background image

 


background image

Learning Objectives

 

At the end of the lecture you have to know

 

What is inflammation and its types

 

What are the major components of 
inflammation.

 

The roles of inflammatory mediatores

 

Clinical significace of inflammation.

 


background image

Inflammation

 

 

 

 

Acute 

 

 

 

Chronic 

 

 

 

Granulamatous 

 


background image

Define inflammation?

 

 

Inflammation is defined as the response of a living 
vascularized tissue to harmful agents.

 

It consists principally of: 

 

vascular changes associated with leukocytes infiltration 
and systemic reaction.

 

 

Inflammation is fundamental and common 
pathologic process seen in many disease states.

 


background image

What are the types of inflammation???

 


background image

 

 

Acute inflammation:  

 Rapid in onset (seconds or minutes). 
 Relatively short duration (minutes, hours, or at most a few days).  
 Characterized by the exudation of fluid and plasma proteins. 
 The emigration of leukocytes, predominantly neutrophils

 

  

Chronic inflammation 

 Is of insidious onset. 
 Longer duration. 
 Associated  histologically  with  the  presence  of  lymphocytes, 

macrophages, plasma cells. 

 Proliferation of blood vessels and fibroblasts

.  

 


background image

In both forms of inflammation:

 

Tissue necrosis of varying extent occurs.  
The vascular and cellular reactions of both acute 

and  chronic  inflammation  are  mediated  by 
chemical  substances  (chemical  mediators)  that 
are derived from plasma proteins or cells.  

Such substances, acting singly, in combinations, 

or  in  sequence,  amplify  the  inflammatory 
response and influence its evolution.  

 


background image

What are the cardinal signs of 
inflammation??

 


background image

Rubor

 

Calor

 

Tumor

 

Dolor

 

5

th

 

(functio laesa)

 

    

 

HISTORICAL

 

HIGHLIGHTS

 


background image

Acute inflammation

 


background image

STIMULI 

 

for acute inflammation

 

• INFECTIOUS 
• PHYSICAL 
• CHEMICAL 

• Tissue Necrosis 
• Foreign Bodies (FBs) 
• Immune “responses”, or “complexes” 


background image

Exudation: 

 

Is the escape of fluid, proteins, and blood 

cells from the vascular system into the 

interstitial tissue. 

 An exudate is an extravascular fluid that 

has a high protein concentration and a 
specific gravity above 

1.020

  

It involves significant alteration in the 

normal permeability of small blood vessels 

in the area of injury. 

  

 

 

 


background image

Transudate:

  

Is a fluid with low protein content (most of 

which is albumin)  

A specific gravity of less than 

1.012 

It is essentially an ultrafiltrate of blood plasma 

that results from osmotic or hydrostatic 
imbalance across the vessel wall without an 
increase in vascular permeability.  

 


background image

What are the major components of acute 
inflammation?

 

 

 


background image

A. Vasodilation associated with increased 

blood flow. 

 
B. Increased vascular permeability 

associated with decreased blood flow. 

 
C. Emigration and activation of leukocytes 

and phagocytosis. 

 


background image

Vascular Changes

 

• Changes in Vascular Flow and 

Caliber 
 

• Increased Vascular 

Permeability 


background image

and increased blood flow : 

 

Vasodilation

A. 

 

 

  

This is, sometimes, preceded by a transient 

constriction of arterioles, lasting a few seconds. 

 Vasodilation first involves the arterioles, which 

leads to an increase in blood flow; this in turn leads 
to opening of new capillary beds in the area with 
subsequent dilation of capillaries & venules.  

This process allows more blood to flow into the 

area, a process known as “active hyperemia” 
(hyper- = increased; -emia = blood). These changes 
explain the clinically noted heat and redness.  

  

 


background image

Vasodilation is induced by the 

action of several mediators (such 
as histamine) on vascular smooth 
muscles.  

 

Autonomic nerve impulses may 

also play a role in relaxation of 
arteriolar smooth muscle leading 
to their dilation.  

 


background image

B. Increased Vascular Permeability and decreased 
blood flow:

 

 

  

Increased  vascular  permeability  leads  to  the 

escape of exudates into the extravascular tissue.  

This is driven by the increased hydrostatic 

pressure  owing  to  increased  blood  flow 
through  the  dilated  vessels  and  is 
perpetuated  through  the  loss  of  proteins 
from  the  plasma  that  reduces  the 
intravascular 

osmotic 

pressure 

and 

increases  the  osmotic  pressure  of  the 
interstitial fluid.  

 


background image

hat are the mechanisms of increased vascular 

W

 

permeability??

 

due to 

 

venules

Formation of endothelial gaps in 

1

is elicited by 

.  

endothelial cells contraction

bradykinin

histamine, 

several mediators e.g. 

leukotrienes

and 

 

Binding of these mediators to receptors on 
endothelial cells leads to stimulation of 
contractile proteins (such as myosin). The 
result is contraction of the endothelial cells 
and separation of intercellular junctions that 
eventuate in intercellular gaps formation.

