Выбор читателей
Популярные статьи
1088 0
Среди таких продуктов протеолиза особое место занимают хемоаттрактанты и анафилатоксины (С3а, С4а, С5а), которые стимулируют тучные клетки и гранулоциты к дегрануляции и секреции вазоактивных медиаторов.
Анафилатоксины индуцируют секрецию медиаторов, вызывающих быстрое повышение проницаемости сосудов.
Рецепторы для С3а и С4а экспрессированы на тучных клетках, базофилах, гладко-мышечных клетках, лимфоцитах. Рецепторы для С5а экспрессированы на тучных клетках, базофилах, нейтрофилах, моноцитах/макрофагах, эндотелиальных клетках. Экспрессия С5а-рецепторов была выявлена и на эпителиальных клетках бронхов и легких, и на гладкомышечных клетках и эндотелиальных клетках сосудов легких. При связывании анафилатоксинов со специфическими для них рецепторами на базофилах и тучных клетках индуцируется экзоцитоз гранул, содержащих вазоактивные медиаторы (гистамин и др.).
Пептид С5а обладает дополнительно активностью хемоаттрактанта для гранулоцитов, которых он заставляет мигрировать строго по градиенту его концентрации. Пептид С5а стимулирует окислительный метаболизм нейтрофилов, их дегрануляцию и адгезию к эндотелию, повышая одновременно проницаемость эндотелия. Кроме того, С5а индуцирует секрецию гистамина тучными клетками (рис. 6.4).
Рисунок 6.4. Участие продуктов активации комплемента в патогенезе иммунного воспаления. Связанные с клетками антитела или иммунные комплексы могут инициировать активацию системы комплемента по классическому пути. Образующиеся при этом анафилатоксины С3а и С5а могут непосредственно вызывать деграну ляцию тучных клеток. С5а является хемоаттрактантом для нейтрофилов и обеспечивает их приток в очаг воспаления. Эти клетки секретируют активные медиаторы и разрушающие ферменты. Медиаторы влияют на функции лейкоцитов, эндотелия и гладких мышц сосудистой стенки. Ферменты вызывают повреждение тканей и активацию системы кининов. В результате повышения проницаемости сосудов развивается местный отек. Параллельно активируется система свертывания крови, что вместе с аггрегацией тромбоцитов способствует тромбозу. Продукты повреждения тканей могут усиливать активацию системы комплемента по альтернативному пути.
Сочетание этих эффектов анафилатоксинов обеспечивает аккумуляцию клеток и белков сыворотки, характерную для острого воспаления. Основными воспалительными клетками при этом являются нейтрофилы, которые очищают очаг воспаления от возбудителей и, в то же время, могут повреждать ткани организма секретируемыми продуктами: протеазами, реактивными кислородными радикалами.
Поскольку С3а пептид является хемоаттрактантом и для моноцитов/макрофагов, то продуцируемые этими клетками провоспалительные цитокины вносят свой вклад в развитие воспаления. Показана патогенетическая роль С 5а при опосредованных лейкоцитами легочных дисфункциях при остром респираторном дистресс-синдроме, бактериальных пневмониях, кистозном фиброзе , хронических заболеваниях легких.
В формирующемся на месте отложения иммунных комплексов очаге воспаления иммунных комплексов (ИК) могут связываться с воспалительными клетками через FcR или CR1 рецепторы и индуцировать местную секрецию цитокинов и вазоактивных медиаторов, которые тоже вносят свой вклад в развитие воспаления.
Для воспаления легких, опосредованного иммунными комплексами и активацией комплемента, характерно воспалительное повреждение легочной ткани. При этом последовательность событий может быть следующей: альвеолярные макрофаги активируются при воздействии иммунных комплексов через FcR и активированными компонентами комплемента через CR1, это приводит к усиленной продукции и секреции провоспалительных цитокинов TNF-a, IL-1, которые усиливают экспрессию молекул ICAM-1 и Е-селектина на сосудистом эндотелии, к которому прикрепляются нейтрофилы, и активируются при участии IL-8 и PA F из эндотелиальных клеток.
Их трансмиграция в альвеолы индуцируется С5а, который генерируется в альвеолах при взаимодействии иммунных комплексов с системой комплемента. Рекрутирование гранулоцитов из сосудов идет при участии интегринов LFA-1 и Мас-1. Активация альвеолярных макрофагов с усилением секреции TNF-a приводит к повышению экспрессии адгезионных молекул ICAM-1 на альвеолярном эпителии.
К этим адгезионным молекулам прикрепляются клетки внутри альвеол: макрофаги и нейтрофилы, которые активируются, секретируют повреждающие цитокины и ферменты. Воспалительное повреждение легких при таком типе воспаления опосредуется рекрутированными нейтрофилами.
На модели воспалительного повреждения легких после депозиции иммунных комплексов было показано, что природным регулятором воспаления служит цитокин IL-10, который способен супрессировать продукцию TNF-a, экспрессию адгезионных молекул ICAM-1 и рекрутирование нейтрофилов в очаг. За счет всех этих механизмов IL-10 уменьшает степень повреждения легких. Продукция IL-10 в легких является конститутивной, она усиливается в первые часы развития иммунокомплексного воспаления.
Рисунок 6.5. Реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). В верхней левой части рисунка - стадия сенсибилизации при первой встрече с антигеном включает: представление антигена антиген-представляющей клеткой (АРС) Т-лимфоциту (ТН) с последующей его активацией, пролиферацией, дифференцировкой в ТН1, продукцией соответствующих цитокинов. В правой нижней части рисунка -
стадия ответа на повторную встречу с тем же антигеном включает: представление антигена и его распознавание ТН1, что ведет к его активации, секреции цитокинов и активации макрофагов.
