CC BY
109
В.И. Коненков
ПРОТЕКТИВНЫЕ ФУНКЦИИ ЛИМФАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ГУ НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН, Новосибирск
В статье представлена концепция существования в организме человека защитной протектив-ной (protection — защита, оборона) системы, выполняющей дренажные, детоксикационные, транспортные, интеграционные и иммунные функции. Ее материальным субстратом является лимфатическая система, способная своими фиксированными и подвижными элементами; своими клеточными и органными составляющими; своей собственной преканиллярной, капиллярной и сосудистой сетью; своей интеграцией с системой поддержания баланса состава и циркуляции интерстициальной жидкости, с системой соединительной ткани и кроветворения обеспечить эффективное выполнение этих функций. Достижения в исследованиях генома человека позволяют выявлять ассоциативные связи между индивидуальными вариантами полиморфных участков генетических ансамблей и эффективностью функционирования различных физиологических систем, что позволяет разработать алгоритмы прогноза эффективности воздействий на отдельные протективные функции. На базе детального анализа составляющих элементов протективной системы предполагается в клинической медицине создание перспективного направления эффективной терапевтической помощи, основанного на комплексной индивидуализированной стимуляции активности всех составляющих защитных сил организма здорового и больного человека, способного решать задачи как профилактического, так и реабилитационного и терапевтического уровней.
Ключевые слова: проективная система, лимфатическая система
В научной медицине до сих пор существует целый ряд дискуссионных моментов, в которых за видимой очевидностью понятий скрывается целый ряд нерешенных вопросов. К ним можно отнести определение «нормы» применительно к состоянию здоровья человека, само определение «здоровья», определение «воспаления» как физиологической или патологической реакции. В этом же ряду находится определение «защитных сил организма», которое зачастую сводится к понятию «иммунитет».
Не вызывает сомнения тот факт, что на организм человека в современных условиях действует целый ряд негативных факторов экзогенной и эндогенной природы, направленных на изменение состояния здоровья, на нарушение постоянства внутренней среды организма, его антигенноструктурного гомеостаза [1].
С определенной долей приближения их можно подразделить на две следующие подгруппы (Таблица 1).
В медицине долгое время сосуществуют термины и понятия, пытающиеся описать наличие в организме физиологической системы, осуществляющей защитные протективные (protection
— защита, оборона) функции. Одновременно используются понятия «резистентность», т.е. врожденная устойчивость; «реактивность», т.е. врожденная способность реагировать на повреждение;
«врожденный иммунитет» и «приобретенный иммунитет», т.е. способность специализированных клеток выполнять «таможенные» функции; «неспецифические факторы защиты», к которым относят кожные и слизистые барьеры и целый ряд гуморальных факторов. К таким понятиям можно отнести и «воспаление», также представляющее собой комплекс клеточных и гуморальных реакций, направленных на защиту тканей от повреждения.
Однако все эти понятия отражают лишь отдельные фрагменты существования и функционирования общей защитной системы в организме млекопитающих, в которой все эти фрагменты взаимодействуют и взаимно дополняют друг дру-
Таблица 1
Негативные факторы, снижающие уровень состояния здоровья современного человека
Экзогенные факторы: Эндогенные факторы.
Воздействие инфекционных агентов Естественные мутационные процессы
Проникновение антигенных составляющих алиментарного цикла Реализация эффектов скрытых онкогенов
Проникновение антигенных составляющих дыхательного цикла Распознавание молчащих аутоантигенных сайтов
Полевые воздействия Появление травматических антигенов
Проникновение химических токсикантов Эффекты токсических метаболитов
га. Кроме того, к этой системе редко относят и другие механизмы защиты организма от повреждения и проникновения чужеродных агентов во внутреннюю среду, такие, например, как система метаболизма ксенобиотиков, лимфатическая система и т.п.
Вместе с тем лимфатическая система, существуя как анатомическая структура со своими капиллярами, сосудами, центральными и периферическими лимфоидными органами, помимо выполнения важнейшей функции обеспечения пролиферации, миграции, дифференцировки, негативной и позитивной селекции субпопуляций лимфоидных клеток, несет и самостоятельные защитные функции.
К ним необходимо отнести дренажную функция, обеспечивающую поддержание постоянства и циркуляции внутренней, межклеточной, межтканевой, интерстициальной гуморальной составляющей всех тканей организма. Именно в этой среде, а не в основном объекте изучения
- сыворотке крови, происходят взаимодействие биологически активных молекул, именно в эту внутреннюю среду обращены все активные центры рецепторов клеточных мембран. Именно эта среда несет в себе все регуляторные факторы дистантного действия, именно она обеспечивает постоянство белкового, ионного, осмолярного, кислотно-щелочного равновесия, важнейшие функции вязкости и текучести клеточных мембран, трансмембранного перехода макромолекул. Эта интеграционная функция лимфатической системы обеспечивает условия для межклеточных взаимодействий в тканях при реализации воспалительных процессов и при развитии реакций клеточного иммунитета.
