CC BY
156
УДК 616.248:576.31:612.112.91-93 М. Т. Луценко
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОК ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ У БОЛЬНЫХ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ
РЕЗЮМЕ
Исследовали клетки периферической крови (эозинофилы, базофилы, нейтрофилы), а также эозинофилы и тучные клетки слизистой бронхов при бронхиальной астме, которые определяют возникновение хронического воспалительного процесса и поддержание гиперчувствительности дыхательных путей.
Исследование посвящено изучению на ультра-микроскопическом и гистохимическом уровнях строения гранулярного аппарата клеток и механизмов выделения продуктов метаболизма. Особенно обращается внимание на сложность строения зернистости нейтрофилов.
SUMMARY
M.T.Lutsenko
MORPHOLOGICAL ANALYSIS OF PERIPHERAL BLOOD CELLS IN PATIENTS WITH BRONCHIAL ASTHMA
Peripheral blood cells (eosinophils, basophils and neutrophils) as well as bronchial mucosa eosinophils and mast cells, which account for chronical inflammation and airway hypersensitivity in patients with bronchial asthma were studied.
The work is devoted to ultramicroscopic and histochemical analysis of granular cell apparatus and metabolism product discharge mecganisms. Complex neutrophil grain-like structure was also studied.
Исследования проводились на 50 больных бронхиальной астмой, находящихся на диспансерном учете в клинике Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания СО РАМН.
При эндоскопических исследованиях бронхиальных путей с помощью фибробронхоскопа «Olympus»
брались биоптаты слизистой бронхов на различных уровнях. Фиксация материала проводилась в 2% параформальдегиде на какодилатном буфере при рН 7,4 (температура - +4°С). Заливка - аралдит-эпон. Срезы получали на ультрамикротоме «ЬКВ - NOWA».
Для гистохимических исследований периферическую кровь центрифугировали, отбирали взвесь лейкоцитов и после соответствующих фиксаций или без фиксации (согласно требованиям методики) выполняли гистохимические реакции с клетками периферической крови на следующие ферменты:
1) сукцинатдегидрогеназа по методу
А.М.8е%тап;
2) гистамин по методу СИ. СИатру и Я. Соиуай;
3) кислая фосфатаза по методу Гомори;
4) щелочная фосфатаза по методу Гомори;
5) НАДФН-диафораза по методу в^ако8;
6) перекиси жирных кислот по методу Винклер-Шульце.
Результаты
Дыхательная и другие системы организма вовлечены в сложные обменные процессы у больных с бронхиальной астмой. По ходу верхних дыхательных путей и трахеобронхиального дерева в стенке слизистой, подслизистой и мышечной оболочек происходят сдвиги в обменных межтканевых процессах на фоне нарушенных иммунных и нейрогуморальных регуляторных процессов. При внедрении в организм аллергена против него вырабатываются антитела. Антитела, присоединяясь к антигенным детерминантам, вызывают повреждения в клетках многих тканевых структур.
Прежде всего, вступают в сложный обменный процесс клетки периферической крови и соединительной ткани: тучные клетки, эозинофилы, нейтро-филы, лимфоциты, а также кровяные пластинки. Тучные клетки, в ответ на образующийся комплекс антиген-антитело на их поверхности, вырабатывают большое количество гистамина, который насыщает ткани дыхательной системы и других органов. Гис-
тамин захватывается в большом количестве и эози-нофилами организма.
Под влиянием гистамина усиливаются и мультиплицируются патологические клеточные процессы в тканях. Прежде всего, нужно обратить внимание на огромную роль нейтрофилов в развитии патологических тканевых процессов. Нейтрофилы у больных с бронхиальной астмой вырабатывают большое количество лейкотриенов, которые являются сильными факторами хемотаксиса лейкоцитов. Происходит миграция лейкоцитов и их накопление во внесосудистых тканях. Под влиянием лейкот-риенов в клетках тканей высвобождаются лизосо-мальные ферменты (кислая и щелочная фосфата-зы), протеазы, катионные белки. Накопление таких ферментов в тканях приводит к выраженным деструктивным процессам. Накапливается большое количество перекисей жирных кислот в эпителии слизистой оболочки и гладкой мускулатуре бронхов.
Каждый из кровяных элементов в настоящее время довольно подробно изучен не только в функциональном, но и морфологическом аспекте. Есть смысл осветить отдельные стороны морфологических изменений клеток крови, принимающих участие в развитии патогенеза бронхиальной астмы.
Тучные клетки
Базофилы - депо вазоактивных аминов в крови, а тучные клетки - в тканях. В гранулах базофилов и тучных клеток содержится много гистамина и кислых мукополисахаридов, связанных с белками, входящими в состав гранулярного матрикса. Они определяют характерную метахроматическую окраску гранул. Это - гепарин, гиалуроновая кислота, хонд-риотинсульфаты. Вместе с гистамином мукополиса-хариды высвобождаются из клеток при их дегрануляции и местно влияют на тканевую проницаемость и свертывающую систему, характеризуя тем самым микроциркуляторную реакцию в очаге воспаления. Наряду с вышеуказанными элементами в базофилах и тучных клетках синтезируются и хранятся медленно реагирующая субстанция аллергии (МРС-А); факторы хемотаксиса эозинофилов и нейтрофилов, активаторы кининовой системы. Высвобождение медиаторов из клеток происходит в результате выброса содержимого гранул в экстрацеллюлярное пространство. Дегрануляция представляет секреторный процесс - экзоцитоз. Повреждения клеток при этом не происходит.
Тучные клетки - обязательный компонент соединительной ткани. В дыхательной системе млекопитающих и человека содержание тучных клеток в прослойках соединительной ткани слизистой носа и гортани, по ходу трахеи и бронхиального дерева, в слизистой оболочке бронхов, в плевре особенно велико. По всей вероятности, это связано с тем, что дыхательные органы находятся постоянно в контакте с внешней средой и встреча с чужеродными белками осуществляется особенно часто.
Тучные клетки отличаются значительным полиморфизмом. Их форма может быть разнообразной: округлой, овальной, веретенообразной, а иногда даже отростчатой (рис. 1). Уплощенную или вытянутую форму чаще приобретают тучные клетки, расположенные по ходу кровеносных сосудов. Сами тучные клетки построены своеобразно. В большинстве случаев ядро плохо различимо из-за наличия многочисленных гранул в цитоплазме, которые имеют крупные размеры и очень плотно прилежат друг к другу. В силу этих обстоятельств вся цитоплазма клетки представляет собой как бы единый конгломерат ме-тахроматического материала. При дегрануляции можно видеть отдельные зерна. Гранулы тучных клеток - весьма специфические метахроматические структуры. Гранулы довольно крупные, размеры их колеблются в пределах от 0,3 до 1 мкм. Но даже в одной клетке они не одинаковы по размерам.
Рис. 1. Слизистая оболочка бронха человека. Тучная клетка III стадии развития вытянутой формы располагается между эпителиальными клетками. Электронная микрофотография. Увеличение х 12000.
Тучные клетки в рыхлой соединительной ткани и плевре располагаются в большинстве случаев пери-васкулярно. Периваскулярные тучные клетки имеют тенденцию концентрироваться преимущественно вокруг венозного отдела микроциркуляторного района. В межсосудистых участках рыхлой соединительной ткани и в толще эпителиальной пластинки слизистой оболочки бронхов базофилы расположены в одиночку. Среди многочисленных тучных клеток рыхлой соединительной ткани можно выделить несколько повторяющихся типов:
I тип. Тучные клетки округлой формы с диаметром от 15 до 25 мкм. Число их не превышает 10%. Значительную часть этих клеток занимает кариоплазма. Гранулы представлены мелкой зернистостью.