 

 

 


background image

 

retraction 

 

Junctional

2

 

 

caused by chemical mediators such as 
TNF and IL-1; 

 

these induce structural reorganization of 
the cytoskeleton of the cells

.

 


background image

3.  Direct  endothelial  cell  injury  as  by  burns 

or  infections

Because  of  endothelial 

damage 

and 

exposure 

of 

the 

subendothelial  thrombogenic  collagen, 
this  type  is  frequently  associated  with 
platelets 

adhesion 

with 

subsequent 

thrombosis. 

4.  Leukocyte-dependant  injury  due  to 

accumulation  of  leukocytes  and  their 
activation  products  (such  as  toxic  oxygen 
radicals  and  proteolytic  enzymes)  during 
the  inflammatory  response. 

These  lead  to 

endothelial cell damage. 


background image

phagocytosis

Emigration and activation of leukocytes and 

 

 

 

A critical function of inflammation is to : 
• Deliver leukocytes to the site of injury  
• Activate the leukocytes to defend the host.  
Leukocytes:  
  offending agents 
 Kill bacteria and other microbes. 
 Get rid of necrotic tissue and foreign substances.  
However, these cells may induce tissue damage and prolong 

inflammation.  

 The journey of leukocytes from the vessel lumen to the 

interstitial tissue is called extravasation.  

This can be divided into the following steps:   

 

 


background image

EXTRAVASATION of PMNs

 

• MARGINATION

 

(PMN’s go toward 
wall) 

• ROLLING

 

(tumbling 

and HEAPING) 

• ADHESION   
• TRANSMIGRATION 

(DIAPEDESIS) 


background image

Sequence of events in leukocytes emigration in inflammation: 

1. Margination 2. rolling 3. adhesion 4. transmigration and movement  

toward injurious agent (stimulus) 

 

Emigration of neutrophils

 


background image

What is Chemotaxis??? 

Chemotaxis is defined as locomotion 

oriented along a chemical gradient of 
chemoattractants.  

All granulocytes, monocytes and, to a lesser 

extent, lymphocytes respond to 
chemoattractants (chemotactic stimuli) with 
varying rates of speed.  

Both exogenous and endogenous substances can 

act as chemoattractants. The former is 
exemplified by bacterial products.  
 


background image

• Enumerate the Endogenous chemoattractants 


background image

Endogenous chemoattractants, however, 
include several chemical mediators:

 

1. Components of the complement system, 

particularly C5a

  
2. Products of the lipoxygenase pathway, 
mainly leukotriene B4 (LTB4)

 

3. Cytokines (secreted from cells) e.g., IL-8

 

 


background image

What are the steps of 

phagocytosis?

 


background image

PHAGOCYTOSIS

 

 

RECOGNITION

 
 

ENGULFMENT

 
 

KILLING 
DEGRADATION/DIGESTION)

 


background image

Phagocytosis involves three distinct but 
interrelated steps:

 

1. Recognition and attachment of the particle 
to be ingested by the leukocyte

 

2. Its engulfment, with subsequent formation 
of a phagocytic vacuole 

 

3. Killing and degradation of the ingested 
material.

 

 


background image

The  efficiency  of  phagocytosis  is  greatly 

enhanced  when  microbes  are  opsonized  by 
specific  proteins  (opsonins)  for  which  the 
phagocytes  express  high-affinity  receptors. 
The major opsonins are 

IgG 
C3b 
Plasma lactin. 
 

………………………………………………………………………
………………………….. 

 


background image

• Microbial  killing  is  accomplished  largely  by 

oxygen-dependent 

mechanisms, 

which 

depends on the production of 

reactive oxygen 

species

, 

particularly 

H2O2.. 

Oxygen-

independent  degradation  depends  on  the 
release  of  granules,  containing  proteolytic 
enzymes  such  as  defensins  (antibacterial 
peptide  attacking  bacterial  cell  membrane), 
proteolytic  enzymes  such  as  elastases, 
lysozymes, and cationic proteins 


background image

Cells of acute inflammation

 

Cells  

Activity  

Phagocytosis   Inflammation 

Neutrophil  

Proteases, 
oxidases  

+  

Acute  

Eosinophil  

histamine  

+  

Acute, 
Chronic  

Macrophage 

Antigen 
processing, 
digestion  

+  

Late acute, 
chronic  


background image

CHEMICAL MEDIATORS OF 

INFLAMMATION

 


background image

CHEMICAL MEDIATORS

 

• From plasma or cells 
• Have “triggering” stimuli 
• Usually have specific targets 
• Can cause a “cascade” 
• Are short lived 


background image

CLASSIC MEDIATORS

 

• HISTAMINE 
• SEROTONIN 
• COMPLEMENT 
• KININS 
• CLOTTING FACTORS 
• Arachidonic acid 

metabolites 

• NITRIC OXIDE 

• PLATELET ACTIVATING 

FACTOR (PAF) 

• CYTOKINES 
• /CHEMOKINES 
• LYSOSOME 

CONSTITUENTS 

• FREE RADICALS 
• NEUROPEPTIDES 


background image

HISTAMINE

 

• Mast Cells, 

basophils 

• POWERFUL 

Vasodilator 

• Vasoactive 

“amine” 

• IgE on mast cell 


background image

SEROTONIN

 

• (5HT

5

-

H

ydroxy-

T

ryptamine

• Platelets and 

EnteroChromaffin Cells 

• Also vasodilatation, but 

more indirect 

 


background image

COMPLEMENT SYSTEM

 

• i. 

