CC BY
32
Том 12, №1-2, 2008 piK
Summary
CLINICAL AND ANAMNESTIC DETERMINANTS OF GRANULOCYTE MACROPHAGE COLONY-STIMULATING
FACTOR IN CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE
L.I.Konopkina
Key words: chronic obstructive pulmonary disease, systemic inflammatory state, granulocyte macrophage colony-stimulating facto, clinical, anamnestic
It is known that chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is associated with a systemic inflammatory state, marked by elevations in serum of inflammatory markers including granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF). To study the role of GM-CSF in formation and progress of COPD we studied some clinical and anamnestic determinants: gender, status of tobacco-smoking, stage of disease and phase of pathology. Initiative of COPD formation was associated with increased GM-CSF levels. Female sex and greater smoking of them are all a risk-factor of systemic effects.
Dnipropetrovsk State Medical Academy
Mamepian Hadiumoe do pedaKU,ii 24.05.08.
© Рыжко П.П., Зайцева О.В., Жукова Н.В., Солошенко Э.Н., Татузян Е.Г. УДК 616.517-092:612.015.14:612.26.015.11
СОСТОЯНИЕ ЦИТОКИНОВОЙ РЕГУЛЯЦИИ КЛЕТОЧНОГО И ГУМОРАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА У БОЛЬНЫХ ГЕНЕРАЛИЗОВАННОЙ ФОРМОЙ ПСОРИАЗА
Рыжко П.П., Зайцева О.В., Жукова Н.В., Солошенко Э.Н., Татузян Е.Г.
Кожно-венерологическийдиспансер №15, г.Харьков Харьковский национальный медицинский университет, г.Харьков ГУ «Институт дерматологии и венерологии АМН Украины», г.Харьков
Вивчено стан цитоктовог регуляцп кл{тинного та гуморального {муттету у хворих на генера-л{зовану форму псор{азу в пергод загострення та рем{сп хвороби. Результати досл{джень вияви-ли в сироватц{ кров{ хворих пгдвищення вмгсту регуляторних цитотшв 1Л 1$, 1Л 2, 1Л 4, 1Л 6, 1Л 8; гммуноглобулт{в 1д М, 1д А; Т-л{мфоцит{в - СД 3+, СД 4, СД 8; В-л{мфоцит{в - СД 19 та фактора некроза пухлин (ФНП-а). Встановлено порушення кооперативног взаемоды клтинного та гуморального гмунгтету, в основг якого лежить активацгя медгаторног регуляцгг гмуноком-петентних кл{тин, що в{дкрають ключову роль у розвитку морфолог{чних порушень при фор-муваннг мангфестних признакгв псоргатичного процесу.
Ключов1 слова: псор1аз, кл1тиннийта гуморальний ¡муытет, цитокшова регуляцп, ¡мунокомпетентш кл1тини.
Традиционно псориаз относили к компетенции дерматологов, хотя в последнее время все настойчивее говорят о системности заболевания соединительной ткани и доминирующем проявлении манифестных признаков на коже. Эту точку зрения подтверждают иммунологические изменения и вовлечение в про -цесс опорно-двигательного аппарата, почек, сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, глаз и пр. [12]. В научном мире появились работы, свидетельствующие об аутоиммунной природе псориаза с первичным участием в процессе Т-лимфоцитов и вторичной активацией и пролиферацией кератиноцитов [2]. Активация Т-лимфоцитов индуцирует целый каскад иммунологических реакций и переключение звеньев гуморального иммунитета, в т.ч. активацию макрофагов, синтезирующих широкий спектр противовоспалительных медиаторов - цитоки-нов, фактора некроза опухолей (ФНО-а), интерлейки-нов и др. [8,10,11,13,17,19].
По данным ряда авторов, у больных псориазом наблюдается усиление секреции ФНО-а циркулирующими лимфоцитами и макрофагами [8]. Однако роль ФНО-а в патогенезе болезни противоречива и до конца еще не определена. Проведены исследования, из которых следует, что в псориатических бляшках наблюдается повышение ФНО-а [10,13,17,19]. При этом уровень ФНО-а не всегда коррелирует с
тяжестью псориатического процесса. Некоторые работы указывают на увеличение числа рецепторов к ФНО-а у больных в период манифестации клинических признаков [14].
Учитывая все выше сказанное, целью работы явилось изучение кооперативного взаимодействия клеточного и гуморального иммунитета у больных генерализованной формой псориаза и его патогенетическая коррекция.
Материалы и методы исследования
Под наблюдением находилось 37 женщин больных генерализованной формой псориаза в стадии обострения заболевания, в возрасте от 20 до 40 лет. Группа сравнения состояла из 10 практически здоровых женщин аналогичного возраста. Программа исследований предусматривала изучение клеточного и гуморального иммунитета, системы цитокиновой регуляции иммунного гомеостаза и свободнорадикаль-ных процессов.
Определение регуляторных цитокинов, таких как интерлейкины - ИЛ 1(3, ИЛ 2, ИЛ 4, ИЛ 6 и фактора некроза опухолей ФНО-а, в сыворотке крови осуществлялось с помощью твердофазного иммунофермен-тного анализа с использованием диагностической тест-системы фирмы «Протеиновый контур» (С. Петербург, Россия).
Определение регуляторного цитокина ИЛ 8 проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа с применением тест-системы фирмы 01а-с1опе, Франция. Исследование общей популяции Т-лимфоцитов (СДЗ+), субпопуляций Т-лимфоцитов, Т-хелперов (СД 4), Т-супрессоров (СД 8) и В-лимфоцитов (СД 19) осуществлялось с использованием моноклональных антител (СД 3+, СД 4, СД 8,СД 19) иммунофлуоресцентным методом.
Иммуноглобулины 1дА и 1дМ в сыворотке крови исследовались методом иммуноферментного анализа по прилагаемым инструкциям на иммунофермент-ном полианализаторе.
Учитывая высокую информативность и чувствительность биофизических методов биохемилюминесце-нции (БХЛ) и фосфоресценции в мониторинге структурно-функционального состояния гомеостаза, проводилось изучение интенсивности сверхслабого свечения и фосфоресценции сыворотки крови больных и условно-здоровых групп наблюдения [4,5].
Исследование фосфоресценции сыворотки крови больных генерализованной формой псориаза и условно-здоровых пациентов осуществлялось следующим образом: на кварцевую пластинку размером 5*15 мм наносили 50 мкл сыворотки крови и при температуре 30°С высушивали в термостате в течение 20 мин до появления твердой пленки, после чего пластинка помещалась в фосфороскоп и регистрировалась фосфоресценция. Источником возбуждающего света являлась ртутная лампа ДРК-120. С помощью моно-хроматора ДМР-4 выделяли следующие длины волн
Иммунологические показатели больных с генерализ
возбуждающего света: 197; 313; 334; 365; 404; 434 нм. Ширина выходной щели монохроматора составляла 2 мм. Область спектральной чувствительности фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) находилась в интервале длин волн 300-830 нм. Регистрация фосфоресценции происходила при комнатной температуре в режиме счета квантов света. В качестве измерительной системы использовался счетчик СБС-2.
Определение интенсивности БХЛ сыворотки крови больных и условно-здоровых пациентов осуществляли с помощью медицинского биохемилюминометра ХЛМЦ 1-01 [4,5].
Все исследования проводились дважды: при поступлении больных в стационар на стадии обострения заболевания и после проведенной патогенетической терапии. Результаты экспериментов обработаны методами вариационной статистики с оценкой достоверности различий по Стьюденту-Фишеру [6].
Результаты и их обсуждение
В табл.1 представлены результаты иммунологического статуса больных с генерализованной формой псориаза в период обострения процесса и после лечения. Как видим, концентрации исследуемых регуля-торных цитокинов ИЛ 1р, ИЛ 2, ИЛ 4, ИЛ 6, ИЛ 8; лимфоцитов СД 3+, СД 4, СД 8, СД 19 и иммуноглобулинов 1д М, 1д А в сыворотке крови больных с генерализованной формой псориаза в период обострения заболевания были достоверно выше показателей контрольной группы - условно-здоровых пациентов.