II тип. Тучные клетки округлой или овальной формы с диаметром 25-30 мкм. Содержание - 25-30%. Скорее всего, эти клетки на следующей ступени дифференцировки по сравнению с тучными клетками 1 типа. Количество гранул в цитоплазме увеличивается. Они ярче окрашиваются альциановым голубым. Ядра в клетке округлой формы.
III тип. Тучные клетки увеличиваются в размерах до 45-50 мкм в диаметре. Ядра клеток - округлые или бобовидные и сильно закрываются гранулами. Сами зерна крупные по размерам. Эти клетки имеют тенденцию к дегрануляции. Экзоцитоз гранул приводит к деформации клеточной мембраны, поэтому контуры клетки кажутся размытыми.
IV тип. Тучные клетки крупных размеров, достигающие 55-70 мкм. Количество таких клеток не превышает 20%. В цитоплазме таких клеток рыхло расположены крупные зерна. Они сосредоточены в цитоплазме ближе к наружной клеточной мембране. Зерна имеют различные оттенки при альциановой окраске. Нередко тучные клетки полностью опустошены от гранул. Все это свидетельствует, что тучные клетки IV типа - самые зрелые во всей этой клеточной популяции.
Электронномикроскопические данные тканевых тучных клеток при бронхиальной астме свидетельствует, что клетки IV типа весьма активны в период дегрануляции, которая сопровождается не только выбросом гранул за пределы клетки, но отторжением довольно значительных участков цитоплазмы с расположенными в них активными гранулами (рис. 2). На основании многочисленных научных исследований установлено, что в составе гранул и межграну-лярного вещества тканевых тучных клеток содержится гепарин, хондроитин-4-сульфат, хондроитин-6-сульфат, в небольшом количестве - гиалуроновая кислота. В тучных клетках имеются также нейтральные мукопротеиды, гликопротеиды, гликолипиды.
Особое внимание следует обратить на содержание в тучных клетках таких компонентов как гепарин (30% от белковых компонентов), гистамин и серотонин (около 5 %). Исследования изолированных гранул тучных клеток позволили обнаружить, что гепарин локализован в гранулах. Гепарин прочно связан внутри гранул и его высвобождение обнаруживается после их разрушения. Вероятно, гепарин синтезируется в тучных клетках. Об этом свидетельствует наличие в тучных клетках ферментов, ответственных за синтез сульфати-рованных мукополисахаридов - арилсульфатазы С, сульфаттрансферазы, а также включение в состав гепа-
_ /-ч14
рина гранул меченных предшественников: С -глюкозы; С14-глюкозамина и №283504.
Гистамин. Тучные клетки содержат большое количество гистамина. С помощью меченного гистидина было установлено, что образование гистамина осуществляется в самих тучных клетках при участии гистидилдекарбоксилазы. Вероятно, гистамин
Рис. 2. Слизистая оболочка бронха. В соединительной ткани тучная клетка. Часть цитоплазмы с находящимися в ней гранулами отшнуровы-вается от основной массы клетки. Электронная микрофотография. Увеличение х 10000.
синтезируется в цитоплазме клеток, а затем включается в гранулы.
Серотонин. Количество серотонина в тучных клетках обнаруживается довольно высокое. Обнаруженная в цитоплазме 5-окситриптофандекарб-оксилаза доказывает, что синтез серотонина происходит именно в тучных клетках. В тучных клетках содержится и допамин.
Белок специфических гранул тучных клеток характеризуется высоким содержанием аргинина, а также гистидина. Большую часть этого белка (2/3) составляют протеолитические ферменты, подобные а-химотрипсину и трипсину. Они связываются хима-зой гранул. На долю этого фермента приходится около 20% общего веса гранул.
Основу гранул тучной клетки с химических позиций составляет полисахаридно-белковый комплекс (гепарин + белок), на который приходится не менее 65% общего веса гранул. Связь между гепарином и белком - прочная. Сульфатные группы гепарина взаимодействуют с аминогруппами аргинина - основного белка гранул. Изучение изолированных гранул показало, что гистамин связан в них менее прочно и легко удаляется растворами электролитов. Таким образом, гепарин и белок связаны в гранулах тучных клеток ионными связями: аминогруппы аргинина с карбоксильными и сульфатными группами гепарина.
/СОО -.. Гепарин ^-№Оз -..
О8О3 -..
Н2^ белок - СООН
/
кн2-
гистамин
Такой комплекс выступает как носитель свободных активных карбоксильных групп (главным образом белка), с которыми и взаимодействует гистамин.
Это может объяснить ряд фактов: более прочную связь в гранулах гепарина по сравнению с гистамином; потерю гепарина из гранул при фиксации материала водными фиксаторами или при выделении гранул путем дифференциального центрифугирования.
Однако, всё же трудно объяснить чрезвычайную прочность структуры гранул (комплекс гепарин -белок) даже после трёхкратного замораживания -оттаивания. Вероятно это обусловлено существованием прочных ковалентных связей гепарина с белком. Была показана связь гепарина с белком через гликозидные пути. В этом комплексе гепарин играет роль основного гистамин-связующего агента.
В такой ситуации степень прочности связей гистамина с гепарином должна контролироваться содержанием катионов в гранулах и количеством реакционно-способных групп гепарина, так как десуль-фатированный гепарин утрачивает способность связывать гистамин.
ШОзН
гепарин
О
8ОзН
ШО3Н ^ОзН
аргинин
№Н+
белковый комплекс гранулы
Поскольку в белковой основе гранул преобладает аминокислота аргинин, следует предположить, что наряду с протеолитическими ферментативными белками всё же основу его составляет белок протамин. Этим и объясняется тот факт, что в связке с протамином гепарин и теряет свои ан-тикоагуляторные свойства. В составе протаминов помимо аргинина имеется гистидин, присутствие которого может объяснить механизм постепенного наращивания в гранулах тучных клеток гистамина. Через реакцию декарбоксилирования гистидин белковой основы гранул тучных клеток превращается в гистамин:
НС^= С-------------С^СЩІМЩСООН
N №Н
гистидин
СН
^ гистидиндекарбоксилаза НС = С--------СН2 - СН2 - ^2
N NН
СН
гистамин
Протамин сульфат
Протамин сульфат - антогонист гепарина. Протамины относятся к простым белкам - основным белкам клеточного ядра, которые состоят из
аминокислот, построенных в линейные агрегаты. Протамин содержит свыше 80% остатков аргинина и других основных аминокислот. Протамин сульфат -жидкость с рН 4,0-6,0. Он обладает сильным взаимодействием с гепарином с образованием
малодиссоциирующего соединения. Это становится возможным в силу соединения отрицательных сульфатных групп гепарина с положительно
заряженными аминогруппами протамин сульфатов. Вследствие этого гепарин теряет антикоагулянтные свойства. Протамин сульфат в количестве 1 мг
нейтрализует около 85 единиц гепарина.
Протамины кроме аргинина содержат гистидин, лизин, изолейцин, но не содержат такие
аминокислоты как тирозин, триптофан, фенилаланин. На конце полипептидной цепи находится пролин. Изоэлектрическая точка протамин сульфатов находится в пределах рН 10-12,5. Эти белки растворяются в кислых и нейтральных растворах, подвергаются гидролизу пепсином.
Гистидин
Это аминокислота гетероциклического строения, содержится почти во всех белках. В плазме крови содержится 1,7 мг%. Увеличивается её выделение с мочой при беременности. Г истидина содержится много в белковой основе гемоглобина, благодаря чему гемоглобин становится источником для получения гистидина. В тканях млекопитающих содержится фермент гистидиндекарбоксилаза, отщепляющая от гистидина двуокись углерода, превращая его в биологически активный амин - гистамин. В плазме крови и моче гистидин можно определять ферментативным методом, используя гистидин - аммиак - лиазу в результате чего образуется уроканиновая кислота, которая имеет спектр поглощения 277 нм.
Наконец, необходимо уточнить ещё один этап в работе гранул тучных клеток - прочность комплекса гепарин - гистамин. Синтезированный или
полученный из вне гистамин (скорее всего преувеличенный многими исследователями путь накопления его в тучных клетках) находится в подвижном комплексе с гепарином.
Гепарин напоминает промежуточную структуру, которой с одной стороны нужно удержаться в тесной связи с аргинином, а с другой стороны носить на себе гистамин.
Проблемы тесной связи с белковой основой решаются скорее всего ферментом а - N - бензоил DL - аргинил - в - нафтиламидазой, обнаруженной Глейнером (1962) в гранулах тучных клеток. Ингибитором этого фермента является сам гепарин.
Нами предприняты исследования, направленные на изучение физико-химического состояния гранул тучных клеток путём моделирования in vitro взаимоотношения между структурными компонентами в зависимости от их реагенных возможностей.
За основу мы взяли свойство гепарина вступать в тесную связь с метильными группами метиленовой сини. Если в обычных условиях гепарин связывается метиленовой синькой в пределах 280-275 усл. ед. спектрофотометрии, то облучение его лучами лазера в течение 3 минут с частотой в 3000 Гц приводит к изменению реагирующих групп и снижению их активности на 10-15% (237 усл. ед.).
Введение гистамина в реакционную среду резко усиливает активность реагирующих NSOjH-групп, доводя интенсивность связывания метильных окончаний гепарина до 267 усл. ед.
Применяя специфические методы фиксации материала, удалось установить структуру и механизмы выделения биогенноактивных веществ из тучной клетки при взаимодействии с ней IgE. Гранулы тучных клеток имеют строго упорядоченную структуру. Белковые молекулы, составляющие основу гранулы, имеют не диффузное, а волокнистое строение. В основе структурной белковой единицы гранулы выступает волокно. Белковые фибриллы в норме располагаются концентрическими слоями, имея, по-видимому, боковые химические связи, удерживающие их в таком строго упорядоченном положении. Снаружи гранулы покрыты общей гранулярной мембраной. Контакт с клеткой IgE вызывает цепь химических реакций, в основе которых, в первую очередь, положена активизация протеолитических ферментов. Начинается дезинтеграция межбелковых фибриллярных связей, а так же контактов между белковыми молекулами и гепарином, сопровождающаяся освобождением (опустошением) гранул и выделением их «по ходу событий» за пределами клетки с выбросом таких веществ как гистамин и серотонин. В работающей тучной клетке можно на электронномикроскопическом уровне обнаружить все переходные стадии дегрануляции и экструзии содержимого гранул во внешнюю среду (рис. 3). Процесс, приводящий к экзоцитозу, подробно описан [18, 23, 24].
В результате димеризации, которая происходит при «замыкании» антигеном двух молекул, фиксированных на клетке IgE-антител, рецепторы для IgE приобретают энзиматическую активность и увеличивают проницаемость мембран для ионов Са++. Это антигензависимый этап реакции: кальций
Рис. 3. Электронная микрофотография. Тучная клетка IV стадии развития слизистой бронха. Дезинтеграция фибриллярного упорядоченного плана строения гранул. Опустошение гранулы после выделения содержимого за ее пределы. Увеличение х 40000.
активирует переход эндомембранной проэстеразы в хемотрипсинзависимую эстеразу и переводит в активную форму фосфолипазу А, которая в свою очередь гидролизирует мембранные фосфолипиды до лизофосфатидов и жирных кислот. Жирные кислоты служат источником для синтеза простагландинов и тромбоксанов. В результате наступает разрыхление мембран, внутриклеточное перемещение гранул, образование каналов между клеточными и переграну-лярными мембранами и выброс содержимого гранул во внеклеточное пространство. При этом происходит реорганизация элементов цитоскелета: сокращение актиноподобного белка микрофиламентов, энергию для которого поставляет АТФ через включение Са-зависимых АТФ-аз. Одновременно обнаруживается структурная организация микротрубочек, образующаяся в результате полимеризации белка тубулина. Этот процесс контролируется протеинкиназами, активность которых определяется цАМФ и цГМФ.
Участие кальция и нуклеотидов в процессе дегрануляции подтверждается тем, что высвобождение гистамина и МРС-А можно получить при инкубации интак-тивных клеток с ионоформами кальция. При добавлении антигена к сенсибилизированной легочной ткани в ней наблюдается повышение уровня цГМФ, контролирующее с высвобождением МРС-А и гистамина. Сходная реакция происходит при инкубации клеток с аце-тилхолином, который также вызывает повышение уровня цГМФ [19].
Эозинофилы
При основных нозологических формах, связанных с гиперпродукцией IgE, отмечается повышенное содержание эозинофилов. В реакциях иммунитета эозинофилам принадлежат следующие функции: поглощение чужеродных частиц и комплексов антиген-антитело, цитотоксический эффект на микроорганизмы и паразиты, инактивация медиаторов анафилаксии. Энзиматическая активность эозинофилов связана с мембраной, цитоплазмой и гранулами. Способность к хемотаксису возрастает по мере созревания клетки. В эозинофилах обнаруживается высокая, по сравнению с нейрофилами, активность ряда ферментов: фосфатазы, окислительные ферменты, протеаза, нуклеаза, эстеразы, глюкуронидаза, арилсуль-фатаза. Однако, в эозинофилах отсутствует лизоцим и фагоцитин. В эозинофилах имеется фактор EDI (eosinophil derived inhibitor), который ингибирует выделяемый тучными клетками гистамин. По всей вероятности, EDI - это смесь простагландинов Ei и Е^
До 50% содержимого гранул эозинофилов составляет богатый аргинином белок с молекулярной массой 11 тыс. дальтон. Этот белок ингибирует гепарин [10]. В местах больших скоплений эозинофилов появляется кристаллический протеин - шестигранные кристаллы, описанные Шарко-Лейденом (рис. 4). Это признак деструкции эозинофилов. Хемотаксис и их концентрация в тех или иных тканях обеспечивается следующими факторами:
1. Фактор из тучных клеток и базофилов, выделяемый в процессе IgE-индукции.
2. Фактор из лимфоцитов (особенно при паразитарных заболеваниях). Этот фактор связан с Т-лимфоцитами.
3. Фактор хемотаксиса, выделяемый из нейтрофи-лов, представляющий вещество с молекулярным весом 500-100 дальтон. Обнаружен при фагоцитозе нейтрофилами зимозана [7]. Этот фактор отмечается при инкубации нейтрофилов с арахидоновой кислотой. Поскольку, арахидоновая кислота является предшественником простагландинов и тромбоксанов, возможно и их рассматривать в качестве медиаторов активности эозинофилов.
Активация системы комплемента ведет к высвобождению по крайней мере трех соединений с хемо-таксической активностью для эозинофилов и нейтро-филов: С3а, С5а и С5 [17].
Регуляция функции эозинофилов осуществляется через систему рецепторов по поверхности клетки. Такие рецепторы существуют для F-фрагментов IgG и IgE и отдельных компонентов комплемента: С4, С3, С3 и С3д. У здоровых людей рецепторы IgG обнаружены на 35% клеток, а при эозинофилах число их увеличивается [15]. При аллергической бронхиальной астме 30% эозинофилов имеет рецепторы для IgE [16]. АКТГ оказывает эозинопенический эффект в организме.
В аллергических реакциях эозинофилы представляют регулятор аллергического воспаления. Хемотаксические факторы, продуцируемые тучными клетками, привлекают эозинофилы в очаг реакции. Здесь они участвуют в инактивации медиаторов аллергии.