В процессе иммунного воспаления ведущую роль играют следующие цитокины: IFNy, TNF-a, TNF-в, IL-1, IL-6. В реакциях гиперчувствительности замедленного типа различают острую фазу и стадию хронического воспаления. Острая фаза по своим проявлениям сходна с ранним воспалительным неспецифическим ответом, но отличается тем, что макрофаги исходно активируются не микробными продуктами, а IFNy и другими цитокинами (MIF, GM-CSF). Продукты активированных Т-лимфоцитов IL-3, GM-CSF стимулируют и продукцию моноцитов, и их рекрутирование из кровяного русла (TNF-a, TNF-в, МСР). В результате на месте очага иммунного воспаления формируется мононуклеарный инфильтрат.
В стадии хронического воспаления те же провоспалительные цитокины (IL-1, IL-6, TNF-a) стимулируют пролиферацию фибробластов и синтез коллагена как непосредственно, так и через индукцию каскада других цитокинов: PDGF, TGFp, FGF, которые в совокупности еще усиливают ангиогенез.
Сочетанный эффект перечисленных медленно действующих цитокинов и ростовых факторов при длительной неконтролируемой активации макрофагов в очаге хронического иммунного воспаления ведет к замещению тканей органов (в том числе легких) фиброзной тканью. Фиброз, как правило, сопутствует хроническому иммунному воспалению, приходящему на смену неэффективному острому воспалению, которое не привело к элиминации причинного антигена.
При хроническом течении воспаления с персистенцией сдвигов сывороточных белков, описанных выше в связи с ранним воспалительным ответом, повышенный уровень сывороточного амилоида А может вести к его отложению в интерстициальной ткани в форме фибрилл. Развивается амилоидоз, нарушающий жизненно важные функции.
При ГЗТ активированные макрофаги постепенно претерпевают ряд изменений: увеличиваются в размерах, приобретают морфологию "эпителиоидных" клеток или сливаются, образуя многоядерные гигантские клетки. Такие активированные видоизмененные макрофаги собираются в конгломераты вокруг антиген-содержащих частиц или клеток. Образуется узел воспалительной ткани - гранулема. Гранулема - это характерный ответ в виде хронической формы ГЗТ на длительно персистирующую в ткани микробную инфекцию, например, при туберкулезе или микозах, которые препятствуют распространению инфекции. Исходом гранулемы может быть деструкция ткани вплоть до некроза с последующим фиброзом.
Проникающий через респираторный тракт Cryptococcus neoformans в случаях недостаточно эффективного раннего воспалительного ответа не вычищается из ткани легкого и вызывает персистирующую хроническую инфекцию. В этих случаях защитную роль берет на себя Т-клеточный ответ, эффективность которого во многом зависит от вирулентности возбудителя. Высоковирулентные штаммы гриба вырабатывают меланин, который является скавенджером для свободных радикалов и тем самым защищает возбудителя от антимикробного действия супероксидных и нитроксидных радикалов.
При высоком уровне продукции меланина возбудитель индуцирует минимальный воспалительный ответ в легких, отсроченный и неэффективный. В этом случае снижена продукция TNF-a альвеолярными макрофагами и снижен про-лиферативный ответ Т-лимфоцитов. Дефектность клеточного иммунного ответа на меланин-продуцирующие штаммы гриба проявляется низким содержанием в легких СD4+Т-клеток, минимальным рекрутированием воспалительных клеток, сниженной активацией макрофагов, сниженным очищением легких, повышенной диссеминацией гриба в центральную нервную систему, минимальной выраженностью обоих типов ответа: ТН1 и ТН2.
В генезе индуцированной туберкулезным антигеном в ткани легкого гранулемы ведущую роль играют IFNy и TNF-a. Эти два цитокина обеспечивают максимальную выраженность местного воспаления за счет усиления экспрессии адгезионных молекул и хемокинов, необходимых для рекрутирования моноцитов/макрофагов в очаг воспаления. К тому же IFNy активирует функции макрофагов и способствует дифференцировке ТН1 лимфоцитов в региональных лимфоузлах, а также может усиливать адгезию лимфоцитов к эндотелию при их рекрутировании.
Активированные макрофаги продуцируют не только провоспалительные цитокины, но и противовоспалительные, в том числе IL-10. Этот цитокин ингибирует генерацию ТН1 лимфоцитов в региональных лимфоузлах, ингибирует их активность, препятствует формированию гранулемы и тем самым способствует диссеминации инфекции.
Результатом ГЗТ в респираторном тракте может быть развитие эксудативного воспаления и аккумуляция лейкоцитов в просвете дыхательных путей. Экссудация - выход плазмы через ткани дыхательных путей в просвет - происходит в два этапа. Сначала белки плазмы выходят из мелких сосудов через эндотелий в интерстициальную ткань. Трахео-бронхиальные микрососуды образуют густую сеть в подслизистой и проявляют очень высокую чувствительность к действию провоспалительных медиаторов.
Далее жидкость преодолевает слой эпителия и поступает в просвет дыхательных путей, откуда она может удаляться механизмами очищения. Эффекторная фаза легочной реакции ГЗТ, как правило, достигает максимума через 24 часа после повторной встречи с антигеном и проявляется накоплением в просвете жидкости, гранулоцитов и моноцитов, рекрутированных из кровяного русла.
При системной гранулематозной болезни легких - саркоидозе иммуно-гистологическими исследованиями показано совместное отложение в гранулемах фибрина и цитокина IL-1в. Высказано предположение, что в очаге хронического воспаления, где условия способствуют коагуляции и аккумуляции фибрина, взаимодействие между мононуклеарами и фибриновым матриксом ведет к продукции IL-1в.
При аллергическом воспалении отмечается инфильтрация пораженной ткани эозинофилами, базофилами и Тh2-лимфоцитами. В развитии аллергического воспаления участвуют также макрофаги, моноциты, тучные и эпителиальные клетки, тромбоциты, нейтрофилы, фибробласты. Миграция цровоспалительных клеток из сосудистого русла в межклеточное пространство осуществляется под воздействием хемотаксических факторов, адгезивных молекул (селектинов, интегринов, ICAM-1).Прямое хемотаксическое действие на моноциты и полиморфно-ядерные клетки оказывают ИЛ-1, ИЛ-5, ИЛ-8 и TNF-a. ИЛ-8 является в основном хемоаттрактантом для нейтрофилов. Хемоаттрактантное и активирующее действие на эозинофилы и базофилы оказывают ИЛ-3, GM-CSF, RANTES, ЛТВ4 и ФАТ.