Таблица 1
юй формой псориаза в период обострения процесса и после лечения сравнительно с контрольной группой (М±м)
Показатели (пкг/мл) Группа больных псориазом (п=37) Группа сравнения (п=10)
До лечения После лечения
ФНО-а 625,8±14,7* 243,4±9,8* 56,2±2,17
ИЛ 1р 37,4±2,56* 31,5±2,16* 28,9±1,84
ИЛ 2 43,9±2,75* 36,2±1,75* 22,7±1,6
ИЛ 4 56,2±4,23* 43,7±1,96* 33,5±2,17
ИЛ 6 62,5±3,86* 30,2±2,3* 17,6±1,45
ИЛ 8 54,7±4,12* 42,5±3,2* 34,8±2,56
1д А 72,6±4,3* 48,7±2,3* 38,3±5,24
|д М 65,8±6,12* 37,4±2,5* 26,4±3,15
Т-лимфоциты-СД 3+ 2456,3±54,8* 1287,4±35,2* 870,4±20,3
Т-хелперы- СД 4 782,6±18,4* 532,9±24,6* 325,6±17,2
Т-супрессоры-СД 8 897,4±23,6* 368,7±16,5* 284,7±18,6
В-лимфоциты-СД 19 673,8±27,5* 466,2±14,3* 232,3±20,7
Примечание: *-р<0,05 - достоверно относительно группы сравнения
Обращает на себя внимание факт увеличения концентрации ИЛ 1р (37,4±2,56* пкг/мл) у больных псориазом при поступлении в стационар сравнительно с группой условно-здоровых пациентов (28,9±1,84 пкг/мл). Известно, что регуляторный цитоклин ИЛ 1р усиливает регенерацию ткани, продукцию простагла-ндинов и фактора некроза опухолей (ФНО-а) макрофагами, моноцитами, гистиоцитами, Т-лимфоцитами.
У всех больных в стадии обострения содержание ИЛ 2, потенцирующего цитотоксическую активность Т-клеток, моноцитов и макрофагов (повышающих синтез и секрецию ФНО-а, ИЛ 1р, ИЛ 6) было повышено почти в 2 раза по сравнению с контролем. Значительное увеличение в сыворотке крови концентрации ИЛ 4, ИЛ 6 сопровождалось активацией клеточного и гуморального иммунитета. Названные цитокины играют
важную роль в пролиферации и дифференцировке Ти В-лимфоцитов, переключении синтеза антител с одного класса на другой. Усиление цитокинпродуци-рующей способности мононуклеаров подтверждалось существенным ростом концентрации ИЛ 1р, ФНО-а, ИЛ 6, ИЛ 2 и ИЛ 8 (р<0,05) и свидетельствует об активации клеточного звена иммунитета и повышении межклеточных медиаторных взаимодействий.
Увеличение уровня ИЛ 4 может быть связано с антигенной стимуляцией активности Т-лимфоцитов, макрофагов, тучных клеток, базофилов, В-лимфоцитов, стромальных клеток, которая особенно наблюдается в период обострения болезни. Этот ци-токин индуцирует дифференцировку СД 4 Т-лимфоцитов в Т-хелперы второго типа (ТН2) и подавляет развитие Т-хелперов первого типа (ТН1). Иссле-
Том 12, №1-2, 2008 рш
дования показывают, что у больных генерализованной формой псориаза активируется как гуморальное, так и клеточное звено иммунной системы. Стимулирующее влияние ТН2 на пролиферацию и дифферен-цировку В-лимфоцитов подтверждалось увеличением содержания В-лимфоцитов (СД 19). Анализ обнаружил, что кроме макрофагов, базофилов, В-лимфоцитов, тучных клеток, антигенной стимуляции при псориазе подвергаются также моноциты, фибро-бласты, клетки эндотелия, гепатоциты, нейроны, аст-роциты, которые являются продуцентами ИЛ 6. Этот цитокин индуцирует дифференцировку гемопоэтичес-ких клеток-предшественников, стимулирует созревание мегакариоцитов и продукцию тромбобластов, способствует росту и дифференцировке Т- и В-лимфоцитов, усиливает продукцию острофазных белков гепатоцитами и является эндогенным пирогеном [8,11].
Исследования обнаружили увеличение в крови больных генерализованной формой псориаза содержания ИЛ 6, ИЛ 8 сравнительно с группой условно-здоровых пациентов (р<0,05). Цитокины ИЛ 6, ИЛ 8, продуцируемые мононукпеарными фагоцитами (моноциты периферической крови, тканевые макрофаги соединительной ткани, печени, альвеолярные макрофаги легких, свободные и фиксированные макрофаги селезенки и лимфатических узлов, макрофаги серозных полостей, клетки микроглии ЦНС, остеокласты костной ткани), способны оказывать активирующее действие на Т-хелперы (СД 4), Т-цитотоксические клетки (СД 8), В-лимфоциты. Этот механизм индукции возможно является одним из основных в активации клеточного и гуморального звена иммунной системы.
Являясь эффекторами иммунных реакций, макрофаги, активированные цитокинами ИЛ 6, ИЛ 8, ИЛ 4, ИЛ 2, обладают высокой фагоцитарной способностью и бактерицидностью, участвуют в индукции гуморального и клеточного иммунитета, стимулируют продукцию ФНО-а и экзопродукцию цитотоксических форм кислорода, что приводит к уничтожению и разрушению чужеродных и опухолевых клеток в реакции антителозависимой клеточной цитотоксичности.
Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что у больных с генерализованной формой псориаза наблюдается существенное повышение содержания Т-цитотоксических лимфоцитов (СД8+), из которых в ходе развития клеточной иммунной реакции генерируются НК-клетки - большие гранулярные лимфоциты и Т-киллеры, способные оказывать прямое цитотоксическое действие на чужеродные кпет-ки-мишени, измененные свои клетки, а также клетки, инфицированные вирусами, опухолевые клетки. На НК-кпетках экспрессированы рецепторы к ИЛ 2, через которые возможна их стимуляция. Повышение уровней ИЛ 6, ИЛ 8, ФНО-а, ИЛ 2, очевидно, связано с тем, что при псориазе возможна высокая активность НК-кпеток и Т-киллеров, которые оказывают цитотоксическое действие на кпетки-мишени как путем контактного лизиса, так и через факторы, секретируемые либо в виде гранул, либо в свободном состоянии. Эти клетки являются активными продуцентами особого белка - перфорина, который полимеризуется на кпет-ках-мишенях, формируя при этом трансмембранную пору, через которую происходит гипергидратация
клетки и разрушение ДНК клеток- мишеней и самой клетки. Можно полагать, что такой механизм имеет место при псориазе и сопровождается ускорением процессов апоптоза, дифференцировки и пролиферации эпителиальных клеток и кератиноцитов.
Следует отметить, что концентрация ИЛ 6 у больных псориазом была повышена более чем в 3,5 раза (62,5±3,86*) по сравнению с контрольной группой наблюдения^ 7,6+1,45). Поскольку цитокин ИЛ 6 представляет собой митоген для Т-лимфоцитов и кератиноцитов, возможно, что именно он играет ведущую роль в запуске цитокинового каскада в псориатически измененном кератиноците.
Обострение воспалительной реакции псориатиче-ского процесса сопряжено с повышением уровня ИЛ 8, который выполняет роль индуктора острой воспалительной реакции, стимулирует адгезивные свойства нейтрофилов, хемотаксис Т-лимфоцитов и др. Его содержание у больных было повышено в 1,5 раза по сравнению с контрольной группой наблюдения. Это увеличение можно рассматривать как результат действия ИЛ 1 на кератиноциты, которые синтезируют ИЛ 8, что согласуется с мнением авторов [18].
Концентрация такого регуляторного цитокина, как ФНО-а, в стадии обострения заболевания была значительно повышена по сравнению с группой условно-здоровых пациентов.
Учитывая, что ИЛ 2, ИЛ 4 и ИЛ 6 обеспечивают клеточную составляющую адаптивного иммунитета, нами были проанализированы некоторые показатели гуморального иммунитета.