Рис. 4. Слизистая оболочка бронха человека. В соединительной ткани вблизи базальной мембраны -эозинофил с чётко выделяющимися гранулами многоугольной формы (Шарко - Лейдена). Электронная микрофотография. Увеличение х 30000.
Гистаминаза инактивирует гистамин, киназы -кинины, в том числе и брадикинин; фосфолипаза Д -фактор агрегации тромбоцитов; арилсульфатаза -МРС-А. Выделенный из эозинофилов ЕБ1 ингибирует высвобождение гистамина из тучных клеток (рис. 5). При паразитарных процессах эозинофилы выступают в качестве эффекторов, принимающих непосредственное участие в деструкции паразита совместно с компонентами комплемента и - антителами. Эти факторы обеспечивают прилипание эозинофила к гельминту и обеспечивают цитотокси-ческий антигельминтный эффект, связанный с разрушением гранул клетки и секрецией ферментов в первую очередь пероксидазы и фосфолипазы В, на поверхности паразита. Сенсибилизированные Т-лимфоциты играют в этом процессе двоякую роль: вырабатывают лимфокины с эозинотоксической активностью, а также стимулируют синтез противопа-разитарных антител, в том числе ^Е-класса и последующее высвобождение медиаторов из тучных клеток. Таким образом, включается второе звено анти-гельминтной защиты: действие и дальнейшее привлечение эозинофилов к месту инвазии паразита.
Роль эозинофилов при астме
В последние годы стало очевидно, что эозино-фил может являться важной эффекторной клеткой в патогенезе астмы, особенно при поздней астматической реакции. Его можно стимулировать рядом раздражителей, среди которых тромбоцитоактивный фактор (РАБ) является одним из наиболее эффективных.
Рис. 5. Слизистая оболочка бронха человека больного бронхиальной астмой. Эозинофилы в соединительной ткани слизистой вблизи базальной мембраны. Отмечается высокая активность зёрен эозинофила. Вокруг каждого зерна полость, в которой оно располагается. Полость образуется, по-видимому, в силу выделения зёрнами продуктов метаболизма. Электронная микрофотограмма. Увеличение х 30000.
Эозинофил является источником различных противовоспалительных и токсических продуктов с выраженными эффектами в легких и воздухоносных путях. Эти эозинофильные продукты тесно связаны с проявлением первых признаков развития бронхиальной астмы, что дало основание предположить, что астму лучше всего классифицировать как «хронический десквамирующий эозинофильный бронхит». Хотя данные являются убедительными, многие вопросы все еще остаются без ответа и ждут дальнейших исследований.
Астма является хроническим воспалительным заболеванием, характеризующимся эозинофилией периферической крови, бронхиальной ткани и мокроты [6, 12]. Однако, в течение многих лет их патогенная роль при астме была не ясной. В последние годы появилась возможность лучше изучить потенциальные возможности эозинофилов при гиперчувстви-тельных реакциях, как астма [27]. Эффекторные функции эозинофилов на паразитах, клетках и тканях проводятся через три различных механизма.
Неокислительные механизмы
Ноноксидативный эффекторный механизм проводится тремя различными катионными белками, находящихся в специфических эозинофильных гранулах:
1) главным основным белком (МВР);
2) эозинофильным катионовым белком (ЕСР);
3) эозинофильной пероксидазой (ЕРО). Было показано, что эти белки стимулируют тучные клетки и базофилы [13]. Влияние МВР на респираторный эпителий напоминает патологические изменения при бронхиальной астме у человека [26].
Способ действия этих основных белков еще не установлен. Однако, структурно и физиохимически, они похожи на токсины яда и компоненты комплемента, что дает основание предположить подобный способ действия. Оксигенно-зависимые функции эо-зинофилов заключаются в образовании токсических кислородных радикалов, которые в свою очередь способны окислять широкий ряд молекул в клетках слизистой оболочки бронхов.
Гуморальные механизмы
Наконец эозинофилы могут способствовать воспалению через генерацию и высвобождение липидных медиаторов таких как тромбоцит-
активизирующий фактор (PAF) лейкотриен С4 (ЬТС4) простагландин Е (PGE) и тромбоксан-А2 (ТХА2) [8]. Бронхиальная гладкая мускулатура человека очень чувствительна к PAF, LTC4 и ТХА2. Таким образом, эози-нофил может способствовать бронхоконстрикции в поздних фазах астматических реакций, которые характеризуются присутствием эозинофилов.
Эозинофилия крови и мокроты при астме
У астматических лиц эозинофилы обнаруживаются в крови, мокроте, бронхиальной ткани, так же как и в бронхоальвеолярной жидкости (BAL). Повышение уровня эозинофилов крови при астме является различным, и повышение его является менее выраженным, чем при некоторых других заболеваниях, связанных эозинофилией, а в некоторых случаях эо-зинофилы не обнаруживаются совсем. Несколько исследователей обнаружили обратную корреляцию между подсчетом эозинофилов в крови и степенью бронхиальной гиперреактивности [5] и резистентности воздухоносных путей. Напротив, большое количество эозинофилов и их продуктов обнаруживают в мокроте больных астмой, особенно при астме, вызванной аспирином [20]. Отмечено, что концентрация МВР в мокроте постоянно повышена и почти специфична для астмы [9]. Было также обнаружено, что количество кристаллов Шарко-Лейдена и ЕРО в мокроте также повышенно при астме, хотя они не были специфичны для этого заболевания.
Бронхиальная эозинофилия при астме
Воспалительные клеточные инфильтраты с преобладанием эозинофилов пенетрируют бронхиальную стенку, прилегающую паренхиму и выходят в бронхиальный просвет. Кроме того, биопсийные образцы, взятые из бронхов астматиков во время или вскоре после приступа показывают выраженную эозинофилию [25].
Эозинофилы также связаны с участками десквама-ции, ухудшением цилиарной функции, бронхиальной обструкцией и утолщением соединительно-тканной оболочки в поздней стадии астмы [11]. Кроме того, эозинофильные продукты обнаруживаются вдоль выстилки бронхиол близко к участкам пораженного эпителия.
Повышенное содержание эозинофилов и высокая концентрация их продуктов также обнаруживаются в жидкости BAL у астматиков [31]. Кроме того, у пациентов страдающих астмой, и у пациентов принимающих стероиды, количество эозинофилов часто является нормальным [14]. Сравнение различных астматических типов показало, что подсчет эозинофилов выше у атопич-ных по сравнению с неатопичными астматиками.
Астматическиереакции в поздней фазе и бронхиальная эозинофилия
Кроме мгновенной ранней астматической реакции, у некоторых аллергических астматиков также
развивается поздняя астматическая реакция (LAR). Есть некоторые данные, что LAR и ранняя астматическая реакция (EAR) формируется различными механизмами. Например, EAR является обратимой В2-адренергическим агонистам и, тогда как LAR плохо реагирует на эти агенты. Напротив, предварительное введение глюкокортикоидов или кромогликата предотвращает развитие LAR.
Несколько исследований показали, что эози-нофилы преимущественно возникают во время LAR, тогда как нейтрофилы и Т-лимфоциты преобладают при EAR. Эозинофильный гранулярный белок (ECP) можно обнаружить в жидкости BAL у пациентов с реакцией на поздней фазе. Эти данные показывают на то, что эозинофилы связаны с развитием LAR.
