Альвеолярные макрофаги. Роль альвеолярных макрофагов в воспалении легких.

Обновлено: 14.05.2024

Альвеолярный протеиноз - редкое диффузное интерстициальное заболевание легких, характеризующееся накоплением в альвеолах белково-липидного вещества, что приводит к развитию прогрессирующей дыхательной недостаточности. Встречаемость - 1 на 1000000 в популяции [1,6,7].

Первое описание - 1958 г., типичный возраст дебюта заболевания - 30-50 лет. Описаны случаи у нескольких членов одной семьи, однако подавляющее большинство - спорадические заболевания, в 70% случаев выявление альвеолярного протеиноза происходит у курильщиков [1,4-7]. Мужчины болеют в 3 раза чаще, чем женщины.
Этиология заболевания не установлена, обсуждается роль генетической мутации генов сурфактантных белков, чаще встречающихся при врожденном альвеолярном протеинозе, и роль мутации ГМ-КСФ. Также для врожденного варианта альвеолярного протеиноза характерна рецессивная мутация рецепторов ГМ-КСФ и нарушение синтеза фосфолипидов [3,5].
Описана мутация замены лизина на глутаминовую кислоту в сурфактантном протеине-С у ребенка с альвеолярным протеинозом, ассоциированным с неспецифической интерстициальной пневмонией [3].
Выявляются ассоциации альвеолярного протеиноза с микобактериальной, грибковой (Nocardia, Cryptococ­cus) и пневмоцистной инфекцией. Более того, в некоторых случаях таких ассоциированных заболеваний наблюдался регресс альвеолярного протеиноза при лечении сочетанием рифампицина, изониазида, стрептомицина и этамбутола, ассоциированного с туберкулезом легких [1,6,7].
Сочетание альвеолярного протеиноза с ВИЧ-ин­фекцией быстро приводит к развитию прогрессирующей дыхательной недостаточности.
Обнаружена связь развития альвеолярного протеиноза после контакта с кремниевой пылью [J.M. Xippell, 1977], аллюминиевой пылью [R.R. Miller, 1984], титановой и другими видами, что было воспроизведено в эксперименте - «пылевой» альвеолярный протеиноз на мышах [A.G. Heppleston, 1974], и в эксперименте также подтвержден регресс заболевания после прекращения контакта и проведения бронхоальвеолярного лаважа.
Описаны случаи альвеолярного протеиноза в сочетании с острым и хроническим миелолейкозом, острым лимфобластным лейкозом, миелофиброзом, множественной миеломой. Однако не до конца ясна ассоциация этих заболеваний с альвеолярным протеинозом; вероятнее всего, это следует расценивать, как паранеопластическое проявление. Встречаются редкие описания сочетания альвеолярного протеиноза с солидными опухолями [1,5-7].
При альвеолярном протеинозе обнаружено снижение IgA и повышение ЛДГ, что, по некоторым данным, предлагают рассматривать как отражение активности альвеолярного протеиноза.
Классификация альвеолярного протеиноза разрабатывается [1]. В России используется классификация, принятая НИИ пульмонологии: разделение заболеваний на первичные и вторичные (псевдопротеиноз).
Первичный альвеолярный протеиноз, который, в свою очередь, подразделяется на врожденный и идиопатический:
- врожденный альвеолярный протеиноз - смертность в раннем детском возрасте наступает от быстро прогрессирующей дыхательной недостаточности;
- идиопатический альвеолярный протеиноз - дебют заболевания развивается чаще в возрасте 30-50 лет в результате присоединения вторичной бронхолегочной инфекции;
Вторичный (псевдопротеиноз), связанный с вирусными инфекциями, пневмоцистной пневмонией у лиц с иммуносупрессией, гемобластозами, воздействием неорганической (асбестовой) пыли, токсических паров (особенно при производстве пластмасс), озона, NO2. Этиологию вторичного альвеолярного протеиноза, по различным данным, связывают с курением, контактом с цементной пылью, воспалительными заболеваниями, вызванными инфекционными агентами (Pneu­mo­cystis carinii, cryptococcus neoformans и др.), иммунодефицитными состояниями (СПИД, лечение цитотоксическими препаратами), паранеопластическими проявлениями (лейкозы, лимфомы, редко - солидными опухолями)
Анализ уровня онкомаркеров в плазме у пациентов с альвеолярным протеинозом не дал практического результата, ведутся исследования уровня канцер-эм­брионального антигена, СА19-9 и др. в лаважной жидкости, так как часто обнаруживается их повышение при бронхо-альвеалярном лаваже, не связанное с наличием какого-либо онкологического заболевания [6,7].
Интересным представляется распределение частоты встречаемости клинических проявлений при альвеолярном протеинозе [6]:
• Одышка 64%
• Кашель 41%
• Хрипы 28%
• Кровохарканье 21%
• Снижение массы тела 18%
• Лихорадка 16%
• Утолщение концевых фаланг по типу «барабанные палочки» 15%
• Боль в грудной клетке 14%
• Цианоз 14%
Протеиноз врозлых и детей можно верифицировать морфологически. При первичном врожденном альвеолярном протеинозе обращает на себя внимание более гомогенная структура ШИК-положительного эозинофильного вещества (за счет более частого наличия дефекта не только сурфактантных протеинов, но и дефекта синтеза фосфолипидной мембараны) и слабо выраженный фиброз интерстиции.
В препаратах при первичном идиопатическом альвеолярном протеинозе морфологически обнаружены более выраженные фиброзные изменения (за счет частого присоединения бронхолегочной инфекции) и наличие инфильтрации интерстиция лимфоцитами [2,3].
К патогенетическим механизмам развития альвеолярного протеиноза на клеточном уровне и дальнейшему дефекту местной иммунной защиты легочной ткани относят взаимодействие гранулоцитарно-моноцитар­ного колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ), ре­цепторов ГМ-КСФ, В-клеток и цитокинов (ИЛ-10, ИЛ-12 и ИЛ-18) [5].
В норме ГМ-КСФ стимулирует дифференцировку моноцитов и катаболизм протеинов сурфактанта (альвеолярными) зрелыми макрофагами.
При альвеолярном протеинозе ИЛ-10, который обнаруживается в высоком титре, инактивирует синтез ГМ-КСФ и стимулирует выработку В-лимфоцитами антител к ГМ-КСФ, тем самым, нарушается катаболизм сурфактанта и начинается его накопление [5]. На рисунке 1 схематично изображены механизмы гомеостаза сурфактанта и нарушения его катаболизма, обнаруживаемые при альвеолярном протеинозе. Монослой фосфолипидов полярными головками ориентирован к жидкости, ацидными концами к воздуху. Образование сурфактанта происходит в системе аппарата Гольджи альвеоцитов II типа [5].
Альвеолярные макрофаги, захватывая и катаболизируя основные сурфактантные пулы, зависят от гранулоцитарно-макрофагального КСФ.
Хотя в ряде работ показано, что ГМ-КСФ стимулирует легочный рост и гиперплазию альвеоцитов II типа, потенциальное влияние ГМ-КСФ на преобразование сурфактанта в этих клетках до конца не известно.
При повреждении стимуляции ГМ-КСФ (мутация самого гена ГМ-КСФ, мутация рецепторов, антител) нарастает количество сурфактанта во внеклеточном пространстве за счет нарушения катаболизма, что со временем приводит к проявлению клинической картины.
Важную роль ГМ-КСФ играет также и в модуляции функции альвеолярных макрофагов, нарушение которой приводит к формированию дефектов иммунитета в легких у больных с альвеолярным протеинозом (рис. 2) [5,6].
В норме ГМ-КСФ стумулирует фактор транскрипции PU1 в альвеолярных макрофагах. Поэтому при дефекте стимула ГМ-КСФ появляется множество функ­циональных нарушений, которые реализуются в макрофагах этим фактором транскрипции. Речь идет о клеточной адгезии, катаболизме сурфактанта, экспрессии рецепторов представления бактерий, наблюдается дефект FC-рецепторов фагоцитоза, нарушается выработка цитокинов ИЛ-12 и ИЛ-18, стимулирующих выработку интерферонов Т-клетками в ответ на попадание инфекции в дыхательные пути. Все это приводит к снижению иммунной защиты в легких.
До настоящего времени диагностика альвеолярного протеиноза базируется на совокупности клинико-ана­мнестических, компьютерная томография высокого разрешения (КТВР) или мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) легких и морфологических данных. Выявление гистологической картины легочной ткани и цитологии БАЛ, характерной для альвеолярного протеиноза - наличие в альвеолах эозинофильного гранулярного ШИК-положи­тельного вещества вакуолизированных, пенистых макрофагов и гиперплазии альвеоцитов II типа [3].
В лечении альвеолярного протеиноза бронхоальвеолярный лаваж под наркозом остается единственным основным симптоматическим методом для всех форм заболевания при прогрессирующей дыхательной недостаточности. Данный метод лечения дает длительную ремиссию (от полугода до нескольких лет), так как обычно заболевание медленно прогрессирует.
Для лечения первичных форм альвеолярнго протеиноза применяются такие методы, как трансплантация легких (при врожденной форме альвеолярного протеиноза); плазмаферез, что является патогенетическим методом лечения - эрадикация антител к ГМ-КСФ и введение ГМ-КСФ (ингаляционные формы или подкожно) [8].
Во всех исследовательских работах рекомендуется категорический отказ от курения, так как это значительно ухудшает течение альвеолярного протеиноза и дальнейший прогноз [1,4-7]. Обязательно проведение профилактики бронхолегочных инфекций (противовирусной и антибактериальной), учитывая нарастающий дефект иммунной защиты сурфактанта и снижение иммунитета легких.

Клинический случай. Больной Б., 34 лет, поступил в клинику с жалобами на приступообразный кашель с выделением большого количества слизисто-гнойной мокроты, особенно по утрам, на дистанционные хрипы, появляющиеся в горизонтальном положении, на появление одышки при подъеме на 5-й этаж.
Из анамнеза заболевания Появление кашля по утрам отмечает около 10 лет (связывает с длительным курением). Настоящее ухудшение с конца апреля 2007 г,, когда после переохлаждения отметил подъем температуры тела до 38°С, однако переносил ее хорошо и продолжал ходить на работу. 01.05.2007 г. температура тела поднялась до 39,8°С, держалась постоянно, появилось незначительное кровохарканье на фоне кашля, отмечал нарастание слабости. Бригадой СМП больной был доставлен в ГКБ № 79, где в приемном отделении на рентгенографии легких диагностирована двусторонняя нижнедолевая пневмония. Однако пациент отказался от госпитализации, дежурным врачом была назначена пероральная терапия левофлоксацином 500 мг/сут. и амброксолом 30 мг 3 раз/сут., которую пациент принимал амбулаторно в течение 7 дней. На фоне антибактериальной терапии пациент почувствовал значительное улучшение состояния: на 2-е сутки температура тела нормализовалась, кровохарканье не возобновлялось, уменьшились кашель и одышка. В дальнейшем пациент наблюдался по месту жительства, где, учитывая наличие у больного эпизода кровохарканья, двусторонней нижнедолевой пневмонии, быстрого снижения температуры тела на фоне терапии левофлоксацином, заподозрили наличие туберкулеза и направили пациента в противотуберкулезный диспансер. Данных за туберкулез получено не было, однако при проведении контрольной рентгенографии легких - рентгенологическая картина сохранялась без динамики. Была продолжена антибактериальная терапия. Рентгенологическая картина со­хранялась. Необ­ходимо отметить, что несколькими годами ранее при обращении в поликлинику по месту жительства при диспансеризации была проведена флюорография легких. Рентгенологом, со слов пациента, выявлены изменения легочного рисунка, было рекомендовано обращение к терапевту, однако ввиду хорошего самочувствия пациент этого делать не стал.
Для проведения диагностической фибробронхоскопии пациент был направлен в Центр борьбы с туберкулезом, где после проведении фибробронхоскопии и исследования лаважной жидкости был заподозрен альвеолярный протеиноз - при цитологическом исследовании БАЛ выявлены глыбки неклеточного вещества, большое количество альвеолярных макрофагов (54%), лимфоциты (37%), нейтрофилы (9%), макрофаги с глыбками фагоцитированного материала, аналогичного неклеточному материалу.
Для продолжения обследования больной направлен в пульмонологическое отделение Госпитальной терапевтической клиники ММА имени И.М. Сеченова.
Анамнез жизни: Родился в 1973 г., г. Москва. В детстве рос и развивался соответственно возрасту. Образование средне-специальное (машинист автомобильного крана). Работал по специальности на автомобильном кране с 18 до 22 лет, частые переохлаждения. С 23 лет работал на грузовом транспорте водителем. С 2000 по 2004 г. - постоянный контакт со строительной пылью в большой экспозиции (водитель КАМАЗа на стройках, вывозил в больших объемах цементный мусор). При этом отмечал усиление легочных симптомов - усиление кашля, появление одышки. С 2004 г. автослесарь на автосервисе. В армии не служил. Курит с 14 лет до 2 пачек в день (индекс курильщика 30 пачек/лет). С 5 лет аллергический ринит, удаление полипов носа, аллергический конъюктивит, проводилась специфическая иммунотерапия аллергенами с хорошим эффектом. В детстве перенес гепатит А, детские инфекции. Травма грудной клетки, правого голеностопного сустава в возрасте 30 лет. Наследственность не отягощена.
При поступлении общее состояние относительно удовлетворительное. Гиперстенического телосложения. Кожные покровы обычной окраски и влажности, чистые. Дыхание через нос свободное. ЧДД 17 в мин. Перкуторный звук легочный с коробочным оттенком. Аускультативно дыхание жесткое, на выдохе умеренное количество сухих хрипов в нижнелатеральных отделах с обеих сторон (крепитации нет). Тоны сердца ясные, ритм правильный. ЧСС=Ps=78 уд. в мин. АД 120/70 мм рт.ст. Живот пальпаторно мягкий, чувствительный в эпигастрии и правом подреберье. Нижний край печени у реберной дуги, чувствителен при пальпации. Дизурии нет. Поколачивание по поясничной области безболезненно с обеих сторон. Очаговой симптоматики нет.
Общий анализ крови: эритроциты 4,866 млн., гемоглобин 147,4 г/л, цветовой показатель 0,9 , лейкоциты 9,56 тыс, нейтрофилы 58,4%, лимфоциты 33,1%, СОЭ 5 мм/ч, моноциты 5,9%, эозинофилы 1,2%, тромбоциты 330,1 тыс.
Коагулограмма: АЧТВ 1,15 (норма 0,75-1,25), ПИ 109% (норма 86-110%), фибриноген 2,81 г/л (норма 1,8-4 г/л).
Биохимический анализ крови: АСТ 30 ед/л (норма 0-40 ед/л), АЛТ 29 ед/л (норма 0-40 ед/л), Г-ГТ 34 ед/л (норма 0-55 ед/л), ЩФ 107 ед/л (норма 0-115 ед/л), K+ 4,6 мэкв/л (норма 3,5-5 мэкв/л), Na+ 141 мэкв/л (норма 135-145 мэкв/л), глюкоза 84 мг/дл (норма 60-100 мг/дл), креатинин 1,2 мг/дл (норма 0,7-1,4 мг/дл), мочевая кислота 6,6 мг/дл (норма 2,5-7 мг/дл), общий билирубин 0,8 мг/дл (норма 0,2-1 мг/дл), общий холестерин 178 мг/дл (норма 150-250 мг/дл), ХС ЛПОНП 65,4 мг/дл (норма 10-30 мг/дл), триглицериды 327 мг/дл (норма 50-150 мг/дл), общий белок 7,7 г/дл (норма 6-8 г/дл), альбумин 4,7 г/дл (норма 3,5-5 г/дл), белковые фракции альбумина 66,7% (норма 54,7-68,7%), альфа-1 3,2% (норма 3,7-7,8%) альфа-2 8,3% (норма 5,2-10,7%), бета 11,4% (норма 8,6-13,7%), гамма 10,4% (норма 10,7-19,3%).
Иммунологические показатели крови: IgA 225 мг/дл (норма 50-300 мг/дл), IgM 164 мг/дл (норма 40-200 мг/дл), IgG 1300 мг/дл (норма 600-2000 мг/дл), РФ (качест.) отр., СРБ 0,4 мг/дл (норма 0-0,8 мг/дл), а/т к ВИЧ не выявлены, РПР отр., ИФА отр., HCV Ab отр., HBs Ag отр.
Общий анализ мокроты: лейкоциты 5 - 10 - 30 в п/зр в скоплениях до 50, эритроциты 1-2 в препарате, местами скопление до 20, макрофаги - умеренное количество, эпителий плоский - значительное количество, цилиндрический - немного, спирали Куршмана не найдены, кристаллы Шарко-Лейдена не найдены, атипичные клетки не найдены. Значительная примесь отделяемого носоглотки.
Обращает внимание наличие эритроцитов 1-2 в п.зр в скоплении до 20, лейкоцитоз, что, вероятнее всего, обусловлено наличием хронического бронхита (у пациента большой стаж курения).
ЭКГ: ритм синусовый, правильный с ЧСС 74 в мин. Нормальное положение ЭОС.
Функция внешнего дыхания: незначительные вентиляционные нарушения по смешанному типу. При анализе кривой поток-объем - умеренное снижение скоростных показателей выдоха, характеризующих ди­стальную бронхиальную проходимость. Общее бронхиальное сопротивление в норме (ФЖЕЛ 4,57л (89%), ОФВ1 3,52 л (83%), индекс Тиффно 77%, МОС25% 384 л/мин. (76%), МОС50% 206 л/мин. (63%), МОС75% 72 л/мин. (49%)). По данным бодиплетизмографии - начальные признаки рестрикции (незначительное снижение общей емкости легких TLC 6,34 л (87%) с редукцией оcтаточного объема легких RV 1,35 л (72%), VC 4,99 л 93%)).
Фибробронхоскопия: гортань, голосовая щель, трахея и карина без особенностей. Бронхиальное дерево осмотрено до сегментарного уровня. Слизистая умеренно гиперемирована, слегка отечна. Секрет в умеренном количестве. Аспирация. Шпора и устья сегментарных бронхов не расширены, проходимы. Заключение: катаральный эндобронхит.
МСКТ органов грудной полости: при исследовании органов грудной клетки в обоих легких определяются множественные участки повышенной плотности легочной паренхимы по типу «матового стекла» неправильной формы. На этом фоне отмечается выраженное утолщение легочного интерстиция, преимущественно внутридолькового. Жидкости в плевральной полости нет. Трахея и крупные бронхи свободно проходимы, не деформированы. Лимфатические узлы средостения не увеличены. Аорта, легочный ствол и их ветви не расширены. Заключение: КТ-картина, вероятнее всего, соответствует альвеолярному протеинозу легких (рис. 3).
Выявленные изменения при МСКТ, скорее всего, соответствуют альвеолярному протеинозу, что потребовало морфологического подтверждения.
Больному для уточнения диагноза проведена видеоторакоскопия с атипичной краевой резекцией. При ревизии: в плевральной полости незначительное количество прозрачного выпота. Париетальная плевра не изменена. Легочная ткань ригидная. На фоне спавшегося легкого во всех долях легкого (больше в верхней и средней) определяются участки размерами от 1х1 до 2,5х1,5 см розовато-желтого цвета, выступающие над поверхностью легкого, при инструментальной пальпации не спадаются. Макропрепарат - резецированные фрагменты верхней доли легкого, размерами 2х1,5х2 см и 2х2,5х1,5 см - мягкоэластической консистенции, включающие плотные участки розовато-желтого цвета, что соответствует частому типичному описанию вида легких при альвеолярном протеинозе (розовато-желтого цвета, выступающие над поверхностью легкого небольшие образования).
Данные морфологического исследования - в ткани легкого картина легочного протеиноза с интрестициальным фиброзом, лимфоидной инфильтрацией в виде очагов, а также кровоизлияний. Заключение - легочный протеиноз. На рисунках 4, 5, 6, и 7 приведены фотографии микропрепарата биопсийного материала легочной ткани пациента.
Таким образом, данные анамнеза и клинического обследования, характерная картина МСКТ и результаты морфологического исследования, позволили нам поставить диагноз: идиопатический альвеолярный протеиноз. Хронический бронхит (курильщика). Аллерги­ческий ринит.

