CC BY
24
УДК 616.329.056.812
МАРКЕРЫ ХРОНИЧЕСКОГО ВОСПАЛЕНИЯ
ПРИ ДИВЕРТИКУЛЯРНОЙ БОЛЕЗНИ ТОЛСТОЙ КИШКИ
С.В. Левченко1, Р.Б. Гудкова2
1 Левченко Светлана Владимировна, доцент кафедры поликлинической терапии ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И. Евдокимова. E-mail: sv_levchenko@list.ruœ.
Гудкова Раиса Борисовна, старший научный сотрудник лаборатории иммунологии МКНЦ.
ГБОУ ВПО Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова,
Московский клинический научно-практический центр
Исследовано содержание про- и противовоспалительных цитокинов у 87 больных дивертикулярной болезнью толстой кишки, определены различия в их изменении у пациентов с единичными и множественными дивертикулами; затронут вопрос о значении инволюционных изменений в формировании неспецифического иммунитета и развитии аутоиммунных реакций у больных пожилого возраста. Ключевые слова: дивертикулярная болезнь толстой кишки, неспецифический иммунитет, аутоиммунные реакции, провоспалительные и противовоспалительные ци-токины
MARKERS FOR CHRONIC INFLAMMATION IN DIVERTICULAR DISEASE OF COLON S.V. Levchenko1, R.B. Gudkova2
1 Levchenko Svetlana Vladimirovna, assistant professor of outpatient therapy department of Medical University
MSMSU named after A.I. Evdokimov. E-mail: sv levchenko@list.ru.
2 —
Gudkova Raisa Borisovna, Senior Researcher, Laboratory of Immunology MKNTS.
Medical University Moscow State University of Medicine and Dentistry named after A.I. Evdokimov, Moscow Clinical Research Center
The content of the pro- and anti-inflammatory cytokines in 87 patients with diverticular disease of the colon was studied, differences in the change in patients with single and multiple diverticula have benn identified; the issue of the meaning of involutional changes in the formation of non-specific immunity and development of autoimmune reactions in elderly patients was analysed.
Keywords: diverticular disease, colon, autoimmune reactions, cytokines
По определению ВОЗ (1993 г.), дивертикулярная болезнь толстой кишки (ДБТК) представляет собой полиэтиологический морфо-функциональный патологический процесс, характерным отличительным признаком которого является наличие мешковидных выпячиваний стенки ободочной кишки (дивертикулов). Иными словами ДБТК — это заболевание, характеризующееся разнообразными клиническими
проявлениями различной степени выраженности, ассоциированными с наличием у больного дивертикулов [1]. При этом его этиология и патогенез на сегодняшний день окончательно не установлены. Как не установлена и его стадийность: являются ли единичные дивертикулы сигмовидной кишки начальной стадией болезни, или это самостоятельная нозологическая единица?
Структурные изменения в стенке кишки при ДБТК связаны с нарушением процессов регенерации, обусловленных, в частности, иммунным ответом на многочисленные антигены (бактерии, вирусы, пищевые белки). В физиологических условиях в результате взаимодействия антигена с эпителием и распознавания его 1о11-подоб-ными рецепторами вырабатываются химические вещества, обладающие сигнальными и защитными свойствами — дефенсины, интерфероны и ин-терлейкины: ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-ф; ФНОа [2,3]. Сигналы опасности передаются локально на макрофаги, дендритные клетки и фибробласты. Процесс не развивается, если макрофаги справляются с антигенным материалом. Если опасность большая, то информация поступает в капилляры на эндотелиальные клетки, которые начинают экспрессировать адгезины и ин-тегрины — активирующие молекулы, на которые реагируют моноциты, лимфоциты и лейкоциты из кровотока. Эти иммунокомпетентные клетки через межэндотелиальные щели проникают в слизистую оболочку кишки, и начинается воспалительный процесс с выработкой цитокинов как провоспалительных, так и противовоспалительных [4]. При воспалении в толстой кишке патологический процесс связан с провоспалитель-ным цитокином ФНОа [5], а также с большим количеством бактериального липополисахарида (ЛПС), поступающего из просвета кишки [6,7]. ФНОа, синтезируемый макрофагами слизистой оболочки, нарушает индукцию апоптоза в эпителиоцитах с потерей устойчивости эпителия к регенерации [8,9]. Также установлено, что в процессе моделирования иммунного ответа в кишке участвуют провоспалительные цитокины (ИЛ-1Р, ФНОа) [7].
Однако остаются неизвестными соотношения концентрации цитокинов с их основными транспортерами — рецепторами интерлейкинов, которые могут определять иммунный ответ при дивертикулезе сигмовидной кишки. Все это послужило предпосылкой настоящего исследования, целью которого было изучить взаимоотношение между провоспалительными цитокинами (ФНОа, ИЛ-1Р, ИЛ-2) и их транспортером (ИЛ-1ИА) и противовоспалительным цитокином (ИЛ-4) у больных с единичными и множественными дивертикулами толстой кишки.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Изучено содержание провоспалительных и противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови 87 больных с дивертикулярной болезнью толстой кишки (ДБТК) без эндоскопических признаков воспаления (средний возраст 62,6 ± 7,1 года). Диагноз подтвержден данными инструментальных методов исследования: эндоскопией толстой кишки и рентгенологическим методом. По количеству дивертикулов, выявляемых при контрастировании кишки бариевой взвесью, выделены 2 группы больных: с единичными (менее 10) дивертикулами и множественными (более 10). В 1-ю группу с единичными дивертикулами вошли 35 больных, во 2-ю группу с множественными дивертикулами — 52 больных. В качестве контрольной группы использовали сыворотку крови 15 практически здоровых людей того же возраста, отобранных на основе плановой диспансеризации, не имевших в анамнезе кишечных заболеваний. Критерии исключения из исследования — острые воспалительные, аутоиммунные и опухолевые заболевания.
В сыворотке крови методом твердофазного имму-ноферментного анализа (ИФА) определяли концентрацию интерлейкинов: ИЛ-^, ИЛ-Ша (рецептор-ного антагониста), ИЛ-2И, ИЛ-6, ИЛ-4, фактора некроза опухолей альфа (ФНОа), ферритина. Использовали тест-систем фирмы: ЗАО «Вектор-Б ест» (пос. Кольцово, Новосибирская область, Россия), «Bio Source International». Порог чувствительности анализа составлял 2 пг/мл. При проведении исследований и обработке результатов использовали аппаратуру «Мультискан» (Россия). При статистической обработке полученных результатов достоверность различий оценивали с использованием критерия t Стьюдента, непараметрического критерия U Ман-на—Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследования показали, что концентрация ключевого провоспалительного цито-кина ИЛ-1 ß при единичных дивертикулах достоверно повышена у 17% больных. Однако была отмечена значительная вариабельность его концентраций, которые в среднем практически не отличались от контрольной группы. Вместе с тем выявлялось трех-, четырехкратное увеличение содержания в сыворотке крови его рецеп-торного антагониста ИЛ-Ша, который продуцируется теми же клетками в ранние сроки распознавания антигена, что и ИЛ-ф. Подобная картина наблюдалась и при множественных ди-
вертикулах. Установлено, что у больных этой группы повышена концентрация ИЛ-1Р в 27,6% случая, у остальных оставалась неизменной и не отличалась от показателей контрольной группы на фоне стабильно высокого уровня его антагониста ИЛ-Ша (таблица). Известно, что ИЛ-Ша подавляет активность ИЛ-1а и ИЛ -1р, конкурируя с ними за рецепторы связывания [10]. Можно предположить, что выявленный избыток ИЛ-1 Иа препятствует накоплению ИЛ-1Р и, возможно, является причиной нарушенного иммунитета при ДБТК из-за его большого аффинитета к рецепторам этой группы цитокинов. Известно, что ИЛ-18, относящийся к семейству ИЛ-1, активно элиминируется из кровотока сходным с ИЛ-1Р образом, их биосинтез ингиби-руется на генетическом уровне [11].
Анализ средних значений концентрации сывороточных провоспалительных цитокинов (ИЛ-1Р, ИЛ-6, ФНОа) отражает их участие в механизмах активации неспецифической и специфической иммунной защиты, являющейся общей иммунной реакцией на местное повреждение слизистой оболочки. В сыворотке крови больных 1-й группы повышен уровень ИЛ-1Р (87,6 ± 19,8 пг/мл при норме 25,9 ± 5,7 пг/мл). Выявлен двукратный прирост содержания его рецепторного антагониста ИЛ-Ша, продуцируемого теми же клетками общевоспалительного назначения — макрофагами, эндотелиоцитами. Стабильно высокий уровень ИЛ-Ша приводит к подавлению активности ИЛ-1Р, связанного с ин-гибированием его биосинтеза, а 1о11-подобные рецепторы опосредованно усиливают продукцию ИЛ-Ша, регулятора иммунного ответа [11,12].
Содержание основного провоспалительного цитокина — ФНОа в обеих группах было достоверно повышено по сравнению с контролем. Не-
обходимо отметить, что концентрация данного цитокина при множественных дивертикулах была несколько выше, чем при единичных. Повышение уровней провоспалительных цитокинов в сыворотке крови обычно рассматривают как фактор, утяжеляющий течение заболевания [13]. Уровень ИЛ-6, хотя и относится к провоспалительным цитокинам, при единичных дивертикулах не отличался от нормы (соответственно 26,7 ± 5,5 и 16,3 ± 3,2 пг/мл), но был повышен при множественных дивертикулах (67,1 ± 18,4 пг/мл). Аналогичные противоречивые данные получены при воспалительных заболеваниях толстой кишки, когда авторы наблюдали увеличение концентрации данного цитокина только при выраженном обострении язвенного колита, а не при болезни Крона [14]. Это можно объяснить тем, что ИЛ-6 находится в оппозиции к классическим провоспалительным цитокинам, так как блокирует активацию их генов через систему транскрипционных факторов STAT и, следовательно, передачу сигнала с рецепторов. ИЛ-1Р, как конвертирующий фермент, является специфической протеазой, участвующей в молекулярной регуляции начальных этапов апоп-тоза [4]. Можно предположить, что это явление лежит в основе подавления синтеза цитокинов семейства ИЛ-1 и частично ФНОа при множественных очагах воспаления у больных ДБТК. В свою очередь противовоспалительные цитоки-ны могут блокировать ген ИЛ-6 через систему NF-kp (нуклеарный фактор), так как только активация нуклеарного фактора вызывает экспрессию генов цитокинов с последующей продукцией провоспалительных цитокинов и молекул адгезии [2,10]. Вследствие сложных механизмов экспрессии генов цитокинов низкая концентрация нуклеарного фактора, выявленная при не-
Показатели концентрации цитокинов в сыворотке крови у обследуемых
Показатель Контрольная группа 1-я группа 2-я группа
ИЛ-1Р, пг/мл 25,9 ± 5,7 87,6 ± 19,8 105,9 ± 26,7*
ИЛ-Ша, пг/мл 115,3 ± 7,6 231 ± 35,0* 372 ± 53,7*
ИЛ-6, пг/мл 16,3 ± 3,2 26,7 ± 5,5 67,1 ± 18,4*
ФНОа, пг/мл 23,8 ± 6,5 62,8 ± 19,6* 187,8 ± 19,5*
ИЛ -4, пг/мл 34,3 ± 8,2 244,4 ± 38,6* 109,6 ± 53,9*
ИЛ-2И, пг/мл 22,6 ± 3,8 37,1 ± 4,5 29,7 ± 5,2
Ферритин,нг/мл 145,6 ± 31,2 326,4 ± 45,2* 286,7 ± 35,9*
Примечание. * — сравнение средних значений с контрольной группой. Различия достоверны при р < 0,05.
больших очагах воспаления, остается неизменной, а при крупных очагах увеличивается.
У больных ДБТК повышена концентрация ИЛ-4 - 244,4 ± 38,6 (в контроле 34,3 ± ± 8,2 пг/мл). ИЛ-4 снижает аллергические реакции и обеспечивает проявление хелперных функций Т-лимфоцитов на В-клеточное звено иммунитета, обеспечивающего выработку иммуноглобулинов и антител. Влияние ИЛ-4 на В-лимфоциты связано главным образом с регуляцией секреции ^Е-антител. Увеличение уровня ИЛ-4 может быть связано как с его гиперпродукцией, так и с регуляторным дисбалансом других цитокинов, что проявляется в форме повышенной иммунологической реактивности с выработкой антител различной специфичности [15].
Повышение концентрации ферритина при ди-вертикулярной болезни свидетельствует об активации процессов неспецифической защиты при локальном нарушении гемостаза в слизистой оболочке толстой кишки.
