PATOFIZJOLOGIA

Dr n. med. Dariusz 

Sokołowski 

 

 

STAN ZAPALNY – 
WIEDZA TAJEMNA

 

 

Apoptoza

 to zaprogramowana śmierć komórki - 

dzięki temu mechanizmowi usuwane są zużyte lub 
uszkodzone komórki. 

Można ją przyrównać do zaplanowanego 
samobójstwa komórki w organizmie 
wielokomórkowym mające na względzie dobro 
całego organizmu. 

W odróżnieniu od martwicy, gdzie dochodzi do 
uszkodzenia jakimś zewnętrznym czynnikiem, 
apoptoza jest zjawiskiem naturalnym w rozwoju i 
życiu organizmów.

 

 

Nekroza

 to śmierć martwicza komórki. Charakteryzuje się 

stopniową degradacją struktur komórkowych i dezintegracją 
błony komórkowej. 

W odróżnieniu od apoptozy, nekrozie towarzyszy wydostanie 
się zawartości komórki do otaczającej ją przestrzeni 

międzykomórkowej. Powoduje to, że dochodzi do 

reakcji 

zapalnej

, która może mieć znaczenie patologiczne (nie 

występuje to na ogół w przypadku apoptozy). 

Nekroza następuje w wyniku zakażenia komórki patogenem 
lub na skutek niedotlenienia, braku substancji odżywczych 
albo innego rodzaju stresu działającego na komórkę.

 

 

Cytoszkielet

Cytoszkielet - sieć struktur białkowych w komórce 

eukariotycznej, dzieki którym organelle i 

substancje nie pływają swobodnie w cytoplazmie, 

ale zajmują pewne przypisane sobie miejsca. 

Cytoszkielet tworzą włókienka (filamenty) 

aktynowe

 (mikrofilamenty) oraz 

mikrotubule

 

zbudowane z innego białka, a mianowicie tubuliny. 

Filamenty aktynowe są strukturami statycznymi, 

zaś mikrotubule są tworami dynamicznymi, 

kurczącymi się i wydłużającymi.

 

 

Błona komórkowa

Błona komórkowa

 (plazmolema czy plazmolemma) to błona 

biologiczna oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego. 
Jest ona złożona z dwóch warstw fosfolipidów oraz białek, z których 
niektóre są umiejscowione po jednej ze stron, a inne przenikają 
przez cała błonę. Zazwyczaj inne białka występują po wewnętrznej, 
a inne po zewnętrznej stronie błony. Cząsteczki należace do błony 
mogą z łatwością poruszać się wewnątrz swojej warstwy, jednak 
napotykają duże trudności z przejściem do warstwy przeciwnej.

Błona komórkowa jest strukturą półprzepuszczalną. Niektóre z 
białek znajdujących się w błonie komórkowej uczestniczą w 
aktywnym transporcie.

Błony muszą dla swojego właściwego funkcjonowania zachować 
półpłynną konsystencje. Zarówno znaczne obniżenie jak i znaczne 
podwyższenie temperatury zmienia właściwości błony w stopniu, 
który może być dla komórki śmiertelny. Dlatego organizmy żyjące w 
różnych temperaturach mają różny skład błon komórkowych. 

 

 

Zapalenie 

(łac. inflamatio), czyli reakcja 

zapalna, to proces, w wyniku którego leukocyty 
mogą wydostać się z naczynia krwionośnego do 
miejsca, w którym występuje patogen. Celem 
zapalenia jest szybkie i selektywne zgromadzenie 
komórek zdolnych do usunięcia danego typu 
mikroorganizmu. Dodatkowym efektem, także 
niezwykle ważnym, jest zwiększenie 
przepuszczalności naczyń, dzięki czemu do 
zaatakowanej tkanki mogą przedostawać się rożne 
białka osocza, pełniące funkcje obronne, np. 
przeciwciała lub dopełniacz. Niezależnie od tego 
ścisłego znaczenia, nazwa zapalenie odnosi się 
również do zespołu objawów, które towarzyszą 
wymienionym procesom, takich jak 
zaczerwienienie czy ból.