Существенную роль в привлечении провоспалительных клеток в поражаемый орган играют хемокины МСР-1, МСР-3, RANTES, эотаксин и М1Р-1а Эти хемокины обладают свойствами, необходимыми для рекрутирования и активирования моноцитов, лимфоцитов, базофилов и эозинофилов. Кроме того, RANTES вызывает экзоцитоз эозинофильного катионного протеина и супероксидного аниона.
Эозинофилы играют важную роль в развитии воспаления дыхательных путей при бронхиальной астме. Секретируемые тучными клетками ИЛ-3, ИЛ-5 способствуют аккумулированию эозинофилов в легких и последующей активации этих клеток с выделением ЛТС4, эозинофильного катионного протеина, главного основного протеина, нейротоксина, эозинофильной пероксидазы, трансформирующего росткового фактора, свободных радикалов. Накоплению эозинофилов в легких способствует также ингибирование процесса апоптоза эозинофилов. Острая фаза аллергической реакции сопровождается повышением активности эозинофилов, о чем свидетельствуют снижение их плотности, эозинофилия периферической крови.
На поверхности эозинофилов имеются низкоаффинные рецепторы для IgE, в связи с чем эозинофилы могут активироваться непосредственно этиологически значимыми аллергенами. На поверхности эозинофилов выявлены также рецепторы для ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-5, GM-CSF, ФАТ, простагландинов. Через эти рецепторы указанные цитокины и липидные медиаторы способны индуцировать активацию эозинофилов и высвобождение ими медиаторов и цитокинов, Возникающая под воздействием эозинофильных белков деструкция эпителия дыхательных путей способствует развитию гиперреактивности бронхов, ослаблению барьерной функции слизистой оболочки дыхательных путей. Развитию воспаления дыхательных путей у больных бронхиальной астмой способствуют и выделяемые эозинофилами цитокины.
В развитии воспаления дыхательных путей при бронхиальной астме важная роль принадлежит Т-лимфоцитам. Полагают, что большу часть С04+-лимфоцитов в очаге аллергического воспаления составляют Тh2-лимфоциты. Активация Т-лимфоцитов в процессе развития аллергического воспаления обусловливается их взаимодействием с антигенпредставляющими дендритными клетками. Синтезируемые Т-лимфоцитами цитокины стимулируют созревание недифференцированных клеток-предшественников в базофилы, тучные клетки, эозинофилы. способствуют рекрутированию этих клеток, их активации, увеличению продолжительности жизни через ингибирование апоптоза.
Т-лифоциты активируют синтез антител В-лимфоцитами. После активации специфическими антигенными пептидами Т-лимфоциты секретируют провоспалительные цитокины, цитокины, вызывающие дифференциацию и пролиферацию Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, всех гранулоцитов и моноцитов.
Провоспалительное действие этих цитокинов проявляется увеличением продукции гранулоцитов из клеток-предшёственников в костном мозге и в месте развития воспаления, увеличением продолжительности жизни гранулоцитов и вызванным этим их накоплением в тканях, прямым хемотаксисом гранулоцитов к месту воспаления. Продуцируемый Т-лимфоцитами GM-CSF способен вызвать активацию эозинофилов, проявляющуюся увеличением продукции ЛТС4. ИЛ-5 увеличивает продукцию эозинофилов в костном мозге из их предшественников, увеличивает продолжительность жизни эозинофилов замедлением апоптоза. Аналогичное влияние оказывает ИЛ-3 на тучные клетки. ИЛ-4, активируя синтез IgE, косвенно способствует развитию аллергического воспаления. Т-лимфоциты, как и макрофаги, моноциты, нейтрофилы и тромбоциты, могут высвобождать факторы, индуцирующие экскрецию гистамина тучными клетками и базофилами.
Нейтрофилы принимают активное участие в развитии воспаления дыхательных путей при бронхиальной астме. Накопление нейтрофилов в дыхательных путях связано с воздействием вырабатываемых тучными клетками, макрофагами и гранулоцитами нейтрофильного хемотаксического фактора и секретируемыми легочными макрофагами ЛТВд. Накопление нейтрофилов в дыхательных путях может вести к повреждению тканей, связанному с высвобождением гранулоцитами метаболитов кислорода, протеаз, катионных субстанций, медиаторов аллергии, которые могут способствовать возникновению воспалительного процесса и симптомов бронхиальной астмы. Считают, что нейтрофилы могут принимать участие в патогенезе бронхиальной астмы на ее ранней стадии.
Существенную роль в развитии аллергического воспаления играют тромбоциты. В процессе активации тромбоцитов происходят синтез и секреция гистамина, образование простагландиновых эндоперекисей Нг и G2, ТхВг, ФАТ. Не исключена возможность проникновения тромбоцитов в дыхательные пути вследствие повышения сосудистой проницаемости в ранней фазе аллергического ответа. В периоде обострения бронхиальной астмы в слизистой оболочке дыхательных путей обнаруживают агрегацию тромбоцитов. Активацию тромбоцитов вызывает выделяемый макрофагами и базофилами ФАТ, результатом его воздействия на тромбоциты является высвобождение из них тромбоцитарного фактора 4 и фактора, обладающего гистаминвысвобождающей активностью, с выраженным дегранулирующим по отношению к тучным клеткам и базофилам действием. ФАТ образуется в мембранах клеток в результате воздействия фосфолипазы А на аналог фосфатидилхолина алкилацилглицерофосфорилхолин; при этом происходит образование арахидоновой кислоты и лизо-ФАТ - неактивного предшественника ФАТ, превращающегося под воздействием ацетилтрансферазы и ацетилкоэнзима А в активную форму ФАТ (эфир ФАТ).