Vascular phenomena: 

C3a, C5a 

stimulate histamine release from 
mast cells and thereby increase 
vascular permeability and cause 
vasodilation. 

• ii. 

Chemoattractants:

 for e.g. C5a is 

a powerful chemotactic agent for 
neutrophils, monocytes, 
eosinophils, and basophils. 

• iii. 

Opsonins: 

when fixed to the 

bacterial cell wall, C3b acts as an 
opsonin and favor phagocytosis by 
neutrophils and macrophages. 

  

 


background image

KININ SYSTEM

 

• BRADYKININ is KEY component 
• ALSO from circulating plasma 
• BRADYKININ 

has actions similar to those of 

histamine.  

 


background image

CLOTTING 

FACTORS

 

• Also from circulating plasma 
• Coagulation, i.e., production of fibrin 

• triggering recruitment of leukocytes

 


background image

EICOSANOIDS

 

(ARACHIDONIC ACID DERIVATIVES)

 

Part of cell membranes 

1) 

Prostaglandins

 (incl. 

Thromboxanes) 

2) 

Leukotrienes 

3) 

Lipoxins

 (new) 

MULTIPLE ACTIONS AT MANY LEVELS

 


background image

Prostaglandins

 

(thromboxanes included)

 

 

• Pain 

•  

TxA2 is a potent platelet-aggregating 

agent and a vasoconstrictor 

• Prostacyclin, has actions opposing that 

of TxA2 in that it is a vasodilator, a 
potent inhibitor of platelet aggregation 


background image

Leukotrienes

 

 

Chemotaxis

 

The  principal  actions  of 
lipoxins  are  to  inhibit 
neutrophil chemotaxis and 

adhesion to endothelium

 


background image

P

latelet-

A

ctivating 

F

actor

 

(PAF)

 

• Phospholipid 
• From MANY cells 
• ACTIVATE PLATELETS, 

powerfully 


background image

CYTOKINES/CHEMOKINES

 

• CYTOKINES

 are PROTEINS produced by MANY 

cells, but usually LYMPHOCYTES and 
MACROPHAGES, numerous roles in acute and 
chronic inflammation 

TNFα

IL-1

by macrophages 

• CHEMOKINES 

are small proteins which are 

attractants for PMNs 

 


background image

N

ITRIC 

O

XIDE

 

• Potent vasodilator 

• NO  and  its  derivatives  are 

microbicidal,  and  thus  NO  is 
also  a  mediator  of  host 
defense against infection

 


background image

LYSOSOMAL CONSTITUENTS

 

• PRIMARY 

• Also called 

AZUROPHILIC, or 
NON-specific 

 

• Myeloperoxidase 
• Lysozyme (Bact.) 
• Acid Hydrolases 

• SECONDARY 

• Also called 

SPECIFIC 

 

• Lactoferrin 
• Lysozyme 
• Alkaline Phosphatase 
• Collagenase 


background image

FREE RADICALS

 

• O2

 

 

(SUPEROXIDE) 

H2O2

 

(PEROXIDE) 

OH

 

(HYDROXYL RADICAL) 

VERY VERY 

DESTRUCTIVE 


background image

NEUROPEPTIDES

 

 

• SUBSTANCE  P 

which  has  many 

biologic  functions,  including  the 
transmission 

of 

pain 

signals, 

regulation  of  blood  pressure,  and 
increasing vascular permeability 


background image

Appendix: acute suppurative inflammation

 

ulceration and undermining by an 

extensive neutrophilic exudate

 

 

Upper half of excised appendix.

 

Lt: fibrino-purulent serosal 
exudate

 

Rt: lumen filled with pus

 

 


background image

acute appendicitis: mucosal inflammation and necrosis.

 

 

Microscopically, acute appendicitis is marked by mucosal inflammation and necrosis.

 


background image

Transmural inflammation in acute appendicitis

 

Neutrophils extend into and through the wall of the appendix in a case of acute appendicitis. 
Clinically, the patient often presents with right lower quadrant

 

abdominal pain. Rebound tenderness is noted on physical examination. An elevated WBC count is 
usually present.

 


background image

        Acute pneumonia, microscopic 

 


background image

    Acute pneumonia, microscopic

 

Acute bronchopneumonia, microscopic  

The PMN's seen here are in alveoli, indicative of an acute bronchopneumonia of the lung. The 
PMN's form an exudate in the alveoli. This patient had a "productive

“ cough because large 

amounts of purulent sputum were produced. The source is seen here. 


background image



رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 12 عضواً و 291 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل