พยาธิวิทยาทั่วไป

เรื่อง พยาธิวิทยาการอักเสบ

เรียบเรียงโดย รศ.นพ.สรรเพชญ เบญจวงศ์กุลชัย

คำนำ (Introduction)

ปฏิกิริยาตอบสนอง สิ่งแวดล้อม เพื่อการดำรงอยู่ของ เผ่าพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต เห็นได้ชัดใน สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น โปรโตซัว ยื่นแขนที่เรียกว่า pseudopod ซึ่งประกอบด้วย ไซโตพลาสซึ่ม (cytoplasm) และ เยื่อหุ้มเซลล์(cell membrane) ออกไปข้างหน้า หรือหด เข้ามา เมื่อม ีสิ่งแปลกปลอมมากระทบ หรือภาวะแวดล้อม เปลี่ยนแปลงไป เพื่อเข้าหา หรือ หนีออกจาก สภาวะแวดล้อม ในขณะนั้น หรือ เพื่อดำรงชีวิต ด้วยการนำ อาหารเข้ามาในเซลล์ ปฏิกิริยาตอบสนอง เหล่านี้ เกิดจาก ขบวนการทางเคมี ที่เป็นลูกโซ่ ตรงบริเวณ เยื่อหุ้มเซลล์ และภายในเซลล์ (ในไซโตพลาสซึม และ ในนิวเคลียส) สำหรับ สิ่งมีชีวิต ที่ประกอบ ด้วยหลายเซลล์นั้น ปฏิกิริยาตอบสนอง ต่อสิ่งแวดล้อม มีความซับซ้อนมากกว่า เนื่องจาก ไม่ได้เกิดเพียงที่ เซลล์ (คือเยื่อหุ้มเซลล์ และไซโตพลาสซึม) เท่านั้น ยังเกิด การเปลี่ยนแปลง ใน โครงสร้างของเนื้อเยื่อ (tissue) ต่างๆ ที่ ร่างกายสร้างขึ้น เพื่อช่วยใน การดำรงชีวิต เช่น หลอดเลือด (blood vessels) เม็ดเลือด (blood corpuscles) น้ำเลือด (serum หรือ plasma) อาณาบริเวณนอกเซลล์ (interstitial space) และ กลุ่มเซลล์พิเศษ ในเนื้อเยื่อต่างๆ ได้แก่ เซลล์กินสิ่งแปลกปลอม (macrophages) เช่น histiocytes, Kupffer cell ในตับ, osteoclasts ในกระดูก, microglial cells ในสมอง เป็นต้น
สภาวะแวดล้อมเปลี่ยนไป ไม่ว่าจะเป็น การเปลี่ยนแปลง ภายในร่างกาย หรือ ภายนอก ร่างกาย มีผลกระทบ ต่อการดำรงชีวิต ยามปกติ ร่างกายของ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เหล่านี้ ได้สร้างปฏิกิริยา ตอบสนองต่อสภาพแวดล้อม ที่เปลี่ยนไปนั้น โดยอาศัย ขบวนการเปลี่ยนแปลง ทางโครงสร้าง ทางเคมี และในเซลล์ ของเนื้อเยื่อ ที่ถูกกระทบ อย่างต่อเนื่อง ตามลำดับ และอย่างเป็นขั้นตอน เราเรียก ขบวนการนี้ ว่า การอักเสบ
นอกจากนี้ ร่างกายของ สิ่งมีชีวิต หลายเซลล์ เหล่านี้ ยังตอบ สนองสภาวะ ที่เปลี่ยนแปลง ด้วยการ ซ่อมแซม ส่วนที่สึกหรอ โดยเกิดขึ้น พร้อมกัน หรือร่วมกัน กับการอักเสบ จนถึง การสมานแผล ภายหลังจาก การอักเสบสิ้นสุดลง ทำให้เกิด แผลหาย (scar) หรือแผลเป็น (keloid)

คำจำกัดความ

การอักเสบ คือขบวนการตอบสนองเฉพาะที่ของร่างกายที่มีต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมในเนื้อเยื่อนั้นๆ ปฏิกิริยาการตอบสนองเฉพาะที่นี้ ถ้าเป็นมากอาจมีผลรวมถึงร่างกายทั้งระบบได้