 

 

Każda reakcja zapalna zachodzi w kilku krokach, które w sensie 
ogólnym są takie same, zaś dzięki pewnym różnicom obserwowane 
efekty mogą być zupełnie odmienne. Te różnice dotyczą głównie 
zestawu białek, które na każdym z etapów odgrywają zasadniczą 
rolę. Mamy bowiem do czynienia z określonymi rodzinami białek, 
których przedstawiciele mogą między sobą różnić się dosyć 
subtelnymi szczegółami, ale mającymi niebagatelny wpływ na 
całość. 
Ogólnie w przebiegu zapalenia można wyróżnić następujące etapy, 
przedstawione dalej w sposób bardziej szczegółowy:



marginację, która zwykle nie bywa w ogóle wyodrębniana, jest bowiem zależna 

jedynie od 
     fizycznych właściwości krwi 



toczenie się, które jest procesem zależnym od selektyn 



aktywację, w której główną rolę odgrywają cytokiny, zwłaszcza ich duża grupa 

zwana 
     chemokinami 



ścisłą adhezję, zależną głównie od grupy białek noszących nazwę integryn 



diapedezę, czyli proces przechodzenia leukocytu przez barierę śródbłonka oraz 

tkankę do 
     miejsca występowania antygenu.

 

 

Marginacja

Marginacja jest procesem polegającym na 

wypchnięciu

 leukocytu 

z głównego strumienia krwi w kierunku ściany naczynia 
krwionośnego. Proces ten przebiega w żyłkach pozakapilarnych, 
czyli naczyniach znajdujących się po sieci naczyń włosowatych. 
Istotny jest tutaj fakt, że ścianę żyłek stanowią jedynie komórki 
śródbłonka, bez występującej pod nimi warstwy mięśniowej, co 
pozwala leukocytom łatwiej przechodzić do tkanki. Ponadto tlen, 
który miał być dostarczony do komórek organizmu został już 
oddany w naczyniach włosowatych, dzięki czemu duże ilości 
leukocytów przyczepiających się do śródbłonka nie blokują 
transportu tego gazu.

Toczenie się

Zjawisko toczenia się (ang. rolling) jest następstwem marginacji. 
Leukocyty, stykając się ze ścianą naczynia (komórkami 
śródbłonka), napotykają tam 

selektyny

. Na powierzchni leukocytu 

występują odpowiednie receptory, które mogą się wiązać z 
selektynami. Efektem tego wiązania jest chwilowe zaczepienie się 
komórki o śródbłonek, jednak napór wypływającego z naczynia 
włosowatego osocza oraz innych komórek powoduje, że 
połączenie między leukocytem a śródbłonkiem jest zrywane, a 
sama komórka lekko się obraca. Związanie się kolejnych 
receptorów z leżącymi dalej selektynami sprawia, że cały proces 
znowu się powtarza, leukocyt zaczyna więc toczyć się po 
śródbłonku.

 

 

Zjawisko toczenia się leukocytów jest istotne, gdyż 
umożliwia z kolei aktywację komórki. Jeżeli jednak 
leukocyt nie będzie posiadał receptorów dla 
określonych selektyn, to nie dojdzie do toczenia się i 
nie zajdą dalsze etapy zapalenia. Ponieważ znanych 
jest kilka selektyn, to już na tym etapie, w zależności 
od ich repertuaru na powierzchni śródbłonka oraz 
leukocytu, może dojść do wstępnej selekcji 
określonych grup komórek odpornościowych. 

 

 

Aktywacja

Podczas toczenia się komórka nie łączy się tylko z selektynami. 

Za pomocą innych receptorów bada ona powierzchnię komórek 

śródbłonka. Jeżeli napotka określone substancje, dojdzie do jej 

aktywacji, jeśli nie — leukocyt 

odłączy się od śródbłonka i wróci 

do głównego strumienia krwi

, aby dalej krążyć po organizmie. 

Najważniejsze z punktu widzenia substancje aktywujące to 

chemokiny, które odegrają ważną rolę także podczas diapedezy. 

