Медиаторы аллергической реакции

К бронхоспастическим и вазоактивным медиаторам относят гиста-j мин, МРС-А, в которой выделяют лейкотриены С, D, Е; метаболиты арахидоновой кислоты (PGD2, PGF2a, PGI2), фактор активации тромбоцитов (ФАТ).

Гистамин является продуктом декарбоксилирования гистидина. В тучных клетках в ионизированной форме связан с протеиногликоном-, в щелочной среде гистамин выходит во внутриклеточную жидкость., Катаболизируется гистамин под действием гистаминазы, существует и-комбинированный путь с промежуточным метилированием (К-метил-: трансфераза). Эти ферменты находятся в повышенной концентрации в эозинофилах и нейтрофилах. Гистамин оказывает одинаковое бронхо-констрикторное действие на гладкую мускулатуру крупных и мелких бронхов, увеличивая бронхиальное сопротивление потоку воздуха и требуя поэтому большой мышечной работы для эффективной вентиляции. Гистамин также вызывает дилатацию сосудов, увеличивает расстояние между эндотелиальными клетками и тем самым способствует увеличению сосудистой проницаемости. Через стенку сосуда пропитывается плазма, лейкоциты, некоторое количество белка. В последнее время установлено, что эффекты гистамина зависят от его действия на тот или иной тип рецепторов. Н,-рецепторы концентрируются преимущественно в коже и гладкой мышце, блокируются классическими антигистаминными средствами. Н2-рецепторы блокируются циметидином, метиамидом, бура-мидом. Применительно к легочной системе функциональная активность Н|-рецепторов сопровождается бронхоконстрикцией, вазодилатацией и внутриклеточным повышением уровня цГМФ. Активация Н2-рецепторов ингибирует высвобождение гистамина из тучных клеток, которое наступает при альтерирующем влиянии IgE. Через рецепторы гистамина повышается активность аденилциклазы и внутриклеточный уровень цАМФ. Повышение концентрации гистамина в крови у больных бронхиальной астмой довольно типичная картина.

Простагландины. В последнее время большое значение в патоге-s незе бронхиальной астмы придается метаболитам арахидоновой кислоты. Более подробно обмен простагландинов изложен в связи с действием НСПП в разделе «Факторы, способствующие развитию астмы». Здесь же следует отметить, что действие простагландинов на тонус гладких мышц связано с эффектами гистамина, ацетилхолина, МРС-А и компонентами калликреин-кининовой системы. В экспериментальных исследованиях было показано, что возбуждение PGE,-рецепторов совпадает с повышением концентрации PGF2a, в то время как повышение функциональной активности Н2-рецепторов с увеличением концентрации PGE2. PGE инги-бируют фазу выхода гистамина из тучных клеток, альтерация которых вызывалась комплексом антиген — антитело. Прямое доказательство ин-гибирующего влияния PGE, и PGE2 на биологическую активность гистамина было получено Н. Herxheimer (1978). В опытах на морских свинках бронхоспазм вызывался ингаляцией раствора гистамина. Он купировался назначением PGE, и PGE2.

Большой интерес представляет исследование влияния простагландинов на функциональную активность холинергических рецепторов. Было отмечено, что контрактура гладкой мышцы, вызванная ацетилхолином, устраняется PGE2. В свою очередь J. Orelek (1979) доказал, что введение экспериментальному животному ацетилхолина с развитием бронхоспазма сопровождается повышением концентрации PGE2 в крови. Это расценивается как адаптационная реакция, вызванная повреждающим действием ацетилхолина и направленная на регуляцию тонуса гладкой мускулатуры бронхов. На тесную связь холинергических рецепторов и простагландинов указывает также тот факт, что атропин ингибирует бронхоконстрикторное действие PGF2(I. Эти данные особенно интересны в том плане, что ингибиторы других медиаторов аллергической реакции такого действия на простагландины не оказывают. Прямым доказательством антагонистического влияния PGE, и PGE2 на ацетилхолин является их способность купировать бронхоспазм у морских свинок, вызванный ингаляцией 4% раствора ацетилхолина.

Большой интерес вызывает также исследование взаимоотношений компонентов калликреин-кининовой системы и простагландинов. Кинины, обладая высокой биологической активностью, вызывают спазм гладкой мускулатуры, отек слизистой оболочки, повышают сосудистую проницаемость. При этом было отмечено, что ряд эффектов однотипен. Брадики-нин и PGE2 повышают сосудистую проницаемость, вслед за которой увеличивается миграция полиморфно-нуклеарных лейкоцитов. Активации калликреин-кининовой системы предшествует активация простагландинов, что позволяет рассматривать активацию биосинтеза простагландинов как регулятор брадикининового ответа.