ความเป็นมา

การค้นคว้า และ ศึกษาเรื่อง การอักเสบ ในอดีต ได้มีบันทึก ไว้ในหนังสือ บนใบลานของชาวอียิปโบราณ ที่เขียนโดยชาวโรมันชื่อ เซลซัส (Celsus) เมื่อประมาณ 4000 ปีก่อน เซลซัส ได้บรรยายกลุ่มอาการ ที่สำคัญ เมื่อเกิดการอักเสบ ไว้ 4 อย่าง คือ ปวด (dolor) บวม (tumor) แดง (rubor) ร้อน (calor) ต่อมา เวียร์เคาว์ (Virchow ปี ค.ศ. 1821-1902) ได้เพิ่ม อาการที่ 5 คือ การสูญเสียหน้าที่ (functio laesa) ต่อมา จอห์น ฮันเตอร์ (John Hunter ปีค.ศ. 1793) ให้คำอธิบาย การอักเสบที่ชัดเจนขึ้นว่า การอักเสบไม่ใช่โรค แต่เป็น ปรากฎการณ์ของร่างกาย ที่ตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งในระยะต่อมา จูเลียส โคนไฮม์ (Julius cohnheim ปีค.ศ. 1839-1884) ได้ใช้ กล้องจุลทรรศน์ เฝ้าสังเกต ุการเปลี่ยนแปลง โครงสร้างของ หลอดเลือดฝอย ในเยื้อพังผืดบางๆ ของ สัตว์ทดลอง และพบเห็นการเปลี่ยนข นาดของหลอดเลือด และ การไหลเวียนของเลือด จนเกิดการบวม ตลอดจน การเข้าหา และแนบติดผนังหลอดเลือด ของเม็ดเลือดขาว ปรากฎการณ์การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ได้ถูกบันทึกไว้ในข้อเขียนของ โคนไฮม์ ในปีค.ศ.1882 นักชีววิทยาชาวรัสเซีย อีไล เม็กช์นิคอฟฟ์ (Elie Metchnikoff) ได้ค้นพบ ปรากฎการณ์ เซลล์กินสิ่งแปลกปลอม (phagocytosis) และให้ข้อสรุปว่า การอักเสบ เกิดขึ้นเพื่อกระตุ้น ให้ร่างกายสร้าง เซลล์กินสิ่งแปลกปลอม เข้าไปเขมือบจุลชีพก่อโรคทั้งหลาย และ ต่อมาในปีค.ศ. 1908 อีไล เม็กช์นิคอฟฟ์ กับ พอล เออร์ลิช (Paul Ehrlich ผู้ค้นพบทฤษฎีว่าด้วย ภูมิคุ้มกันในน้ำเลือด) ได้รับรางวัลโนเบล ร่วมกันในการศึกษาค้นคว้า เรื่องการอักเสบ นอกจากนี้ ท่านเซอร์ โทมัส ลูอิส (Sir Thomas Lewis) ได้ค้นพบว่า สารชักนำการอักเสบ (chemical mediators) เป็นตัวก่อให้ เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของหลอดเลือด ในขณะเกิดการอักเสบ

พยาธิกำเนิด

ชนิดของการอักเสบ

การอักเสบชนิดเฉียบพลัน (acute inflammation)

เป็นการอักเสบที่เกิดขึ้นทันทีและรวดเร็วใช้ระยะเวลาสั้น และกินเวลาไม่นาน ทั้งนี้ขึ้นกับสาเหตุชักนำ อยู่นานเท่าใด โดยทั่วไป พยาธิสภาพ ประกอบด้วย การขยายขนาดของหลอดเลือดเล็ก พร้อมกับ การคั่งของเม็ดเลือดแดง เกิดการบวมทั่วไปของเนื้อเยื่อ บริเวณอักเสบ และเซลล์อักเสบ ที่พบร่วมเป็นเซลล์เม็ดเลือดขาว ชนิด polymorphonuclear เป็นส่วนใหญ่ นอกจากนี้อาจพบ การตายของเซลล์เนื้อเยื่อ บริเวณอักเสบร่วมด้วย ซึ่งขึ้นกับชนิด และ ระยะเวลาของ สาเหตุชักนำ

การอักเสบชนิดเรื้อรัง (chronic inflammation)

เป็นการอักเสบที่เกิดขึ้นช้า กินระยะเวลานาน ขึ้นกับชนิดของ สาเหตุชักนำ และ ระยะเวลาของการอักเสบ อาจพบ พยาธิสภาพร่วม ของการซ่อมแซมส่วนสึกหรอ เช่น เกิดการพอก ของเยื่อพังผืด (fibrosis) และสารหินปูน (calcification) หรือบางราย พบการสร้างเซลล์เนื้อเยื่อใหม่ ขึ้นทดแทนที่ตายไป เป็นต้น หรือ เกิดจากการอักเสบชนิดเฉียบพลัน และต่อมากลายเป็น ชนิดเรื้อรัง เมื่อสาเหตุชักนำ ยังไม่ถูกกำจัด ออกไป พยาธิสภาพ ที่พบประกอบด้วย เซลล์อักเสบเม็ดเลือดขาว ชนิด mononuclear cells เช่น lymphocytes, plasma cells, histiocytes หรือ macrophages และพยาธิสภาพ ของการซ่อมแซม ดังกล่าวข้างต้น