Литература
1. Респираторная медицина. Руководство. Под ред. Академика РАМН А.Г. Чучалина. Том 2.-М. 2007.- с.311-317.
2. А.Л. Черняев, М.В. Самсонова. Патологическая анатомия легких. Атлас. - М.2004 - с. 90-91.
3. Pathology of the Lung. Edited by W. Timens and H.H. Popper. ERS. Monograph 39, 2007.- p.24-25.
4. H.R.W. Wirtz, M. Schmidt. Acute influence of cigarette smoke on secretion of pulmonary surfactant in rat alveolar type II cells in culture. Eur Respir J, 1996, 9, 24-32
5. Bruce C. Trapnell, M.D., Jeffrey A. Whitsett, M.D., and Koh Nakata, M.D., Ph.D. Мechanisms of disease: Pulmonary Alveolar Proteinosis. N Engl J Med 2003; 349: 2527-39.
6. Jason S. Vourlekis, Kelly E. Greene. Pulmonary alveolar proteinosis. Interstitial Lung Desease. - 2006.- p.865 - 876.
7. O.C. Ioachimescu, M.S. Kavuru. Pulmonary alveolar proteinosis. Chronic Respiratory Disease 2006; 3: 149-159.
8. M. E. Wylam, R. Ten, U. B. S. Prakash, H. F. Nadrous, M. L. Clawson, P. M. Anderson. Aerosol granulocyte-macrophage colony-stimulating factor for pulmonary alveolar proteinosis. Eur Respir J 2006; 27: 585-593.

Роль макрофагов и цитокинов в формировании воспаления и прогрессировании хронической обструктивной болезни легких

Цель обзора. Рассмотреть некоторые приоритетные патогенетические механизмы формирования хронической обструктивной болезни легких.

Основные положения. Продемонстрировать приоритетное действие цитокинов в очаге воспаления и на территории реагирующих лимфоидных органов, а также связь реализации неспецифических и специфических иммунных реакций при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) с влиянием на различные гомеостатические системы организма целого ряда универсальных медиаторов, среди которых особое место занимает цитокиновая сеть, контролирующая процессы реализации иммунной и воспалительной реактивности.

Заключение. Изучение хронического альвеолярного/бронхиального воспаления является ключевым фактором в развитии теории патогенеза многих легочных патологий.

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) - одна из важнейших проблем современного здравоохранения, причем это характерно практически для всех стран в связи с постоянно возрастающей распространенностью и смертностью от этого заболевания. ХОБЛ является единственной болезнью, от которой смертность продолжает увеличиваться. По данным исследования, проведенного Всемирной организацией здравоохранения и Мировым банком, к 2020 г. ХОБЛ будет занимать 5-е место по заболеваемости и 3-е место в структуре смертности среди всех болезней.

Известно, что острое или хроническое альвеолярное/бронхиальное воспаление является ключевым фактором в развитии патогенеза многих легочных патологий, таких как бронхиальная астма, ХОБЛ, респираторный дистресс-синдром взрослых, идиопатический фиброз легких. Локализация и специфические особенности воспалительного ответа могут быть различными для каждого из этих заболеваний, однако, для всех них характерно привлечение в легочную ткань и активация воспалительных клеток. Эти активированные клетки могут продуцировать цитокины, оксиданты и многие другие медиаторы, которые вовлечены в воспаление 1.

Основу патогенеза ХОБЛ составляет хроническое, диффузное, неаллергическое воспалительное поражение дыхательных путей, которое проходит с участием нейтрофилов, с повышенной активностью миелоперексидазы, нейтрофильной эластазы, металлопротеиназ. Воспалительная реакция связана с нейтрофильной инфильтрацией в очаге воспаления при повышенной активности интерлейкинов-6 и -8 и фактора некроза опухоли-альфа (TNF-альфа) 5. Процесс воспаления имеет многофакторную природу и представляет собой сложную систему взаимодействия клеток воспаления, продуцируемых ими цитокинов и факторов роста, а также активации рецепторного ответа каждой группы клеток, вовлеченных в воспалительный процесс. Повышение симпатической активности у больных ХОБЛ способствует активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС) и других нейрогормонов и медиаторов (цитокинов, эндотелинов, вазопрессина и др.).

Цитокины - это гормоноподобные белки, вырабатываемые различными клетками (лимфоцитами, моноцитами, гранулоцитами, мастоцитами, эндотелиоцитами, фибробластами, и др. клетками), обладающие широким спектром биологической активности, осуществляющие межклеточные взаимодействия при гемопоэзе, иммунном и воспалительном ответах, межсистемных взаимодействиях 18.

Цитокины традиционно делят на интерлейкины (Ил-1 - ИЛ-15), факторы некроза опухоли (TNF-альфа и -бетта), фактор, ингибирующий миграцию, интерфероны, хемотаксические факторы, ростовые факторы (фактор роста фибробластов, трансформирующий фактор роста - ТФР-бетта, эпителиалные и эндотелиальные факторы роста и т.д.) [7,8,19,20].

Основная часть провоспалительных цитокинов продуцируется нейтрофилами, активированными лимфоцитами, эндотелитальными и гладкомышечными клетками. В норме провоспалительные цитокины не должны находится в циркуляции, однако в ряде случаев они могут появляться, являсь проявлением вялотекущих скрытых воспалительных процессов, а также иммунопатологических состояний. ФНО-aльфа обладает широким спектром эффектов. Благодаря ФНО-опосредованной индукции генов факторов роста, цитокинов, факторов транскрипции, рецепторов, медиаторов и белков острой фазы воспаления, пирогенов, он вовлечен в индукцию кахексии. Существуют экспериментальные подтверждения того, что активация системы цитокинов, главным образом продукция ФНОальфа, связана с высокой активностью САС, РААС и состоянием хронической гипоксии [13]. Повышенная активность нейрогуморальной системы стимулирует выработку цитокинов, обладающих провоспалительным действием, что определяет развитие патологических изменений. Ведущая роль в патогенезе воспаления при ХОБЛ отведена нейтрофилам. Как показывают уже существующие данные, в регуляции апоптоза нейтрофилов крайне важно соблюдение баланса между провоспалительными и противовоспалительными цитокинами, который обеспечивает своевременное устранение “излишних” гранулоцитов после исполнения их функции в очаге воспаления. Если же происходит торможение апоптоза нейтрофилов, то появляется риск развития персистенции воспаления окружающих тканей, так как нейтрофилы крайне агрессивно вырабатывают цитокины воспаления, что наблюдается у больных с гнойно-септическими заболеваниями при исследованиях различных маркеров апоптоза в бронхо-альвеолярном лаваже, при биопсии в слизистой бронхов и в крови [5,9,15,21].