В воспалительный процесс при бронхиальной астме вовлекается эпителий дыхательных путей. В мокроте больных бронхиальной астмой обнаруживают слущенный эпителий. Повреждение эпителиального слоя при бронхиальной астме затрудняет отхождение слизи вследствие ухудшения функции ресничек, высвобождает ростковые факторы из фибробластов, что способствует пролиферации миофибробластов, расположенных вблизи базальной мембраны. Миофибробласты синтезируют и секретируют коллагены типов I, III и V, за счет которых происходит расширение ретикулярной мембраны, что создает впечатление утолщения базальной мембраны.
В развитии аллергических реакций принимают участие нейропептиды. В здоровом организме они осуществляют интеграцию нервной, эндокринной и иммунной систем, выступая в роли нейромедиаторов, нейромодуляторов, дистантных регуляторов. Нейропептиды синтезируются в головном мозге, периферической нервной системе и в других органах и тканях. В легких нейропептиды опосредуют нейральные эффекты неадренергических нехолинергических нервов; при этом стимуляция неадренергической части этой иннервации опосредуется нейропептидзми. Помимо этого, в легких нейропептиды могут выделять нейросекретромбоцитов вызывает выделяемый макрофагами и базофилами ФАТ, результатом его воздействия на тромбоциты является высвобождение из них тромбоцитарного фактора 4 и фактора, обладающего гистаминвысвобождающей активностью, с выраженным дегранулирующим по отношению к тучным клеткам и базофилам действием. ФАТ образуется в мембранах клеток в результате воздействия фосфолипазы А на аналог фосфатидилхолина алкилацилглицерофосфорилхолин; при этом происходит образование арахидоновой кислоты и лизо-ФАТ - неактивного предшественника ФАТ, превращающегося под воздействием ацетилтрансферазы и ацетилкоэнзима А в активную форму ФАТ.
ФАТ оказывает бронхоконстриктивное действие, вызывает увеличение проницаемости сосудов, обладает выраженной хемоаттрактной активностью по отношению к эозинофилам и нейтрофилам, повышает неспецифическую гиперреактивность бронхов, увеличивает продукцию эпителиальными клетками гликоконъюгатов, способствуя тем сам гиперпродукции слизи. В целом ФАТ способствует развитию как ранней, так и поздней фазы аллергического ответа при бронхиальной астме. Участие тромбоцитов в развитии аллергического воспаления подтверждается обнаружением рецепторов для IgE на их поверхности.
В воспалительный процесс при бронхиальной астме вовлекается эпителий дыхательных путей. В мокроте больных бронхиальной астмой обнаруживают слущенный эпителий. Повреждение эпителиального слоя при бронхиальной астме затрудняет отхождение слизи вследствие ухудшения функции ресничек, высвобождает ростковые факторы (фактор роста тромбоцитарного происхождения, ростковый фактор и эндотелии-1) из фибробластов, что способствует пролиферации миофибробластов, расположенных вблизи базальной мембраны. Миофибробласты синтезируют и секретируют коллагены типов I, III и V, за счет которых происходит расширение ретикулярной мембраны, что создает впечатление утолщения базальной мембраны (весьма характерный для бронхиальной астмы морфологический признак).
В развитии аллергических реакций принимают участие нейропептиды. В здоровом организме они осуществляют интеграцию нервной, эндокринной и иммунной систем, выступая в роли нейромедиаторов, нейромодуляторов, дистантных регуляторов. Нейропептиды синтезируются в головном мозге, периферической нервной системе и в других органах и тканях. В легких нейропептиды опосредуют нейральные эффекты неадренергических нехолинергических нервов; при этом стимуляция неадренергической части этой иннервации опосредуется нейропептидами.
Помимо этого, в легких нейропептиды могут выделять нейросекреторные клетки диффузной эндокринной системы APUD, расположенные вблизи микроциркуляторного русла и гладкой мускулатуры бронхов. Нейропептиды могут синтезироваться и секретироваться из воспалительных клеток. Провоспалительные цитокины способны увеличивать экспрессию нейропептидных генов в воспалительных клетках. Так, вазоинтестинальный пептид и субстанция Р были обнаружены в эозинофилах. Воспалительные медиаторы могут увеличивать высвобождение нейропептидов из сенсорных и других клеток.
Вазоактивный интестинальный пептид и другие сходные по структуре пептиды обнаружены в месте расположения парасимпатических нервов и могут как ослаблять, так и усиливать воспалительный процесс. Нейропептиды, высвобождаемые из сенсорных нервов, могут усиливать воспалительный процесс через увеличение экссудации плазмы, секрецию слизи и рекрутирование и активацию воспалительных клеток. Субстанция Р оказывает мощное бронхоконстриктивное действие; бронхоконстрикторный эффект нейрокинина выражен меньше. Субстанция Р и нейропептид индуцируют дегрануляцию тучных клеток. У субстанции Р выявлена способность усиливать продукцию ИЛ-1, GM-CSF, ИЛ-3, ИЛ-6, TNF-a, TNF-p. Обострение бронхиальной астмы у детей сопровождается повышением содержания субстанции Р в плазме крови. В периоде обострения бронхиальной астмы концентрация субстанции Р выше, чем во время клинической ремиссии.
Продолжительное воздействие этиологически значимых аллергенов способствует повышению экспрессии адгезивных молекул, увеличению притока воспалительных клеток в легкие, развитию воспалительной инфильтрации в слизистой оболочке дыхательных путей и вторичному высвобождению цитокинов и медиаторов, которые в свою очередь поддерживают, усиливают и пролонгируют воспаление; при этом воспалительный процесс может принять хроническое течение.
Об аллергическом характере развившегося при бронхиальной астме воспаления и его активности можно судить по показателям ряда растворимых маркеров. Повышение уровня растворимого рецептора ИЛ-211, уровней ИЛ-4 и ИЛ-5 в периферической крови и лаважной жидкости бронхов у больных бронхиальной астмой свидетельствует о повышенной Т-клеточной активности. ИЛ-5 является наиболее важным цитокином в отношении влияния на рост и активацию эозинофилов. Следствием его воздействия на эти клетки становятся эозинофилия периферической крови и повышенная склонность эозинофилов к секреции гранулярных протеинов и ответу на хемотаксические и адгезивные стимулы. Маркерами активности эозинофилов могут служить показатели эозинофильного катионного протеина, эозинофильной пероксидазы и отношение эозинофильного протеина X к продуцируемому эозинофилами нейротоксину. Лизоцим рассматривается как маркер активности макрофагов.