สาเหตุชักนำให้เกิดการอักเสบ

อาการและการตรวจพบเมื่อเกิดการอักเสบ

พยาธิสภาพของการอักเสบ (Morphologic pattern of acute and chronic inflammation)

กลไกลของการอักเสบเฉียบพลัน

1. เกิดการเปลี่ยนแปลงในหลอดเลือด

การเปลี่ยนแปลง เกิดในระดับ หน่วยที่เล็กที่สุด ของหลอดเลือด นั้นคือ เส้นเลือดฝอย(capillary) ซึ่งมี โครงสร้างลักษณะ สานกันเป็นร่างแห โดยที่บริเวณ ส่วนต้นซึ่งเป็นทางเข้าของ กระแสเลือดเป็น หลอดเลือดแดงขนาดเล็ก เรียกว่า arteriole และส่วนปลายของ ร่างแห ซึ่งเป็นทางออกของ กระแสเลือด เป็นหลอดเลือดดำขนาดเล็ก เรียกว่า venule.

2. เกิดการเปลี่ยนแปลงของเซลล์เม็ดเลือดขาว

กระบวนการดังกล่าวข้างต้น เกิดจากการ oxidation ของ NADPH (reduced nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate) โดยอาศัย สาร oxidase จนได้ สารก่อปฏิกิริยา คืออนุภาค superoxide (O2-) จากนั้น superoxide ซึ่งไม่คงที่ เกิดปฎิกิริยาต่อไป เรียกว่า dismutation ได้ สารไฮโครเจ่นเปอร์อ๊อกไซด์ (H2O2) ซึ่งต่อไป จะทำปฎิกิริยากับ MPO (myeloperoxidase) โดยอาศัยสาร halide เช่น อนุภาค chloride (Cl-) ไปเป็น น้ำ (H2O) และ hydroxyl chloride (HOCl-) สารชนิดนี้มี คุณสมบัติใน การฆ่าจุลชีพ (antimicrobial agent) ผู้ป่วยที่มี ความผิดปกติของ gene ที่สร้าง องค์ประกอบ ของ NADPH oxidase จะเกิด การติดเชื้อได้ง่าย เกิดโรค CGD (chronic granulomatous disease) เป็นต้น

สารชักนำการอักเสบ (inflammatory chemical mediators)

1. สารชักนำการอักเสบ ที่ได้มาจากเซลล

NO + O2- -----> NO2- + OH+

2. สารชักนำการอักเสบ ที่มีอยู่ในพลาสม่า

ผลกระทบหลังเกิดการอักเสบเฉียบพลัน (Sequelae of acute inflammation)

กลไก การอักเสบ ดังที่กล่าวมาข้างต้น เป็นกระบวน การเกิดอักเสบทั่วๆไป ที่ควรจะเป็น แต่ทั้งนี้ ย่อมมีการข้าม ขั้นตอน หรือเสริมแต่ง ตามแต่เหตุการณ์เป็นรายๆไป ซึ่งขึ้นกับ

พยาธิกำเนิดของการอักเสบเรื้อรัง (Pathogenesis of chronic inflammation)