Медленно реагирующая субстанция анафилаксии. МРС-А была открыта английским ученым W. Brocklehurst в начале 60-х годов. Он подробно изучил патофизиологический аспект МРС-А, показал ее отличие от гистамина, причем была подчеркнута неясность химической структуры. Интерес к МРС-А как медиатору аллергической реакции резко повысился в связи с исследованиями роли метаболитов арахидоновой кислоты. В настоящее время МРС-А обозначается как лейкотриены С, D и Е. МРС-А вызывает бронхоконстрикцию, точкой физиологической активности ее являются бронхи мелкого диаметра. Под действием МРС-А также наступает вазодилатация. Высвобождение МРС-А из тучных клеток, как и других медиаторов аллергической реакции, происходит под влиянием реакции антиген — антитело и других неспецифических факторов. Ингибиторами МРС-А являются липоксидаза и арилсуль-фатаза. Привлекает внимание исследование хемотаксических свойств МРС-А.

Фактор активации тромбоцитов. ФАТ влияет на выработку IgE в легких кролика, у человека оказывает стимулирующее действие на фагоцитоз нейтрофилов. ФАТ химически определен как 1-алкил-2-ацетил-глицерин-3-фосфорилхолин. Основное биологическое действие ФАТ сводится к стимуляции агрегации пластинок и высвобождению серотонина. У человека еще мало исследована роль ФАТ. У животных он обнаружен в плазме, у человека в циркулирующей крови он не установлен. Считается, что у человека ФАТ преимущественно влияет на сосудистую проницаемость и в этом его действие реализуется через серотонин — метаболит триптофана.

Хемотаксические медиаторы. Среди веществ, выделяющихся при дегрануляции тучных клеток, особое место занимают медиаторы, влияющие на миграцию и функциональную активность клеток крови.

Гистамин также можно рассматривать как хемотаксический фактор, под его влиянием происходит активная миграция лейкоцитов в место иммунологической реакции. При стимуляции Н,-рецепторов гистамин оказывает прямое влияние на миграцию эозинофилов и нейтрофилов. Повышение активности Н2-рецепторов гистамина ингибирует миграцию юзинофилов и нейтрофилов. Однако истинно хемотаксическими медиаторами являются эозинофильный хемотаксический фактор анафилак-ии, высокомолекулярный нейтрофильный хемотаксический фактор, лим-фоцит-хемотаксический фактор и липидный хемотаксический фактор. Эозинофильный хемотаксический фактор анафилаксии (ЭХ ФА). Впервые ЭХФА был выделен из легочной ткани морской свинки, у которой вызывали анафилактический шок. Затем ЭХФА получили также из легочной ткани человека, идентифицировали из сыворотки больного с IgE-обусловленной активацией тучных клеток. Больной страдал, кроме того, холодовой аллергией. ЭХФА был выделен также из тучных клеток. По химическому строению ЭХФА является тетрапептидом. Он обладает высокой хемотаксической активностью по отношению к эозинофилам. Его основная функция сводится к тому, чтобы уменьшить миграцию эозинофилов в сторону де-гранулирующих тучных клеток. У человека ЭХФА исследован мало и клиническое значение его остается неясным. К ЭХФА близок эозино-фильный хемотаксический пептид (ЭХП). Он также представляет собой тетрапептид с низкой молекулярной массой от 1200 до 2500. ЭПХ был обнаружен в легочной ткани человека и обладает специфическими свойствами по отношению к эозинофилам. Концентрируется при иммунологических реакциях, его активное свойство связано с дезактивацией эозинофилов. ЭХП был также обнаружен в сыворотке крови больных с холодовой аллергией и при активации тучных клеток IgE. Эта новая генерация хемотаксического фактора мало изучена и ее значение в патогенезе бронхиальной астмы неясно. Большой интерес представляет их исследование при различных иммунопатологических процессах, сопровождающихся значительной эозинофилией или выраженной эозино-фильной инфильтрацией (например, при летучем эозинфильном инфильтрате легкого, или синдроме Леффлера).

Высоко мо лекулярный нейтрофильный хемотаксический фактор. (НХФ) был выделен из тучных клеток крыс и несколько позже из легочной ткани человека. НХФ, так же как ЭХФА, был обнаружен в сыворотке крови больных с холодовой крапивницей. Он относится к числу нейтральных протеинов с молекулярной массой 750 000. Физиологическая роль его сводится к тому, чтобы притягивать и дезактивировать нейтрофилы. Эти исследования были проведены in vitro. НХФ был получен при активации тучных клеток путем контакта с аллергенами. При аллергическом бронхоспазме зарегистрировано повышение НХФ, в то время как при астме, возникающей при вдыхании холодного воздуха, астме физического усилия и при аспири-новой триаде НХФ не был найден.

