CC BY
23
УДК 616.61-008.64-089.163
состояния неспецифической резистентности у больных с поликистозоМ почек терминальной стадии хпн в период предтрансплантационной подготовки
В.В. Шувалова, А.г. Янковой, А.В. Ватазин, А.А. Смоляков, И.В. Нестеренко,
Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского
В статье анализируется состояние клеточного звена неспецифического иммунитета у больных с поликистозом почек и терминальной стадией хронической почечной недостаточности. На основании показателей морфофункиионального состояния нейтрофильных гранулоцитов, полученных при
использовании компьютерной фазовой морфометрии живых функционирующих нейтрофилов, выделены и идентифицированы 3 основных типа клеток в соответствии со степенью их активности. Выявлено достоверное снижение количества функционально активных клеток и увеличение количества «покоящихся» у больных поликистозом почек по сравнению с соматически здоровыми лицами. Также при использовании метода хемилюминесцентного анализа доказано снижение бактерицид-ности фагоцитов у этих пациентов.
Ключевые слова: поликистоз почек, неспецифическая резистентность, нейтрофильные гранулоциты.
In the article the state of cell phase of nonspecific immunity of the patients with polycystic renal disease and terminal stage of chronic renal insufficiency is analyzed. On the basis of indices of morph- functional state of neutrophilic granulocytes, having got with the using of computer-based phase morphometry of alive functional neutrophils, 3 main types of cells have been detected and identified according to their activity level. The reliable decreasing of amount of functionally active cells and increasing of amount of “quiescent” cells have been discovered with the patients with polycystic renal disease in compare with somatically healthy people. Also after using of the chemiluminescent analysis method the decreasing of bactericidal action of phagocytes has been proved with these patients.
Key words: polycystic renal disease, nonspecific resistance, neutrophilic granulocytes.
Инфекция почек и мочевых путей - одно из самых характерных проявлений поликистоза почек: частота ее колеблется от 21 до 75% [2; 5]. При этом тяжесть инфекционновоспалительного поражения почек и мочевых путей варьирует от асимптоматической пиурии до типичного острого пиелонефрита и пионефроза [7; 8; 9].
Частое развитие у больных с поликистозом почек гнойносептических осложнений диктует необходимость изучения состояния их неспецифической иммунологической резистентности. Причины возникновения воспалительных осложнений при поликистозе почек во многом зависят от неадекватности защитных реакций организма, не обеспечивающих его антимикробную резистентность.
Иммунодефицитное состояние может усугубляться за счет проводимой иммуносупрессивной терапии. Состояние иммунной недостаточности приводит в дальнейшем к повышению частоты и усугублению тяжести течения инфекций у таких пациентов. При этом вторичные инфекции, осложняющие течение основного процесса, иногда выдвигаются на первый план и определяют прогноз заболевания. Особую остроту проблема инфекции приобретает после трансплантации почки. Иммуносупрессия способствует манифестации скрытой и вялотекущей инфекции, которая может проявляться нагноением кист, острым пиелонефритом трансплантата, характеризующимся упорным рецидивным течением и устойчивостью к антибактериальной терапии, иногда приводит к сепсису и значительно ухудшает результаты приживления ренального трансплантата. Известно, что уровень реактивности организма наиболее адекватно отражает функциональная полноцен-
ность лейкоцитов крови, так как она детерминирована генетически и необычайно жестко поддерживается механизмами гомеостатической регуляции. Являясь мощными эффекторами, эти клетки представляют собой стратегический узел связи, через который трансформируется большинство реакции крови на воздействие внешних и внутренних факторов. Нейтрофильные гранулоциты (НГ) реагируют на малейшие изменения постоянства внутренней среды, что позволяет рассматривать эти клетки в качестве своеобразного «зеркала гомеостаза».
Участие НГ в иммунных реакциях и их взаимосвязь с другими иммуноцитами остается наименее изученным аспектом данной проблемы. Гранулоциты считаются вспомогательными эффек-торными клетками-мишенями для лимфоцитов, моноцитов, ростковых факторов [1; 6]. Однако, НГ как продуценты медиаторов межклеточных взаимодействий стали предметом пристального внимания иммунологов лишь в последние годы.
В сложной системе клеточно-гуморальной кооперации, обеспечивающей состояние гомеостаза, нейтрофилы традиционно рассматриваются как своеобразный «отряд быстрого реагирования» в системе противоинфекционной защиты организма [3; 4].
В последнее время предложены разнообразные автоматизированные методы для оценки морфофункционального статуса НГ, позволяющие анализировать изменения поверхностной архитектоники, рецепторно-мембранного аппарата, размерных параметров, функциональной активности и ряда других показателей. Однако в подавляющем большинстве случаев исследуются фиксированные и окрашенные цитообъекты.
Морфологические особенности и функциональные возможности клеток определяются состоянием их внутриклеточного метаболизма, комплексную экспресс-оценку которого позволяет получить витальная компьютерная морфометрия. Поэтому в данной работе мы использовали метод компьютерной фазово-интерференционной морфометрии, который позволил осуществить экспресс-диагностику степени изменения витального морфофункционального состояния нейтро-филов периферической крови у больных с поликистозом в период подготовки к трансплантации почки.