Растворимым маркером аллергического воспаления для тучных клеток являются триптаза, для нейтрофилов - эластаза, лактоферрин, миелопероксидаза. Развитие аллергического воспаления сопровождается увеличением продукции адгезивных молекул. VCAM-1 вовлекается в процесс селективного аккумулирования эозинофилов в месте воспаления. Содержание ELAM-I (endothelial-leucocyte adhesion molecule) можно использовать как маркер воспаления, вызванного аллергенными стимулами.
Уровень оксида азота в выдыхаемом воздухе коррелирует с активностью воспаления в дыхательных путях у больных бронхиальной астмой. Оксид азота образуется в легких, его источником могут быть эпителиальные и эндотелиальные клетки дыхательных путей. Оксид азота оказывает сильное вазодилатирующее действие, что способствует экссудации плазмы из капиллярных венул в дыхательные пути; в больших концентрациях оксид азота оказывает на эпителий дыхательных путей цитотоксическое действие, вызывая его десквамацию.
Выявляется прямая зависимость между уровнем азота в выдыхаемом воздухе, активностью воспалительного процесса и выраженностью нарушений бронхиальной проходимости при бронхиальной астме у детей. В связи с этим определение содержания оксида азота в выдыхаемом воздухе может быть полезным при оценке воспаления дыхательных путей при этом заболевании. Известно о возможности использования концентрации перекиси водорода в конденсате влаги выдыхаемого воздуха в качестве маркера воспаления дыхательных путей у больных бронхиальной астмой.
В развитии аллергической патологии у детей могут участвовать иммунокомплексные (сывороточная болезнь, васкулит), клеточно-опосредуемые (контактный дерматит) и цитотоксические реакции (заболевания крови).
Иммунная система и процесс воспаления участвуют в защите организма от проникающих в него микроорганизмов, отвечая на повреждение. Однако неадекватная активация этих систем приводит к широкому спектру воспалительных нарушений. Воспаление характеризуется следующими признаками:
Расширением сосудов, ведущим к покраснению тканей;
увеличением сосудистой проницаемости, ведущим к отеку тканей;
болью;
миграцией в ткани лейкоцитов;
изменением функции органа или ткани.
Физиология воспалительного процесса обладает некоторыми сходными характеристиками с физиологией повреждения. Реакции, которые они опосредуют, имеют цель обеспечить ответ организма на вторжение микроорганизмов, стресс или увеличение местного кровотока в области повреждения, обеспечивая тем самым миграцию в эту область лейкоцитов и других форменных элементов крови. Реакции обеспечивают выполнение большого количества важных процессов: возникновение боли в попытке уменьшить степень повреждения, изменение местной среды для уменьшения концентрации повреждающих веществ и миграцию лейкоцитов для уничтожения микроорганизмов.
Кроме того, многие аутакоиды , выделяемые в ответ на повреждение или инфекцию, вызывают увеличение сосудистой проницаемости, приводящее к отеку, и обеспечивают процесс регенерации и защиты ткани, который в случае неадекватности может приводить к изменению функции ткани.
Ключевой дополнительной характеристикой иммунного ответа является способность лимфоцитов распознавать чужеродные белки (антигены), которые могут быть поверхностными белками на патогенах или, у некоторых людей, совершенно безвредными белками (такими как пыльца растений или чешуйки кожи животных), вызывающими аллергические реакции. Лимфоциты образуются из стволовых клеток костного мозга, затем в тимусе развиваются Т-лимфоциты, а в костном мозге - В-лимфоциты.
Т-лимфоциты имеют на своей поверхности антигенные Т-клеточные рецепторы. специфически распознают антигены, ассоциированные с главным комплексом гистосовместимости (HLA-антигены), на антигенпрезентирующих клетках - макрофагах и дендритных клетках. В случае активации Т-лимфоцитов посредством антигена через Т-клеточные рецепторы продуцируются растворимые белки, называемые цитокинами, которые передают сигнал Т-лимфоцитам, В-лимфоцитам, моноцитам/макрофагам и другим клеткам.
Т-лимфоциты
классифицируют на два подвида:
CD4+, которые взаимодействуют с В-лимфоцитами и помогают им осуществлять пролиферацию, дифференцировку и продукцию антител, поэтому их называют хелперными Т-лимфоцитами (Th). Th подразделяют на Th; и Th2 на основании спектра цитокинов, которые они выделяют;
CD8+, которые уничтожают клетки, инфицированные вирусом или другими внутриклеточными патогенами, т.е. обладают цитотоксичностью, поэтому эти Т-лимфоциты называют цитотоксическими (Тс).
1524 0
Важнейшая роль клеточных элементов в развитии острого и хронического воспаления заслуживает специального рассмотрения.
Поскольку при таких ревматических заболеваниях, как ревматоидный артрит или СКВ, существует хроническая гиперпродукция фагоцитируемого материала - иммунных комплексов и продуктов воспалительной деструкции тканей, роль нейтрофилов в усугублении и дальнейшем поддержании хронического воспаления особенно велика.
Процесс фагоцитоза начинается со связывания фагоцитируемого вещества с поверхностыми рецепторами нейтрофила, в результате чего происходит гиперполяризация мембраны клетки и местная" потеря ею ионов кальция. Вслед за этим происходит продукция нейтрофилами ранее малоизвестных активных дериватов кислорода, в том числе супероксидного аниона кислорода (O ) и особенно гидроксильного радикала (ОН ).
Указанные продукты являются токсичными для микробов, что объясняет биологическую целесообразность их выработки в процессе фагоцитоза. Однако при увеличенной продукции они способны вызывать также повреждение окружающих тканей организма. Следующим этапом является освобождение из фосфолипидов клеточной мембраны (под действием фермента фосфолипазы) арахидоновой кислоты, которая под влиянием циклооксигеназы окисляется в простагландины и другие химически близкие им вещества.