Бронхиальное поражение эпителия и эозинофилы
Несколько наблюдений показывают, что эози-нофил является центральной эффектороной клеткой, ответственной за поражение эпителия при астме. Как упомянуто выше, эозинофильные продукты обнаруживаются в крови, мокроте, жидкости BAL и бронхиальной стенке астматиков, указывающих на секрецию эозинофилов при этом заболевании. Было показано, что и очищенные эозинофильные продукты и стимулированные эо-зинофилы повреждают респираторный эпителий человека, имитируя патологию астмы [28]. Например, МВР вызывает отслоение эпителиальных клеток и ухудшение колебания ресничек, оставляя только базальные клетки на ультраструктурном уровне, МВР разрывает плазматическую оболочку отдельных клеток, высвобождая содержимое клеток. Исследование срезов бронхиальной ткани с помощью иммунофлюоресценции показывает осаждение МВР в участках повреждения эпителия при астме.
Кроме того, ЕРО или одна или в присутствии супероксии водорода и галоидов приводит к образованию пузырьков и отслоению эпителиальных клеток при очень низких концентрациях. Наконец, РАБ-активные эозинофилы вызывают цилиостаз и разрыв респираторного эпителия in vitro [32]. Вместе эти наблюдения показывают, что эозинофил является эффекторной клеткой, способной поражать респираторный эпителий при астме.
Таблица
Гистопатология бронхиальной астмы
Просвет бронха Нормальные и дегенеративные бронхиолы. Эпителиальные клетки. Тельца Креола. Эозинофильный экссудат. Кристаллы Шарко-Лейдена. Главный основной белок
Слизистая и подслизи-стая оболочки Отек. Повреждение эпителия. Раздражение и отторжение клеток мерцательного эпителия. Эозинофильная инфильтрация. Гиперпластические шаровидные клетки
Собственная пластинка слизистой Утолщение базальной мембраны и всей базальной зоны. Отложение коллагена и иммуноглобулина под базальной мембраной. Гипертрофия перибронхиальных гладких мышечных клеток
Эозинофилы и бронхиальная гиперреактивность
Связь астмы с притоком воспалительных клеток и особенно с инфильтрацией эозинофилами, привлекла повышенное внимание, которое было сосредоточено особенно на патогенетических явлениях, вызывающих бронхиальную гиперреактивность. Например, стимулы которые вызывают гиперреактивность могут предотвращать повышение бронхиальной гиперреактивности во время сезонного воздействия аллергенов. Эпителиальное повреждение, вызываемое эозинофильными продуктами может привести к проницаемости слизистой [30] и изменить осмолярность слизистой поверхности. Это может обнажить афферентные сенсорные нервные окончания и способствовать высвобождению нейропептидов, таких как субстанция Р, которая обладает сильной бронхокон-стрикторной активностью.
Десквамация и дисфункция респираторных эпителиальных клеток может также привести к утрате извлекаемых из эпителия факторов релаксации [4], вызывая гиперреактивность гладкой мускулатуры воздухоносных путей.
Эозинофильный хемотаксис при астме
Хемотаксическая миграция, проводимая через действие хемотаксических факторов (С5е HETES, LTB4, PAF) может играть важную роль в наборе и накоплении эозинофилов в воздухоносных путях у астматиков. Среди этих факторов PAF оказался наиболее сильнодействующим хемотаксическим фактором для человеческих эозинофилов in vitro и in vivo [29]. Интрадермальная инъекция PAF здоровым и атопичным добровольцам вызывала клеточный инфильтрат с преобладанием эозинофилов. Вклад PAF в набор эозинофилов в участках аллергических реакций был исследован у пассивно сенсибилизированных морских свинок. Интересно, что введения антагонистов предотвращало эозинофильную инфильтрацию в легком морской свинки, вызванной антигеном [22].
Активация эозинофилов при астме
Сравнение ультраструктуры эозинофилов крови с клетками, полученными с помощью ВАЬ у пациентов с астмой показывает, что последние имеют морфологические изменения, включающие растворение гранул и утрату содержимого гранул, что связано с редуцированной плотностью. Кроме того, концентрация полученных из гранул белков, таких как и МВР по сравнению с нормальными лицами, значительно повышена у астматиков в жидкости BAL, указывая на то, что хемотаксические привлекаемые эозинофилы претерпевают дальнейшую активацию и в конце концов дегра-нулируют. Среди них РАБ, по-видимому, имеет решающую роль в активации эозинофилов при астме.
РАЕ- активация эозинофилов при астме
РАБ вырабатывается и высвобождается несколькими воспалительными клетками, включая
макрофаги и эозинофилы. Последние представляют самый богатый клеточный источник PAF.
PAF яявляется очень хемотактическим для человеческих эозинофилов in vitro и оказывает большее воздействие на эозинофилы, чем на нейтрофилы [3]. PAF также является хемотаксическим in vitro и вызывает инфильтрацию эозинофилов в коже атопических лиц и в легких приматов после локального и системного введения. PAF активирует эозинофилы в результате чего они высвобождают лейкотриен LTВ4. PAF вызывает высвобождение содержимого гранул, включая основные белки и эозинофильную перокси-дазу [21] - так же как и образование супероксидных анионов (О2-) из эозинофилов. Наконец, эозинофилы имеют рецепторы с высокой и возможно низкой аффинностью для PAF. Связанные с PAF с рецептором с высокой аффинностью вызывает повышенние концентрации внутриклеточного кальция, тогда как низко-аффинные рецепторы независимые от кальция. Эти данные подтверждают предположение, что PAF является сильным стимулом для эозинофилов, регулирующих почти все клеточные функции.
Гетерогенность эозинофилов при астме
Эозинофилы представляют собой гетерогенную популяцию клеток при оценке их плотности. Если эозинофилы здоровых лиц имеют более высокую (нормальную плотность), то клетки пациентов с повышенным подсчетом эозинофилов, как при сенной лихорадке, астме, аллергическом бронхолегочном аспергиллёзе являются менее плотными однородными. Хотя функциональная релевантность является все еще противоречивой, гипоплотные эозинофилы, по-видимому, показывают повышенную реактивность на различные раздражители. Природа этого сдвига плотности и механизм, ведущий к утрате клеточной плотности, возможно, связан с активацией клеток.
Антиастматические лекарства и эозинофилы
Было показано, что несколько лекарств, используемых для лечения астмы влияют на функции эозино-филов. Кортикостероиды являются наиболее эффективным антивоспалительным лекарством, известным в настоящее время. Стероиды уменьшают количество эози-нофилов в периферической крови, возможно через снижение высвобождения клеток из костного мозга и ингибируют инфильтрацию ткани эозинофилами, возможно в результате ингибирования эозинофильного хемотаксиса и присоединения к сосудистому эндотелию. Нормальное содержание эозинофилов было обнаружено в жидкости BAL астматиков при использовании стероидной терапии. У астматиков вдыхаемые стероиды уменьшают концентрацию ЕСР в сыворотке.
ß-Aгонисты являются наиболее эффективными бронходилататорами в настоящей практике и действие их заключается в расслаблении гладкой мускулатуры воздухоносных путей, а также в ингибировании дегрануляции тучных клеток и активации эозино-филов.
Обработка ß-агонистами и теофилином снижает уровень ЕСР в сыворотке. Кромогликат широко используется в лечении бронхиальной астмы и является особенно полезным для атопичных астматиков. Лечение кромгликатом значительно уменьшало количество эозинофилов в бронхиальной слизи и ВAL. Кроме того, было показано, что он ингибирует накопление эозинофилов в ткани во время поздней реакции на аллерген у ^Е - сенсибилизированных кроликов и на PAF в человеческой коже. Наконец, кетотифен ингибирует набор эозинофилов в воздухоносные путях, который возникает в результате воздействия PAF.
Нейтрофилы
Зрелый нейтрофил имеет диаметр от 12 до 15 мкм с ядром, состоящим из 2-5 сегментов. Цитоплазма богата гранулами и очень мало органелл. В цитоплазме много гликогена. При "дыхательном взрыве" нейтрофил потребляет до 30% метаболизируемой глюкозы через гексозомонофосфатный шунт.