В процессе работы были изучены особенности морфологической структуры нефиксированных и неокрашенных живых функционирующих нейтрофильных гранулоцитов соматически здоровых лиц и больных с поликистозом почек.
Ретроспективный анализ литературы и полученная нами база данных фазово-интерференционных изображений клеток позволили выделить и идентифицировать различные морфологические типы нейтрофилов, характеризующие ту или иную степень их активности. Основой для дискриминации структурно измененных клеток служили различные варианты их формы, характера рельефа поверхности, наличие псевдоподий, гранул, вакуолей и т. п.
Выделено 3 основных морфологических типа нейтро-филов: I - клетки округлой формы с четко выраженными границами; II - клетки разнообразной формы и размера с неровной, бугристой поверхностью. Границы достаточно четкие, сложной формы, извилистые; III - клетки разнообразной формы и размера с нечеткими размытыми границами.
Установлено, что в пуле циркулирующих нейтрофилов соматически здоровых лиц содержание неактивных клеток
I типа составляет 19,7±3,1%, число функционально активных зрелых нейтрофилов (II морфологический тип) - 71,2±4,3%, а дегенеративно измененных, исчерпавших свой функциональный резерв (III морфологический тип) - 9,1±2,8% (рис. 1).
- НГI типа
- НГ II типа
- НГ III типа
Рис. 1. Соотношение морфологических типов нейтрофильных гранулоцитов периферической крови соматически здоровых лиц (%).
У больных с поликистозом почек было отмечено изменение морфофункционального состояния НГ, которое сопровождалось появлением среди них клеток с модифицированными цитоморфологическими характеристиками. Циркулирующие нейтрофилы были представлены преимущественно гиперсег-
ментированными зрелыми формами, при этом большой процент клеток имел деструктивные изменения в виде фрагментации ядер, повышенной вакуолизации, дегрануляции и разрывов мембран.
У обследованных больных число функционально полноценных зрелых нейтрофилов (II морфологический тип) уменьшилось на 23,6% по сравнению с контрольной донорской. При этом среди циркулирующего пула содержание старых клеток, исчерпавших свой функциональный резерв (III морфологический тип), было незначительно увеличено (на 2,2%), а количество НГ с низкой активностью (I морфологический тип) возрастало практически в 2 раза (рис. 2).
Рис. 2. Соотношение морфологических типов нейтрофильных гранулоцитов периферической крови у обследованных больных (%).
При анализе фазово-интерференционных изображений следует учитывать, что размерные параметры фазового портрета содержат информацию не только о пространственнообъемных характеристиках клетки, но и о её оптических свойствах, в частности о внутриклеточной анизотропии. Величина показателя преломления, измеряемая в каждой точке цитообъекта, непосредственно зависит от концентрации, химического состава, агрегатного состояния внутриклеточного вещества, наличия или отсутствия органелл и включений. Изменение любого из указанных условий находит отражение в характерных локальных трансформациях фазового изображения клетки (таблица).
Таблица. Средние размерные параметры нейтрофильных грану-лоцитов периферической крови соматически здоровых лиц и больных с поликистозом почек (М±<г)
Клиническая группа Диаметр, ^), мкм Периметр, (Р), мкм Высота, (Н), мкм Площадь, р), мкм2 Объем, (V), мкм3
Соматически здоровые лица (п=20) 11,5±2,9 35,2±4,1 2,8±0,6 68,4±18,5 86,5±35,6
Больные с поликистозом почек (п=12) 12,0±2,3 35,0±7,0 2,4±0,6* 76,2±27,7* 77,6±29,8*
Примечание: * - достоверно относительно контроля, при р<0,05.
Показано, что значения диаметра и периметра НГ крови больных с поликистозом почек оставались в диапазоне нормальных значений. Средняя в популяции величина площади клеток увеличивалась на 11,4% (р>0,05). Значения фазовой высоты и объема клеток снижались практически на 14,3% (р<0,05) и 10,3% (р>0,05) соответственно.
Полученные размерные показатели морфофункционального состояния клеточного звена неспецифической резистентности организма больных с поликистозом почек позволяют предположить наличие определенной функциональной недостаточности (угнетения или ареактивности) антимикробной защиты.
Центральное место в антимикробной активности фагоцитирующих клеток периферической крови занимает кислородный или респираторный взрыв, вследствие чего генерируются активные формы кислорода в системе НАДФ-Н-оксидазы. Антибактериальная функция НГ связана с образованием активных форм кислорода в мембране клеток и активацией фермента НАДФ-оксидазы, которая генерирует супероксид О2, превращающийся в другие активные формы: Н2О2, НОСЦ ^хлорамины, гидроксильные радикалы (ОН) с выраженной бактерицидной активностью.
Предпринимая попытку оценить особенности кислородного метаболизма полинуклеарных фагоцитов у больных с поликистозом почек, как показателя фагоцитарной активности НГ, мы использовали метод хемилюминесцентного (ХЛ) анализа (рис. 3).