Чужеродные для организма вещества, попадая во внутриклеточную среду путем ииноцитоза или фагоцитоза, проходят там внутриклеточную обработку и ферментный гидролиз, вновь поступают на клеточную поверхность в виде макромо-лекулярных комплексов с собственными молекулами гистосовместимости и выступают в качестве комплексов для взаимодействия с рецепторным аппаратом взаимодействующих клеток. Таким образом происходит формирование единых клеточных ансамблей из клеток различной природы, но с единой функцией по распознаванию и элиминации чужеродных молекулярных и клеточных элементов.
Именно в этой жидкостной составляющей тканей организма могут осуществлять свои функции специализированные клеточные сообщества, из нее они черпают элементы для своего метаболизма, и в нее происходит продукция, сброс, шейдинг мембранных клеточных элементов и
отработанных продуктов. Их сбор из межклеточных пространств и транспорт по прекапиллярной, капиллярной и сосудистой сети, сброс в венозное русло постоянным током жидкости, обеспеченным активностью лимфангионов, позволяет своевременно удалять из организма токсические продукты и поддерживать постоянство внутренней среды. Удачный термин предложен для этой функции академиком РАМН Ю.И. Бородиным
— «сохранение постоянства эндоэкологического пространства» [2].
Исследования сотрудников Института клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН выявили еще одну новую протективную функцию лимфатической системы — детокси-кационную, связанную со способностью лимфоузлов как органов, расположенных по ходу лимфатических сосудов, снижать концентрации токсических продуктов в оттекающей лимфе по сравнению с притекающей. Во многом эта функция реализуется активностью «клеток-мусорщи-ков» — макрофагов, дендритных клеток и других «непрофессиональных» антигенпрезентирующих клеток с их внутриклеточными механизмами деградации, транспорта и процессинга крупномолекулярных соединений, однако ясно наличие и неизвестных на сегодня дополнительных механизмов элиминации молекулярных субстратов.
Не менее важной представляется и транспортная функция лимфатической системы. Как известно, лимфоидные клетки являются одними из самых подвижных клеточных элементов. Лишь небольшая их часть циркулирует в кровеносном русле или находится в лимфоидных органах и лимфоидных скоплениях, ассоциированных, как правило, вблизи слизистых оболочек. Основная же часть находится в тканях, инфильтрируя практически все ткани, и постоянно перемещается из сосудистого русла и обратно трансэндотелиальным путем. Эти миграционные процессы носят неслучайный характер, а активно регулируются путем секреции и рецепции хемокиновых и монокиновых молекул, гуморальных факторов хоуминга, активностью поверхностных молекул адгезии, костимулирующих молекул и молекул макромолекулярных мембранных комплексов. Описано существование многокомпонентной системы миграции ингибирующих факторов и можно предположить наличие и других дистантных гуморальных факторов, регулирующих миграционную активность клеток лимфатической системы [3].
Исходя из вышесказанного можно предположить существование в организме комплексной физиологической системы с защитными функциями, важнейшим элементом которой является
1
лимфатическая система. В обобщенном виде ее функции можно представить в следующем виде:
Таблица 2
Физиологические функции лимфатической системы
Функции
1. Дренажная
2. Детоксикационная
3. Транспортная
4. Интеграционная
5. Иммунная
В не менее обобщенном виде можно выделить и отдельные элементы протективной системы, к которым можно отнести фиксированные морфологические элементы в виде лимфоидных органов и населяющих эти центральные и периферические органы клетки, а также сосудистую сеть, представленную капиллярными и магистральными элементами артериальной, венозной и лимфатической систем.
Другой важной составляющей функциональной защитной системы является ее подвижная часть. К ней могут быть отнесены как мигрирующие в тканях и циркулирующие в сосудистой сети клетки, так и собственно интерстициальная и циркулирующая жидкость, находящаяся в постоянном кругообороте. В обобщенном виде вышеперечисленные морфологические элементы физиологической протективной системы могут быть представлены в следующем виде:
Таблица 3
Составные части единой протективной системы
Тканевая жидкость Соединительная ткань
Лимфа Лимфатические узлы
Кровь Лимфоидные органы
Прслимфатика Тканевые лимфоидные клетки
Капиллярная сеть Мигрирующие лимфоидные клетки
Лимфатические сосуды Кооперирующие клетки нелимфоидной природы
Кровеносные сосуды
Важным моментом является тот факт, что клеточные элементы, составляющие морфологическую основу единства протективной системы, могут, как правило, находиться как в фиксированном состоянии в составе различных органов и тканей, так и мигрировать на различных стадиях дифференцировки в различные ткани. К ним могут быть отнесены прежде всего лимфоциты с различными функциональными свойствами и мембранными характеристиками: ТЫ/ТЬ2-лимфоциты, Т- лимфоциты, цитотоксические Т-лимфоциты, естественные киллерные клетки, В-лимфоциты, а также плазмоциты, эритроблас-ты, нейтрофилы, миелоциты, моноциты и макрофаги, эндотелиоциты, эпителиальные клетки
тимуса и кишечника, дендритные клетки, тучные клетки и многие другие [4].
Эти клетки, кооперируясь между собой, способны выполнять самые разнообразные функции, направленные на выполнение единой защитной функции, среди которых важнейшими являются:
Таблица 4
Функции клеток млекопитающих, выполняющих
протективные функции
Рецепция Кооперация
Эндоцитоз Миграция
Трансдукция сигнала Цитолиз
Процессинг Секреция
Внутриклеточный транспорт Апоптоз
Распознавание Шейдинг
Трансмембранный переход Латеральная миграция
Если подробно анализировать разнообразие клеточной составляющей протективной системы, то оно представлено в организме чрезвычайно широко. В качестве примера такого разнообразия можно привести обобщенную таблицу, составленную член.-корр. РАМН И.С. Фрейдлиным по типологии и локализации клеток, распознающих и презентирующих взаимодействующим клеткам чужеродные для организма элементы (Таблица 5) [4].
Представленная детализации структуры и функций различных компонентов носит не только самостоятельный систематизирующий характер, но и позволяет определить основные пути воздействий, направленных на оптимизацию защитных сил организма, позволяющую не только сохранить высокий уровень состояния здоровья человека, но и противостоять негативному воздействию факторов внешней и внутренней среды, а также способствовать стимуляции реабилитационных возможностей организма в процессе заболевания и в реабилитационном периоде.
Такой подход позволяет шире использовать воздействия на многочисленные составляющие протективной системы организма, не концентрируясь лишь на использовании широко распространенных в последнее время т.н. «клеточных технологий», которые при всей своей многообещающей эффективности не могут реализовать все скрытые резервные возможности организма.
В построении стратегии комплексного воздействия на различные компоненты протективной системы необходимо стремиться проводить оптимизацию возможно большего числа ее нарушенных функций.
Если повышением эффективности функционирования различных субклассов клеток, составляющих цитологическую основу деятельности протективной системы, с успехом занимается клиническая иммунология, то вопросы оптими-
Таблица 5
Разнообразие антигенпредставляющих клеток млекопитающих
зации дренажной, транспортной и детоксикаци-онной функций нротективной системы до сих пор остаются вне области изучения клинической медицины. Практически ими занимаются лишь научные коллективы, разрабатывающие проблемы лимфангиологии, а также общей и клинической лимфологии.
Вместе с тем проблемы обеспечения дренажной функции лежат в сфере изучения практически всех тканевых патологических процессов, связанных с локальным и системным воспалением, клеточной инфильтрацией и клеточной миграцией, местным иммунитетом, васкулитами, опухолевым ростом, трофическими нарушениями и отечными синдромами. Исходя из этого лечебные воздействия, способствующие повышению дренажной функции прелимфатической, капиллярной и сосудистой частей лимфатической системы органов и тканей, как правило, оказывают выраженный клинический эффект в комплексной терапии многих заболеваний [5].
Не меньшую роль в комплексной терапии многих патологических процессов может сыграть и повышение эффективности действия деток-
сикационных и фильтрационных возможностей протекгивной системы. Хорошо доказанные эффекты значительного снижения концентрации токсических продуктов в лимфе, оттекающей от лимфоузлов, по сравнению с притекающей лимфой, ставят вопросы о механизмах этого явления [6]. Несомненно, важнейшую роль в этом процессе играют резидентные макрофагальные элементы лимфоузлов, обладающие значительной способностью к фагоцитозу и пиноцитозу [7]. Эти данные позволяют наметить еще одно направление повышения эффективности функций протек-тивной системы, связанное с активацией метаболического потенциала системы мононуклеарных фагоцитов.
Таким образом, задача повышения эффективности протективной системы должна, во-первых, входить в стратегию комплексной профилактики, лечения и реабилитации практически любого патологического процесса; и, во-вторых, в решении этой задачи также необходимо использование системного комплексного подхода, направленного на оптимизацию всех составляющих протективной системы.