Znamy obecnie ponad 40 rodzajów tych cytokin oraz kilkanaście 

receptorów dla nich. Podobnie jak było to w wypadku selektyn, 

także tutaj leukocyt musi posiadać receptory dla chemokin, które 

występują na śródbłonku. 

 

 

Aktywacja c.d. 

Jest to prawdopodobnie najważniejszy etap 
selekcji leukocytów w danym procesie 
zapalnym, gdyż poszczególne populacje i 
subpopulacje leukocytów mają odmienny 
repertuar receptorów dla chemokin. Z kolei to, 
jakie chemokiny znajdą się na powierzchni 
śródbłonka, zależy w znacznej mierze od 
charakteru antygenu, który wywołał reakcję 
zapalną. Tak więc na etapie aktywacji w 
zasadzie zostaje podjęta decyzja wyboru 
mechanizmu, za pomocą którego zostanie 
usunięty patogen.

 

 

Ścisła adhezja

W wyniku aktywacji dochodzi do 

gruntownych zmian w 

architekturze leukocytu

, czego efektem jest gwałtowna zmiana 

kształtu komórki: z praktycznie kulistego, leukocyt staje 

się płaski 

i mocno przylega do śródbłonka

. W ten sposób nie jest już 

narażony na silny prąd krwi i przestaje się toczyć. Etap ten, 

noszący miano ścisłej adhezji, jest możliwy dzięki połączeniu się 

integryn na powierzchni śródbłonka z ich receptorami na 

powierzchni leukocytów. 

Także tutaj, podobnie jak w dwóch poprzednich przypadkach 

dochodzi do selekcji komórek układu odpornościowego, ale już 

nie w tak dużym stopniu. Leukocyty zaczynają tutaj wypuszczać 

nibynóżki, co pozwala na pełzanie po śródbłonku. W efekcie 

mogą one dotrzeć do miejsc, w których między komórkami 

śródbłonka występują przerwy. 

Zapoczątkowuje to 

proces diapedezy.

 

 

Diapedeza

Diapedeza jest wynikiem aktywacji komórki i polega 
na 

przechodzeniu leukocytów

 

przez barierę 

śródbłonka oraz przemieszczaniu się przez tkankę do 
miejsca

, w którym występuje patogen. Podczas 

diapedezy aktywowany leukocyt rozpoczyna 
wydzielanie licznych enzymów, trawiących tkankę i 
torujących mu drogę. 

Skąd jednak leukocyt "wie",

 w 

którą stronę ma się poruszać? Tutaj istotną rolę po raz 
drugi odgrywają chemokiny. Wydzielane są one 
między innymi przez uszkodzone tkanki lub też różne 
komórki pobudzone mediatorami z innych, 
zniszczonych komórek. 

 

 

Diapedeza c.d. 

Taka niezbezpieczna sytuacja towarzyszy patogenom, dlatego też 
właśnie tam, gdzie znajduje się patogen, są też wydzielane 
chemokiny i inne cytokiny. Rozprzestrzeniają się one w 
otaczającej zagrożone miejsce tkance, zaś ich stężenie maleje 
wraz z odległością od miejsca występowania patogenu. 
Leukocyty mogą reagować na tak powstały gradient stężeń, 
mamy zatem do czynienia z typową chemotaksją dodatnią. 

Drogę do zagrożonego miejsca wyznacza więc rosnące stężenie 
chemokin.

Po dotarciu do celu leukocyty zaczynają, dzięki wcześniejszej 
aktywacji, sprawować swoją funkcję obronną, co jest już w 
szczegółach zależne od ich właściwości. Nawet tutaj jednak wciąż 
podlegają ścisłej regulacji, która gwarantuje sukces w zwalczeniu 
patogenu.