Повышенный уровень ИЛ-1Р и низкая концентрация ФНОа при дивертикулярной болезни характерны для начальных этапов развития иммунных реакций. У больных высокое содержание ИЛ-4 — естественного ингибитора провоспа-лительных цитокинов — ИЛ-1Р, ФНОа и ИФ-у, играет, с одной стороны, положительную роль, направленную на ограничение воспалительных и деструктивных процессов в слизистой оболочке толстой кишки. С другой — развивается опосредованное воздействие ИЛ-4, усиливающее стимуляцию Т-хелперов и В-лимфоцитов. Высокая концентрация ИЛ-4 у больных поддерживает выработку антител к белку, усиливающему проницаемость, к маннанам $асЬаготусев сеуепсу, к тканевой трансглутаминазе [17]. Следовательно, антибактериальная терапия уменьшит возможные осложнения [18]. Полученные данные позволяют заключить, что система провоспали-тельных цитокинов активируется при обеих формах дивертикулов, а также модулируется механизмом частичного подавления их синтеза в совокупности с блокированием генов провоспа-лительных цитокинов и их рецепторных антагонистов.
Синтез ИЛ-2 осуществляется преимущественно Т-хелперами под влиянием антигенной стимуляции [3]. ИЛ-2 наряду с цинкзависмым гор-
моном тимулином отвечает за активацию натуральных киллеров [2,19]. Поскольку при обеих формах дивертикулов концентрации ИЛ-2 И не отличается от показателей контрольной группы, можно полагать, что при данном заболевании не происходит активация системы натуральных киллеров, что согласуется с результатами наблюдений J. Р1егсу и соавт. [15]. Как известно, цитокины самостоятельно не способны проникать в клетки — мишени [13]. Для этого необходим транспортный комплекс с их носителем — универсальным ингибитором протеиназ макроглобулина, который после присоединения гидро-лаз становится нейтральным, теряет флотирующие свойства и подобно преципитату антиген — антитело оседает на рецепторы эндоцитоза клеток — мишеней. Образовавшийся суперкомплекс вновь утрачивает заряд и проваливается сквозь цитоплазматическую мембрану внутрь клетки — мишени, где цитокин, достигнув ее ядра, и может реализовать свои регуляторные свойства [4,7]. Если допустить, что комплекс способен транспортировать более одной молекулы цитокина, его количество с избытком хватает для связывания и транспортировки всех возможных цитоки-нов. Кроме того, при ДБТК из очага воспаления высвобождаются различные гидролазы, значительная часть которых связывается макроглобулином — универсальным ингибитором проте-иназ. Соответственно транспортный потенциал макроглобулина по отношению к цитокинам при ДБТК способен существенно возрастать, так у больных образуются антитела к протеиназам (матриксной металлопротеиназе 2).
Из изложенного выше следует, что при ДБТК ФНОа является фактически единственным про-воспалительным цитокином из группы маркеров острого течения воспалительного процесса, так как уровень его возрастал независимо от формы. Другие провоспалительные цитокины подавлялись, видимо, путем блокады транскрипции на уровне гена при конкуренции с белками антагонистами и из-за блокады рецепторов эндоцитоза. Система противовоспалительных цитокинов независимо от формы ДБТК активирована, но была недостаточна для подавления синтеза ФНОа и хемотаксиса. В связи с этим можно предположить, что макрофаги играют при ДБТК большую роль, чем Т-хелперы-2, активация которых не выявлена [16]. По характеру изменений концен-
трации цитокинов и их транспортеров при ДБТК с множественными и единичными дивертикулами демонстрируются существенные различия. В первом случае наблюдаются классические элементы острой воспалительной реакции, в которой выявлен доминирующий эффект ФНОа, но не провоспалительных цитокинов семейства ИЛ-1: ИЛ-ip и ИЛ-lRa. Эти интерлейкины в острой фазе воспаления подавляют синергическое влияние блокаторов рецепторов эндоцитоза — противоспалительных цитокинов, что происходит при ДБТК и ограничивает развитие системного воспалительного процесса.
ВЫВОДЫ
Таким образом, мы показали, что независимо от количества дивертикулов у больных диверти-кулярной болезнью толстой кишки повышена концентрация ФНОа. Установлено различие в концентрации провоспалительных цитокинов в сыворотке крови в зависимости от количества дивертикулов в кишке: увеличение содержания ИЛ-ip при единичных дивертикулах и ИЛ-6 — при множественных. Оценка содержания цито-кинов с функционально различными свойствами — качественный показатель адекватности иммунного ответа. По нашему мнению, выявленные различия могут быть использованы в качестве дополнительных критериев в дифференциальной диагностике степени воспаления в толстой кишке при дивертикулярной болезни толстой кишки для оценки прогноза ее течения и выбора противорецидивной терапии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Kang J.Y., Firwana B., Green A.E. et al. Uncomplicated diverticular disease is not a common cause of colonic symptoms // Aliment. Pham. Ther. 2011. Vol. 33. № 4. P. 487-487.