В развитии и функционировании нейтрофилов можно выделить три стадии, когда наблюдаются наиболее существенные различия по готовности клеток к реализации процесса апоптоза: 1) созревание в костном мозге; 2) пребывание в циркуляции; 3) нахождение в тканях, в том числе сюда необходимо отнести и экссудативные нейтрофилы (саливарные, перитонеальные, раневые, интраназальные, вагинальные, бронхоальвеолярные) [22,23].

Таким образом, активация системы цитокинов у больных ХОБЛ является маркером прогрессирования заболевания с вовлечением в патогенез все новых и новых составляющих, включая нейрогуморальную систему организма человека, приводящую к появлению и прогрессированию ЛГ, что требует особой фармакотерапевтической тактики в ведении этих больных [6].

При исследовании нейтрофилов у больных с тяжелыми гнойно-септическими заболеваниями обнаружен интересный факт - наличие высокого процента нейтрофилов (по сравнению со здоровыми людьми) с выраженной экспрессией CD95 (АРО-1, Fas) на мембранах клеток, что означало высокую готовность клеток к реализации апоптоза. Однако, при этом обнаружено торможение гибели нейтрофилов по времени (по сравнению с нейтрофилами, CD95-экспрессированными у здоровых людей), что означает наличие несостоятельности иммунитета у больных с тяжелыми гнойно-септическими заболеваниями в связи с дисбалансом между проапоптическими и антиапоптическими цитокинами.

Известно, что уровень некоторых циркулирующих в крови цитокинов и острофазных белков у пациентов ХОБЛ выше нормы. Пока не исследовалось, как базисная терапия ХОБЛ влияет на их динамику. Задачей исследования Malo O., Sauleda J. и др.[9,17,23] было описание изменений, происходящих в системе взаимодействия некоторых провоспалительных цитокинов, циркулирующих в крови во время обострения заболевания у больных ХОБЛ тяжелого течения и оценка потенциального эффекта проводимой кортикостероидной терапии. Исследователи определяли уровень TNF-альфа, ИЛ-6 и ИЛ-8 сыворотки крови и СРБ у 10 больных с ХОБЛ тяжелого течения в первые 24 ч. госпитализации по поводу внезапно нараставшей дыхательной недостаточности; повтороное лабораторное исследование проводили при выписке больного и спустя 2 месяца. Была набрана контрольная группа из 8 здоровых человек того же возраста [24]. По результатам исследования уровень сывороточного ИЛ-6 были значительно выше у пациентов с ХОБЛ по сравнению с группой контроля, а уровни ИЛ-8 в сыворотке крови в группе контроля и у больных ХОБЛ были похожими. Не было статистически значимого изменения исследованных показателей ни во время улучшения течения заболевания (несмотря на кортикостероидную терапию), ни спустя 2 месяца. Таким образом, полученные результаты продемонстрировали наличие системного воспаления во время обострения ХОБЛ, которое практически не изменилось даже под действием внутривенного введения кортикостероидов [23]. Определение TNF-альфа методом тест-системы ELISA является мало чувствительным, и не рекомендуется применять для подобного исследования.

Интересное исследование проведено группой испанских ученых - M.Miravitlles и соавт. [17], целью которого было определение роли повышенного уровня сывороточного ИЛ-6 или его растворимого рецептора (sRIl-6) в активации системы воспаления у больных с дефицитом альфа1-антитрипсин Обследованы 7 человек с дефицитом альфа1-антитрипсина и 23 человека с диагнозом ХОБЛ с такой же степенью обструкции по данным ФВД (ОФВ1 35.5-38.3%). Пациенты обеих групп были сопоставимы во возрасту (51-63 года). При сравнении показателей сывороточного ИЛ-6 и его растворимого рецептора в этих двух группах оказалось, что у больных с дефицитом альфа1-антитрипсина уровни ИЛ-6 сыворотки и растворимого рецептора ИЛ-6 в среднем составляли 4.7 pg/ml и 129.1 ng/ml соответственно, а у больных ХОБЛ с нормальным значением альфа-1-антитрипсина уровни ИЛ-6 и sRIl-6 - 4.1 pg/ml и sRIl-6 140.8 ng/ml соответственно. И только у одного больного с дефицитом альфа1-антитрипсина уровень ИЛ-6 был выше нормы. Таким образом, были обнаружены статистически не значимые различия значений уровня ИЛ-6 и рецептора ИЛ-6 сыворотки крови в обеих группах пациентов, что означает отсутствие разницы между этими показателями. Однако, динамическое исследование этих цитокинов на фоне терапии не проводилось [7-9,21,25].

В настоящее время альвеолярный макрофаг считается централь¬ной клеткой воспаления и регулятором сложных межклеточных взаимодействий. В результате активации альвеолярных макрофагов происходит скопление лимфоцитов, фибробластов, моноцитов, а также значи¬тельно активируются Т-лимфоциты. Активированные Т-лимфоциты выделяют интерлейкин-2, под влиянием которого Т-эффекторные лимфоциты активируются и продуцируют ряд лимфокинов. Наряду с этим Т-лимфоциты, как и альвеолярные макрофаги, вырабаты¬вают ряд веществ, стимулирующих пролиферацию фибробластов и, следовательно, развитие фиброза.

Альвеолярные макрофаги гиперпродуцируют ряд биологически активных веществ, в том числе интерлейкин-1, который стимулирует Т-лимфоциты и привлекает их в очаг воспаления, т.е. интерстициальную ткань легких и альвеолы [26].

Роль макрофагов в иммунитете исключительно важна - они обеспечивают фагоцитоз, переработку и представление антигена Т-клеткам, секретируют лизоцим, нейтральные протеазы, кислые гидролазы, аргиназу, многие компоненты комплемента, ингибиторы ферментов (антиактиватор плазминогена, альфа2-макроглобулин), транспортные белки (трансферрин, фибронектин, трансбаламин II), нуклеозиды и цитокины (ФНО альфа, ИЛ-1 ,ИЛ-8, ИЛ-12). ИЛ-1 выполняет много важных функций: воздействуя на гипоталамус, вызывает лихорадку; стимулирует выход нейтрофилов из костного мозга; активирует лимфоциты и нейтрофилы. Макрофаги являются одним из орудий врожденного иммунитета. Кроме того макрофаги, наряду с В- и Т-лимфоцитами, участвуют и в приобретенном иммунном ответе, являясь «дополнительным» типом клеток иммунного ответа: макрофаги являются фагоцитирующими клетками, чья функция - «проглатывание» иммуногенов и процессирование их для представления Т-лимфоцитами в форме, пригодной для иммунного ответа [27].

Т-лимфоциты распознают инфицированный макрофаг по экспонированию на его поверхности микробного антигена, находящегося в комплексе с гликопротеином МНС класса II, который в данном случае служит сигналом макрофага. В результате распознавания Т-клетки выделяют лимфокины, стимулирующие внутриклеточное уничтожение возбудителя макрофагом.

Таким образом, терапия, направленная на коррекцию моноцитарно-макрофагальной системы, является приоритетной у больных, имеющих воспалительную природу заболевания, на всех этапах воспалительного процесса и независимо от его локализации, как в бронхолегочной системе, так и в других.

Оценку прогрессирования хронической обструктивной болезнь легких необходимо проводить, сравнивая клинические показатели состояния пациента с показателями функции внешнего дыхания и с биомаркерами воспаления как специфическими, так и неспецифическими, так как прогрессирование заболевания у данной группы больных обусловлено особенностями процессов ремоделирования стенок бронхов [28]. Для оценки возможности влияния медикаментозной терапии на замедление прогрессирования заболевания важно изучить динамику уровня провоспалительных цитокинов [5,19].

Известно, что коварство ХОБЛ заключается в медленном, но неуклонном прогрессировании. Выраженная клиническая симптоматика появляется лишь в развернутой стадии болезни (2 стадия). На ранних стадиях ХОБЛ протекает скрыто, без постоянных клинических симптомов.

Совершенствование наших представлений о сущности заболевания - патогенеза ХОБЛ - является важнейшим инструментом, влияющим на основные подходы к классификации ХОБЛ, лечнению и профилактике заболевания.

С ХОБЛ нужно и можно бороться. Существуют лечебные мероприятия, способные уменьшить симптомы болезни, замедлить ее прогрессирование и улучшить качество жизни пациентов.