2 п ____ 1,87
соматически здоровые лица
^ больные с поликистозом почек
1,6
1,2
>
Е
0,8
0,4
0,98
ЕЕ
0,1 0,03
1 1 —I—
ХЛ сп
Хл акт
Рис. 3. Показатели интенсивности спонтанной (ХЛ сп) и активированной (ХЛ акт) хемилюминесценции нейтрофилов периферической крови.
Величина спонтанной ХЛ НГ соматически здоровых людей составляет 0,1±0,03 тМ. ХЛ активированная равна 0,98±0,21 тМ, а хемилюминесцентный индекс - 8,8±1,4 у. е. Полученные результаты демонстрируют высокие резервные возможности НГ, т. е. способность клеток адекватно отвечать на воздействие бактериальных продуктов или других нейтрофилстимулирую-щих агентов. Нами выявлено изменение функционального потенциала циркулирующего пула нейтрофильных гранулоци-тов по данным хемилюминесценции, характеризующим уровень наработки клетками активных форм кислорода. Установлено, что у больных с поликистозом почек отмечается достоверное снижение спонтанной ХЛ до 0,03±0,002 тМ (против 0,1 у соматически здоровых лиц, р>0,05), что свидетельствует о достаточно низком уровне активности циркулирующих клеток. В то же время практически в 2 раза повышается величина активированной ХЛ - 1,87±0, 11 тМ (против 0,98 тМ, р>0,05). Хемилюминесцентный индекс составил 61,3±0,7 у. е. Увеличение активированной ХЛ и, соответственно, хемилюминесцентного индекса может быть связано не только с включением резервных возможностей фагоцитирующих клеток.
По-видимому, определенный вклад при этом вносит и популяция неактивных фагоцитов, у которых под действием активатора (зимозана) меняется функциональный статус.
Суммируя вышеизложенное, можно заключить, что у больных с поликистозом почек наблюдается перестройка клеточного звена неспецифического иммунитета. Зарегистрировано увеличение количества «покоящихся» нейтрофилов, снижение содержания функционально-активных клеток, тенденция к увеличению процента нейтрофилов, исчерпавших свой функциональный резерв. При этом цитометрически доказано увеличение средних по популяции значений площади нейтрофилов при снижении их высоты и объема (возможно за счет повышенной продукции биологически активных веществ, процессов дегрануляции и вакуолизации). Отмечено достоверное снижение бактерицидности фагоцитов (по уменьшению базального уровня синтеза активных форм кислорода), обнаружена способность к увеличению резервного потенциала клеток.
Таким образом, приведенные данные цитометрического анализа подтверждают взаимосвязь изменений структуры и функции клеток. Компьютерная фазовая морфометрия живых функционирующих нейтрофилов дает возможность количественно оценить их морфологические особенности: форму и величину клеток, форму и размеры ядра, ядерноцитоплазматическое отношение, характер мембранных границ, наличие или отсутствие гранул, вакуолей и т. п. Важно, что полученные результаты позволяют одновременно исследовать и функциональные показатели нейтрофилов - уровень их активности, готовность к мобилизационным (подготовительным) и эффекторным реакциям. Анализ совокупности витальных оптико-геометрических показателей фазовых образов представляет собой комплексную морфофункциональную характеристику нейтрофильных лейкоцитов, и, следовательно, обобщающую оценку противомикробной защиты, состояния неспецифической резистентности.
ЕЗ
ЛИТЕРАТУРА
1. Абрамова Т.В., Рыбакина Е.Г., Каюков И.Г. Количества катионных белков нейтрофилов и экспрессии комплементарных и Fcg-рецеаторов на их мембране при IgA-нефропатии.// Нефрология. - 2003. - Т. 7. - № 3. - С. 67-71.
2. Алиев Р.А. Роль этиологических и других факторов в развитии хронической почечной недостаточности. // Нефрология и диализ. - 2001. - № 1.
3. Долгушин И.И., Бухарин О.В. Нейтрофилы и гомеостаз. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. - 278 с.
4. Долгушин И.И., Зурочка А.В., Власов А.В. Секреторные продукты нейтрофилов и иммунный ответ.// Иммунология. - 1999. - № 3. - С.35-37.
5. Магарщак О.О., Шавырин А.А. Современные подходы к иммунопрофилактике инфекций у пациентов с заболеваниями почек. // Нефрология и диализ. - 2001. - № 1.
6. Balkwill F.R., Burke F. The cytokine network // Immunol.Today. - 1989. - Vol. 10. - № 9. - P. 299-305.
7. Disney A.P.S. Some trends in chronic renal replacement therapy in Australia and New Zealand 1997. // Nephrol. Dial. Transplant - 1998. - Vol. 13. - P. 854-859.
8. Drognitz O., Kirste G., Schramm I. et al. Kidney transplantation with concomitant unilateral nephrectomy: a matched-pair analysis on complications and outcome // Transplantation. - 2006. - Vol. 81. - № 6. - Р. 874-880.
9. Rutkowski B. Chahging patient of end-stage renal disease in Central and Eastern Europe. // Nephrol. Dial. Transplant. - 2000. - Vol. 15. - P. 156-160.
