:
- Eine Leukozytose tritt häufig bei infektionsbedingten Entzündungen auf, die zu einem starken Anstieg der Leukozytenzahl im Blut führen, insbesondere bei unreifen Zellen. Die Leukozytenzahl steigt in der Regel auf 15 000 bis 20 000 Zellen pro Mikroliter, in extremen Fällen kann sie aber auch 100 000 Zellen pro Mikroliter erreichen. Bakterielle Infektionen führen in der Regel zu einem Anstieg der Neutrophilen und damit zu einer Neutrophilie, während Krankheiten wie Asthma, Heuschnupfen und Parasitenbefall zu einem Anstieg der Eosinophilen und damit zu einer Eosinophilie führen.
- Eine Leukopenie kann durch bestimmte Infektionen und Krankheiten ausgelöst werden, darunter Virusinfektionen, Rickettsien, einige Protozoen, Tuberkulose und einige Krebsarten. ⓘ
Interleukine und Adipositas
Mit der Entdeckung der Interleukine (IL) entwickelte sich das Konzept der systemischen Entzündung. Obwohl die beteiligten Prozesse mit denen der Gewebeentzündung identisch sind, ist die systemische Entzündung nicht auf ein bestimmtes Gewebe beschränkt, sondern betrifft auch das Endothel und andere Organsysteme. ⓘ
Chronische Entzündungen werden häufig bei Adipositas beobachtet. Fettleibige Menschen haben in der Regel viele erhöhte Entzündungsmarker, darunter:
- IL-6 (Interleukin-6) ⓘ
Eine niedriggradige chronische Entzündung ist durch einen zwei- bis dreifachen Anstieg der systemischen Konzentrationen von Zytokinen wie TNF-α, IL-6 und CRP gekennzeichnet. Der Taillenumfang korreliert signifikant mit der systemischen Entzündungsreaktion. ⓘ
Der Verlust von weißem Fettgewebe senkt die Werte von Entzündungsmarkern. Im Jahr 2017 wurde der Zusammenhang zwischen systemischer Entzündung und Insulinresistenz, Typ-2-Diabetes und Atherosklerose vorläufig erforscht, obwohl noch keine strengen klinischen Studien durchgeführt wurden, um diese Zusammenhänge zu bestätigen. ⓘ
C-reaktives Protein (CRP) wird bei fettleibigen Menschen in erhöhtem Maße gebildet und kann das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöhen. ⓘ
Ergebnisse
Das Ergebnis in einem bestimmten Fall hängt von dem Gewebe ab, in dem die Verletzung aufgetreten ist, und von dem schädigenden Agens, das sie verursacht hat. Hier sind die möglichen Folgen einer Entzündung:
- Auflösung
Die vollständige Wiederherstellung des entzündeten Gewebes in einen normalen Zustand. Entzündungsmaßnahmen wie Gefäßerweiterung, chemische Produktion und Leukozyteninfiltration hören auf, und die geschädigten Parenchymzellen regenerieren sich. Dies ist in der Regel das Ergebnis, wenn eine begrenzte oder kurzzeitige Entzündung aufgetreten ist. - Fibrose
Große Mengen an Gewebezerstörung oder Schäden in Geweben, die sich nicht regenerieren können, können vom Körper nicht vollständig regeneriert werden. In diesen Schadensbereichen kommt es zu einer fibrösen Vernarbung, die eine Narbe bildet, die hauptsächlich aus Kollagen besteht. Die Narbe enthält keine spezialisierten Strukturen, wie z. B. Parenchymzellen, so dass es zu funktionellen Beeinträchtigungen kommen kann. - Abszessbildung
Es bildet sich ein Hohlraum, der Eiter enthält, eine undurchsichtige Flüssigkeit, die abgestorbene weiße Blutkörperchen und Bakterien sowie allgemeine Trümmer von zerstörten Zellen enthält. - Chronische Entzündung
Wenn bei einer akuten Entzündung die schädigende Substanz fortbesteht, kommt es zu einer chronischen Entzündung. Dieser Prozess, der durch eine viele Tage, Monate oder sogar Jahre andauernde Entzündung gekennzeichnet ist, kann zur Bildung einer chronischen Wunde führen. Die chronische Entzündung ist durch die überwiegende Anwesenheit von Makrophagen im verletzten Gewebe gekennzeichnet. Diese Zellen sind leistungsstarke Abwehrkräfte des Körpers, aber die von ihnen freigesetzten Toxine - einschließlich reaktiver Sauerstoffspezies - schädigen sowohl das eigene Gewebe als auch eindringende Krankheitserreger. Infolgedessen geht eine chronische Entzündung fast immer mit einer Gewebezerstörung einher. ⓘ
Beispiele
Entzündungen werden in der Regel mit dem Suffix "itis" angegeben, wie unten dargestellt. Bei einigen Erkrankungen, wie Asthma und Lungenentzündung, wird diese Konvention jedoch nicht eingehalten. Weitere Beispiele finden Sie unter Liste der Arten von Entzündungen. ⓘ
Akute Appendizitis
- File:Dermatitis.jpg
Akute Dermatitis
- File:Streptococcus pneumoniae meningitis, gross pathology 33 lores.jpg
Akute infektiöse Meningitis
- File:Tonsillitis.jpg
Akute Mandelentzündung ⓘ
Ablauf lokaler Entzündungsreaktionen
- Lokale Durchblutungsminderung:
- Diese nur minutenlange Phase wird auch „initiale Ischämie“ genannt. Gemeint ist eine kurzzeitige lokale Durchblutungsminderung durch die Reaktion des Gefäßbindegewebes auf die Adrenalinausschüttung (arterieller Spasmus). Verbunden mit den verengten Arteriolen sind erweiterte Venolen.