การอักเสบเรื้อรัง เป็นปรากฎการณ์อย่างหนึ่ง ที่มีลักษณะเฉพาะ (เช่นเกิด granulomatous inflammation) หรือ ไม่เฉพาะ (non-specific) ทำให้ยากต่อการให้ คำจำกัดความ แต่อย่างไรก็ตาม การอักเสบเรื้อรัง กินเวลานาน ค่อยๆเกิด ไม่รุนแรง และรวดเร็ว ซึ่งผิดกับ การอักเสบเฉียบพลัน ที่ใช้เวลาเร็วกว่า รุนแรงกว่า แต่เป็นไม่นาน ตัวอย่าง การอักเสบเรื้อรัง เช่น วัณโรค ซิฟิลิส และเชื้อราบางชนิด เชื้อก่อโรคเหล่านี้ มีความรุนแรงต่ำ แต่ติดเชื้อนาน และ ค่อยเป็นค่อยไป จนสร้าง ปฎิกิริยาภูมิต้านทาน ชนิด delayed hypersensitivity ให้ลักษณะเฉพาะ ของพยาธิสภาพ ที่เรียกว่า granulomatous inflammation นอกจากนี้ สารบางอย่าง ที่ดูไม่มีพิษ และไม่น่าก่อโรค ในบางครั้งถ้ามีมาก และอยู่นาน เช่น ฝุ่นผง silicaทำให้เกิด การอักเสบเรื้อรัง ในปอด หรือ ปริมาณไขมันในเลือดสูง และเป็นอยู่นาน จนในที่สุด มีผลต่อ หลอดเลือด ทำให้ ผนังหลอดเลือดแข็งตัว เกิด atherosclerosis เป็นต้น ยิ่งไปกว่านั้น ภูมิต้านทาน ในร่างกาย บางครั้งก่อ ปฏิกิริยาต่อต้าน เนื้อเยื่อ ของเราเอง ทำให้เกิดโรค autoimmune disease เช่น rheumatoid arthritis และ lupus erythematosus
เซลล์ที่พบร่วมใน การอักเสบเรื้อรัง ส่วนใหญ่เป็น mononuclear cell ซึ่งได้แก่ เซลล์กินสิ่งแปลกปลอม (macrophage) เซลล์ lymphocyte และ plasma cell มีการทำลาย เนื้อเยื่อ จาก เซลล์อักเสบ เหล่านี้ และ พบการพอกของ เยื่อพังผืด เพื่อซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอ ที่เรียกว่า fibrosis นอกจากนี้พบเส้นเลือดที่เกิดใหม่ขนาดเล็กเป็นจำนวนมากในบริเวณที่อักเสบ

ชนิดของเซลล์ที่เข้ามาเกี่ยวข้องกับการอักเสบเรื้อรัง

การซ่อมแซมและการหาย (repair and healing)

ความหมาย โดยรวมคือ การทดแทนเนื้อเยื่อ ที่ตาย หรือหายไปใน กระบวนการอักเสบ โดยเยื่อพังผืด (fibrous tissue) และ มีการสร้าง เยื่อบุผิวใหม่ (epithelial regeneration) แทนที่ของเดิม ที่ถูกทำลายไป ถ้าหาก กระบวนการ ดังกล่าวได้รับ การทดแทน อย่างสมบูรณ์ เราเรียกว่า การหาย (healing) ตัวอย่าง ของการหาย ที่พบประจำ ได้แก่ แผลหาย (wound healing) ของผิวหนัง

กลไกลการซ่อมแซมของเนื้อเยื่อ

เมื่อมองด้วย กล้องจุลทรรศน์ บริเวณแผลพบ เซลล์กินสิ่งแปลกปลอม (macrophage) กินเศษเนื้อตาย ก้อนไฟปริ้น และ เม็ดเลือดแดง เซลล์เหล่านี้บ้างก็รวมตัวกันเป็น เซลล์ขนาดใหญ่ ประกอบด้วย นิวเคลียสหลายอัน (multinucleated giant cells) เซลล์เหล่านี้ สร้าง เอนไซม์ย่อย สารที่กินเข้ามา ในขณะเดียวกัน พบมี การสร้างเส้นเลือดใหม่ๆ ขึ้นมาในบริเวณที่ อักเสบ โดยการสร้าง เซลล์บุผนังหลอดเลือด (endothelial cells) ขึ้นมาใหม่ เซลล์เหล่านี้ ระยะแรกถูกสร้าง ออกมาตามแนวยาว เป็นท่อตันอ่อนๆก่อน ต่อมา กลวงตรงกลาง กลายเป็น หลอดเลือดเส้นใหม่ เพื่อนำ อาหารมาช่วยสร้าง เซลล์เกิดใหม่ นอกจากนี้ เซลล์ fibroblast สร้าง เยื่อเกี่ยวพัน fibrous connective tissue เพื่อเสริมสร้าง ความแข็งแกร่ง ของแผล