Результаты наблюдения обнаружили, что на фоне значительной активации цитокинов, Т- и В-лимфоцитов отмечалось достоверное изменение содержания в сыворотке крови иммуноглобулинов - 1дА и !дМ. Так, у больных были существенно повышены концентрации в сыворотке крови !дА и !дМ, что может быть связано с увеличением количества В-клеток и их функциональной активности. Следует полагать, что гуморальный иммунный ответ организма у больных пациентов существенно активирован и сопровождается повышением содержания !дМ, !дА, а возможно, и других изотопов иммуноглобулинов -!дО, !дЕ, !дО.
Не вызывает сомнений, что нарушения иммунологического гомеостаза сопровождаются изменениями метаболических процессов в организме, при исследовании которых положительно зарекомендовали себя методы биохемилюминесценции, фосфоресценции и исследование электро-кинетических свойств ядер клеток различных тканей. По мнению многих авторов, это наиболее чувствительные интегральные методы исследования функционального состояния клеточных мембран [3,5].
Анализ интенсивности биохемилюминесценции и фосфоресценции в наших наблюдениях свидетельствовал, что при псориазе в стадии обострения болезни активированы свободнорадикальные процессы и пе-рекисное окисление липидов, сопровождающееся накоплением свободных радикалов, перекисей, гидроперекисей, продуктов окислительной модификации белков (р<0,05). Все эти соединения, в свою очередь, способны изменять структурно-функциональное состояние мембран и активировать процессы цитокино-вой регуляции, а в целом, иммунобиологической реактивности организма [3,5], сопровождающихся нару-
шением кооперативного взаимодеиствия клеточного и гуморального иммунитета.
Полученные данные позволяют судить, что одним из ведущих патогенетических механизмов формирования псориаза является активация цитокинового звена иммунной системы, повреждение структурно-функционального состояния клеточных мембран и нарушение тканевого дыхания и окислительного фо-сфорилирования. Посредством этого, очевидно, происходит изменение кооперативного взаимодействия процессов дифференцировки и пролиферации кера-тиноцитов эпидермиса, играющих ключевую роль в развитии морфологических нарушений псориатичес-кого процесса. Из этого логически вытекает, что внедрение в клиническую практику биологических модуляторов цитокиновой регуляции иммунологического гомеостаза является одним из приоритетных направлений современной фундаментальной и клинической медицины.
Таким образом, результаты изучения состояния кооперативного взаимодействия клеточного и гуморального иммунитета свидетельствуют, что у больных генерализованной формой псориаза нарушены межклеточные медиаторные метаболические процессы в иммунной системе, которые способны индуцировать повреждения эпителиоцитов и кератиноцитов, сопровождающиеся усилением восстановительных синтезов, повышением скорости дифференцировки и пролиферации кожного эпителия.
Литература
1. Балтабаев М.К., Хамидов Ш.А. Состояние клеточного иммунитета у больных псориазом и больных хроническим гепатитом. Вестн. дерматол. 1996; 1: 41-45.
2. Вавилов A.M., Самсонов В.А., Димант Л.Е. и др. Иммунологические исследования Т-лимфоцитов в коже больных псориазом. Вестн. дерматол. 2000;4:4-5.
3. Григорова И.А., Григоров Б.И., Погорелов В.Н. и соавт. Этиология и патогенетические механизмы модельного атеросклероза. Харьков: РИП «Оригинал», 1997. 254 с.
4. Жуков В.И., Мясоедов В.В. и соавт. Детергенты - модуляторы радиомиметических эффектов. Белгород: Бел-витамины, 2000. 450 с.
5. Зайцева О.В., Жуков В.И., Бондаренко Л.А., Абашин В.М. Использование биохемилюминесценции и фосфоресценции при изучении влияния химических факторов
физиологические методы в медицине». Ворошиловград, 1990: 20-21.
6. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 154 с.
7. Насонов Е.Л. Фактор некроза опухолей-альфа - новая мишень для противовоспалительной терапии ревматоидного артрита. РМЖ.2000; 17:718-22.