- Danach folgt eine, vor allem lokale, Hyperämie, die zum einen durch den vom vegetativen Nervensystem ausgelösten Arteriolenspasmus, zum anderen von einer Verengung der Venolen ausgelöst wird. Letztere wird von diversen Mediatoren, z. B. Prostaglandinen, Kininen, ausgelöst. Diese Abflussstörung wiederum führt zur Thrombozytenaggregation, dem Sludge-Phänomen (zähflüssiges Blut), Exsudation und anderen durch Blutstase ausgelösten Folgen.
- Die Permeabilität der Gefäßwände wird durch Gefäßmediatoren, hier Histamin, Prostaglandine, Kinine und Serotonin, für wenige Minuten gesteigert, so dass ein Blutstau entsteht.
- Durch die erhöhte Permeabilität können nun Plasmaeiweiße (Blutplasmaexsudation) durch Lücken in den Gefäßwänden in das betroffene Gebiet einströmen. Für die Entzündungsreaktion wichtig sind hierbei vor allem neutrophile, basophile und eosinophile Granulozyten, Makrophagen und Lymphozyten. Es kommt zur Phagozytose der Fremdkörper. Außerdem werden vermehrt Mastzellen in das entzündete Gewebe angeschwemmt. ⓘ
Schäden durch Entzündung
Die Immunantwort gegen Noxen ist nicht völlig spezifisch für diese, es wird stets auch gesundes Gewebe geschädigt. Von besonderer Bedeutung ist dies bei chronischen Entzündungen, bei denen die Beseitigung der Noxe nicht gelingt und die Schädigung von gesundem Gewebe deshalb ganz im Vordergrund steht. Beispiele hierfür sind die Lungenfibrose durch Asbest und die Atherosklerose durch oxidierte Lipoproteine, beides Entzündungen, die durch Makrophagen (Riesenfresszellen) aufrechterhalten werden, die am Versuch zugrunde gehen, den zu entfernenden Stoff zu verdauen. Das entzündliche Milieu stellt einen Wachstumsreiz für glatte Muskulatur dar, was bei der Atherosklerose, aber auch bei der COPD den Funktionsverlust verstärkt und manifestiert. ⓘ
Chronische Entzündung kann in vielen Organen sowie im lymphatischen Gewebe Neoplasien (Karzinome bzw. Lymphome) auslösen und ihr Wachstum und ihre Gefäßversorgung fördern. Ursachen sind der chronische Proliferationsreiz, die wachstumsfördernde Wirkung von Zytokinen und genomische Schäden durch reaktive Sauerstoffspezies, die von Immunzellen (eigentlich zur Schädigung der Noxe) produziert werden. ⓘ
Problematisch sind Entzündungen auch dann, wenn sie sich gegen körpereigene Strukturen oder harmlose Umweltreize richten, wie bei Autoimmunerkrankungen bzw. Allergien. Unabhängig vom Auslöser werden Entzündungen lebensgefährlich für den Betroffenen, wenn sie nicht mehr lokal ablaufen, wie bei einer Sepsis oder beim septischen Schock so wie bei sehr hohem Fieber. ⓘ
Allgemeine unspezifische Entzündungszeichen
Neben den fünf direkten Entzündungszeichen am Ort der Entzündung kann man eine Entzündung ab einem bestimmten Schweregrad an allgemeinen Reaktionen des Gesamtorganismus erkennen. Zu diesen Allgemeinreaktionen gehören:
- Fieber: Beschleunigter Stoffwechsel mit schnellerer Bildung u. a. von Antikörpern
- allgemeines Krankheitsgefühl
- Leukozytenanstieg oder -abfall (Weiße Blutkörperchen)
- CRP-Anstieg (immunologisch wirksames Akute-Phase-Protein)
- beschleunigte Blutkörperchensenkung (BKS bzw. BSG für -senkungsgeschwindigkeit)
- Procalcitonin-Anstieg (Hormon-Vorstufe) ⓘ
Molekulare Mechanismen
Eine Entzündung geht einher mit charakteristischen Veränderungen auf molekularer Ebene. Zunächst kommt es durch die auslösenden Stimuli zu Aktivitätsänderungen in bestimmten zellulären Signalwegen, die wiederum zu spezifischen Änderungen des Genexpressionsmusters führen. Einer der wichtigsten intrazellulären Regulatoren von Entzündungsreaktionen ist beispielsweise der Transkriptionsfaktor NF-κB, der durch bakterielle und virale Antigene, Zytokine und durch chemisch-physikalische Noxen aktiviert wird und die Genexpression in betroffenen Zellen schnell und umfassend ändern kann. Unter den hochregulierten Genen befinden sich insbesondere Zytokine und Zelladhäsionsmoleküle, die für eine Verbreitung der Entzündung auf andere Zellen und deren Verstärkung, oft im Sinne einer positiven Rückkopplung, sorgen. Ein Beispiel für eine molekular gut charakterisierte Entzündungsreaktion ist die sogenannte Akute-Phase-Reaktion. ⓘ
- ↑ Referenzfehler: Es ist ein ungültiger
<ref>-Tag vorhanden: Für die Referenz namensCox et al. (2012)wurde kein Text angegeben.