CC BY
21
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОГРАМИРОВАННОЙ ГИБЕЛИ КЛЕТОК-ЭФФЕКТОРОВ ПРИ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ
© Адеева И.Х.*, Шишалова Т.Н.*, Уханова О.П.*
Северо-Осетинская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию, г. Владикавказ Ставропольский краевой клинический консультативно-диагностический центр, г. Ставрополь Ставропольский краевой клинический центр специализированных видов медицинской помощи, г. Ставрополь
Такие заболевания, как атопическая бронхиальная астма, аллергический ринит, конъюнктивит, атопический дерматит, крапивница, аллергия на пищу, насекомых и лекарства, являются основными факторами заболеваемости и смертности в цивилизованном мире [36]. Большинство аллергических (атопических) реакций связано с повышенной активацией Т-клетки-хелпера (1Ъ2), приводя к повышенному синтезу 1£Е и эозинофилии [35]. Однако, попадание аллергена в организм вызывает как ингибирование, так и индукцию апоптоза Т-лимфоцитов [3, 20].
Важную роль в регуляции апоптоза Т-клеток играют цитокины, ферменты, транскрипционные и ко-стимулирующие факторы, а также взаимодействие трансмембранных, цитоплазматических и поверхностных рецепторов [5, 7-10].
При IgE-зависимьIх аллергических реакциях отмечена повышенная выживаемость Тh2-лимфоцитов, связанная с экспрессией проапоптотических маркеров семейства Вс1-2 (Вс1-2, Вс1-Хь Вс1^) [19, 28, 29]. Последние, инги-бируют выброс цитохрома С и его взаимодействие с адапторной молекулой АраМ в цитоплазме клетки, блокируя формирование каналов в мембране митохондрий. Цитохром С (15 кДа) необходим для образования апоптосомы, где происходит активация каспаз. Он синтезируется, как апо-цитохром, поступает в митохондрию, где связывается с внутренней поверхностью мембраны [7, 23]. Индуктором же формирования каналов в митохондриях может выступать Вах или ВН3 промотирующие апоптоз (т.е. выполняют противопо-
* Аспирант Северо-Осетинской государственной медицинской академии.
* Врач аллерголог-иммунолог Ставропольского краевого клинического консультативно-диагностического центра.
" Доцент кафедры Клинической фармакологии, бактериологии, аллергологии и иммунологии ИПДО Ставропольской государственной медицинской академии, заведующий отделением ГУЗ «СККЦ СВМП», врач аллерголог-иммунолог, главный внештатный аллерголог-иммунолог МЗ СК, доктор медицинских наук.
ложную функцию Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) и относящиеся к этому же семейству [3, 28]. Более высокая концентрация Bcl-2 способна ингибировать формирование каналов в митохондриях, непосредственно связывать цитохром С, вытесняя его из апоптосомы. Таким образом, предотвращается активация каспа-зы-9, каспазы-3 и каспазы-7 обеспечивающих прямую связь с рецепторами клеточной гибели, приводящих к фрагментации ДНК [22]. Bcl-2 выполняет уникальную функцию негативного регулятора апоптоза, он связан со стволовыми клетками, коммитирующими дифференцировку Т-лимфоцитов. Уменьшение концентрации Вс1-2 приводит клетку к апоптозу [22, 28].
XuB. с соавторами предполагает, что доминирование Th2 при аллергическом воспалении может в значительной степени произойти из-за ускоренного апоптоза Th1-лимфоцитов [30]. Апоптоз T-лимфоцитов может произойти через ряд механизмов: либо при повторной активацией TCR аллергеном и взаимодействием с молекулами MHC класса II с последующим взаимодействием Fas и Fas-L рецепторов, либо с изменением концентрации цитокинов при разрешении воспаления (элиминации аллергена) или на фоне введения лекарственных (глюкокортикостероидных, цитоста-тических и др.) препаратов [16,20,27, 35].
Для осуществления первого механизма необходимо наличие поверхностных белков Fas (36 кДа) и Fas-L (46 кДа) относящихся к семейству факторов некроза опухолей (TNF) [4]. Если Fas экспрессируется на всех лимфоцитах, и играет ключевую роль в их селекции, то Fas-L экспрессируется только на активированных антигеном ТЫ, продуцирующих INF-у, IL-1, ILIO, запускающих, в свою очередь, Fas-опосредованный механизм апоптоза (рис. 1) [2, 30, 33].
Fas Fas-Ligand
Рис. 1. Инфильтрация кожи Т-лимфоцитами экспрессирующими Fas и Fas-L при обострении атопического дерматита. Гематоксилин, увеличение x400 (Akdis M., 2003)
Также известно, что только на активированных Тh2- и Treg-лимфоци-тах эксперессируется лиганд CD30 ^D30L), который, взаимодействуя с трансмембранным белком СD30 вызывает дифференцировку, активацию, пролиферацию и / или гибель клетки [1, 15,17, 21]. AbdulamirA.S. с соавторами доказал индуцирующее влияние CD30 на NF-kB (нуклеарный транскрипционный фактор, отвечающий за адаптивные реакции клеток), который блокирует проапоптотические протеины регуляторных Т-лимфоцитов периферической крови больных с тяжелой бронхиальной астмой, тем самым продлевая жизнь клеткам-эффекторам в очаге воспаления [1]. Тh2-лимфоциты представляют Fas рецептор на мембране, но высокая экспрессия Bcl-2 препятствует гибели клетки Fas-опосредованным механизмом [35]. На Fas-зависимый апоптоз также влияет уровень концентрации кас-пазы-8 (FLICE, 55 кДа), связанной с доменом смерти FADD (высокоафин-ный к Fas) [14, 23]. Для Th1- лимфоцитов характерен высокий синтез кас-пазы-8, для Th2-лимфоцитов низкий [14, 16].
Выживаемость субпопуляций Т-лимфоцитов может зависеть от использования глюкокортикостероидов (ГКС) и цитостатиков в терапии аллергических заболеваний. ГКС избирательно усиливают апоптоз Т-лимфоцитов [35]. Melis M. установил, что флутиказона пропионат (ФП) оказывает противовоспалительный эффект ограничивая секрецию цитокинов, миграцию и пролиферацию Th2 [20]. ФП индуцирует их апоптоз путем подавления экспрессии Bcl-2, CD25+ и повышения синтеза Fas и Bax. Также, в качестве индукторов апопотоза Т-лимфоцитов были описаны ингибиторы каль-циневрина используемые при лечении атопической экземы [22]. Швейцарский ученый TrautmannA. и соавт. показал индуцируюее влияние цитостатиков, дексаметазона, такролимуса и внутривенного иммуноглобулина в рекомендуемых дозах на Fas-опосредованный апоптоз Тh2. Одновременно наблюдалось ингибирующее влияние вышеперечисленных препаратов на активацию Тh2 и Fas-опосредованный апоптоз кератиноцитов. Однако, высокие дозы внутривенного иммуноглобулина и дексаметазона оказывали противоположный эффект на апоптоз Тк2- лимфоцитов и кератиноцитов при атопическом дерматите [27].
Solarewicz-MadejekK. с коллегами продемонстрировали избирательную проапоптотическую активность TRAIL (TNF-зависимый индуцирующий лиганд TRAILR1, TRAILR2) индуцирующих Fas-опосредованный апо-птоз Т-лимфоцитов и эозинофилов бронхов на модели тяжелой бронхиальной астмы у мышей [25]. Взаимодействие TRAIL с sDcR3 (растворимый рецептор-ловушка, принадлежащий к семейству TNF) активирует каспазу-8, расщепляющую Bid (семейство Bcl-2) и способствует высвобождению ци-тохрома С из митохондрий [8]. Запускается активация каспаз -3, -7 и -9, фраг-ментирующих ДНК клетки. Таким образом, sDcR3 запускает программированную гибель клетки, приводимую в действие TRAIL [8, 24].
Также, доказано присутствие на активированных Т-лимфоцитах LIGHT (29 кДа), принадлежащего к семейству TNF. sDcR3 является дополнительным рецептором для LIGHT и подавляет LIGHT-опосредованный апоптоз [22].
Одним из важнейших транскрипционных факторов, продлевающих, жизнь клеток-эффекторов при аллергических заболеваниях является NF-kB (нуклеарный фактор). NF-kB представляет собой семейство цитоплазма-тических белков, реагирующих на гипоксический стресс, которые при стимуляции переходят в свободное состояние. Транскрипционная активность NF-kB проявляется через считанные минуты после стимуляции и заключается в повышении экспрессии адгезивных молекул (VCAM-1, ICAM-1), стимулируя трансэндотелиальную миграцию лейкоцитов. Также он повышает синтез цитокинов (TNFa, IL-1P) и ферментов (циклоксигеназы-2 и коллаге-назы) [1,10]. Другими, недавно открытыми транскрипционными факторами являются HIF-1a и HIF-1P (гипоксия-индуцибельные факторы). Субъединица HIF-1a является кислород-чувствительной и выполняет функцию стимулированной гипоксией генную регуляцию. HIF-1a активирует тканевой и клеточный ответ на гипоксию, включая ангиогенез. Он также взаимодействует с NF-kB приводя к продукции провоспалительных цитокинов. Субъединица HIF-1P является кислород-нечувствительным ядерным протеином и участвует в других системах генной регуляции [22].
Мало известно о механизмах апоптоза регулирующих Т-клеток [12]. Предполагалось, что регулирующие Т-клетки вступали в апоптоз при передаче сигнала через CD40 и CD40L на поверхности активированных Th-клеток в экспериментальной модели аутоиммунного воспаления кишечника [13-15, 21]. FinottoS. с соавторами на экспериментальной модели бронхиальной астмы у мышей доказали влияние на индукцию апоптоза Th2, элиминацию IL-6R моноклональными антителами в присутствии Тгeg [8, 13, 14]. Однако, LeeJ.H. выявил in vitro супрессивное действие IL-10 и FoxP3 синтезируемых Treg слизистой бронхов у детей с тяжелой бронхиальной астмой [15].
Тучные клетки играют центральную роль в аллергических реакциях через ответные реакции FcsRI-опосредованного высокооаффинного рецептора IgE. Перекрестное сшивание FceRI на тучных клетках активизирует многократные сигнальные пути, которые приводят к дегрануляции, denovo синтезу метаболитов арахидоновой кислоты и производству различных цитокинов и хемокинов [11, 34]. Увеличение количества тучных клеток наблюдается при таких аллергических заболеваниях, как аллергический ринит, бронхиальная астма, атопический дерматит, крапивница и др [22, 27, 34]. Механизм развития, миграции и выживания тучных клеток полностью не изучен, но недавние достижения в этой области привели к открытию молекул, которые можно рассматривать как потенциальный терапевтический инструмент.
Стимуляция тучных клеток (ТК) сенсибилизированного организма антигеном может способствовать их выживанию при определенных условиях и может происходить через фактор стволовой клетки (SCF) [26]. Фактор
стволовой клетки (также известный как лиганд Kit), связывает свой рецептор, Kit, с клеткой-мишенью, у которой есть внутренний домен киназы тирозина белка в цитоплазме [3, 24, 32]. Стимуляция SCF приводит к активации Jak2 (Янус-киназы) в тучных клетках, которая участвует в передаче цитокиновых сигналов IL-12 и IL-2 [6, 18]. Jak2, в основном, связывается с Kit и становится кратковременно активизированным в ответ на SCF [18, 22]. После SCF-стимуляции STAT1, STAT3, STAT5A, STAT5B, и STAT6 связываются с Kit и становятся тирозин-фосфорилированными [5, 11]. Фосфо-рилирование STAT-факторов приводит к их димеризации и транслокации в ядро ТК, инициируя транскрипцию генов [4, 9]. Одним из самых изученных генов является р53. Интактный р53 поддерживает нормальный фенотип организма [28, 32]. В ответ на повреждение ДНК он тормозит смену фаз клеточного цикла или индуцирует апоптоз. Действие гена р53 при апо птозе зависит от его мутаций (более 500 мутаций). При атопической бронхиальной астме BrutscheM.H. обнаружил подавление регуляции гена р53С^ и повышение активности p53 ассоциированного гена Cid [7].
Взаимодействие IgE и аллергена может вызвать увеличенную экспрессию FLIP, ингибитора каспазы-8, и следовательно устойчивость к Fas-опо-средованному апоптозу [32]. После активации FceRI происходит индукция синтеза проапоптотических (Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w, Mcl 1, и Al/Bfl-1) и анти-апоптических членов семейства Bcl-2 способствующие выживанию (Bax, Bak, и Bok) [22, 28, 32]. Последние разделяют на 3 области гомологии (BH1-BH3) с их родственниками провыживания. Белки с BH3 (Bad, Hrk, Bim, Bid, Puma, Noxa, и Bmf) взывают формирование каналов в мембране митохондрий для выхода цитохрома С и формирования апоптосомы [19, 22]. Bcl-2 и Bcl-XL, также как и в Т-лимфоцитах, могут изолировать молекулы BH3, предотвращая активацию Bax и Bak [19, 22].
Инкубация тучных клеток с SCF увеличивает пермеабилизацию митохондрий, освобождая Bcl-2 и Bcl-XL[ 3, 32]. После стимуляции SCF, сигнализация Kit приводит к активации PI3K (фосфоинозитид-3 киназы) и его ниже расположенной мишени Akt (также известной как киназа белка B). Akt способствует выживанию клетки через опосредованную фосфори-лированием инактивацию BH3-единственного белка Bad [22,29, 32].
Также известно, что связывание мономерного IgE с FceRI увеличивает выживание тучных клеток главным образом посредством аутокринного производства IL-3 и его активации транскрипционного фактора STAT-5 [26].
STAT-5 в свою очередь активирует экспрессию Bcl-XL и Bcl-2 [5-7, 11].
* * *
Детальное представление о механизмах индукции и стимуляции апоп-тоза клеток в аллергических реакциях, позволит обосновать применение современных препаратов и создать принципиально новые методы лечения аллергических заболеваний.
Список литературы:
1. AbdulamirA.S., KadhimH.S., HafidhR.R. etal. Severity of asthma: the role of CD25+, CD30+, NF-kappaB, and apoptotic markers // J. Investig. Aller-gol. Clin. Immunol. - 2009. - V 19. - P. 218-224.
2. Akdis M., Trautmann A., Klunker S. et al. T helper (Th) 2 predominance in atopic diseases is due to preferential apoptosis of circulating memory / effector Th1 cells // Faseb J. - 2003. - V 17. - Р. 1026-1035.
3. Baghestanian M., Jordan J.H., Kiener H.P. et al. Activation of human mast cells through stem cell factor receptor (KIT) is associated with expression of bcl-2 // Int. Arch. Allergy Immunol. - 2002. - V 129. - Р. 228-236.
4. Benschop R., Wei T, Na S. Tumor Necrosis Factor Receptor Superfamily Member 21: TNFR-Related Death Receptor-6, DR6 // Adv. Exp. Med. Biol. -2009. - V 647. - Р. 186-194.
5. Brizzi M.F., Dentelli P., Rosso A. et al. STAT protein recruitment and activation in c-Kit deletion mutants // J. Biol. Chem. - 1999. - V 274. - Р. 1696516972.
6. Brizzi M.F., Zini M.G., Aronica M.G. et al. Convergence of signaling by interleukin-3, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, and mast cell growth factor on JAK2 tyrosine kinase // J. Biol. Chem. - 1994. - V. 269. -Р. 31680-31684.
7. Brutsche M.H., Brutsche I.C., Wood P. et al. Apoptosis signals in atopy and asthma measured with cDNA arrays // Clin. Exp. Immunol. - 2001. -V 123. - Р. 181-187.
8. Chaudhari B.R., Murphy R.F., Agrawal D.K. Following the TRAIL to apoptosis // Immunol. Res. - 2006. - V. 35. - Р. 249-262.
9. Finotto S., Eigenbrod T., Karwot R. et al. Local blockade of IL-6R signaling induces lung CD4+ T cell apoptosis in a murine model of asthma via regulatory T cells // Int. Immunol. - 2007. - V. 19. - Р. 685-693.
10. Gu X.Y., Zhou L.F., Zhang M.S. et al. Targeted NF-kappaB inhibition of asthmatic serum-mediated human monocyte-derived dendritic cell differentiation in a transendothelial trafficking model // Cell Immunol. - 2009. - V 260. -Р. 14-20.
11. Hundley T.R., Gilfillan A.M., Tkaczyk C. et al. Kit and FceRI mediate unique and convergent signals for release of inflammatory mediators from human mast cells // Blood. - 2004. - V. 104. - Р. 2410-2417.
12. Huang M.T., Dai Y.S., Chou Y.B. et al. Regulatory T cells negatively regulate neovasculature of airway remodeling via DLL4-Notch signaling // J. Immunol. - 2009. - V 183. - Р. 4745-4754.
13. Kim Y.S., Hong S.W., Choi J.P. et al. Vascular endothelial growth factor is a key mediator in the development of T-cell priming and its polarization to type 1 and type 17 T- helper cells in the airways // Immunol. - 2009. - V. 183. -Р. 5113-5120.
14. Larsen J.M., Bonefeld C.M., Poulsen S.S. et al. IL-23 and T(H)17-me-diated inflammation in human allergic contact dermatitis // Allergy Clin. Immunol. - 2009. - V. 123. - P. 486-492.
15. Lee J.H., Yu H.H., Wang L.C. et al. The levels of CD4+CD25+ regulatory T cells in paediatric patients with allergic rhinitis and bronchial asthma // Clin. Exp. Immunol. - 2007. - V 148. - P. 53-63.
16. Li Y.Y., Yan C.L., Xu W. Attenuation of allergic contact dermatitis by Z-VAD-FMK, a broad caspase inhibitor: experiment with mice // Article in Chinese. - 2008. - V. 88. - P. 3153-3156.
17. Lin Y.L., Shieh C.C., Wang J.Y. The functional insufficiency of human CD4+CD25 high T-regulatory cells in allergic asthma is subjected to TNF-al-pha modulation // Allergy. - 2008. - V 63. - P. 67-74.
18. Linnekin D., Weiler S.R., Mou S. et al. JAK2 is constitutively associated with c-Kit and is phosphorylated in response to stem cell factor // Acta Haematol. - 1996. - V 95. - P. 224-228.
19. Mekori Y.A., Gilfillan A.M., Akin C. et al. Human mast cell apoptosis is regulated through Bcl-2 and Bcl-XL // J. Clin. Immunol. - 2001. - V 21. -P. 171-174.
20. Melis M., Siena L., Pace E. etal. Fluticasone induces apoptosis in peripheral T-lymphocytes: a comparison between asthmatic and normal subjects // Eur. Respir. J. - 2002. - V. 19. - P. 257-266.
21. Pandiyan P., Lenardo M.J. The control of CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T cell survival // Biol. Direct. - 2008. - V. 27. - P. 3-6.
22. Simon H.-U. Cell death in allergic diseases // J. Apoptosis. - 2009. -V 14. - P. 439-446.
23. Sehra S., Patel D., Kusam S. et al. A role for caspases in controlling IL-4 expression in T-cells // J Immunol. - 2005. - V 174. - P. 3440-3446.
24. Saito H., Okayama.Y. Mast cells in allergic diseases // Chem. Immun. and Allergy. - 2005. - V 87. - P. 1-21.
25. Solarewicz-Madejek K., Basinski T.M., Crameri R.etal. T cells and eosinophils in bronchial smooth muscle cell death in asthma // Clin Exp Allergy. -2009. - V 39. - P. 845-855.
26. Takashi S., Yamasaki S. Regulation of mast cell activation through FceRI // Chem. Immun. and Allergy. - 2005. - V 87. - P. 22-31.
27. Trautmann A., Akdis M., Schmid-Grendelmeier P. et al. Targeting kera-tinocyte apoptosis in the treatment of atopic dermatitis and allergic contact dermatitis // J. Allergy Clin. Immunol. - 2001. - V. 108. - P. 839-846.
28. Xie J., Li R., Fan R., Meng Z. Effects of sulfur dioxide on expressions of p53, bax and bcl-2 in lungs of asthmatic rats // InhalToxicol. - 2009. - V 21. -P. 952-957.
29. Xiang Z., Ahmed A.A., Moller C. et al. Essential role of the prosurvival bcl-2 homologue A1 in mast cell survival after allergic activation // J. Exp. Med. - 2001. - V. 194. - P. 1561-1569.
30. Xu B., Bulfone-Paus S., Aoyama K. Role of Fas/Fas ligand-mediated apoptosis in murine contact hypersensitivity // Int. Immunopharmacol. - 2003. -V 3. - Р. 927-938.
31.Yadav U.C., Naura A.S., Aguilera-Aguirre L.J. et al. Aldose reductase inhibition suppresses the expression of Th2 cytokines and airway inflammation in ovalbumin-induced asthma in mice // Immunol. - 2009. - V 183. - Р. 47234732.
32. Yoshimichi O.,Toshiaki K. Development, migration and survival of mast cells // Immunol. Res. - 2006. - V. 34. - Р. 97-115.
33. Zak-Nejmark T., Nowak I.A., Malolepszy J. Allergen immunotherapy decreases specific allergen-induced expression of Fas and FasL on CD4+ and CD8+ cells // J. Investig. Allergol. Clin. Immunol. - 2005. - V. 15. - Р. 63-68.
34. Гущин И.С. Физиология иммунитета и аллергия // Физиология и патология иммунной системы. - 2004. - № 9. - С. 17-20.
35. Уханова О.П., Пасечников В.Д. Влияние глюкокортикостероидов на апоптоз Т-лимфоцитов у больных с аллергическим ринитом // Иммунология. - 2004. - № 4.
36. Хаитов Р.М., Ильина Н.И., Латышева Т.В. Рациональная фармакотерапия аллергических заболеваний. - М., 2007. - 502 с.
ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЯ КАК ОСНОВНОЙ МЕТОД КЛИНИЧЕСКОЙ НЕЙРОФИЗИОЛОГИИ
© Колодко В.Г.*
Заполярный филиал Ленинградского государственного университета им. А.С. Пушкина, г. Норильск
Методы компьютерной электроэнцефалографии позволяют оценить изменения функционального состояния мозга, динамику процессов функциональной активации / инактивации больших нейронных популяций коры мозга. Основными элементами анализа в электроэнцефалографии остаются ритмы ЭЭГ или отдельные ее частотные составляющие, которые имеют различный электрогенез, корковую топографию и функциональное значение.
Электроэнцефалография (от греческого enkephalon - мозг и grafo - пишу) - раздел клинической нейрофизиологии, изучающий закономерности возникновения, распределения по коре и взаимодействия электрической активности головного мозга. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) - это кривая, получаемая при регистрации с разных точек поверхности скальпа спонтан-
* Доцент кафедры Педагогики и психологии, кандидат медицинских наук.