Гранулы нейтрофила разделяются на два типа: азурофильные и специфические. Aзурофильные гранулы имеют диаметр от 0,3 до 0,5 мкм и составляют около 30% от их общего числа. Формирование гранул можно проследить на стадии превращения миелобласта в промиелоцит и проявляется в формировании в канальцах цитоплазматической сети и во внутренних цистернах пластинчатого комплекса секреторного материала, расходуемого на формирование азурофильных гранул . Процесс гранулопоэза начинается отпочковыванием от внутренних цистерн пластинчатого комплекса начальных стадий вакуолей с электронно-плотным центром и светлой периферией: характерные признаки азурофильных гранул и однородноплотные гранулы - признаки специфических зерен.
^чальные вакуоли имеют тенденцию к агрегации и слиянию. После конденсации содержимого вакуолей они превращаются в зрелые азурофильные гранулы. В зрелых азурофильных гранулах содержатся: гидролазы (кислая и щелочная фосфатазы); нейтрофильные протеазы (эластаза, коллагеназа, ка-тепсин С); вещества с микробицидной активностью (миелопероксидаза); кислые гликозоаминогликаны, лизоцим, неферментные катионные белки.
В специфических гранулах содержатся: гидрола-зы (щелочная фосфатаза); лактоферрин; лизоцим; неферментные катионные белки.
В зрелых нейтрофилах число специфических гранул в 2 раза больше, чем азурофильных. Это объясняется тем, что формирование азурофильных гранул снижается уже на стадии промиелоцитов. Гранулы по своему составу ферментов и активных веществ являются депо бактерицидных белков, расходуемых на подавление активности фагоцитированных бактерий. ^ферментные катионные белки были открыты сравнительно недавно [33]. Mногое в них сходно с ядерными гистонами [1]. Катионные белки повышают проницаемость клетчатых мембран и изменяют активность дыхательных и других ферментных про-
цессов в клетках. Катионные белки высокоспецифичны для нейтрофилов и эозинофилов.
Изучая ткани в ходе воспалительного процесса, отмечают выделение катионных белков за пределы нейтрофилов (ложная дегрануляция) [2]. Тем самым, можно утверждать, что катионные белки при определенных условиях обнаруживаются внегра-нулярно, распределяясь в тканях за пределами нейтрофилов.
Электромикроскопические исследования нейтро-филов показали, что гранулы их неоднородны по строению. Часть гранул носит гомогенный тип строения, освобождая только часть своей структуры в цитоплазму (рис. 6, 7). Второй тип гранул напоминает план строения, описанный нами выше в тучных клетках: кольцевидное расположение белковых волокон с находящимся между ними матриксом (рис. 8). При высокой функциональной нагрузке (фагоцитоз микроорганизмов) гранулы выделяя свое содержимое полностью опустошаются (рис. 9).
Бронхиальная астма характеризуется резко выраженными явлениями тканевой сенсибилизации к чужеродному белку, на фоне которой усиливается активность внутриклеточных ферментативных реакций и повышается проницаемость клеточных мембран. Именно при бронхиальной астме в период обострения заболевания в слизистой оболочке бронхов увеличивается не только число нейтрофилов и эози-нофилов, насыщенных катионными белками, и появляется накопление их в зоне базального слоя слизистой оболочки бронхов.
Из протеаз основным ферментом является эла-стаза, которая разрушает эластин, коллаген, фибро-ноген, фибрин, базальную мембрану. Эластаза превращает С5 в С5а и может функционировать как С3 -конвертаза, выделяя С3в из С3. Эластаза увеличивает проницаемость сосудов. Коллагеназа, выделяемая из азурофильных зерен, оказывает сильное влияние на каркас соединительной ткани, действуя разрушающе на коллаген. Катепсин G является ферментом, сходным по своему действию с эластазой. Протеолитиче-ские ферменты находятся под ингибирующим воздействием aj-антитрипсина и aj-протеиназного ингибитора. К микробицидным субстанциям азуро-фильных гранул относится лизоцим и миелоперокси-даза, которая проявляет активность в присутствии перекиси водорода и хлорида.
Для диагностики активности воспаления и оценки протеазноингибиторного баланса у больных с бронхиальной астмой исследуют сыворотку крови с целью установить уровень ai-антитрипсиновой реакции.
Нами установлено, что на высоте обострения болезни, когда число приступов удушья может повторяться до 10 и более раз в сутки в лаважной жидкости увеличивается содержание общего белка до 2,6±0,3 мг/мл (норма 0,6-1,0 мг/мл), а свободная ан-типротеолитическая активность лаважной жидкости увеличивается до 306±21 мИЕ/мл/мин (норма -209,6±9,2 мИЕ/мл/мин).
Общая атипротеолитическая активность в сыворотке у этих больных составила 33,6±1,8 ИЕ/мл/мин (норма - 29±3,2 ИЕ/мл/мин).
Рис. 6. Нейтрофил в соединительной ткани слизистой бронхов человека. Гранулы в цитоплазме - не однородны. Часть из них имеет гранулярный просветлённый матрикс (а), остальные - электронноплотные. Электрон-номикрофотограмма. Увеличение х 40000.
Рис. 7. Нейтрофил в соединительной ткани слизистой бронхов человека при бронхиальной астме. Многие гранулы нейтрофилов выделяют в цитоплазму их содержимое. Электронномикрофотограмма. Увеличение х 60000.
Рис. 8. Нейтрофил соединительной ткани слизистой бронхов человека. В цитоплазме гранулы различного плана строения: часть гомогенноплотные, другие имеют сетчатый характер. Многие из гранул опустошены. В центре клетки вакуоли с остатками перевариваемого содержимого. Микрофотограмма. Увеличение х 40000.
Рис. 9. Нейтрофил слизистой бронхов. В цитоплазме многочисленные мелкие вакуоли. Гранулы находятся в состоянии высокого функционального напряжения: часть из них с разрыхленным матриксом, а большинство опустошено. Микрофотограмма. Увеличение х 20000.
Это совпадает с эндоскопическими исследованиями, подтверждающими усиление активности воспалительных процессов в слизистой бронхиального дерева, а также увеличением интенсивности гидролитических процессов в нейтрофилах периферической крови при рН 5,7; 6,2 и 6,7.
Лизоцим разрушает связи между мурамовой кислотой и М-ацетилгликозамином, которые являются основными молекулами полисахаридного каркаса клеточной мембраны бактерий. В некоторых случаях это проявляется только частично, так как лизоцим не способен проникнуть дальше внешнего липопротеидного слоя мембраны и не действует на всю клетку. Специфические гранулы нейтрофилов меньше азурофильных и не превышают по своим размерам 0,2 мкм. Они содержат лизо-цим, коллагеназу, лактоферрин, белок, связывающий витамин В12. Лактоферрин принимает участие в формировании гранулопоэза.
Нейтрофилы имеют на своей поверхности отрицательный заряд, что играет большое значение при адгезии к другим поверхностям. На мембране ней-трофилов имеются рецепторы для С5а, ЛТВ4 (лей-котриен В4), ФАТ (фактор активации тромбоцитов), опсонинов - Рс-участок антител IgG и комплемента С3в. При активации к хемотаксинам происходит перераспределение рецепторов.
Нейтрофилы - активные клетки крови и тканей, способные к фагоцитозу микроорганизмов. Микроорганизмы опсонизируются (делаются доступными для переваривания) посредством двух механизмов: с помощью специфического антитела (IgG), распознающего и связывающего организмы с Рав-фрагментом. После прикрепления частиц к нейтрофилу происходит их поглощение.