При этом необходимо подходить к решению этой проблемы с использованием принципов индивидуализации терапевтических стратегий. Здесь решающее значение приобретает разработка прогностических процедур, основанных на использовании все более расширяющейся информации о генетической предрасположенности человека к реагированию на воздействие факторов внешней природы, включая медикаментозные, физические, химические, радиационные и экологические воздействия. Все более очевидно, что и подверженность человека развитию различных болезней также имеет генетическую природу [8].
Это сводит проблему к поиску полиморфных участков генома человека, ассоциированных с различными физиологическими функциями; выявлению генетических ансамблей, контролирующих эффективность действия этих функций; к расчету информативности и прогностической значимости выявленных ассоциативных связей для конкретного индивида. Накопленная информация позволит совершить качественный скачок и вплотную подойти к созданию прогностических алгоритмов, способных дать врачу в цифровом формате информацию о будущей реакции организма пациента на то или иное лечебное воздействие.
Таким образом, в клинической медицине намечается создание перспективного направления эффективной терапевтической помощи, основанного на комплексной индивидуализированной
Функция клетки Тип клеток Локализация
Нефагоцитнру- ющие конститутивные антигеннредстав-ляющие клетки (АПК) Клетки Лангерганеа Кожа
Интердигитирующие дендритные клетки лимфоидная система
Фолликулярные дендритные клетки лимфоидная система
Эндотелий микросо-судистого русла сосуды
Эндотелиальные клетки синусоидных капилляров печень
Фагоцитирую- щие конститутивные АПК Моноциты кровь
Макрофаги ткани
Макрофаги маргинальной зоны селезенка и лимфоузлы
Клетки Купфсра печень
Микроглия мозг
Перитонеальные нейтрофилы полость
Эозинофилы дыхательных путей просвет
Лимфоциты В- и Т-клетки лимфоидная система места иммунных реакций, кровь
Факультативные АПК Астроциты мозг
Фолликулярные клетки щитовидная железа
Фибробласты соединительная ткань
Гладкие миоциты гл ад ко м ы ш еч н ые слои
Керагиноциты роговица
стимуляции активности всех составляющих про-тективных защитных сил организма здорового и больного человека, способного решать задачи как профилактического, так и реабилитационного и терапевтического уровней.
PROTECTIVE FUNCTIONS OF THE LYMPHATIC SYSTEM
V.I. Konenkov
The concept of the existence in the human organism of a protective system carrying out the drainage, detoxication, transport, integrate and immune functions is discussed in this article. The material substrate of the system is the lymphatic system which provides effective functions throughout fixed and mobile elements, cell and organ structures and micro vascular net. The achievement in the studies according the genome of man permits to reveal the associative connections between individual variants of the polymorph areas of the genetic ensembles and effectiveness of functioning of the different physiologic systems that permits in its turn to develop some algorithms for prognosis of the effectiveness of influence on the some protective functions. On the base of the detail analysis of the protective system components it is supposed in clinic medicine to create a perspective direction of the effective therapeutic aid based on the complex individualized stimulation of all components of the protective forces of organism
of the health and ill men which is possible to deci< problems as prophylactic as rehabilitation and ther peutic levels.
Литература
1. Лозовой В.П. Структурно-функциональная opr, низация иммунной системы / В.П. Лозовой, С.М. Ше] гин. — Новосибирск, 1981. — 225 с.
2. Бородин Ю.И. Эндоэкология, лимфолошя и здс ровье / Ю.И. Бородин //Бюл. СО РАМН. — 1999. -№2. - С. 5-7.
3. Суслов А.П. Фундаментальная иммунобиологи провосналительных цитокинов и MIF / А.П. Cyc./ioi В.М. Коноплева, О.Ю. Третьяков // Медицинская им мунология. — 2006. — №1. — С. 5-23.
4. Фрейдлин И.С. Клетки иммунной системы / И.С Фрейдлин, А.А. Тотолян. — С.-П., 2000. — 230 с.
5. Отеки конечностей / М.С. Любарский, А.И. Ше вела, А.А. Смагин и др. — Новосибирск, 2004. — 188 с.
6. Лимфатическая система в механизме окисли тельного гомеостаза при моделировании циркуляторных нарушений и их коррекции низкоэнергетический лезерным излучением / Т.А. Асташова, Ю.А. Анцы-рева, О.В. Казаков, С.В. Морозов // Бюл. СО РАМН.
- 2005.-№1.-С. 74-78.
7. Маянский А.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге / А.Н. Маянский, Д.Н. Маянский. — Новосибирск, 1983. - 254 с.
8. Коненков В.И. Медицинская и экологическая иммуногенетика / В.И. Коненков. — Новосибирск, 1999.
- 250 с.