Альвеолярные макрофаги. Роль альвеолярных макрофагов в воспалении легких.

1 ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, Москва

Значимую роль в инициации и развитии воспалительных реакций в легких играют альвеолярные макрофаги - одни из центральных клеток системы врожденного иммунитета. Важными компонентами врожденного ответа являются способность макрофагов к фагоцитированию и их миграционная активность. Альвеолярные макрофаги провоспалительного М1 фенотипа, выделенные от мышей линии С57/BL6, обладают большей фагоцитарной активностью по отношению к S.aureus по сравнению с выделенными от мышей линии BALB/c альвеолярными макрофагами антивоспалительного М2 фенотипа. При сравнительном анализе миграционной активности установлена альтернативная зависимость показателя активности от типа используемого хемоаттрактанта.


1. Macrophage phenotype as a determinant of biologic scaffold remodeling / S.F. Badylak, J.E. Valentin, A.K. Ravindra et al. // Tissue Eng Part A. - 2008. - Vol. 14. Issue 11. - P. 1835-42.

2. Benoit M., Desnues B., Mege J.L. Macrophage Polarization in Bacterial Infections // The Journal of Immunology. - 2008. - Vol. 181. - P. 3733-3739.

3. Cairo G., Locati M., Mantovani A. Control of iron homeostasis as a key component of macrophage polarization // Haematologica. - 2010. - Vol 95, Issue 11. - P. 1801-1803.

4. Pulmonary Immunobiology and Inflammation in Pulmonary Diseases. NHLBI Workshop Summary / D. Crapo, A.G. Harmsen, M.P. Sherman, R.A. Musson // Am J Respir Crit Care Med. - 2000. - Vol. 162. - P. 1983-1986.

5. Frevert, Wong, Goodman et al. Rapid Fluorescence-based Measurement of Neutrophil Migration in Vitro // Journal of Immunological Methods. - 1998. - Vol. 213. - P. 41-52.

6. Goldmann O., von Köckritz-Blickwede M., Höltje C. et al. Transcriptome Analysis of Murine Macrophages in Response to Infection with Streptococcus pyogenes Reveals an Unusual Activation Program // Infect Immun. - 2007. - Vol. 75, Issue 8. - P. 4148-57.

7. Lasbury, M.E., Durant P.J., Lee C.H.. Numbers of alveolar macrophages are increased during Pneumocystis pneumonia in mice // J. Eukaryot. Microbiol. - 2003. - Vol. 50(Suppl). - P. 637-638.

8. Lay J.C., Alexis N.E., Zeman K.L., et al. In-vivo Uptake of Inhaled Particles by Airway Phagocytes is Enhanced in Mild Asthmatics Compared to Normal Volunteers // Thorax. - 2009. - Vol. 64. - P. 313-320.

9. Martinez F.O., Sica A., Mantovani A. et al. Macrophage activation and polarization // Front Biosci. - 2008. - Vol. 13. - P. 453-61.

10. Platt N., Haworth R., da Silva R.P., Gordon S. Scavenger receptors and phagocytosis of bacteria and apoptotic cells // Advances in Cellular and Molecular Biology of Membranes and Organelles. - 1999. - Vol. 5. - P. 71-85.

11. Stangel M., Joly E., Scolding N.J., Compston D.A.S. Normal polyclonal immunoglobulins (‘IVIg’) inhibit microglial phagocytosis in vitro // Journal of Neuroimmunology. - 2000. - Vol. 106(1). - P. 137-144

12. Tumitan A.R., Monnazzi L.G., Ghiraldi F.R. et al. Pattern of macrophage activation in yersinia-resistant and yersinia-susceptible strains of mice // Microbiol Immunol. - 2007. - Vol. 51(10). - P. 1021-8.

Воспалительные реакции играют исключительно важную роль в развитии большого количества заболеваний легких, таких как бронхиальная астма, острый респираторный дисстресс синдром и бронхолегочная дисплазия [4]. Известно, что одну из центральных ролей в инициации и развитии воспалительных реакций в легких играют альвеолярные макрофаги. При активации эти клетки продуцируют свободные радикалы, NO, цитокины, кемокины и другие медиаторы воспаления и благодаря этому запускают врожденный и адаптивный иммунный ответ и обезвреживают патогенные микробы.

В ходе иммунного ответа нативные макрофаги могут приобретать различные функциональные фенотипы [6]. Так, классический М1 фенотип характеризуется продукцией провоспалительных цитокинов и кемокинов, таких как TNF-α, IL-1ß, IL-6, IL-12, воспалительного белка макрофагов 1α (MIP-1α), а также повышенной генерацией оксида азота (NO) [6; 9]. М1 макрофаги являются эффекторными клетками, которые интегрированы в Th1 ответ. Этот фенотип убивает микроорганизмы и опухолевые клетки и продуцирует большие количества провоспалительных цитокинов [9]. Альтернативный М2 фенотип макрофагов характеризуется продукцией антивоспалительных цитокинов, таких как IL-10 и рецептор-ловушки IL-1 (IL-1ra). Функциональное предназначение М2 фенотипа состоит прежде всего в регулировании воспалительного ответа, участии в ангиогенезе, ремоделировании тканей и восстановлении иммунного гомеостаза, нарушенного воспалением.

Очевидно, что эффективность, с которой врожденный иммунитет будет удалять патогенные микробы и при необходимости стимулировать ангиогенез, ремоделирование и восстановление поврежденных тканей, существенно зависит от фагоцитарной активности макрофагов, и от того, как быстро эти клетки могут приходить в очаг воспаления, т.е. от их миграционной активности.

Таким образом, способность к фагоцитированию и миграционная активность макрофагов составляют важные компоненты врожденного ответа, от которого зависит, как быстро иммунная система сможет восстановить гомеостаз, нарушенный появлением инфекции и повреждением тканей. Однако до сих пор важный вопрос о том, каковы различия фагоцитарной способности и миграционной активности М1 и М2 фенотипов макрофагов остается открытым.

Цель данной работы состояла в том, чтобы ответить на этот вопрос.

Материалы и методы исследования

Выделение альвеолярных макрофагов

Альвеолярные макрофаги выделялись из бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) мышей. Предварительно мышам внутрибрюшинно вводился раствор хлоралгидрата (из расчета 32,5 нг на 100 г веса животного), впоследствии мыши умерщвлялись с помощью перерезания нижней полой вены и обескровливания. Для получения бронхо-альвеолярного лаважа (БАЛ) в легкие через внутритрахеальный катетер вводилось по 1 мл стерильного фосфатного буфера PBS 37 °С (у каждого животного выполнялось по 4 промывки) [7]. Полученный БАЛ центрифугировался при 1000 об./мин 4 мин. Клеточный осадок ресуспендировали в 3 мл среды RPMI 1640 с последующим определением количества макрофагов в камере Горяева и доведением концентрации клеток в среде RPMI 1640 до 1∙106/мл.

Определение фагоцитарной активности альвеолярных макрофагов

Определение миграционной активности макрофагов

Определение миграционной активности макрофагов производилось на взвеси клеток, полученных из бронхо-альвеолярного лаважа по методике, указанной выше, ресуспендированных в хемотаксической среде (RPMI без фенолового красного 96 мл, 1М HEPES - 1 мл, 7,5 % NaHCO3 - 2 мл , 200 mM L-глутамин - 1 мл, BSA - 0,5 г).

В основе методики определения миграционной активности альвеолярных макрофагов лежит принцип метода Бойдена, основанный на прохождении лейкоцитов из одной половины камеры с взвесью клеток в другую половину камеры, содержащую хемоатрактант, и разделенных между собой мембранным фильтром. Анализ хемотаксиса проводился непосредственно по методике Neuro Probe Protocol [5].

В нижние промаркированные микроячейки камеры вносили по 30 мкл хемоаттрактанта (использовали БАЛ мышей линии С57/BL6 и Balb/c), помещали фильтр с диаметром пор 8 мкм, камеру закрывали и в верхние микроячейки камеры вносили по 100 мкл суспензии клеток (с концентрацией 1∙106/мл) в хемотаксической среде. Заполненную камеру инкубировали в течение 3 часов при температуре 37 ± 0,5 °С при 5 % СО2. Через 3 часа из верхних ячеек камеры проводилась аспирация клеток, ячейки заполнялись 2 мМ ЭДТА в 1∙PBS на 15 минут с последующей аспирацией ЭДТА. Камеру открывали и клетки с верхней стороны мембраны удаляли с помощью Q-наконечника. Затем мембрану центрифугировали при 1500 g 15 минут (при +4 °С). Окрашивание мембраны проводили азур-эозином по Романовскому в течение 15 минут. Подсчет количества мигрировавших клеток проводился в каждой ячейке под оптическим микроскопом.

Для оценки миграционной активности нами был использован индекс миграции - отношение количества мигрировавших клеток к количеству немигрировавших в одной лунке.