8. Austin L.M., Ozawa M., Kikuchi T., et al. The majority of epidermal T cell in Psoriasis vulgaris lesion can produce type 1 cytokines, interferon-gamma, interleukin-2, and tumor necrosis factor-alpha, defining TC1 (cytotoxic T lymphocyte) and TH1 effector population: a type 1 differentiation bias is also measured in circulating blood T cells in psoriatic patients. J. Invest. Dermatol. 1999; 113.5 : 752-59.
9. Bloomfield F.J., Young M.M. Enhanced Chemilumines-cence production by phagocytosing neurophilis in psoriasis. Information. 1988; 12:2:153-160.
10. Bonifati C., Carducci M., Cordiali Fei P., et al. Correlated increases of tumour necrosis factor-alpha, interleukin-6 granulocyte monocyte-colony stimulating factor levels in suction blister fluids and sera of psoriatic patients-relationships with disease severity. Clin. Exp. Dermatol. 1994; 19.5 : 383-87.
11. Danning C.L., Illei G.G., Hitchon C., et al. Macrophage-derived cytokine and nuclear factor kappa B p65 expression in synovial membrane and skin of patients with psoriatic arthritis. Arthritis Rheum. 2000; 43.6 : 1244-56.
12. Espinoza L.R., van Solinder R., Cuellar M.L., Angulo J. Insights into the pathogenesis of psoriasis and psoriatic arthritis. Am. J. Med. Sci. 1998; 316:271-76.
13. Ettehadi P., Greaves M.W., Willach D., et al. Elevated tumour necrosis factor-alpha (TNF-alpha) biological activity in psoriatic skin lesions. Clin. Exp. Immunol. 1994; 96.1 : 14651.
14. Hohler T., Kruger A., Schneider P.M., et al. A TNF-alpha promoter polymorphism is associated with juvenile onset psoriasis and psoriatic arthritis. J. Invest. Dermatol. 1997; 109.4 : 562-65.
15. Holder J., Lee A., Vekony M. et al, Selective T-cell receptor (TCR) gene expression in early psoriatic lesions. J. Invest. Dermatol. 1995; 105:3:460-478.
16. O'Keefe E.J., Chiu M.L., Payne R. Jr. Stimulation of growth of keratinocytes by basic fibroblast growth factor. J. Invest. Dermatol. 1988; 90:767-769.
17. Olaniram A.K., Baker B.S., Paige D.G., et al. Cytokine expression in psoriatic skin lesions during PUVA therapy. Arch. Dermatol. Res. 1996; 288.8 : 421-25.
18. Takematsu H., Tagami J. Quantification of chemotactic peptides (C5a anaphylatoxin and IL-8) in psoriatic lesion skin. Arch. Dermatol. Res. 1993; 129:74-80.
19. Uyemura K., Yamamura M., Fivenson D.F., et al. The cyto-kine network in lesional and lesion-free psoriatic skin is characterized by a T-helper type 1 cell-mediated response. J. Invest. Dermatol. 1993; 101.5 : 701-05.
производственной среды на организм. Конф. «Новые
Summary
STATE OF CYTOKINE REGULATION OF CELLULAR AND HUMORAL IMMUNITY IN PATIENTS WITH GENERALIZED FORM OF PSORIASIS
Rizhko P.P., Zaytseva O.V., Zhukova N.N., Soloshenko E.N., Tatuzian Eug.G.
Key words: psoriasis, cellular and humoral immunity, cytokinic regulation, immunocompenent cells.
It was studied the status of cytokinic regulation of cellular and humoral immunity in patients with generalized form of psoriasis during intensification and remission of illness. The results of researches detected in patients blood serum elevation of concentrations of regular cytokines: IL 1 p, IL 2, IL 4, IL 6, IL 8; immunoglobulins Ig M, Ig A; T-lymphocytes - SD 3+, SD 4, SD 8; B- lymphocytes - Sd 19, and tumors necrosis factor (FNT-a). It was determined breach of cooperative interaction of cellular and humoral immunity, in the base of it there is activation of mediatoric regulation of immunocompetent cells, which play first fiddle in development of morphologic disorders at forming of demonstrative symptoms of psoriasis.
Kharkiv National Medical University
