Proces tworzenia i dojrzewania ropnia skóry – etapy patogenezy

Proces tworzenia ropnia skóry stanowi złożoną sekwencję wydarzeń patofizjologicznych, która rozpoczyna się od ostrej lokalnej reakcji zapalnej na inwazyjne bakterie i prowadzi do powstania charakterystycznej struktury ropnej¹. Ropień rozpoczyna się jako ostra zlokalizowana reakcja zapalna na inwazyjne bakterie i ostatecznie staje się zbiorem ropy składającym się z żywych i martwych neutrofilów, szczątków tkankowych oraz żywych bakterii, zamkniętych w torebce włóknistej¹.

Początkowa faza reakcji zapalnej

Ropny ropień rozpoczyna się jako zlokalizowana ostra reakcja zapalna gospodarza na infekcję bakteryjną². Organizmy lub ciała obce niszczą lokalne komórki, co powoduje uwolnienie cytokin prozapalnych³. Te cytokiny wywołują reakcję zapalną, która przyciąga duże liczby białych krwinek do obszaru i zwiększa regionalny przepływ krwi³.

Podczas tej fazy komórki nabłonka i fagocyty rezydujące w skórze lub tkance śluzówkowej odpowiadają na produkty bakteryjne lub uraz tkanki poprzez aktywację układu immunologicznego⁴. Peptydoglikan i lipoproteiny Staphylococcus aureus są wykrywane przez molekuły rozpoznawania wzorców gospodarza, a produkty rozpadu kwasu hialuronowego i endogenne ligandy receptora toll-like uwalniane przez nekrotyczne tkanki podczas infekcji dodatkowo wzmacniają sygnalizację prozapalną⁴.

Rekrutacja i aktywacja neutrofilów

Reakcja zapalna prowadzi do lokalnej aktywacji komórek immunologicznych i rekrutacji neutrofilów oraz makrofagów⁴. Neutrofile są przyciągane do obszaru przez produkty chemotaktyczne i są przytłaczane przez infekcję, umierają i uwalniają produkty enzymów proteolitycznych⁵. Granulocyty obojętnochłonne stanowią pierwszą i najważniejszą odpowiedź komórkową w tworzeniu ropnia, a neutrofile są odpowiedzialne za fagocytozę⁶.

Po opsonizacji patogenu przez system dopełniacza zostaje on rozpoznany przez neutrofile i rozpoczyna się proces fagocytozy⁶. Po fagocytozie rozpoczyna się proces bakteriobójczy poprzez produkcję rodników ponadtlenkowych i innych reaktywnych form tlenu⁶. Po dotarciu do miejsca infekcji neutrofile uwalniają baterie substancji przeciwbakteryjnych, w tym peptydy przeciwbakteryjne, reaktywne formy tlenu, reaktywne formy azotu, proteazy i lizozym⁷.

Tworzenie jamy ropnej i martwica płynna

W obrębie jamy ropnej destrukcja komórek i proteoliza produktów prowadzi do produkcji większej ilości czynników chemotaktycznych⁵. W konsekwencji więcej neutrofilów i makrofagów wkracza do centrum ropnia, gdzie zachodzi martwica płynna⁵. Centrum ropnia zawiera ostry wysięk zapalny składający się z wielu żywych i martwych granulocytów obojętnochłonnych, szczątków tkankowych, fibryny oraz żywych bakterii².

Podczas tego procesu tworzy się ropa, która jest nagromadzeniem płynu, żywych i martwych białych krwinek, martwych tkanek oraz bakterii lub innych ciał obcych⁸. Ropień można zdefiniować jako jamę wypełnioną ropą, która zawiera białe krwinki, martwe tkanki i bakterie⁹. Progresywna disekcja przez ropę lub martwica otaczających komórek rozszerza ropień¹⁰.