Одновременно совершается и собственно фагоцитирование, которое можно наблюдать под микроскопом: в нейтрофиле образуются выпячивания, охватывающие фагоцитируемый материал и погружающие его в цитоплазму, благодаря чему он оказывается лежащим внутриклеточно - в полости, называемой фагосомой.
В то же время происходят изменения в так называемой цитоскелетной системе («микромускулатура» клетки). Находящиеся в нейтрофиле микронити актина и миозина взаимодействуют с расположенным под плазмолеммой актинсвязывающим белком, после чего они конденсируются и контактируют с микротубулярной системой клетки. Лишь вслед за этим с фагосомой сливаются постоянно находящиеся в цитоплазме нейтрофилов специфические и азурофильные гранулы, а содержащиеся в них деструктивные ферменты приходят в соприкосновение с фагоцитированным веществом и начинается его внутриклеточное «переваривание».
Все описанные процессы происходят весьма быстро. В частности, освобождение ферментов из азурофильных гранул в фагосому может произойти через несколько секунд после взаимодействия с веществом, подвергающимся фагоцитозу.
Таким образом, нейтрофилы продуцируют 3 группы активных медиаторов воспаления:
1. Токсичные дериваты кислорода, активно взаимодействующие с тканями организма.
2. Производные арахидоновой кислоты, среди которых наиболее активны эндопероксиды (нестабильные простагландины Ga и Н2), тромбоксан А2, простациклин и гидроксигептадекатриеновая кислота. Эти вещества, являющиеся химически нестабильными и, следовательно, весьма активными, способны вызывать многие кардинальные признаки воспаления, в том числе накопление новых нейтрофилов (из-за присущих данным веществам хемотаксических свойств).
Аккумуляция нейтрофилов вновь ведет к выработке нестабильных простагландинов, благодаря этому может возникать своеобразный порочный круг, ведущий к хронизации воспаления. Продукция нестабильных простагландинов сопровождается также дополнительным образованием из молекулярнс кислорода свободных кислородных радикалов, способствующ тканевой деструкции, а тем самым и поддержанию воспалительно процесса. В то же время стабильные простагландины (Е2 и F, тромбоксан В3), в которые быстро превращаются их нестабильш предшественники, вопреки прежнему мнению, не являются перви ными медиаторами воспаления.
В. Samuelsson и соавт. (1979) описали новый класс воспаления, являющихся также метаболитами арахидоновой кислоты, - так называемые лейкотриены. Один из них (лейкотриен С), по-видимому, химически идентичен описанному ранее медленно действующему веществу анафилаксии.
3. Деструктивные ферменты, содержащиеся в гранулах нейтрофилов и поступающие в процессе фагоцитоза не только в фагосому, но и внеклеточно. Возможно их повреждающее влияние и ткани организма. К таким ферментам относятся содержащиеся в азурофильных гранулах нейтральные протеазы, миелопероксидаза, а также собственно лизосомные ферменты - кислые гидролазы, которым особенно свойственно повреждающее влияние на ткани. К ферментам, характерным для специфических нейтрофильных гранул, относятся лизоцим и лактоферрин.
Обилие медиаторов воспаления в нейтрофилах и их взаимно усиливающее влияние во многом объясняют важнейшую роль этих клеток при большинстве воспалительных процессов, в том числе у больных ревматическими болезнями. Не случайно G. Weissmanr (1979) назвал нейтрофилы секреторными органами ревматоидного воспаления.
В организме существуют антагонисты некоторых рассмотренных медиаторов, с помощью которых, по-видимому, ограничивается возможный поврежденный эффект фагоцитоза на окружающие ткани. Так, активность протеаз угнетается азмакроглобулином и a1-антитрипсином, а активность свободных радикалов кислорода - медьсодержащим белком церулоплазмином и особенно широко распространенным в организме ферментом супероксиддисмутазой, уничтожающей свободные супероксидные анионы кислорода и тем самым препятствующей образованию еще более токсичного гидроксильного радикала.
Оценивая роль нейтрофилов в развитии воспаления, следует иметь в виду их высокое содержание в периферической крови, откуда они могут быстро и в больших количествах поступать в зону воспаления. Эти клетки являются короткоживущими - они распадаются через несколько часов.
Последние имеют чрезвычайно большое значение в осуществлении адаптивных реакций организма - иммунных, воспалительных и репаративных. Участию в подобных реакциях способствуют такие биологические свойства макрофагов, как способность мигрировать в очаги воспаления, возможность быстрого и стойкого увеличения продукции клеток костным мозгом, активный фагоцитоз чужеродного материала с быстрым расщеплением последнего, активация под действием чужеродных стимулов, секреция ряда биологически активных веществ, способность «обрабатывать» проникший в организм антиген с последующей индукцией иммунного процесса.
Принципиально важно также, что макрофаги являются долгоживущими клетками, способными длительно функционировать в воспаленных тканях. Существенно, что они способны пролиферировать в очагах воспаления; при этом возможна трансформация макрофагов в эпителиоидные и гигантские многоядерные клетки.
Не обладая иммунологической специфичностью (как Т- и В-лимфоциты), макрофаг действует в качестве неспецифической вспомогательной клетки, обладающей уникальной способностью не только захватывать антиген, но и обрабатывать его так, что последующее распознавание этого антигена лимфоцитами значительно облегчается.
Этот этап особенно необходим для активации Т-лимфоцитов (для развития иммунных реакций замедленного типа и для продукции антител к тимусзависимым антигенам). Кроме участия в иммунных реакциях за счет предварительной обработки антигена и его последующего «представления» лимфоцитам, макрофаги осуществляют защитные функции и более непосредственно, уничтожая некоторые микроорганизмы, грибы и клетки опухолей.
Таким образом, при ревматических заболеваниях в клеточных реакциях иммунного воспаления участвуют не только специфически иммунизированные лимфоциты, но и не имеющие иммунологической специфичности моноциты и макрофаги.
Эти клетки привлекаются моноцитарными хемотаксическими веществами, вырабатываемыми в очагах воспаления. К ним относятся С5а, частично денатурированные белки, калликреин, активатор плазминогена, основные белки из лизосом нейтрофилов Т-лимфоциты вырабатывают подобный фактор при контакте ее специфическим антигеном, В-лимфоциты - с иммунными комплексами.
Кроме того, лимфоциты продуцируют также факторы угнетающие миграцию макрофагов (т. е. фиксирующие их в очаге воспаления) и активирующие их функцию. В воспалительных очагах в отличие от нормальных условий наблюдаются митозы макрофагов и таким образом количество этих клеток нарастает также за счет местной пролиферации.
Значение макрофагов в поддержании воспалительного процесса определяется рассматриваемыми ниже противовоспалительными агентами, освобождаемыми из этих клеток:
1. Простагландины.
2. Лизосомные ферменты (в частности, при фагоцитозе комплексов антиген - антитело, причем клетка при их выделении не разрушается).
3. Нейтральные протеазы (активатор плазминогена, коллагеназа, эластаза). В норме их количество ничтожно, но при чужеродной стимуляции (при фагоцитозе) продукция данных ферментов индуцируется и они выделяются в значительных количествах. Продукция нейтральных протеаз угнетается ингибиторами белкового синтеза, в том числе глюкокортикостероидами. Выработка активатора плазминогена и коллагеназы стимулируется также факторами, секретируемыми активированными лимфоцитами.
4. Фосфолипаза А3, освобождающая из более сложных комплексов арахидоновую кислоту - основной предшественник простагландинов. Активность этого фермента тормозится глюкокортикостероидами.
5. Фактор, стимулирующий освобождение из костей как минеральных солей, так и органической основы костного матрикса. Этот фактор реализует свое влияние на костную ткань за счет прямого воздействия, не требуя присутствия остеокластов.
6. Ряд компонентов комплемента, которые активно синтезируются и выделяются макрофагами: С3, С4, С2 и, по-видимому, также С1 и фактор В, необходимый для альтернативного пути активирования комплемента. Синтез этих компонентов повышается при активировании макрофагов и тормозится ингибиторами белкового синтеза.
7. Интерлейкин-1, который является типичным представителем цитокинов - биологически активных веществ полипептидной природы, вырабатываемых клетками (прежде всего клетками иммунной системы). В зависимости от источников продукции этих веществ (лимфоциты или моноциты) нередко применяются термины «лимфокины» и «монокины». Название «интерлейкин» с соответствующим номером используется для обозначения конкретных цитокинов - особенно тех, которые опосредуют клеточное взаимодействие. Пока не вполне ясно, представляет ли интерлейкин-1, являющийся наиболее важным монокином, одно вещество или семейство полипептидов, обладающих очень близкими свойствами.
К этим свойствам относятся следующие:
8. Интерлейкин-6, который также активирует В-клетки, стимулирует гепатоциты к выработке острофазовых белков и обладает свойствами b-интерферона.
9. Колониестимулирующие факторы, способствующие образованию в костном мозге гранулоцитов и моноцитов.
10. Фактор некроза опухолей (ФНО) , который не только действительно способен вызывать некроз опухолей, но и играет заметную роль в развитии воспаления. Этот полипептид, состоящий из 157 аминокислот, в раннюю фазу воспалительной реакции способствует прилипанию нейтрофилов к эндотелию и способствует тем самым их проникновению в очаг воспаления . Он служит также мощным сигналом к выработке токсичных кислородных радикалов и является стимулятором В-клеток, фибробластов и эндотелия (2 последних типа клеток при этом вырабатывают колониестимулирующие факторы).
Клинически важно, что ФНО, так же как интерлейкин-1 и интерферон, подавляют активность липопротеинлипазы, которая обеспечивает отложение жира в организме. Именно поэтому при воспалительных заболеваниях часто отмечается выраженное похудание, не соответствующее калорийному питанию и сохранившемуся аппетиту. Отсюда второе название фактора некроза опухолей - кахектин.
Активация макрофагов, проявляющаяся увеличением их размера, большим содержанием ферментов, нарастанием способности к фагоцитозу и уничтожению микробов и опухолевых клеток, может быть и неспецифичной: за счет стимуляции иными (не относящимися к имеющемуся патологическому процессу) микроорганизмами, минеральным маслом, лимфокинами, продуцируемыми Т-лимфоцитами, в меньшей степени - В-лимфоцитами.
Макрофаги активно участвуют в резорбции кости и хряща. При электронномикроскопическом исследовании на границе паннуса и суставного хряща обнаружены макрофаги, тесно связанные с частичками переваренных коллагеновых волокон. То же явление отмечено и при контакте макрофагов с резорбируемой костью.
Таким образом, макрофаги играют важную роль в развитии воспалительного процесса, его поддержании и хронизации и уже априорно могут рассматриваться как одна из главных «мишеней» антиревматической терапии.
Фибробласты - важнейшие клетки соединительной ткани, главный источник коллагена, эластина, гликозаминогликанов и гликопротеинов, т. е. основных биохимических структур, из которых состоит эта ткань. При хроническом воспалении (в том числе иммунообусловленном) фибробласты активно размножаются и вместе с продуцируемыми ими компонентами соединительной ткани (волокна и основное вещество) и новообразуемыми капиллярными петлями образуют грануляционную ткань, которая при некоторых заболеваниях может играть существенную роль в развитии основного патологического процесса и его исходах.
В частности, при ревматоидном артрите грануляционная ткань в полости сустава (паннус) способна активно разрушать хрящ и кость. В этом разрушении, помимо клеток паннуса как такового, участвуют и макрофаги, поступающие по новообразованным сосудам грануляционной ткани. Примечательно, что макрофаги не только способны активировать деление фибробластов и синтез коллагена, но и секретируют коллагеназу, взаимодействующую с коллагеном, продуцируемым фибробластами. С другой стороны, новообразованный коллаген обладает хемотаксическими свойствами по отношению к макрофагам.