2. Ковальчук Л.В., Хорева Р.В., Варивода А.С. Врожденные компоненты иммунитета. Toll-подобные рецепторы в норме и иммунопатологии // Журн. микробиол. 2005. №4. С. 96-104.
3. Фрейдлин И.С. Регуляторные Т-клетки: происхождение и функции // Мед. иммунол. 2005. Т. 7. №4. С. 347-354.
4. Хаитов Р.М., Пащенков М.В., Пинегин Б.В. Роль паттернраспознающих рецепторов во врожденном и адаптивном иммунитете // Иммунология. 2009. № 1. С. 66-76.
5. Milner P., Crowey R., Kamm M.A., Leonard-Jones J.E., Burustock G. Vasoactive intestinal polypeptide levels in sigmoid colon in idiopatic constipation and diverticular disease // Gastroenter. 1990. Vol. 99. P. 666-675.
6. Akazawa A., Sakaida J., Higaki S. et al. Increased expression of tumor necrosis factor-a messenger RNA in the intestinal mucosa of inflammatory bowel disease, particu-lary in patients with disease in the inactive phase // J. Gastroenterology. 2002. Vol. 37. P. 345-353.
7. Plaen I.G., Han X.-B., Liu X. et al. Lipopolysaccharide induces CXCL2/macrophages inflammatory protein-2 gene expression in enterocytes via NF-kB activation: independence from endogenous TNF-a and platelet-activating factor // Immunology. 2006. Vol. 118. P. 153-163.
8. Underhill D.M., Ozinscy A. Toll-like receptors: key mediators of microbe detection // Curr. Opion. Immunol. 2002. Vol. 14. P. 103-10.
9. Симбирцев А.С. Цитокины: классификация и биологические функции // Цитокины и воспаление. 2004. Т. 3. №2. С. 16-21.
10. Mueller Cr. Tumor necrosis factor in mouse models of chronic intestinal inflammation // Immunology. 2002. Vol. 105. P. 1-8.
11. Ткаченко Е.В., Варванина Г.Г., Дроздов В.Н., Трубицына И.Е. Изменение морфологической структуры, регионального кровотока и содержания простагландинов в слизистой кишечника крыс под воздействием различных фармгрупп // Эксперим. и клинич. гастроэнтер. 2010. №3. С. 71-73.
12. Vasuda T. Hyaluronan inhibits cytokine production by li-popolysacaride-stimulated U937 macrophages through down-regulation of NF-kB via ICAM-1 // Inflammation Research. 2007. Vol. 56. № 6. P. 246-253.
13. Abrea M.T., Fukata M., Arditi M. TLR signaling in the gut in health and disease // J. Immunol. 2005. Vol. 174. № 8. P. 4453-4460.
14. Царегородцева Т.М., Серова Т.И. Цитокины в гастроэнтерологии. М.: Анахарсис, 2003. 96 с.
15. Piercy J., Petrova S., Tchilin E.Z. et al. CD45 negatively regulates tumour necrosis factor and interleukin-6 production in dendric cells // Immunology. — 2006. Vol. 118. P. 250-256.
16. Левченко С.В., Гудкова Р.Б., Потапова В.Б., Лазебник Л.Б. Реакция иммунокомпетентных клеток и структурные изменения слизистой оболочки толстой кишки у больных дивертикулярной болезнью // Эксперим. и клинич. гастроэнтерол. 2009. № 5. С. 17-20.
17. Гудкова Р.Б., Левченко С.В., Парфенов А.И., Потапова В.Б., Лазебник Л.Б. Особенности иммунного ответа на эндогенные пептиды при болезни Крона и диверти-кулезе толстой кишки // Аллергология и иммунология. 2009. Т. 10. №2. С. 264-265.
18. Лутков И.В. Изучение эффективности препарата аль-фа-нормикс (рифаксимин) в лечении пациентов с ди-вертикулярной болезнью, ассоциированной со средним и тяжелым дисбактериозом кишечника // Эксперим. и клинич. гастроэнтерология. 2009. № 2. С. 99-103.
19. Peek E.J., Richards D.F., Faith A .et al. Intrleukin-10 -secreting regulatory T cells induced by glucocorticouds and P2-agonist // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2005. Vol. 33. P. 102-111.
Поступила 11.11.2015