Formowanie kapsułki i enkapsulacja

Ostateczną strukturą ropnia jest ściana ropnia lub torebka, która jest formowana przez przylegające zdrowe komórki w próbie powstrzymania ropy przed zakażeniem sąsiadujących struktur³. Silnie unaczyniona tkanka łączna może następnie otaczać nekrotyczną tkankę, leukocyty i szczątki, aby odgrodzić ropień i ograniczyć dalsze rozprzestrzenianie¹⁰.

Organizm próbuje ograniczyć i zawrzeć infekcję poprzez reakcję zapalną, która wyzwala układ immunologiczny organizmu do stworzenia jamy lub kapsułki w celu powstrzymania infekcji i zapobieżenia jej rozprzestrzenianiu się do innych części ciała¹¹. Jednak taka enkapsulacja ma tendencję do zapobiegania atakowi komórek immunologicznych na bakterie w ropie lub do dotarcia do organizmu sprawczego lub ciała obcego³.

Ewolucja struktury ropnia w czasie

Jeśli ropień nie zostanie opróżniony poprzez interwencję chirurgiczną lub drenowanie wzdłuż płaszczyzn tkankowych, makrofagi zaczynają zastępować neutrofile jako dominująca populacja komórek w błonie ropnej⁵. Ta zmiana w składzie komórkowym reprezentuje przejście od ostrej fazy zapalnej do bardziej przewlekłego procesu naprawczego.

Ropnie mogą rozpoczynać się w obszarze zapalenia tkanki łącznej lub w tkankach o obniżonej odporności, gdzie gromadzą się leukocyty¹⁰. W miarę rozwoju infekcji coraz większy ropień może uciskać zewnętrzne naczynia krwionośne, powodując zakrzepicę i martwicę na swojej drodze⁵. To może prowadzić do rozszerzania się strefy uszkodzenia tkankowego poza pierwotne ognisko infekcji.

Rola układu immunologicznego w procesie tworzenia

Skóra posiada silny wrodzony i nabyty układ immunologiczny do zwalczania infekcji, gdy bariera skórna zostanie naruszona¹. Keratynocyty są bardzo ważne w skórnej odpowiedzi immunologicznej¹. Badania kliniczne podkreśliły znaczenie osi IL-1–IL-17 w skórnej obronie gospodarza przeciwko Staphylococcus aureus¹.

Komórki produkujące IL-17, obejmujące zarówno komórki Th17, jak i komórki γδ T, odgrywają ważną rolę w odpowiedziach immunologicznych w miejscach nabłonkowych¹. Poprzez produkcję IL-17A i IL-17F indukują ekspresję chemokin przyciągających neutrofile i czynników granulopoezy, promując tym samym rekrutację neutrofilów i tworzenie ropni¹. Ponadto IL-17 może również indukować keratynocyty do produkcji peptydów przeciwbakteryjnych¹².

Czynniki wpływające na przebieg procesu

Czynniki predysponujące do tworzenia ropni obejmują zaburzone mechanizmy obronne gospodarza, obecność ciał obcych, obstrukcję normalnego drenażu, niedokrwienie lub martwicę tkanek, krwiak lub nadmierne nagromadzenie płynu w tkankach oraz uraz, w tym chirurgię¹³. Patogeny mogą dostać się do tkanki poprzez bezpośrednią implantację, miejsce chirurgiczne, rozprzestrzenianie się z ustalonej, przylegającej infekcji, rozprzestrzenianie się drogami limfatycznymi lub krwionośnymi z odległego miejsca¹⁰.

Po zakażeniu drobnoustrojami skórnych struktur inicjowana jest złożona odpowiedź komórkowa, która obejmuje mobilizację komórek immunologicznych do miejsca infekcji i tworzenie ropni¹⁴. Mechanizmy obronne komórek gospodarza pomagają w zabijaniu bakterii, ale mogą również powodować niespecyficzne uszkodzenia tkanek gospodarza, co przyczynia się do fizycznych objawów obserwowanych, takich jak zaczerwienienie, obrzęk i/lub stwardnienie wokół miejsca infekcji oraz tworzenie ropy¹⁴.