Для поглощения необходимо продолжительное взаимодействие опсонинов с рецепторами клеточной мембраны. Гранулы сливаются с фагосомой и выделяют в нее ферменты.
При бронхите, респираторном дистресс-синдроме взрослых, бронхиальной астме нейтрофилы, прикрепленные к базальной мембране или соединительнотканным волокнам слизистой, после поглощения чужеродных частиц могут выбрасывать содержимое гранул через еще не закрытую фагоцитарную вакуоль во внешнюю среду (незавершенный фагоцитоз). Это явление получило название регургитации нейтрофила, что приводит при сильном ее проявлении к повреждению тканей.
Стимуляция нейтрофилов вызывает резкое (иногда 50-кратное) увеличение потребления кислорода. В этом процессе принимает участие образование высокореактивного нестабильного промежуточного продукта - супероксида, а также перекиси водорода. Ферментом, необходимым для инициации дыхательного взрыва, является оксидаза плазматической мембраны, которая в качестве донора электронов использует НАДФН:
2О2+ НАДФН—2О2-+ НАДФ+Н+,
2О2-+ 2Н+——Н2О2+ О2.
Одновременно глюкоза метаболизируется через гек-созомонофосфатный шунт, что позволяет восстанавливаться НАДФ в НАДФН. НАДФН вступает в реакцию с О2--образующим ферментом и глутатионзависимой
системой, обезвреживающей Н2О2. В процессе дыхательного взрыва клетка секретирует протоны. Основным стимулом дыхательного взрыва обычно служит фагоцитоз. Эффекторными стимуляторами дыхательного взрыва являются: форболмиристилацетат, аналоги диацилг-лицерола (1-олеоид-2-ацетилглицерол), кальциевые ио-нофоры, растворимые хемотаксины и другие мембранные лиганды.
Хемилюминесценция, вследствие выхода протонов во время дыхательного взрыва, может использоваться для регистрации этого типа клеточной реакции. Образующиеся супероксиды, перекись водорода и гипохлорид (возникающий при катализируемом миелоперокси-дазой окислении С1- перекисью водорода), гидроксильные радикалы и синглетный кислород являются основными веществами, используемыми нейтрофилами для уничтожения микроорганизмов. Важным микробицид-ным механизмом предположительно является и ощелачивание фаголизосом.
Вышеперечисленные метаболиты кислорода участвуют и в повреждении тканей при различных патологических состояниях - при нарушениях иммунных комплексов. Повреждение молекул IgG супероксидом, при активации нейтрофилов приводит к агрегации IgG. Эти агрегаты могут сами стимулировать дальнейшее образование перекисей и в тоже время способны действовать как аутоантигены. Активация нейтрофилов (при дыхательном взрыве) служит основой для самоподдержи-вающегося повреждения тканей при затяжных процессах приступов бронхиальной астмы. В качестве факторов хемотаксиса представляют интерес производные арахи-доновой кислоты, активированные липоксигеназой. Наиболее активным из них является лейкотриен В4.
Нами проведены исследования по хемилюминесцен-ции нейтрофилов периферической крови от больных с бронхиальной астмой как до лечения, так и после курса лечения аколатом. Отмечено, что после добавления в инкубационную среду нейтрофилов арахидоновой кислоты уровень хемилюминесценции резко повышается.
У этих же самых больных после проведенного лечения аколатом базовая хемилюминесценция снижается. Добавление на таком фоне в инкубационную среду арахи-доновой кислоты вновь повышает хемилюминесценцию нейтрофилов.
Обсуждение
Полученные данные свидетельствуют, что в патогенезе бронхиальной астмы играет роль целая цепь событий, зависящих от функционирования всех клеточных элементов периферической крови. Участие их строго дифференцировано и отражается на запуске длительно сохраняющегося в дыхательных путях воспалительного процесса. Если вначале возникающего процесса большую роль играет чужеродный белок и следующая за ним реакция обеспечивает выработку иммуноглобулина - «нарушителя» тканевого гомеостаза (IgE), то на последующих этапах событий клеточные элементы крови (базофилы, тканевые их формы - тучные клетки, эозинофилы, нейтрофилы) создают закрепляющееся на длительное время хроническое воспаление, неизбежно формируя гипер-
чувствительность слизистой дыхательных путей.
Механизмы этого процесса сложны и ещё далеко не изучены. Достаточно вникнуть глубоко в суть характера строения гранул тучных клеток, и можно убедиться, как сложен путь освобождения биогенноактивных веществ в ответ на повышение рецепторной активности клеточной мембраны. Просматривается целая цепь сложных биохимических реакций.
Не совсем всё известно в отношении эозинофильных клеток. Удивляет их тропность к тем органнотканевым зонам, в которых наиболее часто проникают из вне антигены. С другой стороны, весьма привлекательна и та сторона функционирования эозино-филов, когда одна и та же клетка становится и источником выработки биогенноактивных веществ и одновременно погашает их активность.
Совершенно неожиданным стало открытие многочисленных свойств нейтрофилов периферической крови в иммунном ответе. В этой области неизбежно привлекает к себе внимание характер строения гранул нейтрофилов, а точнее их дискретность как внутри одной клетки, так, по-видимому, и в различных популяциях сегментоядерных нейтрофилов. Нейтро-филы участвуют в межклеточных кооперациях с осуществлением регуляторных влияний на функции клеток различных популяций: внутриклеточное переваривание, цитотоксическое действие, способность к адгезии, агрегации, хемотаксису, дегрануляции с выделением многочисленных ферментов, играющих важнейшую роль в начале и исходе многочисленных физиологических и патологических процессов.
Оценивая причины возникновения хронического воспалительного процесса в бронхиальном дереве при бронхиальной астме, частоту обострения заболевания и тяжести его течения мы неизбежно должны обращаться к тонким механизмам метаболизма клеток периферической крови, на базе которых и разыгрываются все вышеперечисленные реакции.
Перспектива успеха расшифровки этиопатогенеза бронхиальной астмы будет зависеть, насколько успешно мы будем владеть глубинными процессами метаболизма клеток крови на каждом этапе заболевания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Коряков В.Н. Катионные белки ядра и лизосом нейтрофилов кролика: Aвтор. дис... канд. мед. наук.-Л., 1973.
2. Пигаревский В.Е. Зернистые лейкоциты и их свойства.- М.: Медицина, 1978. -126 с.
3. Accumulation of inflammatory cells in response to intracutaneous platelet activating factor (PAF-acether) in man / C.Archer, C.Page, J.Morley, C. Mac Donald // Br. J. Dermatol.- 1985.- P. 285-290.
4. Barnes P.I. Neuropeptides in the lung: localization, function and pathophysiological implications // J. Allergy Clin. Immunol.- 1987.- Vol. 79.- P. 285-295.
5. Durhamn S.R., Kay A.B. Eosinophils, bronchial hyperreactivity and late-phase asthmatic reactions // Clin. Allergy.- 1985.- Vol. 15.- P. 411-418.
6. Eillis A.G. The pathology of bronchial asthma // Am. J. Med. Sci.- 1908.- Vol. 136.- P. 407-429.
7. Modulation of eosinophilic chemotactic factor by intracellular mechanisms / N.Fichhofen, W.Konig, B.Czarnetzki, H.Tesch // J. Allergy Clin. Immunol. -1978.- Vol. 61, №2.- P. 130-131.
8. Foegh M.L., Maddox Y.T., Ramwell P.W. Human peritoneal eosinophiles and formation of arachidonate cyclooxygenase products // Scand. J. Immunol.- 1986.-Vol. 23.- P. 599-603.
9. Elevated levels of the eosinophil granular major basic protein in the sputum of patients with bronchial asthma /
E.Frigas, D.Loegering, G.Solley Farrow, G.I.Gleich // Mayo Clin. Proc.- 1981.- Vol. 56.- P. 345-353.
10. Gleich G.L., Loegering D., Kueppers F. Physicochemical and biological properties of the major basic protein, from guine pig eosinophil granules // J. Exp. Med.- 1974.- Vol. 140, №2.- P. 313-332.
11. Gleich G., Frigas E., Loegering D. et al. Cytotoxic properties of the eosinophil major basic protein // J. Immunol.- 1979.- Vol. 123.- P. 2925-2927.
12. Gleich G.I., Adolphson C.R. The eosinophil leukocyte: structure and function // Adv. Immunol.- 1986.-Vol. 30.- P.177-253.
13. The eosinophil as a mediator of damage to respiratory epithelium: A model for bronchial hyperreactivity / G.I.Gleich, N.A.Flavahan, Fujisawa, P.M.Vanhoutte // J. Allergy Clin Immunol - 1988.- Vol. 81.- P. 776-781.
14. Bronchoalveolar lavage in the asthmatics / R. Godard, J.Bousquet, B.Lebel, F.B .Michel // Bull. Eu-rop. Physiopathol. Resp.- 1987.- Vol. 87.- P. 73-83.
15. Surface markers of human eosinophilis / S.Gupta, G.Ross, R.Good, F.Siegel // Blood.- 1976.- Vol. 48, №5.-P. 755-763.
16. Hubscher T. Role eosinophil in the allergic reactions. I. EDi - an eosinophil derived inhibitor of histamine release // J. Immunol.- 1975.- Vol. 114, №4.- P. 1379-1388.
17. Jshizaka K., Ishizaka T., Hornbrook M.M. Physicochemical properties of human reaginic antibody. IV. Presence of a unique immunoglobulin as a carrier of reaginic activity.-J. Immunol- 1966.- Vol. 97, №1.- P. 75-80.
18. Kaliner M., Wasserman S., Austen K. Immunologic release of chemical mediators from human nasal polyps // New Engl. J. Med. - 1973.- Vol. 289, №6.- P. 277-281.
19. Kaliner M. Human lung tissue and anaphylaxis. I The role of cyclic GMP as a modificator of the immunologically induced secretory process // J. Allergy Clin. Immunol - 1977.- Vol. 60, №3.- P. 204-211.
20. Die pathogenetische Bedeutung des eosinophilen Granulozyten. I. Morphologie, Biochemie und Effektormechanismen / C.Kroegel, U.Costbel, H.Matthys, P.I.Barnes // Dtsch. Med. Wochenschr.- 1988.- Bd. 113.-
S. 1405-1411.
21. Kroegel C., Yukawa T., Dent G. et al. Stimulation of degranulation from human eosinophils by platelet activating factor // J. Immunol- 1989.- Vol. 142.- P. 3518-3526.
22. Lellonch-Tubiana A., Lefort J., Simon M. et al. Eosinophil recruitment into guniea pig lungs after PAF-acether and allergen administration. Modulation by prostacyclin, platelent depletion and selective antagonists // Amer. Rev. Respir. Dis.- 1988.- Vol. 137.- P. 942-954.
23. Lihtenstein L.M. The mechanism of basophil histamine release induced by antigen and calcium ionophore // -l.lmmiinol - 1975.- Vol. 114, №5.- P. 1692-1698.
24. JgE induced changes in human basophil cyclic AMP levels / L.M.Lihtenstein, A.K.Sobotka,
F.I.Halveaux, E.Gillespie // Int. Arch. Allergy and Appl. Immunol.- 1978.- Vol. 56, №6.- P. 473-478.
25. Metzger I.W., Nugent K., Richerson H. et al. Methods for bronchoalveolar lavage in asthmatic patients following bronchoprovocation and local antigen challenge // Chest .-1989.- Vol. 87.- P. 168-198.
26. Toxicity of eosinophil cationic proteins for guinea pig tracheal epithelium in vitro / S.Motojima, E.Frigas,
D.A.Loegering, G.I.Gleich // Am. Rev. Respir. Dis.-1989.- Vol.139.- P. 801-805.
27. Reed C.E. New approaches in asthma // J. Allergy Clin. Immunol.- 1986.- Vol.77.- P. 537-543.
28. Read R., Yukawa T., Kroegel C. et al. PAF-activated eosinophils damage guinea-pig airway epi-
thelium in vitro // Amer. Rev. Respir. Dis.- 1989.-P. 139-481.
29. Preferential human eosinofil chemotactic activity of the platelet activating factor / C.E.Sigal, F.H.Valone, M.Holzman,
E.Goetzl // J. Clin. Immunol.- Vol. 7.- P. 179-184.
30. Sotomajor H., Badier M. Increase of carbachol airway responsiveness in patients allergic to grass pollen // Amer. Rev. Respir. Dis.- 1984.- Vol. 130.- P. 56-58.
31. Wardlaw A., Mogbel R., Kurihara K. et al. Role of PAF-acether in leuckocyte activation and chemotaxis // Braquet P. The role of platelet activating factor in immune disorders. New trends in lipid research.- Basel: Karger, 1988.- Vol. 2.- P. 691-695.
32. Yukawa T., Dent G., Kroegel C. et al. Inhibition of human and guinea pig eosinophil function in vitro by corticosteroids // Thorax.- 1989.- Vol. 44 .- P. 883.
33. Zey H.I., Spitznagel I.K. Characterisation of cationic protein-bearing granules of polymorphonuclear leukocytes // Lab. Invest.- 1971.- Vol. 24.- P. 229-236.
□ □ □
УДК 616.248:612 (092.11+819.912)
В.И.Кириченко
РОЛЬ АФФЕРЕНТНОГО НЕРВНОГО АППАРАТА ВОЗДУХОНОСНЫХ ПУТЕЙ В ПАТОГЕНЕЗЕ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ
РЕЗЮМЕ
На структурно-гистохимическом уровне представлен обзор современных представлений о важнейшей роли афферентного нервного аппарата воздухоносный путей в механизмах этиопатогенеза бронхиальной астмы у человека. Разработана концепция, отражающая вклад сенсорныгх нервных структур в возникновение и течение указанного заболевания, определены перспективные направления дальнейших исследований данной проблемыь
SUMMARY
V.LKirichenko
AIRWAY AFFERENT NERVE APPARATUS ROLE IN BRONCHIAL ASTHMA PATHOGENESIS
Modern notions about important role of afferent nerve apparatus of airways in ethiopa-thogenesis mechanisms in patients with bronchial asthma are reviewed at structural and his-tochemical level. Conception, reflecting sensor nerve structure contribution to bronchial
I asthma development is worked out. Further investigation perspectives are outlined. |
Патогенетические механизмы бронхиальной астмы как "хронического персистирующего воспалительного процесса дыхательных путей, на фоне которого время от времени развиваются эпизоды приступов обструкции бронхов" [13], до сих пор не получили окончательного и должного разрешения несмотря на полученные в последние годы важнейшие факты фундаментального характера на молекулярном, клеточном, тканевом, органном, системном и организменном уровнях организации живой системы [33, 37, 38, 44, 45, 53].
Вполне понятно, что недостаточность, а порой и отсутствие знаний в отношении тонких механизмов, лежащих в основе возникновения и развития бронхиальной астмы (БА) у человека, не позволяет разработать адекватную и рациональную стратегию медикаментозной и немедикаментозной коррекции этого заболевания. Данное обстоятельство диктует необходимость проведения дополнительных фундаментальных исследований для получения новой информации относительно возможных причин, порождающих это тяжкое и, к сожалению, довольно распространенное страдание [3,
24, 25, 26].
Сейчас ясно одно, что при данном заболевании серьезные структурнофункциональные нарушения (по-