Лимфоцит-хемотаксический фактор. Биологическая роль этого фактора изучена мало, молекулярная масса его 10 000—12 000. Впервые фактор был выделен при иммунологической активности тучных клеток крысы. У человека он был получен из булл пемфигоида. Значение и роль этого хемотаксического фактора при бронхиальной астме еще не установлены.

Липидный хемотаксический фактор (ЛХФ) при бронхиальной астме изучен недостаточно. Его рассматривают как липо-оксигеназный метаболит арахидоновой кислоты. Учитывая важную роль метаболитов арахидоновой кислоты в патогенезе бронхиальной астмы, можно предполагать, что исследование ЛХФ позволит углубить знание по этому вопросу.

Гранулоассоциированные ферменты. П р о т е а з ы. Химотрипсин и подобные ему ферменты были получены из изолированных тучных клеток крыс и гистохимически идентифицированы в тучных клетках человека. Этот фермент имеет небольшую протеазную активность, что, возможно, опосредуется через связь с гепарином внутри тучных клеток. При его высвобождении он напоминает по своей активности химотрипсин поджелудочной железы. Молекулярная масса фермента 400 000. При исследовании его функций была обнаружена тесная связь с активностью калликреин-кининовой системы. Фермент генерирует образование бра-дикинина из кининогена. Активация калликреин-кининовой системы ведет к спазму гладкой мускулатуры и повышению сосудистой проницаемости. Усиливается отек слизистой оболочки бронхиального дерева. Считают, что фермент активирует фактор Хагемана и в связи с этим влияет на фибринолитическую активность. Среди других ферментов в реализации аллергической реакции, проходящей с участием тучных клеток, принимают участие арилсульфатаза и другие лизосомальные ферменты, включая гексозаминидазу и р-глюкуронидазу. Эти ферменты получены из тучных клеток при их активации специфическими IgE.

Протеогликаны. Мукополисахаридный гепарин идентифицирован в легких человека и получен из изолированных тучных клеток. Гепарин, полученный из легких человека, — протеогликан с молекулярной массой 60 000. Он вступает в реакцию с антитромбином III, усиливая антикоагулянтные свойства крови. Гепарин также тесно связан с компонентами комплемента, что оказывает влияние на образование иммунных комплексов. Протеогликаны влияют на реологические свойства мокроты. Так, гепарин снижает вязкостные характеристики бронхиального секрета.

Система фагоцитоза

Функциональное состояние тучных клеток, их способность секрети-ровать биологически активные субстанции, высокий аффинитет мембраны к IgE играет важную физиологическую роль. При аллергических реакциях и неспецифическом действии ряда агентов эти процессы приобретают патологические черты, определяя спазм гладкой мускулатуры бронхов, отек слизистой оболочки, повышенную сосудистую проницаемость, миграцию нейтрофилов, эозинофилов в ткань шокового органа.

Не менее важной частью иммунологической защиты является система фагоцитоза. В органах дыхания она в значительной степени обеспечивается альвеолярными макрофагами. На их долю приходится свыше 70—80% всех клеток, которые определяются в бронхиальном секрете. Они располагаются в альвеолах, под базальной мембраной и среди эпителиальных клеток. Кк функция самая разнообразная. Они активно участвуют в фагоцитозе и обеспечивают стерильность воздуха при достижении поверхности альвеол. Макрофаги способны захватывать все инородные частицы, поступающие в дыхательные пути. В терминальных отделах дыхательных путей, где происходит диффузия газов, при минимальном потоке захватывающая фагоцитирующая роль макрофагов еще больше возрастает. Столь высокая фагоцитарная активность макрофагов обеспечивается рецепторами на поверхности мембраны. Так, они имеют рецепторы для IgG С3ь-ком-понентов комплемента. Альвеолярные макрофаги не имеют рецепторов для IgM и не принимают участия в формировании иммунных комплексов.

Роль макрофагов не ограничивается их способностью участвовать в захвате микроорганизмов. Они влияют на возникновение и течение воспалительного процесса, принимая участие в секреторной деятельности. Так, они синтезируют лизоцим и тем самым повышают бактерицидные свойства слизистой оболочки дыхательных путей.

При некоторых формах рецидивирующей инфекции дыхательных путей снижается количество лизоцима, отражая депрессию неспецифических факторов защиты. Лечение лизоцимом способствует регрессии воспалительного процесса. Остается Неясным, снижается ли продуцирующая способность макрофагов или уменьшается их количество.

Альвеолярные макрофаги синтезируют интерферон, поэтому им придается большая роль в формировании иммунного ответа, противостоянии вирусной инфекции. Микоплазма и многие вирусы свободно проходят через БАЛТ, эпителиальные клетки, базальную мембрану и только макрофаги, лежащие под базальной мембраной, «узнают» возбудителя, кооперируются с Т-лимфоцитами, активизируют продукцию интерферона и противостоят распространению вирусной инфекции. В этом отношении особенно агрессивны вирусно-бактериальные ассоциации. Вирусы существенно повреждают такие механизмы защиты, как j секреторный иммуноглобулин, эпителиальные клетки, базальная мембра- 1 на, и создают условия для проявления патогенных свойств микроор- 1 ганизмов. Способность макрофагов синтезировать интерферон является I одним из важных механизмов защиты.

Роль альвеолярных макрофагов также велика в хроническом респи- 3 раторном вирусоносительстве. Повреждающему действию вирусов в 1 возникновении обострений бронхиальной астмы придают все большее I значение. Биологически активные вещества вирусов могут оказывать ] депрессивное влияние на функцию альвеолярных макрофагов, в частности, снижая их способность синтезировать лизоцим, интерферон, лак- 1 тоферрин.

С исследованием роли простагландинов, активного участия органов 3 дыхания в инактивации циркулирующих простагландинов и в способности системно синтезировать простагландины изучение физиологической * роли альвеолярных макрофагов приобрело новые черты. Физиологическая, роль простагландинов сводится к регуляции тонуса гладкой мускулатуры бронхов, кровообращения. В последнее время появились работы о том, что альвеолярные макрофаги принимают активное участие в синтезе простагландинов.

Установлено, что альвеолярные макрофаги богаты липидами, способны их накапливать. Давно исследуется их связь с альвеоцитами и отношение к сурфактанту. Отработанный сурфактант захватывается макрофагами и используется клетками уже как энергетический субстрат. Кооперация альвеолярных макрофагов и альвеоцитов, таким образом, имеет большое значение в синтезе и обмене сурфактанта.

Система фагоцитоза существенно дополняется нейтрофилами. Миграция нейтрофилов наступает при воспалительном процессе и регулируется медиаторами воспалительной реакции.

Мукоцилиарный барьер

Мукоцилиарный барьер — понятие, отражающее взаимодействие мерцательного и секретирующего эпителия. Процесс образования слизи, движение поверхностного слоя слизистой оболочки трахеи и бронхов и бронхиального секрета является одной из защитных функций органов дыхания. Нарушения слизеобразования и функции ресничек мерцательного эпителия свидетельствуют о недостаточности мукоцилиарного барьера. Встречаются генетические формы мукоцилиарной недостаточности, которые приводят к развитию тяжело протекающей инфекции верхних и нижних дыхательных путей.

Каждая эпителиальная клетка имеет около 200 ресничек, размеры которой 5 мкм в длину и 0,1—0,2 мкм в диаметре. Они совершают свыше 15 колебательных движений в 1 с. Остается неясным гормональный медиатор, регулирующий деятельность ресничек эпителиальных клеток. Адренергические и холинергические рецепторы заметного влияния на эти процессы не оказывают.

Ацетилхолин увеличивает слизеобразование, антихолинергические препараты снижают количество секрета. Высказывалось предположение, что контроль слизеобразования в бронхах осуществляется также вазо-активным интестинальным пептидом (ВИП). Последний впервые был изолирован из двенадцатиперстной кишки, влияет на образование слизи в кишке, на функцию поджелудочной железы, урогенитального тракта.

Слизь покрывает тонким слоем в 5 мм реснички мерцательного эпителия. В течение суток у человека вырабатывается около 100 мл бронхиального секрета (по отдельным данным, до 355 мл). Слизь, поступающая из бронхов и трахеи в полость рта и соединенная со слюной, называется мокротой. Человек в норме может отделять небольшое количество мокроты. Бронхиальный секрет является продуктом деятельности нескольких клеток. Так, бронхиальный секрет продуцируется эпителиальными клетками, серозными и бокаловидными. Каждая из них секретирует определенный химический субстрат секрета. Гли-копротеины в основном продуцируются эпителиальными клетками. Содружественная деятельность многих клеток дыхательных путей определяет химический состав бронхиального секрета. Свободная и связанная • вода составляет 95%. Оставшиеся 5% приходятся на макромолекулы, среди которых важнейшими являются гликопротеины (2 — 3%) протеины (0,1—0,5%) и жиры (0,3—0,5%).

Следует подчеркнуть сложность получения бронхиального секрета, который соответствует истинному его составу. В этом отношении наиболее удачным является бронхоскопический метод, но он имеет ограниченное применение. Раздражающие аэрозоли, которые применяются для получения бронхиального секрета, разнообразны: гипертонический раствор хлорида натрия и лимонной кислоты, ацетилхолин, гистамин. Наиболее эффективными оказались ингаляции PGF2a. Мокрота, получаемая после ингаляции PGF2n, больше всего соответствует истинному бронхиальному секрету.

В последнее время стали уделять большое внимание исследованию физико-химических свойств мокроты, вязкости и эластичности. Разработаны методические подходы к исследованию вязкости и эластичности, однако имеются определенные трудности в оценке реологических свойств мокроты, как в любом случае, когда речь заходит о неньютоновских жидкое!„,..

изикохимсе ТвойЗва ™«, воздействием ферментов меняются ее повышенно вязкий характер, иногда "ЙЖьнои астме секрет имеет Если присоединяется инфекция, то бронхиальныи"\я жидкое стекло. слизисто-гнойный характер. Он также может иметь высокую ~~тадт что значительно нарушает дренажную функцию бронхов. Из движение секрета происходит со скоростью 10 мм в 1 мин. С повыш вязкости скорость движения секрета замедляется и может вообще остановиться. Вязкий стекловидный бронхиальный секрет ностью перекрыть просвет бронхов, особенно мелкого «««««pa. -воздухоносных путей слизистыми пробками у больных 6?°"™™Ь" астмой всегда приводив к нарушению вентиляционно-перфузи имоотношений.

Интерес представляет исследование места продукции вязкого жидкого секрета, с тем чтобы в последуюдеВДГ УжХчсрты п ботку, особенно в «да—' Г серозные клетки секретируют гибкого процесса. Эпителиальные,' -рози Современные муке мущественно жидкую часть бронхиального Р приводить к значи-литические препараты (бромгексин, муке тельному увеличению количества жидкой фазы бронхиального секрета, иногда до степени бронхореи. Однако это может не приносить облегчения больному бронхиальной астмой, так как бокаловидные клетки продолжают продуцировать густой, вязкий секрет.

Исследование реологических свойств мокроты для дифференцированной муколитической терапии — одно из перспективных современных направлений.

Исследование химического состава мокроты и сопоставление ее с различными вязкостными характеристиками показывают важность состояния макромолекул гликопротеинов. Проведен сравнительный анализ гли-копротейна мокроты и сыворотки и выявлены определенные различия. Так, концентрация фукозы была высокой в составе бронхиальных гликопротеинов и низкой в сывороточных, в то время как манноза не определялась в бронхиальном секрете. Содержание N-нейраминовой кислоты оказалось приблизительно одинаковым.

При бронхиальной астме и хронических обструктивных бронхитах определяют гипертрофию желез, секретирующих слизь. Подсчитано, что на 10 эпителиальных клеток приходится одна бокаловидная, в то время как у больных с астмой это взаимоотношение уже достигает 1:5. Бокаловидных клеток в норме в терминальных отделах дыхательных путей очень мало, т. е. их количество уменьшается с уменьшением просвета бронхов. Однако у больных бронхиальной астмой их находят в значительном количестве среди эпителиальных клеток бронхов мелкого диаметра. Конечно, процесс слизеобразования имеет защитную функцию и выработка вязкого секрета, возможно, препятствует патомедиа-торной агрессии аллергического воспаления. Но этот процесс имеет и оборотную сторону, нарушая дренажную функцию бронхов, он влияет на дыхание.

В вязком секрете повышается содержание N-нейраминовой кислоты, фукозы, что отражает увеличение количества макромолекул. Увеличение количества N-нейраминовой кислоты в мокроте совпадает с ее увеличением в сыворотке крови. N-нейраминовая кислота входит в состав

МРС-А.

Скопление бронхиального секрета влияет не только на дренажную функцию бронхов, нарушая мукоцилиарный барьер, но и снижает местные иммунологические процессы. Этот единый комплекс защиты органов дыхания, естественно, связан неразрывно. Так, было устяыоплсно, что при вязком бронхиальном секрете снижается —,-жание в нем секреторного IgA. В таких ситуЖх--- теГается предпосылка к инфекцион-заболеваниа—