Иммунная система органов дыхания

В процессе эволюции человека развилась иммунная система органов дыхания, которая позволяет эффективно противостоять в борьбе с бактериями, вирусами, грибами, микоплазмой и другими повреждающими факторами. Она достаточно мобильна и высоко дифференцирована. По иммунологической активности легкие не уступают таким широко признанным иммунным органам, как лимфатические узлы, лимфатические фолликулы тонкой кишки, селезенка. Иммунологические нарушения лежат в основе многих заболеваний дыхательной системы: бронхиальной астмы, эозино-фильных пневмоний, легочных васкулитов, синдрома Хаммена — Рича, синдрома Гудпасчера, поражения легких при многих системных процессах. Особенностью иммунологических нарушений системы дыхания является выраженный полиморфизм патологических процессов.

Иммуноморфологическая структура легочной ткани сложна. Лим-фоидные элементы были обнаружены на всех уровнях дыхательного тракта и в настоящее время получил распространение термин «бронх-ассоциированная лимфоидная ткань» (БАЛТ).

Мерцательный эпителий на всем протяжении содержит бактерицидную выстилку, состоящую из IgA и секреторного компонента. Комплекс этих соединений образует секреторный IgA, который содержится не только в слизистых оболочках дыхательных путей, но и желудочно-кишечного тракта, мочевыводящих путей. Его физиологическая роль — уберечь слизистые оболочки от повреждающего действия бактерий и вирусов. Патогенные свойства бактерий связаны с их цитоадгезивным действием на эпителиальные клетки или лимфоидные элементы, лежащие под базальной мембраной. Секреторный IgA обладает свойствами защиты, предотвращая эту цитоадгезию. У человека может быть иммуно-дефицитное состояние по секреторному иммуноглобулину как врожденного характера (первичный), так и приобретенного (вторичный).

Возникновению иммунодефицита может способствовать синтез изомеров IgA, которые образуют слабые связи с секреторным компонентом. Он может быть предопределен недостаточной продукцией секреторного компонента, физиологическая роль которого сводится к тому, чтобы предотвращать быстрое разрушение IgA. При этом всегда возникает вопрос о взаимоотношении общего циркулирующего IgA и респираторного. Прямой коррелятивной связи нет. Секреторный IgA респираторных путей может быть в достаточной концентрации, в то время как циркулирующий резко снижен. В данном случае большое значение имеет автономная деятельность БАЛТ. С использованием современных методов было показано, как лимфоцит выходит из лимфатического узла под базальной мембраной, пенетрирует базальную мембрану, проходит через эпителиальные клетки и, как образно заметили французские авторы, «вальяжно» располагается на ресничках мерцательного эпителия. Это смешанный лимфоцит, который активно синтезирует IgA. Современная трактовка автономной функции БАЛТ сводится к тому, что в респираторных путях около 20% иммуноглобулинов образуется местыо.

Возникает вопрос, насколько фатально для человека иммунодефи-цитное состояние по IgA, особенно если оно генетически обусловлено. Из практики известно, что такие люди могут быть предрасположены к инфекции не только дыхательных, но и мочевыводящих путей, а также желудочно-кишечного тракта. Вместе с тем известны также случаи, когда при генетическом иммунодефицитном состоянии люди доживают до преклонных лет. Так устроена БАЛТ, которая компенсирует эту функцию.

Секреторный иммуноглобулин особенно повреждается при вирусно-бактериальных инфекциях и таким образом создается транзиторное им-мунодефицитное состояние по IgA, что, возможно, и определяет тяжесть пневмонии.

Назальная мембрана в отличие от эпителиальных клеток является местом, где концентрируется IgG. Этот иммуноглобулин выполняет защитную функцию, и служит важным иммунологическим барьером для проникновения инфекции в нижележащие отделы дыхательных путей.

Базальная мембрана является также местом соединения комплексов антиген — антитело, где они могут задерживаться. Поэтому при иммунологических процессах можно наблюдать утолщение базальной мембраны, дезорганизацию основного вещества, появление депозитов. Иммуноде-1 фицит IgG ведет к расстройству местного иммунитета, которое имеет более глубокий характер. Иммунодефицит может касаться одного из! подклассов IgG.

Под базальной мембраной основным элементом БАЛТ являются лимфоидные узелки, свободно лежащие лимфоциты, тучные клетки,, макрофаги. Здесь основное место концентрация иммуноглобулина класса М. IgM является белком первичного иммунного ответа. Его дефицит' всегда свидетельствует о тяжелых иммунологических расстройствах,! инфекционные процессы протекают особенно активно и плохо подда-1 ются противовоспалительной терапии. В норме бронхиальный секрет j не содержит IgM, в нем присутствуют только IgA и IgG и та часть ] альбуминов, которая поступила из плазмы. Появление в бронхиальном j секрете IgM свидетельствует об определенном характере воспалительных процессов. Так, его находят при микоплазменных пневмониях; пневмо-нитах, возникающих у людей, профессия которых связана с разведением домашней птицы. IgM может входить в состав иммунных комплексов и таким образом поступать в бронхиальный секрет.

В норме в бронхиальном секрете IgE также не содержится. Его появление как иммуноглобулина, отражающего уровень реагинов, указывает на возникновение иммунологической реакции I типа. Уровни общего циркулирующего и специфического для определенных аллергенов IgE не связаны прямо. Может быть повышение концентрации специфических антител при нормальном уровне общего IgE.

В бронхиальном секрете также отмечается подобная диспропорция, причем возможно повышение IgE при нормальном сывороточном его содержании. IgE в большом количестве содержится в слизи, которая образуется в области миндалин, носа, слюны. Значительное количество IgE сосредоточено на поверхности базофилов и тучных клеток. Реакция антиген — антитело приводит к высвобождению медиаторов аллергического воспаления. Данных о физиологической роли IgD мало.

Таким образом, каждый класс иммуноглобулинов играет определенную роль в формировании.иммунологического гомеостаза дыхательных путей и дифференцированно принимает участие в иммунном ответе. В норме в бронхиальном секрете присутствуют только IgA и IgG. При определенных патологических процессах появляются IgE и IgM. При аллергической бронхиальной астме обнаруживается IgE. При некоторых формах бронхиальной астмы предполагается образование иммунных комплексов, в состав которых входит IgG или IgM.

Клеточный механизм иммунологической защиты органов дыхания представлен Т- и В-лимфоцитами. На поверхности эпителиальных клеток находятся преимущественно В-лимфоциты, которые специализируются на продукции антител, большей частью IgA. При исследовании клеточного состава бронхиального секрета, полученного при бронхиальном ла-важе, более 10% клеток составляют лимфоциты, причем большая часть приходится на В-лимфоциты. Однако среди них обнаруживаются и Т-клетки, которые преимущественно концентрируются в лимфоидных фолликулах под базальной мембраной. Лимфоидные фолликулы тесно прилежат к базальной мембране и лимфоциты способны выходить из фолликулов и проникать через базальную мембрану.

Большое значение в патогенезе бронхиальной астмы придается функциональному состоянию тучных клеток. Они содержатся в слизистой болочке бронхов, располагаясь между эпителиальными клетками. Гистохимические методы позволяют обнаруживать тучные клетки в мокроте, б нхиальном секрете. Тучные клетки также находятся и в более глубоких слоях стенки бронхов. Около них находят скопления эозинофилов. Пои аллергической воспалительной реакции характерным признаком является эозинофилия в крови и мокроте. Эозинофилы инфильтрируют стенку бронха, скапливаясь вокруг дегранулированНых тучных клеток. В отдельных гистологических препаратах можно видеть, как эозино-филы веерообразно окружают тучную клетку. Физиологическая роль эозинофилов состоит, по-видимому, в ингибировании секреторной ме-диаторной активности тучных клеток. Придается значение и эозинофиль-ному хемотаксическому фактору в формировании аллергического воспаления.

Обычно число тучных клеток составляет 1—7 • 10 /г легочной ткани

[Gerschwin E., 1981]. Каждая клетка содержит от 50 до 300 000 рецепторов фрагмента IgE. Высокий аффинитет между IgE и тучной клеткой лежит в основе гиперчувствительных реакций. Дегрануляция тучных клеток занимает центральное место в развитии патохимических изменений при бронхиальной астме. Она может совершаться вследствие реакции антиген — антитело, но может происходить и под воздействием неспецифических факторов. Так, одной из гипотез, объясняющих астму физического усилия, является дегрануляция тучных клеток, наступающая под влиянием физического фактора — гипервентиляции. Классическая картина дегрануляции тучных клеток возникает под действием гистамина.

IgE-зависимая дегрануляция тучных клеток при специфической реакции антиген — антитело наступает в течение ближайшей минуты. При соединении IgE с рецепторами мембраны тучной клетки происходит метилирование мембранных липидов. Это считается самым ранним им-мунохимическим процессом, после которого активируется фосфолипаза. Следующий иммунохимический этап состоит в образовании диацилглице-рола из находящихся в мембране фосфолипидов. Дальнейшее изменение связано с возрастающим потоком через мембрану тучной клетки ионов кальция, играющих важную роль в повышении уровня цАМФ. Внутриклеточные механизмы регуляции уровня цАМФ относятся уже к протеин-кининазозависимым процессам, оказывающим альтерирующее воздействие на мембраны гранул. Так формируются внутриклеточные механизмы, которые в итоге приводят к грануляции тучных клеток. Повышение внутриклеточного уровня цАМФ может индуцироваться проста-гландинами, симпатомиметиками, которые предотвращают их деграну-ляцию. С другой стороны, стимуляция а-адренергических рецепторов, снижение уровня простагландинов и повышение содержания цГМФ, которые могут последовать за стимуляцией холинергических рецепторов, приводят к дегрануляции тучных клеток. Альтерация мембран гранул и дегрануляция тучных клеток приводит к высвобождению большого количества биологически активных веществ. Эти вещества, различные по химическому составу (амины, пептиды, протеины, полисахариды), обладают вазоактивными, бронхоспастическими, хемотактическими свойствами и считаются медиаторами аллергической реакции. К ним также следует отнести ферменты и протеогликаны, оказывающие существенное влияние на биологические процессы.

Медиаторы высвобождаются из гранул не все сразу. Установлена определенная фазность выделения даже одного медиатора. Мембранста-билизирующие средства (интал, кетотифен и антагонисты кальция) играют важную роль в предотвращении дегрануляции тучных клеток и возможных аллергических реакций.