Granulation tissue

ในการซ่อมแซม ส่วนที่สึกหรอ เนื่องจากมี การตายของ เนื้อเยื่อ เพื่อให้ได้ เนื้อเยื่อเดิมนั้น ร่างกายสร้าง เนื้อเยื่อ ชนิดหนึ่งก่อน เรียกว่า granulation tissue ซึ่งปกติจะเห็นเป็น ตุ่มเนื้อแดง ในแผลที่กำลังหาย เนื้อเยื่อ granulation tissue นี้เริ่มก่อตัวขึ้น พร้อมๆกับขณะที่ แผลกำลังมี การอักเสบ ในกรณีที่ สาเหตุชักนำ การอักเสบ ยังไม่ถูกกำจัดไป เนื้อเยื่อ granulation tissue นี้จะถูก กระบวนการอักเสบ นั้นทำลายต่อไป จนกระทั่ง การอักเสบ ลดน้อยถอยลง เนื้อเยื่อ granulation tissue ที่เกิดใหม่ จะถูกทำลายช้าลง และ น้อยลง จนไม่ถูกทำลาย มีโอกาส สร้างสะสม มากขึ้นมากขึ้น จนเห็นเป็น ตุ่มเนื้อแดง ที่แผล ตุ่มเนื้อแดง เหล่านี้เป็น เนื้อเยื่อที่มาอุดช่องว่าง หรือโพรงของแผล หรือหนองฝีที่กำลังหาย และเพื่อเป็นฐานให้ เยื่อบุผิวเจริญเติบโตขึ้นมา ปิดขอบแผลต่อไป
พยาธิสภาพ ของเนื้อเยื่อ granulation tissue เมื่อมองจาก กล้องจุลทรรศน์ ประกอบด้วย กลุ่มเส้นเลือดฝอย ที่สร้างขึ้นใหม่ บรรจุเต็มไปด้วยเม็ดเลือดแดง ที่นำอาหาร และอ๊อกซิเจน มาหล่อเลี้ยง เนื้อเยื่อ บริเวณระหว่างเส้นเลือดฝอย เหล่านี้ พบของเหลว ที่เล็ดลอดออกจาก หลอดเลือดที่สร้างขึ้นใหม ่รวมทั้งเม็ดเลือดขาว ชนิด polymorphs และ mononuclear cells จำนวนเล็กน้อยอยู่รอบๆ เส้นเลือดฝอยที่เกิดใหม่เหล่านี้ นอกจากนี้ยังพบ เซลล์เสริมสร้างอื่นๆ เช่น เซลล์ fibroblast แทรกอยู่ตาม เส้นเลือดฝอย เพื่อช่วยสร้าง ความแข็งแกร่ง และสารเคมี กระตุ้นให้มีการสร้าง เซลล์เยื่อบุผิวใหม่ๆต่อไป

ชนิดของการซ่อมแซม

ความผิดปกติจากการซ่อมแซมและการหาย

บางครั้ง การสมานแผล ทำให้เกิด การสะสม เยื่อเกี่ยวพัน collagen มากจน ผิดปกติ บริเวณปากแผล ที่สมาน พบก้อนแผล เป็น นูนเด่นออกมา เรียกว่า keloid นอกจากนี้ใน บางกรณี เนื้อเยื่อ granulation tissue ถูกสร้างมากจนเกินปกติ ทำให้ ตุ่มเนื้อแดง เหล่านี้พอก ล้นขอบแผล ขัดขวาง การสมานแผล เซลล์บุผิว ที่สร้างขึ้นใหม่ ไม่สามารถ มาบรรจบปิด ปากแผล ได้ เรียกว่า exuberant granulation ในบางครั้ง แผลที่หาย เกิดการสร้างเซลล์ fibroblast หรือส่วนประกอบอื่นๆ ของเยื่อ connective tissue มากจนผิดปกติ เกิดเป็น ก้อนที่แผล เรียกว่า desmoid หรือ aggressive fibromatosis.


หนังสืออ้างอิงและแนะนำให้อ่านเพิ่มเติม

1. Cotran RS, Kumar V, Robbins SL. Inflammation and Repair. In: Cotran RS, et al. (Eds.): Robbins Pathologic Basis of Disease. 5th ed. Philadelphia: W.B. Saunders, 1994, 51-92

2. Madri JA. Inflammation and Healing. In: Kissane JM. (ed): Anderson's Pathology 9th ed. St. Louis: C.V. Mosby, 1990, 67-110

3. Underwood JCE. Inflammation. In: Underwood JCE (ed.) : General and Systemic Pathology. Churchill Livingstone 177-200

4. Welch WJ. How cells respond to stress. Scientific American. 1993 May; 268 (5): 34-41

5. Snyder SH, Bredt DS. Biological roles of nitric oxide. Scientific American. 1992 May, 266 (5): 28-35

6. Lichtenstein LM. Allergy and the immune system. Scientific American. 1993 Sep, 269 (3): 116-124

7. Janeway CA Jr. How the immune system recognizes invaders. Scientific American. 1993 Sep, 269 (3): 72-79

8. Paul WE. Infectious disease and the immune system. Scientific American. 1993 Sep, 269 (3): 90-97 พยาธิวิทยาการอักเสบ 20/11/97 19:48 หน้า 19