Результаты исследования и их обсуждение

На рисунке представлены данные о фагоцитарной активности макрофагов двух фенотипов в зависимости от соотношения количества бактерий на один макрофаг.

Сравнительная оценка фагоцитарной активности макрофагов М1 фенотипа, выделенных
из мышей линии С57 и макрофагов М2 фенотипа, выделенных из мышей линии BABL/c

Видно, что при всех соотношениях среднее количество бактерий, поглощенных одним М1 макрофагом, было достоверно больше, чем у М2 макрофагов. Это означает, что М1 фенотип более эффективно фагоцитирует S.аureus, чем М2 фенотип. При этом фагоцитарная активность М1 фенотипа больше зависела от концентрации S. Aureus, чем у М2 фенотипа. На графике это отражается в более крутом подъеме кривой М1, по сравнению с М2.

Дальше в таблице представлены данные о миграционной подвижности макрофагов М1 и М2 фенотипов в ответ на два разных типа хемоаттрактантов: БАЛ, выделенный из мышей линии BALB/c (БАЛBALB/c), и БАЛ из С57 (БАЛС57).

Сравнительная оценка миграционной активности макрофагов М1 фенотипа, выделенных из мышей линии С57, и макрофагов М2 фенотипа, выделенных из мышей линии BABL/c. Миграционная активность количественно оценивалась по миграционному индексу, представленному как соотношение количества мигрировавших клеток к немигрировавшим

Лабораторная диагностика легочных и бронхиальных заболеваний основана на исследовании мокроты, бронхиального аспирата, материала щеточной и катетерной биопсии, трансбронхиальной и трансторакальной пункционной аспирационной биопсии, которые составляют обширный раздел практической цитологии [1]. Клиническая цитология - признанный полноценный метод морфологического анализа, основанный на изучении и оценке клеточного материала, полученного различными способами из патологического очага. К преимуществам цитологического исследования мокроты в амбулаторной практике относят ее простоту, быстроту, легкую повторяемость. Последнее позволяет использовать цитологический анализ для изучения динамики морфологических изменений в течение заболевания и в процессе лечения. Кроме того, цитологическое исследование не требует больших материальных затрат, недороги реактивы и оборудование. Все вышеизложенное позволяет широко использовать метод как для морфологической верификации в условиях поликлиники, так и для проведения массовых профилактических осмотров, выбора групп риска с последующим систематическим наблюдением за лицами входящими в группы риска.

Слизистый характер бронхиального секрета обусловлен сочетанным функционированием желез подслизистой оболочки бронхов и бокаловидных клеток эпителия. В ответ на инвазию инфекционными агентами эпителий бронхов выделяет цитоки- ны IL-8, IL-6, колониеобразующие факторы гранулоцитов, моноцитов, и др. Так, тучные клетки выделяют хемотаксические факторы «быстрого реагирования»: эозинофильный хемотаксический фактор анафилаксии; хемотаксический фактор нейтрофилов высокой молекулярной массы; хемотаксические факторы, направленные на лимфоциты, базофилы, моноциты; фактор, активирующий тромбоциты (ФАТ). Усиливается синтез и выделение простогландинов, простациклинов, Т-хелперов. Также увеличивается содержание альвеолярных макрофагов. Они осуществляют фагоцитоз, переработку антигена и «передачу» информации лимфоцитам, предотвращают развитие аллергических реакций. Иммунная защита, секреторная активность являются индукторами микроваскулярного просачивания и секреции слизи.

Цитологическое исследование мокроты позволяет выявить болезнетворные микроорганизмы (в том числе микобакте- рию туберкулеза), клетки злокачественных опухолей, примеси (кровь, гной и т.п.), характерные для определенных болезней, а также определить чувствительность бактериальной флоры к антибиотикам.

Возможно обнаружение в мокроте следующих клеток: эпителиальные клетки, или клетки цилиндрического мерцательного эпителия (при бронхитах, бронхиальной астме или злокачественных новообразованиях легких); бокаловидные клетки (при усиленной секреции); базальные или промежуточные клетки; альвеолярные макрофаги из нижних респираторных отделов. Плоский эпителий попадает в мокроту из полости рта и не имеет диагностического значения. Наличие в мокроте более 25 клеток плоского эпителия указывает на то, что данный образец мокроты загрязнен отделяемым из ротовой полости. Альвеолярные макрофаги локализуется в основном в межальвеолярных перегородках. Поэтому анализ мокроты, где присутствует хотя бы 1 макрофаг, указывает на то, что поражены нижние отделы дыхательной системы. При инфаркте легкого, застое в малом кругу кровообращения обнаруживаются «клетки сердечных пороков», т.е. альвеолярные макрофаги с включениями гемосидерина [2].

Встречаются также и макрофаги с липид- ными включениями (липофаги) при туберкулезе, хроническом заболевании легких. Отмечают повышение в мазке мокроты количества нейтрофилов, лимфоцитов, эозинофилов, моноцитов, «гигантских» клеток Пирогова-Лангерганса. Обнаружение более 25 нейтрофилов в поле зрения свидетельствует об инфекции (пневмония, бронхит). Единичные эозинофилы могут встречаться в любой мокроте; в большом количестве (до 50-90% всех лейкоцитов). Они обнаруживаются при бронхиальной астме, эози- нофильных инфильтратах, глистных инвазиях легких и т.п. Эритроциты появляются в мокроте при разрушении ткани легкого, пневмонии, застое в малом круге кровообращения, инфаркте легкого и т.д. Мокрота может содержать клетки злокачественных опухолей, особенно если опухоль растет эндобронхиально или распадается. Определять клетки как опухолевые можно только в случае нахождения комплекса атипичных полиморфных клеток, особенно если они располагаются вместе с эластическими волокнами.

В мазке мокроты могут встречаться волокнистые образования: эластические волокна, фибриновые волокна и спирали Куршмана (при туберкулезе, абсцессе легкого,раке). Эластические волокна имеют вид тонких двухконтурных волоконец одинаковой на всем протяжении толщины, дихотомически ветвящихся. Эластичные волокна исходят из легочной паренхимы. Выявление в мокроте эластичных волокон свидетельствует о разрушении легочной паренхимы (туберкулез, рак, абсцесс). Иногда их присутствие в мокроте используют для подтверждения диагноза абсцедирую- щей пневмонии.

Кристаллические образования также встречаются в мазке мокроты. Это кристаллы Шарко-Лейдена - бесцветные октаэдры различной величины, напоминающие по форме стрелку компаса, состоящие из белка, освобождающегося при распаде эозинофилов(при бронхиальной астме, эмфиземе, глистных инвазиях); кристаллы гематоидина - ромбы, иголки, звезды от желтого до оранжевого цвета (при некрозе ткани, кровоизлияниях при инфаркте легкого кристаллы холестерина (при распаде ткани - туберкулез, абсцесс легкого, рак); друзы актиномицетов [3]. Мокрота в норме не содержит паразитов и яйца гельминтов. Выявление паразитов позволяет установить природу легочной инвазии, а также диагностировать кишечную инвазию и ее стадию [2].

Научная электронная библиотека


Сологуб Т. В., Романцова М. Г., Кремень Н. В., Александрова Л. М., Аникина О. В., Суханов Д. С., Коваленко А. Л., Петров А. Ю., Ледванов М. Ю., Стукова Н. Ю., Чеснокова Н. П., Бизенкова М. Н., Понукалина Е. В., Невважай Т. А.,

3.4. Значение соединительнотканных элементов, эндотелиальных клеток и клеточных элементов крови в развитии воспалительного процесса

Чрезвычайно важна роль соединительнотканных элементов в развитии воспалительного процесса.

Иногда воспаление отождествляют с реакцией гистиона - структурной единицы соединительной ткани - на действие альтерирующего фактора.

Как известно, соединительная ткань состоит из клеток, волокон и основного вещества. Специфическими фиксированными клетками являются фибробласты и ретикулярные клетки, которые продуцируют и секретируют коллаген, проэластин, ретикулин, гликопротеиды, мукополисахариды, а также белковые компоненты микрофибрилл, входящих в состав эластических волокон [55].

Основными клетками соединительной ткани являются фибробласты. Выделяют несколько типов фибробластов - малодифференцированные, юные, зрелые миофибробласты. Конечной стадией дифференцировки фибробластов являются фиброциты - это долго живущие формы клеток, которые регулируют метаболизм и механическую стабильность матрикса соединительной ткани.

К клеткам фибробластического ряда относятся фиброкласты, основная функция которых заключается в фагоцитозе и внутриклеточном лизисе коллагеновых фибрилл.

Все перечисленные формы фибробластов могут в той или иной степени продуцировать коллаген и гликозаминогликаны. Кроме этого, более зрелые клетки участвуют в синтезе эластина, протеогликанов, гликопротеинов, фибронектина. Они также регулируют метаболизм и поддерживают гомеостаз соединительной ткани [49, 55]. Наряду с биосинтезом в очаге воспаления происходит катаболизм коллагена, который обеспечивается коллагеназами фибробластов, макрофагов, нейтрофилов и др. В процессах фиброклазии принимают участие и фиброкласты. В зоне воспаления в зависимости от стадии могут преобладать те или иные процессы.