 

 

Rola cytokin prozapalnych

Żeby przedstawione powyżej etapy zapalenia mogły w 

ogóle zostać zapoczątkowane, leukocyt stykający się ze 

śródbłonkiem musi dostać sygnały o toczącym się procesie 

zapalnym. Jest to możliwe dzięki wcześniejszemu 

pobudzeniu komórek śródbłonka. Ich aktywacja następuje 

pod wpływem 

cytokin prozapalnych

. Są one zwykle jednymi 

z pierwszych substancji, pojawiających się w wyniku 

uszkodzenia tkanki, ich wydzielanie może być wywoływane 

bezpośrednio przez czynnik uszkadzający, albo też 

indukowane substancjami pochodzącymi z rozpadających 

się komórek, np. białkami szoku cieplnego. 

 

 

Rola cytokin prozapalnych c.d. 

Działając na śródbłonek, cytokiny te, wspólnie z 
innymi substancjami, mogą zapoczątkowywać 
ekspresję genów dla selektyn i integryn, dzięki czemu 
może dojść do toczenia się i ścisłej adhezji. 

Chemokiny, przynajmniej niektóre, także mogą być 
wydzielane po zadziałaniu cytokin prozapalnych na 
śródbłonek, jednak wiele z nich jest transportowanych 
na jego powierzchnię wprost z miejsca występowania 
patogenu. Także cytokiny prozapalne odpowiedzialne 
są za rozluźnienie struktury śródbłonka, dzięki czemu 
zachodzi diapedeza oraz przenikanie białek osocza do 
tkanki objętej procesem zapalnym.

 

 

Rola cytokin prozapalnych cd

Obok cytokin znaczną rolę odgrywają też takie 
czynniki, jak histamina, zwiększone ciśnienie 
osmotyczne oraz zakwaszenie ogniska zapalnego. 
Histamina wpływa na rozszerzenie naczyń i działa jako 
bodziec bólowy, co z kolei powoduje zwiększony 
napływ krwi do tkanki objętej zapaleniem 
(przekrwienie). Zwiększona kwasowość i ciśnienie 
osmotyczne powodują natomiast napływ płynu z krwi 
do tkanek.

 

 

Regulacja procesu zapalnego

W celu lepszego przedstawienia tej regulacji 

posłużymy się następującym, hipotetycznym i skrajnie 

prostym przykładem. Wyobraźmy sobie trzy komórki o 

następujących właściwościach:

komórka A

: posiada receptor dla selektyny L, 

chemokin IL-8 i MIP-1alfa oraz integryny CD11a/CD18 

komórka B:

 ma na powierzchni receptor dla selektyny 

P i L, chemokiny IL-8 oraz integryny CD11b/CD18 

komórka C:

 posiada receptor dla selektyny P, 

chemokin IL-8 i MIP-1alfa oraz integryny CD11a/CD18 

Niech dodatkowo 

śródbłonek posiada na powierzchni

 

zwróconej do światła naczynia selektynę L, chemokinę 

IL-8 oraz integrynę CD11a/CD18.

 

 

Regulacja procesu zapalnego cd

W tym przykładzie komórka 

A

 oraz 

B

 mogą się toczyć po 

powierzchni śródbłonka i wchodzić w kolejny etap zapalenia. 
Komórka 

C

 już na tym etapie jest wyeliminowana, bowiem nie 

mogąc się toczyć, nie podlega również aktywacji, pomimo 
posiadania receptorów dla chemokiny obecnej na śródbłonku 
oraz odpowiedniego receptora dla integryn. 

Zarówno komórka A, jak i B będzie podlegać aktywacji, jednak 
nieobecność na komórce 

B

 receptora dla integryny CD11a/CD18 

spowoduje, iż komórka B nie ulegnie ścisłej adhezji, a więc nie 
dojdzie w jej przypadku do diapedezy. Także ona wróci do 
krążenia, mimo tego, że już uległa aktywacji.

 

 

Regulacja procesu zapalnego cd

W ten sposób w obronie organizmu weźmie udział 

jedynie komórka A

. Ponieważ charakter patogenu 

powoduje pojawienie się odpowiednich cząsteczek na 

powierzchni śródbłonka, pośrednio właśnie od niego 

zależy wybór odpowiedniej komórki. W ten sposób 

najodpowiedniejszą okazała się komórka A, podczas 

gdy pozostałe nie tylko mogłyby zajmować 

niepotrzebnie miejsce, ale nawet zaszkodzić, 

wydzielając nieodpowiednie cytokiny i w ten sposób 

zaburzając odpowiedź.

