Роль цитокинов и нитроксидергической системы в развитии иммунологических нарушений при панкреонекрозе

Научные обзоры

© ВИННИК Ю.С., ЧЕРДАНЦЕВ Д.В., МАРКЕЛОВА И.М., ТИТОВА Н.М., ПЕРВОВА О.В.,

МИЛЛЕР М.С. -

РОЛЬ ЦИТОКИНОВ И НИТРОКСИДЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В РАЗВИТИИ ИММУНОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ПРИ ПАНКРЕОНЕКРОЗЕ

Ю.С. Винник, Д.В. Черданцев, Н.М. Маркелова, Н.М. Титова, О.В. Первова, М.С. Миллер.

Резюме. Статья представляет обзор литературы, в котором освещены вопросы патогенеза развития иммунодепрессии при остром деструктивном панкреатите. Обсуждается роль цито-кинов (интерлейкинов 1, 2, 6, ТЫР-а), системы 1_-аргинин - оксида азота в инициировании процессов апоптоза иммунокомпетентных клеток на разных стадиях заболевания в условиях гипоксии и окислительного стресса.

Ключевые слова: острый деструктивный панкреотит, цитокины, нитроксидергическая систе-

ма.

В настоящее время острый панкреатит (ОП) является третьим по частоте встречаемости среди острых хирургических заболеваний органов брюшной полости, уступая только острому аппендициту" и калькулезному холециститу [1,9]. Несмотря на применение современных технологий в диагностике и лечении ОП с использованием консервативных и оперативных методов лечения, летальность остается неизменно высокой, достигая при деструктивных формах 28-80% [2,3, И]. Прогноз при панкреонекрозе зависит как от объема поражения железы, распространенности гнойно-некротического процесса в самом органе и окружающих тканях, так и от степени иммунных нарушений [1,3,17].

Важная особенность острого деструктивного панкреатита (ОДП) состоит в раннем развитии иммунодефицита [2,8,10]. Массивная токсемия, окислительный стресс, оперативное вмешательство, медикаментозная иммунодепрессия в результате длительного назначения антибиотиков, использования цитостатиков, глюкокортикостероидов, значительные потери белков с экссудатом, токсическое угнетение функций печени, в том числе и белково-синтезируюшей, способствуют развитию тяжелых нарушений в иммунной системе с возникновением полифункциональной недостаточности ее важнейших органов и систем [3,4, 18]. Комбинированный индуцированный вторичный иммунодефицит у таких больных имеет в своей основе все основные патологические изменения в системе иммунитета: гибель клеток,

функциональную клеточную блокаду (блокаду рецепторов и блокаду передачи сигналов), дисбаланс клеточных субпопуляций - хелперов-ТЬ, /Т1ъ, супрессоров/цитотоксических лимфоцитов, хел-перов-эффекторов [4,16,19]. По мнению ряда авторов, чрезмерная выраженность иммунных характеристик синдрома системного воспалительного ответа (ССВО) при ОДП может индуцировать

развитие иммунодепрессии, что приводит к неспособности организма противостоять микробной агрессии, и, как следствие, к развитию гнойнонекротических осложнений [3,4].

Особый интерес в указанной проблеме представляют медиаторы клеточных реакций - цитокины, определяющие в известной степени взаимоотношения в иммунной системе. Цитокины, являясь продуктами активированных мононуклеарных фагоцитов и эндотелиальных клеток, участвуют в развитии эндогенной интоксикации, ССВО, окислительного стресса, а также, активации целого каскада иммунологических реакций [4,21].

ВА, последнее десятилетие появилось большое количество публикаций, посвященных роли свободнорадикального окисления и окислительного стресса (ОС) в патогенезе ОП. Окислительный стресс во многом определяет выраженность ССВО при ОП. Именно этот компонент патогенеза заболевания обусловливает тяжесть больных в ранний период развития ОДП. Патогенетический механизм ОС характеризуется снижением уровня АТФ, гиперпродукцией активных форм кислорода - супероксидных, перекисных и гидроперекис-ных радикалов, в том числе, оксида азота. Открытая всего несколько лет назад система Ь-арги-нин - оксид азота представляет существенный интерес и в настоящее время интенсивно изучается [3,7,8].

Оксид азота образуется из аминокислоты Ь-ар-гинина под влиянием фермента МО-синтазы, N0 стимулирует растворимую гуанилатциклазу, что ведет к образованию цГМФ, вызывающего через активацию протеинкиназ и последующие внутриклеточные реакции соответствующие эффекты в клетках-мишенях [12,16].

Для понимания молекулярных основ и особенностей действия окиси азота на различные органы и ткани, необходимо иметь в виду наличие двух главных изоформ МО-синтазы: ингредиент-

ной (конститутивной) - cNOS, т.е. содержащейся постоянно в качестве составной части биологических ресурсов клетки, и индуцибельной - iNOS [20].

Активность cNOS, содержащейся в эндотелиальных, нервных клетках, тромбоцитах в условиях физиологического покоя клетки постоянна и весьма низка.

Под влиянием иммуногенных и Провоспали-тельных стимулов [эндотоксины, бактериальные липополисахариды, интерфероны, цитокины, в том числе фактор некроза опухоли (TNF)] происходит экспрессия гена, ответственного за синтез iNOS, При этом соответствующие клетки - макрофаги, нейтрофилы, моноциты, клетки Купфера, гепатоциты, фибробласты продуцируют и выделяют на протяжение многих часов, а иногда дней, N0 в тысячи раз большем количестве, чем под влиянием cNOS, Оксид азота в данном случае оказывает мощное повреждающее воздействие на проникающие в организм чужеродные клетки, осуществляя защитную функцию в организме. При микробной инвазии, попадании во внутреннюю среду организма инородных тел, вирусов и т.п. происходит активация макрофагов, их набухание, увеличение содержащихся в них лизосом, активация гидролитических ферментов, перокси-даз, каталаз и др. Эти и другие процессы, составляющие химическую основу фагоцитоза, оказались во многом опосредованы системой L-аргинин - оксид азота, [19,20,21], Роль макрофагов не ограничивается участием в неспецифических механизмах зашиты. Макрофаги участвуют в специфическом иммунологическом реагировании путем процессирования и презентации антигенов Т-лим-А фоцитам и осуществлении эффекторных реакций иммунитета с помощью пероксинитрита, N0, су-пероксидных радикалов и прочих цитотоксиче-ских субстанций. Запредельные концентрации N0 действуют вместе с супероксид-анионом, также выделяемым активированными макрофагами, нейтрофилами и др. образующиеся при этом пе-рокеинитрит, и двуокись азота, гидроксильный анион и др. оказывают сильное цитотоксическое действие. Доказано прямое повреждающее действие пероксинитрита на ткань ПЖ. N0 нарушает функции митохондрий, тормозя активность ферментов, осуществляющих электронный транспорт, подавляет рибонуклеотидредуктазу (один из ключевых ферментов в процессе репликации ДНК), разрушает ДНК, расщепляет Fe- и Си-содержашие белки и освобождением свободных Fe" и Си"* и т.п. Все это ведет к гибели бактериальных и инородных клеток. Т.е., образование под влиянием iNOS больших количеств N0 участвует в неспецифической защите организма. Однако тесная связь макрофагов с Т- и В-лимфоцитами в процессе "подготовки" (обработки) антигенов к их реакциям с Т-лимфоцитами, антителообразования, позволяет считать их эффекторами специфической иммунной зашиты. Очевидна и та роль, которую N0 играет в механизмах развития воспали-

тельного процесса любой локализации. Отмечен хемотаксический эффект N0, его влияния на активность нейтрофилов, местных клеток, взаимодействие с другими медиаторами воспаления [6].

Ряд авторов считают, что пусковым фактором активации свободнорадикальных процессов в паренхиме ПЖ при ОП является нарушение микроциркуляции вследствие энзимной токсемии, повышения концентрации биогенных аминов, про-стагландинов, и других вазоакгивных веществ, приводящих к первичной вазоконстрикции, мик-ротромбообразованию, гемореологическим расстройствам. При нарушении микрогемодинамики происходит разобщение дыхательных цепей митохондрий, неполное восстановление растворенного в липидном матриксе клеток мембран кислорода, что и приводит к образованию активных форм кислорода и активации ПОЛ. Доказано, что основным стимулом экспрессии iNOS является активация свободнорадикальных процессов, которая в условиях острой гипоксии связана с активацией синтеза цитокинов, а также с угнетением активности антиоксидантных ферментов. Свободные радикалы, цитокины, такие как ИЛ-1, ИЛ-б, фактор некроза опухоли (TNFa), как и iNOS активируются общим ключевым фактором активации транскрипции NF-kB [7,8,21]. Гибель клеток при гипоксии может происходить как за счет некроза, при котором происходит быстрая неуправляемая гибель, так и путем апоптоза, при котором в клетке в течение нескольких часов инициируется регулируемая многими факторами программа смерти. Некроз клеток запускается в результате значительного увеличения содержания внутриклеточного кальция, и активации широкого спектра повреждающих путей, включая неспецифические механизмы протеонуклеолиза. Считается, однако, что при гипоксии гибель клеток преимущественно опосредована механизмами апоптоза [7,14,15], Апоптоз выражается в деградации ДНК, заканчивается распадом клетки на фрагменты, сохраняющие целостность клеточной мембраны, вследствие чего не сопровождается развитием воспаления и не вызывает поражения других клеток и тканей организма [8,17], Гипоксическое повреждение и апоптоз в кровеносных сосудах имеют один очень важный аспект. Тканевая гипоксия может развиваться не только на больших участках сосуда, но и в локальных участках, В этих микроучастках гипоксии обнаруживается большое количество макрофагов, которые активно синтезируют как ростовые факторы сосудов, так и апоптотические факторы, регулируя баланс между сосудистым ростом и апоптозом. Тяжелая гипоксия приводит к увеличению популяции макрофагов, синтезирующих в основном проапоптотические факторы, сдвигая процесс в сторону апоптоза. In vitro продемонстрировано, что введение ингибиторов NOS вызывает значительное снижение гибели клеток и основных признаков апоптоза при гипоксии. Это означает, что гиперпродукция N0, вызываемая гипоксией, является фактором индукции апоптоза.

причем, не только в ткани ПЖ, но и в кровеносном русле, оказывая, таким образом, угнетающее действие на иммунокомпетентные клетки [5,18],

Изменение иммунологических параметров заключается в ранней редукции лимфоидных фракций CD3, CD4 и CD8 и угнетением продукции интерлейкина 2, Факт резкого снижения Т-лимфоид-ных фракций с первых часов заболевания настолько характерен, что считается маркером тяжести ОДП, Интерлейкину-2 принадлежит ведущая роль в регуляции иммунного ответа, благодаря широкому спектру его биологических эффектов, Он продуцируется субпопуляцией Т-лимфо-цитов (Т-хелперы) в ответ на антигенную стимуляцию и направленно влияет на пролиферацию тимоцитов, стимулирует активацию, рост и диф-ференцировку Т- и В-лимфоцитов, потенцирует антигенпрезентируюшую и микробицидную функцию макрофагов, способствует активации и пролиферации естественных киллерных клеток, активирует опухоль-инфильтрируюшие клетки. Кроме митогенного эффекта, ведущего к клональной экспансии активированных антигеном лимфоцитов, ИЛ-2 потенцирует продукцию ряда лимфоки-нов, клетками-мишенями для которых являются Т- и В-лимфоциты, NK-клетки и макрофаги, причем все эти медиаторы ведут к усилению иммунного ответа за счет их функциональной активации [7,14],

У больных с ОГ1 ИЛ-1 и TNFa являются первичными систематическими индукторами ИЛ-6 и ИЛ-8 Экспрессия цитокинов не ограничивается только ПЖ, а распространяется на другие органы и системы ИЛ-1 и TNFa при ОП продуцируются в селезенке, печени, легких от 1 ч, до 1 сут., в зависимости от свойств агентов, вызвавших ОП, Ци-токины способствуют накоплению лейкоцитов в месте воспаления, провоспалительные цитокины

также индуцируют экспресрию адгезивных молекул локально и системно. Увеличивая проницаемость, промоцию и экстравазацию адгезирован-ных лейкоцитов, провоспалительные цитокины приводят к секреции в печени белков острой фазы, тем самым, играют важную роль в системной манифестации ОП и ПОН [1,10,14],

Р, Curley и соавт, установили, что наряду с изменениями моноцитов/макрофагов уменьшается обшее число Т-лимфоцитов и особенно их соотношения с Т-хелперами, что отражает депрессию иммунной системы при ОП, Концентрация CD-4*Т-хелперов коррелировала с уровнем ИЛ-6 и уровнем эндотоксинов, отражая тяжесть состояния больных с ОП, В первые сутки госпитализации больных ОФ ОП снижается обшее количество лимфоцитов, В последующие дни была отмечена достоверная обратная корреляция между нарастанием показателя СРБ и Т-лимфоцитов со снижением содержания Т-хелперов, что указывает на дефект иммунного ответа. Кроме того, при контаминации девитализированной ткани ПЖ уменьшалось содержание СО-4*Т-клеток, что ассоциировало со снижением уровня ИЛ-2, По мнению

A, Demols et al,, снижение уровня CD4* и/или CD81 у больных с ОП указывает на основную роль Т-лимфоцитов в прогнозе заболевания. Показатель отражает иммуносупрессню как маркера тяжелого течения ОП [1,14,15]

Р1есмотря на большое количество исследований, механизмы нарушения иммунологических процессов при ОП во многом остаются неясными и требуют дальнейшего изучения. Безусловно, влияние на такие сложные процессы, как синтез N0, регуляция апоптоза, активация того или иного звена иммунитета, дает возможность совершенствования патогенетических методов лечения острого панкреатита.

THE ROLE OF CYTOKINES AND HITROXIDERGIC SYSTEM IN DEVELOPMENT OF IMMUNOLOGITAL DISTURBANCES IN PANCREANECROSIS

Y S, Vinnik, D.V, Cherdancev, N.M. Markelova, N.M. Titova, O.V, Pervova, M.S. Miller

The article is the revue of the literature used, in which the problems of the immunosuppression pathogenesis development in case of acute necrotizing pancreatitis are described. The role of cytokines (interleukines 1, 2, 6, TNF-a), system of L-arginine - nitric oxide is discussed in initiating the apoptosis prosesses of the immunocompetent cells at different stages of the disease in condition of oxidative stress and hypoxia,

JI HTepaTypa

1, Аверкиев В.Л., Аверкиева JI В, Изменения некоторых иммунологических показателей при панкрсо-иекрозе и их коррекция Хирургия, - 2003, -№5. -С,31-34,

2, Бслушкима H.H., Хасан Хамад А,, Северин С.И. Молекулярные основы апопчоза / Вопр. биол., медицинской и фармацевч ичсской химии, - 1998, -№4, - С, 15-23,

!, Бсскосный A.A., Касумьян С,А, Кричсрии прогноза чяжслого *1 с ч с и и я осчрого панкрсачича //Анналы хир. гспачол. -2003, - Т.8., №1, -С,24-32,

I, Гаим Ю.М., Леонович С,И,, Завала Н.В., Алексеев С,А,, Рудснок В,В,, Шахрай С,В,, Лупсв-ский A.B. Иммунный ci ai ус при перичониче и пу-чи его пачогснсчичсской коррекции, - Минск: Юнипрссс. -2001 , -255 с.

, Зснков Н.К., Меньшикова Н.Б., Вольский H.H., Козлов В,А, Внучриклсчочный счрссс и апопчоз // Успехи соврем, биол, - 1999, - Т. 1 19, J%5. -С.440-450

. Кслина Н.Ю. Иммунобиохимичсскис механизмы интоксикационного синдрома при осчром различом перичониче // Амссч. и рсапимачол. - 1996, - J%5. -С,25-26,

. Ксчлимский С,А,, Симбирцев A.C., Воробьев A.A. Эндогенные иммуномодулячоры. - Спб,: Гиппо-

крач, 1992, - 254 с,

.Малышев И.Ю., Монасч ырская H.A., Смирим Б.В., Манухина Н.Б. Гипоксия и оксид азоча // Веет. Рос. АМН. - 2000. - №9. - С.44-48 Проскуряков С.Я., Биксчов С.И, Иванников А.И., Скворцов В.Г. Оксид азоча в механизмах пачогс-

нсза вмучриклсчочмых инфекций // Иммунол. -2000. - №4. - С.9-1 8.

10. Робинсон М,В„ Труфакин В.А. Анончоз и циюки-ны // Успехи соврем, биол. - 1999. - Т.119, №4. -С.359-367.

11. Учсшсв Д.В., Сергеев А.В., Учсшсв B.C. Анончоз: фармакологические асискчы // Экснсримснч, и клин, фармакология. - 1998. - Т61, №4. - С.57-65

12. Чсрданцсв Д.В., Винник Ю.С., Каспаров Э.В., Ти-

чова Н.М., Псрвова О.В. Диагностика и лечение окисличслыюго счрссса при осчром нанкрсачичс. Красноярск: - 2002. 147 с.

13. Curley P. Hndoloxin, ccllular ¡niniimc dysfunclion and aculc pancrcalilcs // Ann R Coll Surg Lngl. -1996. - Vol.78, N.4. - P.531-535

14. Curley P., Ncslor М., Collins K., Saporoschclz I., Mendez M,, Mannick J., Rodrick M. Dccrcascd inlcr-lcukin-2 production in murine aculc pancrcalilcs: Potential for immunomodulalion // Gastroenterology -1996. - Vol. 110, N.4. - P.583-588

15. Konlurck SJ, Bilski J, Konlurck PK, cl a!. Role ofcn-doecnous nitric oxide in the control of canine oancrc-

atic sccrction and blood flow // Gastroenterology -1 993.-Vol. 1 04.-P.896-902.

16. Konlurck SJ, Szlachcic A, Dcnibinski A, cl al. Nitric

oxide in pancrcalic sccrction and hornionc-induccd pancreatitis in rats // Int J Pancrcatol. - 1994. -

Vol.15. -P. 1 9-28.

17. Nornian JG, Fink G, Franz M, cl al. Aclivc inlcr-lcukin-1 rcccplor required for maximal progression of aculc pancreatitis // Ann Surg - 1996. - Vol.223. -P.163-169.

18. Scdlacck H.-H., Moroy I. Immune reactions. SpringerVerlag. - 1995. - 581 p.

19. Tsukahara Y', Horila Y, Anan K, cl al. Role of nitric oxide derived from alveolar macrophagcs in the early phase of aculc pancreatitis // J Surg Res. - 1996. -Vol.66. -P.43-50

20. Thompson A. The Cytokine Handbook / (lid) - London: Acad Press. - 1992. - 418 p.

21. Wrcnn RW, Currie MG, Herman LI;. Nitric oxide participates in the regulation of pancrcalic acinar ccll secretion // Life Sei. - 1994. - Vol.55. - P.51 1-518.

© СМИРНОВА C.B., ИГНАТОВА И.А. -

СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПАТОГЕНЕЗА АЛЛЕРГИЧЕСКОГО РИНИТА

С. В. Смирнова, И. А Игнатова.

(ГУ научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера СО РАМН, г. Красноярск, директор - проф, В.Т. Манчук; Красноярская государственная медицинская академия, ректор - проф.

В.И. Прохоренков, кафедра клинической иммунологии, зав. - проф. Г.В. Булыгин)

Резюме. Аллергическая риносинусопатия (ринит) гетерогенна по патогенезу. Исходя из основных патогенетических механизмов аллергии, аллергический ринит может быть истинный (специфический, иммунологический) и ложный (неиммунологический, псевдоаллергический). Если аллергический ринит иммунологического генеза является самостоятельной нозологической единицей, имеющей свои специфические механизмы развития, то механизмы развития псев-доаллергической риносинусопатиии в большинстве случаев остаются неясными. Следовательно, понятие аллергического ринита неоднозначно, а понимание сущности патогенеза его необходимо для целенаправленного патогенетически обоснованного использования существующих и поиска новых методов лечения.

Ключевые слова: аллергический ринит, патогенез, научный обзор.

Полость носа - начальный отдел респираторного тракта, являющийся первым фильтром для вдыхаемого воздуха, содержащего аллергены и/ или неиммунологические активаторы, под влиянием которых нередко развивается аллергическое воспаление. Понятие аллергического ринита (ри-носинусопатии) неоднозначное, поскольку под его маской нередко скрываются заболевания неаллергической природы, когда ринит выступает в роли одного из внеорганных проявлений фоновой патологии. Аллергическая риносинусопатия гетерогенна по своему патогенезу. Исходя из основных патогенетических механизмов аллергии [1,21, 29], аллергический ринит можно разделить на истинный (специфический, иммунологический) и ложный (неиммунологический, псевдоаллергический) и уже с этих позиций рассматривать его патогенез [28].

Кроме аллергенспецифической гиперчувствительности, свойственной истинному аллергическому риниту, важным патофизиологическим на-

рушением, является неспицифическая гиперреактивность слизистой носа, наблюдающаяся при всех клинико-патогенетических вариантах аллергического ринита. Гиперреактивность слизистой носа можно определить как повышенный ответ назальной эффекторной системы на тот или иной раздражитель аллергенной либо неаллергенной природы. Назальная гиперреактивность обусловлена следующими факторами: деструкцией и повышенной проницаемостью реснитчатого эпителия, усилением высвобождения медиаторов, повышением чувствительности рецепторных, медиа-торных и эффекторных клеток и, как результат всего этого, усилением потока эфферентных импульсов в центральную нервную систему. На таком фоне действие аллергенов на слизистую оболочку носа вызывает более выраженные клинические проявления ринита. Наличие назальной гиперреактивности является весьма существенным фактором, который следует учитывать как при диагностике, так и терапии аллергического рини-