Стимуляторами фибробластов служат фагоцитирующие макрофаги, которые продуцируют факторы роста фибробластов, усиливая их пролиферацию и синтез коллагена. При избыточном образовании коллагеновых волокон активируются процессы катаболизма коллагена и отмечается снижение синтетической активности фибробластов.

Регулирующее влияние на пролиферативную, коллагенсинтетическую и коллагенолитическую функции фибробластов в очаге воспаления оказывают лимфоциты, нейтрофилы и лаброциты. Однако и сами фибробласты продуцируют факторы - фиброкины, активно влияющие на функции их собственной популяции (стимуляторы и ингибиторы роста), а также факторы, влияющие на лимфоциты, моноциты, макрофаги, лаброциты, тромбоциты, эпителиальные клетки [49, 55].

Фиброкины обладают дистантным действием. К ним относятся: КСФ, фактор роста макрофагов, фактор, индуцирующий дифференцировку моноцитов, ИЛ-6, фактор, угнетающий миграцию макрофагов, фактор, влияющий на дифференцировку иммунных и эпителиальных клеток.

В ответ на действие альтерирующего фактора возникают, как правило, явления пролиферации фибробластов, усиление их функциональной активности, сопровождающееся формированием фибробластического барьера и инкапсулированием очага воспаления.

Экстрацеллюлярная соединительная ткань включает и форменные элементы белой крови - гранулоциты, моноциты и лимфоциты, количество и функциональная активность которых заметно возрастают по мере усиления эмиграции лейкоцитов в фазе венозной гиперемии в очаге воспаления.

Исключительно важную роль в развитии альтерации и сосудистых изменений в зоне воспаления играют тучные клетки, или лаброциты. Лаброциты наиболее часто локализуются около мелких сосудов, под эпителием и вблизи желез кожи, слизистых и серозных оболочек, в капсуле и трабекулах паренхиматозных органов, в лимфоидных органах, перитонеальной жидкости. Лаброциты называют также тканевыми базофилами, так как у этих двух типов клеток имеется общее происхождение. При этом базофильные лейкоциты созревают в костном мозге, а лаброциты - в местах своей окончательной локализации под влиянием микроокружения и ИЛ-3.

Характерными особенностями лаброцитов являются наличие в цитоплазме обильной метаахроматической зернистости, а также способность вырабатывать, депонировать и секретировать биологически активные вещества. В гранулах лаброцитов обнаружены гепарин, гистамин, серотонин, допамин, хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота, гликопротеиды, фосфолипиды, хемотаксические факторы и фактор активации тромбоцитов. В состав гранул лаброцитов входят ферменты - липаза, эстераза, триптаза, активирующая кининоген, ферменты цикла Кребса, анаэробного гликолиза и пентозного цикла.

В зоне воспаления происходят активная дегрануляция лаброцитов и освобождение в окружающую среду разнообразных БАВ, содержащихся в гранулах. Активация и дегрануляция лаброцитов и базофилов могут быть вызваны антигенами, фракциями комплемента, нейропептидами (вещество Р), монокинами, лимфокинами, катионными белками, протеиназами нейтрофилов. Дегрануляцию лаброцитов могут спровоцировать ионофоры, морфин, рентгеноконтрастные средства, щелочные олигопептиды, полимиксин В и др. Процесс дегрануляции осуществляется в две стадии: кальцийнезависимую и кальцийзависимую, в ходе которой и происходят перемещение гранул к цитоплазматической мембране, открытие их во внеклеточное пространство и освобождение медиаторов, являющихся пусковыми факторами воспаления.

Одновременно с дегрануляцией лаброцитов и базофилов в них активируется синтез производных ненасыщенных жирных кислот - простагландинов, лейкотриенов, простациклинов и тромбоксана. Антигенстимулированные лаброциты обеспечивают синтез цитокинов
ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-8, GM-CSF, TNF [21]. Указанные вещества играют важную роль в развитии сосудистых реакций и сокращении гладких мышц внутренних органов при развитии воспалительного процесса.

Особенностью лаброцитов и базофильных гранулоцитов является наличие на их поверхности высокоаффинных рецепторов для Ig E, а также компонентов комплемента (С3, С5а, С4а, С3а).

И базофилы, и лаброциты играют основную роль в развитии иммунопатологических процессов, особенно в анафилактических реакциях и некоторых реакциях ГЗТ.

Медиаторы лаброцитов и базофильных гранулоцитов обеспечивают поствоспалительные репаративные процессы, стимулируют рост и созревание соединительной ткани в очаге воспаления, где количество лаброцитов, особенно в фазе пролиферации, значительно возрастает.

В регуляции воспалительного процесса (особенно аллергического), наряду с лаброцитами и базофилами, значительная роль принадлежит эозинофильным лейкоцитам, которые накапливаются в очаге воспаления благодаря наличию там эозинофильных хемотаксических факторов.

В гранулах эозинофильных лейкоцитов содержатся ферменты, регулирующие развитие анафилактических реакций: арилсульфатаза, участвующая в инактивации медленно реагирующей субстанции анафилаксии; фосфолипаза, обеспечивающая инактивацию фактора, активирующего тромбоциты; коллагеназа, воздействующая на 1-й и 3-й типы коллагена легочной ткани; гистаминаза, инактивирующая гистамин. Эозинофилы содержат катионные белки: эозинофильный катионный белок, обеспечивающий нейтрализацию и связывание гепарина; главный основной протеин участвует в повреждении клеток некоторых паразитов, эозинофильный катионный протеин обладает выраженной гельминтотоксичностью [22, 35].

Эозинофилы могут продуцировать лейкотриены, ФАТ, гликозаминогликаны. На мембране эозинофилов имеются рецепторы к IgG, IgЕ, IgМ, фракциям комплемента С3b С3d, Н1, Н2. Таким образом, эозинофильные лейкоциты играют важную роль в развитии инфекционного и аллергического воспаления.

Как указывалось выше, экстрацеллюлярная соединительная ткань различных органов содержит определенное количество макрофагов, относящихся к системе мононуклеарных фагоцитов. В зависимости от локализации и морфологических особенностей выделяют макрофаги серозных полостей (плевральной, перитонеальной); гистиоциты соединительной ткани; купферовские клетки печени; свободные и фиксированные макрофаги лимфатических узлов, селезенки и костного мозга; альвеолярные макрофаги легких; клетки Лангерганса кожи; клетки микроглии нервной системы; остеокласты. Популяция тканевых макрофагов пополняется за счет притока из крови моноцитов. В тканях происходит дифференцировка моноцитов сначала в незрелый макрофаг, а затем в зрелый. Одновременно в различных органах и тканях имеются резидентные макрофаги, которые заселяют конкретные ткани на ранних этапах развития организма [49, 55].

В очагах острого и хронического воспаления отмечаются интенсивная миграция моноцитов крови в поврежденную ткань и быстрая их трансформация в зрелые воспалительные и экссудативные макрофаги. В первые часы после альтерации в зоне воспаления преобладают экссудативные макрофаги.

В зависимости от структурных и функциональных особенностей зрелые макрофаги подразделяются на две субпопуляции - с преимущественно фагоцитарной и преимущественно секреторной активностью.

Зрелые макрофаги секретируют большое количество (более 100) растворимых биологически активных веществ - монокинов [49, 55].

К секреторным продуктам макрофагов относятся различные ферменты (коллагеназа, эластаза, нейтральная протеиназа, активатор плазминогена, кислая фосфатаза, катепсины, рибонуклеазы, эстеразы и др.); ингибиторы ферментов (ингибитор плазмина, a-1-антитрипсин); лизоцим; пропердин; ФНО, окислительные метаболиты (супероксид, перекись водорода и др.); оксид азота; эндогенные пирогены; производные арахидоновой кислоты; факторы, обладающие выраженной опсонинной активностью (фибронектин); цАМФ; белок, связывающий витамин В12. Моноциты-макрофаги играют главную роль в запуске иммунного ответа, обеспечивая презентацию антигена, продуцируя факторы, стимулирующие пролиферацию Т- и В-лимфоцитов и секрецию иммуноглобулинов зрелыми В-лимфоцитами. Макрофаги образуют монокины, стимулирующие пролиферацию эндотелиоцитов, предшественников миелоидного ряда (КСФ), а также монокины, ингибирующие пролиферацию лимфоцитов, опухолевых клеток и вирусов [22, 35].

Таким образом, все цитокинзависимые функции моноцитов / макрофагов можно представить следующими группами:

Более детальное описание некоторых монокинов представлено выше.

Роль макрофагов в очаге воспаления заключается также в отграничении очага воспаления, особенно гнойного, и регуляции процессов пролиферации и регенерации поврежденной ткани.