 

 

 

Zapalenie przewlekłe

Regulacja zapalenia nie zawsze jednak 
przebiega prawidłowo, czego konsekwencją 
jest możliwość powstania jednego z dwóch 
jego rodzajów:

1. Zapalenia ostrego

, które jest procesem 

prawidłowym i pozwala na  
usunięcie patogenu 

2. Zapalenia przewlekłego

, które jest 

zjawiskiem polegającym na doborze złych 
mechanizmów efektorowych lub związane jest 
całkowicie z brakiem możliwości usunięcia 
patogenu. 

 

 

Zapalenie przewlekłe c.d.

W tym przypadku mamy do czynienia z 
utrwaleniem wadliwych mechanizmów, 
albo też z reakcją układu 
odpornościowego, która jest wręcz 
szkodliwa. Przykładem zapalenia 
przewlekłego może być alergia (a 
wskutek niej np. atopowe zapalenie 
skóry) lub gruźlica. 

 

 

Objawy stanu zapalnego

Zapaleniu towarzyszą określone objawy, które można podzielić 

na:

I.

objawy miejscowe, wynikające bezpośrednio z 

przedstawionych powyżej procesów 

II.

objawy uogólnione, rzutujące na cały organizm. 

III.

objawy miejscowe klasycznie są ujmowane w pięciu 

punktach:



Rubor czyli zaczerwienienie wynikające ze zwiększonego 
przepływu krwi w tym rejonie, 



Tumor czyli obrzmienie będące skutkiem wycieku białek i 
komórek z naczyń do tkanki 



Dolor czyli ból powstający na skutek pobudzenia receptorów 
bólowych przez mediatory reakcji zapalnej i ucisk przez 
migrujące komórki układu odporonościowego 



Calor czyli ocieplenie bądące również wynikiem 
zwiększonego przepływu krwi 



Functio laesio czyli utrata funkcji (częściowa lub całkowita) 
danego narządu. 



Do objawów uogólnionych można zaliczyć np. gorączkę, albo 
"łamanie w kościach" towarzyszące grypie.

 

 

Dodatek 

 

 

Migracja limfocytów

Podobnie do reakcji zapalnej zachodzi migracja limfocytów do 
węzłów chłonnych. Istnieje tutaj jednak kilka różnic:



    do węzłów nie dostają się dowolne leukocyty, a jedynie 

limfocyty 



    śródbłonek wyściełający naczynia prowadzące do węzła to 

tzw. wysoki  

      śródbłonek. 

      Zawiera on na swej powierzchni jedynie selektyny, 
chemokiny i integryny, 

      które w ogólnym rozrachunku pozwalają wyselekcjonować 
tylko limfocyty. 

      Różni się on także morfologią komórek. 



    białka biorące udział w migracji limfocytów do węzła są 

wytwarzane konstytutywnie, a 

      nie po stymulacji cytokinami prozapalnymi.  

 

 

Migracja limfocytów cd

Dzięki tym zjawiskom limfocyty 

nie krążą po całym organizmie, a 

jedynie pomiędzy węzłami chłonnymi.

 W ten sposób mogą 

napotkać komórki, które dostarczają tam antygen i mogą 
pobudzać limfocyty do aktywacji. 

Dopiero tak zaktywowane komórki krążą po całym organizmie

 i w 

przypadku odnalezienia miejsca, gdzie przebiega zapalenie, 
mogą migrować do tkanek. Dzieje się tak dlatego, 

że po 

aktywacji w węźle chłonnym 

mają na swej powierzchni zestaw 

receptorów dla selektyn, chemokin i integryn, który umożliwi im 
wejście do tkanki. 

Limfocyty tym jednak różnią się od 
pozostałych leukocytów, że wchodzą 
praktycznie do każdego miejsca objętego 
zapaleniem, a kiedy nie odnajdą patogenu, 
wracają z powrotem do łożyska naczyniowego 
lub ulegają apoptozie.

 

 

Dziękuję za uwagę