В связи с этим макрофаги и фибробласты могут рассматриваться как содружественная клеточная система, функционирующая при повреждении и структурном восстановлении соединительной ткани. При стихании хронического воспаления, в том числе и под влиянием целенаправленного лечения, грануляционная ткань становится менее васкуляризированной, число клеток и количество основного вещества в ней уменьшаются, а количество зрелого коллагена увеличивается. Завершается этот процесс формированием рубцовой ткани.
Фибробласты, по-видимому, могут принимать участие и в генерировании воспалительных реакций. Им присущи слабые фагоцитарные свойства (на поверхности имеются рецепторы для твердых частичек), при стимулировании они способны выделять во внеклеточное пространство лизосомные ферменты и нейтральные протеазы (активатор плазминогена и коллагеназу), но в значительно меньших количествах по сравнению с макрофагами.
Установлено также, что фибробласты могут продуцировать интерлейкины1 и 6, Ринтерферон и факторы, стимулирующие дифференцирование стволовой клетки в колонии зрелых нейтрофилов и моноцитов (аналогичные колониестимулирующим факторам, вырабатываемым макрофагами).
Таким образом, фибробласты имеют важное значение на разных этапах воспалительного процесса. Из изложенного также ясно, что адекватное тормозящее влияние на фибробласты может проявиться уменьшением выраженности хронического воспаления и процессов склерозирования.
Они вторичны по отношению к воспалению и в этом состоит их принципиальное отличие от биологических реакций, свойственных рассмотренным ранее системам генерации воспаления. Среди подобных неспецифических реакций наиболее очевидна лихорадка, основным медиатором которой считается интерлейкин-1, продуцируемый макрофагами в очагах воспаления и взаимодействующий с центрами терморегуляции в гипоталамусе.
Повышение температуры тела при воспалении обладает явной биологической целесообразностью, поскольку оно повышает фагоцитарную активность и тем самым облегчает процессы уничтожения микроорганизмов и тканевой репарации. Таким образом, местный процесс вызывает общую реакцию, которая в свою очередь целенаправленно воздействует на этот местный процесс. Кроме того, на примере лихорадки легко видеть, что биологически целесообразная реакция может быть индивидуально (клинически) неблагоприятной, поскольку само по себе повышение температуры тела может причинить организму серьезный вред.
Характерными системными проявлениями острой воспалительной реакции служат нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом влево и (что менее известно) тромбоцитоз. Помимо интерлейкина-1, медиаторами этих проявлений могут быть вырабатываемые макрофагами и фибробластами колониестимулирующие факторы. Часто развивающиеся при воспалительных заболеваниях похудание, атрофия мышц и слабость оказываются, наиболее вероятно, результатом влияния фактора некроза опухоли (продукта макрофагов).
Кроме того, интерлейкин-1 также способен вызвать протеолиз скелетных мышц. Системной реакцией при воспалении на ранних его этапах оказывается также открытый Н. Selye в 50-х годах общий синдром адаптации, ведущей чертой которого является повышенная выработка кортизола. Следует учитывать, что эффект этого кортикостероида проявляется, в частности, в умеренном повышении числа лейкоцитов и тромбоцитов.
Характерными лабораторными симптомами воспаления служат определяемые в крови так называемые острофазовые белки, синтезируемые в печени. Некоторые из них имеют «отрицательное» значение, поскольку при воспалительных болезнях их содержание в плазме уменьшается (вследствие повышенного катаболизма или торможения их синтеза в связи с переключением биосинтетической активности клетки на иные пути метаболизма). Сюда относятся альбумин, преальбумин и трансферрин, среди которых только первый имеет в клинических условиях реальное значение.
Гораздо большее внимание уделяется тем острофазовым белкам, концентрация которых при развитии воспаления нарастает. Их повышенная продукция печенью отражает, по-видимому, закрепленную в филогенезе биологическую целесообразность этих веществ, регулирующих выраженность воспалительного процесса в отражении внешних вредоносных воздействий. К ним принадлежат белки разной природы, выполняющие разнообразные функции.
В частности, необходимо отметить нарастание ряда факторов свертывания - фибриногена, протромбина, фактора VIII и плазминогена. Это связано, наиболее вероятно, с тем, что эволюционно воспаление у высших млекопитающих очень часто оказывалось результатом травмы и сопровождалось кровотечением. Кроме того, свертывание в области внедрения повреждающего фактора (в том числе микробов) способствует локализации патологических изменений.
К количественно нарастающим острофазовым белкам относятся также компоненты комплемента и его ингибиторы (как и ингибиторы других протеолитических ферментов - a1-антитрипсин и a2-антихимотрипсин). Повышение уровня гаптоглобина, ферритина и гемопексина, возможно, отражает повышенное использование железа из распадающегося гемоглобина, церулоплазмина - связывание свободных кислородных радикалов, С-реактивного белка - неспецифическую опсонизацию, облегчающую последующее влияние иммунных механизмов (в связи с чем С-реактивный белок называют «примитивным антителом»).
Существуют также острофазовые белки, функция которых неизвестна: орозомукоид (a1-кислый мукопротеин), сывороточный компонент амилоида (SAA), Сдглобулин. Степень нарастания рассмотренных веществ различна. Так, содержание церулоплазмина и 3-го компонента комплемента (С3) чаще увеличивается в 1,2-1,5 раза, фибриногена - в 2-3 раза, С-реактивного белка и SAA - в сотни раз.
Несмотря на неспецифичность выработки острофазовых белков (их уровень нарастает при воспалении любого происхождения), в этом отношении имеются единичные исключения. В частности, при системной красной волчанке, несмотря на генерализоваиный воспалительный процесс, заметного нарастания уровня С-реактивного белка часто не происходит.
Сигидин Я.А., Гусева Н.Г., Иванова М.М.
Статьи по теме: | |
Принципы приготовления растворов и расчеты в объемном анализе
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму,... Совместимость имен анна и николай Анна – Лев
Девочки с именем Анна приносят заботу и уют. Аня хлопочет по дому, она... Вечные духовные ценности человека Какие жизненные ценности можно назвать вечными
26 моих статей на тему «Вечные ценности» из номера в номер в течение... |