В очаге хронического воспаления тканевые макрофаги трансформируются в эпителиоидные и гигантские многоядерные клетки, которые выполняют преимущественно секреторную функцию.

Эпителиоидные клетки играют регуляторную функцию при образовании гранулем. Экстрацеллюлярная соединительная ткань содержит также лимфоциты и нейтрофильные лейкоциты, количество которых в соединительной ткани возрастает в процессе альтерации и развития воспаления. Нейтрофилы и лимфоциты являются источником биологически активных веществ, участвующих как в реакциях повреждения тканей и микробных агентов, так и в реакциях защиты и отграничения очага воспаления. Лимфоциты, как известно, являются чрезвычайно гетерогенной популяцией клеток. Общеизвестно наличие так называемых В-лимфоцитов и Т-лимфоцитов. В-лимфоциты обеспечивают развитие специфических иммунологических механизмов защиты, аллергических реакций гуморального типа в случае индукции воспалительного процесса различными антигенами бактериально-токсической и неинфекционной природы. Различают В1- и
В2-субпопуляции лимфоцитов [20]. В2-субпопуляция проходит дифференцировку на территории костного мозга из стволовой кроветворной клетки. Дифференцировка В2-лимфоцитов характеризуется экспрессией генов одного из 5 классов иммуноглобулинов, а также мембранных CD-молекул, характерных для В-лимфоцитов, в частности, CD9, CD21, CD23, CD35, обеспечивающих рецепцию белков системы комплемента и развитие иммунного ответа на антигенную стимуляцию. Для обеспечения иммунного ответа В2 субпопуляцией лимфоцитов необходимо их взаимодействие с антигенпредставляющими клетками, а также Т-лимфоцитами. В1-субпопуляция лимфоцитов характеризуется тем, что еще в эмбриональном периоде клетка предшественник В-лимфоцитов покидает костный мозг, и их дифференцировка и физиологическая регенерация осуществляются в плевральной и брюшной полостях. Отличительный мембранный маркер В1-лимфоцитов - молекула CD5.
В1-лимфоциты продуцируют в основном иммуноглобулины класса М с широкой перекрестной реактивностью без взаимодействия с
Т-лимфоцитами. Т-лимфоциты представлены 8 большими функционально различающимися субпопуляциями и некоторым количеством минорных субпопуляций, имеют на клеточной мембране маркер CD3. Часть
Т-лимфоцитов проходит дифференцировку в тимусе, часть Т-лимфоцитов с рецептором gd дифференцируется в основном экстратимически в барьерных тканях, преимущественно в слизистой желудочно-кишечного тракта. В зависимости от функциональной значимости выделяют субпопуляцию Т-хелперов, на мембране которых экспрессирована молекула CD4. В то же время в последние годы выделяют несколько субпопуляций Т-хелперов: Т-хелперы-0, Т-хелперы-1, Т-хелперы-2,
Т-хелперы-3, отличающиеся по характеру продукции тех или иных цитокинов. Так, Т-хелперы-0 экспрессируют с невысокой интенсивностью гены всех цитокинов, Т-хелперы-1 продуцируют интерферон, ИЛ-2, ФНО. Т-хелперы-2 в процессе иммунного ответа продуцируют ИЛ-4, ИЛ-5,
ИЛ-10, ИЛ-13. Т-хелперы-3 интенсивно продуцируют ИЛ-4, ИЛ-10, трансформирующий фактор роста b. Последний является важнейшим фактором супрессии иммунного ответа. Т-лимфоциты с фенотипом CD8, называемые ранее Т-супрессорами, предназначены для дифференцировки в цитотоксические лимфоциты на фоне антигенной стимуляции.

Касаясь значимости нейтрофилов в развитии различных форм патологии, в частности, воспалительной природы, следует остановиться на некоторых особенностях этой популяции клеток. Как известно, помимо существования костномозгового, циркулирующего, маргинального и тканевого пулов нейтрофилов, сходных по морфологическим признакам, выделяют несколько функционально различных субпопуляций указанных клеток, причем отличительными признаками различных субпопуляций нейтрофилов являются уровень окислительного метаболизма, экспрессия тех или иных рецепторов, способность связывать моноклональные антитела и др. [4, 27, 57].

Помимо общепризнанной фагоцитарной активности нейтрофилов в последнее время выдвигается концепция о посреднической роли нейтрофилов между ЦНС и соединительной тканью. Как известно, на поверхности нейтрофилов обнаружены рецепторы к различным нейрогормональным и иммунным стимулам [4, 22, 35, 40, 41], в частности, к норадреналину, ацетилхолину, кортикостероидам, тироксину и др. Нейтрофилы обладают способностью продуцировать комплекс медиаторов воспаления - дефензины, простагландины, тромбоксаны, биооксиданты, лейкотриены, иммуномодуляторы [1, 3, 4]. Медиаторы нейтрофилов обеспечивают внутрипопуляционную кооперацию клеток, процессы миграции и секреции. Одним из основных факторов токсического воздействия нейтрофилов на ткани в зоне воспаления являются биооксиданты, образующиеся в процессе респираторного взрыва.

Резюмируя вышеизложенное в целом, следует заключить, что появление в зоне воспаления вышеуказанных медиаторов клеточного и гуморального происхождения в высокоактивной форме сопровождается комплексом биологических эффектов, в частности, развитием сосудистых изменений в зоне альтерации.

Повреждение эндотелиальных клеток сопровождается каскадом реакций, обеспечивающих активацию калликреин-кининовой системы, внутреннего механизма формирования протромбиназной активности, системы фибринолиза, комплемента, а также нарушением комплекса функций, выполняемых эндотелиальными клетками в норме.

Как известно, эндотелиальные клетки служат важнейшими регуляторами сосудистого тонуса, причем эндотелиальные модуляторы могут образовываться в ответ на гипоксию, резкое напряжение сосудов, воздействие гуморальных факторов - гормонов, активных пептидов [15, 47].

Эндотелиальные модуляторы сосудистого тонуса делятся на две группы:

1. Вазодилатирующие (оксид азота, простациклин, недифференцированный гиперполяризующий фактор).

2. Сосудосуживающие (эндотелин, тромбоксан А2 и простациклин Н2).

В последние годы особенно важная роль в регуляции сосудистого тонуса в норме и патологии отводится оксиду азота (NO) , являющемуся не только мощным вазодилататором, но и ингибитором агрегации тромбоцитов [37].

Следует отметить, что реализация вазодилатирующего эффекта таких медиаторов воспаления, как гистамин, серотонин, кинины, в определенной мере происходит при участии оксида азота.

Расслабляющее действие NО на гладкомышечные элементы сосудов, как указывалось выше, осуществляется за счет увеличения образования цГМФ, быстро снижающего внутриклеточный уровень свободного Са и инактивирующего миозинкиназу.

В нормальных условиях эндотелиальные клетки поддерживают тромборезистентность поверхности за счет выработки разнообразных антикоагулянтов, антиагрегантов (гепариноподобные протеингликаны, тромбомодулинзависимый белок С, простациклин, оксид азота) и фибринолитических соединений (активаторы плазминогена тканевого и урокиназного типа).

Сосудистый эндотелий постоянно синтезирует вещества, индуцирующие гемостаз, такие как фактор Виллебранда и ингибитор активатора плазминогена. В зоне альтерации поврежденные эндотелиальные клетки могут продуцировать дополнительные прокоагулянтные факторы, в частности, тканевый тромбопластин.

Следует отметить, что эндотелиальные клетки участвуют в иммунном ответе. Под влиянием цитокинов эндотелий выделяет антигены тканевой совместимости класса II, рецепторы к компонентам системы комплемента и являются важным фактором привлечения лейкоцитов в зону альтерации.

Мобилизация лейкоцитов в воспаленную ткань включает три фазы:

1. Отбор с помощью селектинов.

2. Плотную адгезию с помощью интегринов.

3. Трансмиграцию с помощью СД 31.

Эндотелиальные клетки в условиях нормы и на фоне развития воспаления играют важную роль в механизмах ангиогенеза, причем следует отметить, что скорость смены эндотелия у взрослых людей низкая. Эндотелий находится под постоянным влиянием различных эндогенных факторов, стимулирующих или ингибирующих ангиогенез.

К ангиогенным факторам относятся щелочные и кислотные факторы роста фибробластов, ангиогенин, ИЛ-8, тромбоцитарный фактор роста, сосудистый эндотелиальный фактор роста, интерфероны-a и b-, ангиостатин, тромбосподин и др. Повреждение эндотелия или оголение сосуда в зоне альтерации приводит к усиленной гиперплазии или пролиферации гладкомышечных элементов сосудов, что обусловлено усиленной адгезией клеток крови на гладкую мускулатуру, и что в свою очередь снижает образование эндотелием ингибирующих процессов пролиферации субстанций.

Читайте также: