4 курс / Акушерство и гинекология / Перитонеальные_макрофаги_и_репродуктивная_система_женщин_Храмова

В соответствии с Государственной политикой в области охраны репродуктивного здоровья нами с 2005 г. по 2012 г. проведено исследование репродуктивного здоровья женщин Приморского края. Мы посетили 40 районов нашего региона. Женщин опрашивали, осматривали с помощью зеркал, осуществляли бимануальное гинекологическое исследование, назначали лечение в соответствии с принятыми стандартами. Выявлено, что на первом месте среди заболеваний женских половых органов, так же как и в других регионах России, стоят воспалительные заболевания органов малого таза (вульвовагинит, эндоцервицит, метроэндометрит, сальпингооофорит) – (54,4%). Доброкачественная опухоль матки – миома, встречается в 12,1+4,7%. Заболевания, обусловленные слабостью связочного аппарата (опущение, полное и неполное выпадение стенок влагалища, шейки матки и матки) составили 5,3+3,9%. Аномальные маточные кровотечения и климактерический синдром, свидетельствующие о гормональных расстройствах, зарегистрированы у 13,2+3,5% женщин. Эрозия шейки матки выявлена у 15% женщин. Из всех обследованных 27% женщин состояли в бесплодном браке (рис. 1).

Практически здоровыми оказались лишь 19,4+5,2% (350 из 1800 обследованных).

Рис. 1. Структура гинекологической заболеваемости в Приморском крае с 2005 по 2012 гг.

Сохранение репродуктивного здоровья женщины и повышение ее репродуктивного потенциала возможно только с помощью внедрения современных методов диагностики и лечения. В настоящее время достигнуты значительные успехи в иммунологии репродукции: создан достаточно большой набор лекарственных средств и пищевых добавок, действующих на ос-

новные компоненты иммунной системы – фагоцитоз, гуморальный и клеточный иммунитет [30]. Проведенное нами клиникоэкспериментальное исследование макрофагального звена иммунной системы при нарушении процесса репродукции открывает новые перспективы диагностики заболеваний еще на доклиническом этапе.

1.2.Фагоциты и их функциональные проявления

1.2.1.Этапы фагоцитоза

В 2008 г. исполнилось 100 лет со времени присуждения И.И. Мечникову и П. Эрлиху Нобелевской премии за разработку теории иммунитета. Это знаменательное событие отмечалось иммунологами во всем мире и широко отражено в научных изданиях, что подчеркивает его высокую значимость [155, 199, 224]. Фагоцитоз, как механизм защиты организма и важнейшее звено иммунной системы, был открыт И.И. Мечниковым в 80-х годах ХIХ века. Это стало одним из самых впечатляющих достижений зарождающейся иммунологии и повлияло на развитие исследований и теоретических построений современной иммунологии [283, 298].

Фагоцитоз – одна из составляющих цитоза-эндоцитоза [58]. Выделены следующие виды эндоцитоза молекулярных и корпускулярных объектов. Неспецифический Мечниковский фагоцитоз крупных фагоцитируемых объектов (1 мкм и более) свойствен в большей степени полиморфонуклеарным лейкоцитам-микрофагам, моно- цитам-макрофагам [291] и дендритным клеткам [303, 388, 396]. Пиноцитоз, открытый В. Льюисом в 1931 (цитировано по Р.Н. Глебову, 1987), характеризуется эндоцитозом мелких (менее 1 мкм) частиц и молекул в мельчайших водных капельках. Рецептор-индуцирован- ный фагоцитоз (Портер К., Рот Т., 1964 – цитировано по Р.Н. Глебову, 1987) происходит после взаимодействия биологически активных молекул с рецепторами мембраны клетки с последующим их эндоцитозом [52, 239].

Клетки с фагоцитарной активностью, участвуя в первичной неспецифической клеточной защите, включаются и в лимфоцитзависимые реакции, играя роль вспомогательных клеток. Они захватывают, поглощают, активизируют процессинг антигенов и презентацию антигенных детерминант в составе молекул МНС 1 и 2 класса [215, 250, 264, 282, 335].

Подвергшиеся эндоцитозу лиганды и рецепторы, так же как и растворимые вещества, достигают ранних эндосом, затем одни вещества устремляются к клеточной поверхности, другие – транспортируются

впоздние эндосомы и лизосомы, где подвергаются дальнейшей переработке [52, 309,331].

И.И.Мечников выделил среди фагоцитирующих клеток микрофаги и макрофаги. К первым он отнес нейтрофильные гранулоциты, которые рано мобилизуются при воспалении (через минуты, часы) и обладают способностью к поглощению микробных и иных чужеродных частиц небольшого размера [156, 270]. Моноциты крови и тканевые макрофаги мобилизуются позже (через часы, сутки), но обладают более значительным потенциалом и разнообразным спектром иных эффекторных функций [194, 209, 210, 259, 274].

Тем не менее основные этапы фагоцитарной реакции сходны для клеток обоих типов, несмотря на определенные различия в механизмах, и сводятся к четырем, описанным И.И. Мечниковым, стадиям: хемотаксису, прилипанию, поглощению и перевариванию. На современном уровне знаний стадии этого процесса уточнены и представлены

вследующем варианте: хемотаксис, прилипание к объекту, активация участка мембраны фагоцита, погружение частицы, формирование фагосомы и слияние их с лизосомами, разрушение объекта, освобождение продуктов деградации [170,239, 238].

Хемотаксис является первой стадией фагоцитарного процесса и представляет направленное движение клеток, определяемое градиентом химических факторов: хемотаксинов или хемоатрактантов [312]. В случае фагоцитоза хемоатрактантами служат, как правило, продукты, выделяемые микроорганизмами и активированными клетками в очаге воспаления (цитокины, лейкотриен В4, гистамин), а также продукты расщепления компонентов комплемента (С3а, С5А), протеолитические фрагменты факторов свертывания крови и фибринолиза (тромбин, фибрин), нейропептиды, фрагменты иммуноглобулинов, СРБ и др. [90, 134, 263, 319].

Среди микробных продуктов наиболее активен N-формил- метионил-лейцил-фенилаланин или его аналоги. Этот пептид участвует в инициации синтеза белка у бактерий и служит сигналом бактериальной инвазии [194, 290].

К хемотаксическим продуктам фагоцитов и лимфоцитов относят ряд цитокинов, например, IL-1, IL-8, γ-интерферон, ГМ-КСФ. Способностью образовывать хемокины обладают СD8 и CD4 Т-клетки и CD14 и моноциты[170].

Хемоатрактантной активностью обладают пентраксины, действующие в ранних реакциях защиты с участием нейтрофилов и моноцитов [130].

Ворганизме, наряду с факторами, способствующими хемотаксису, присутствуют ингибиторы хемотаксиса, подавляющие как активность хемоатрактантов, так и реакцию клеток (некоторые гормоны, бактериальные продукты), что описано рядом авторов [267]. Т-лимфоциты

иклетки передней доли гипофиза создают фактор ингибиции миграции макрофагов [315].

Для большинства упомянутых факторов на поверхности фагоцитов найдены рецепторы, связывание которых служит пусковым сигналом направленного движения клеток, а также ряда других реакций, связанных с фагоцитозом и активацией клеток [170, 194, 242].

Прилипание фагоцитов к объекту или адгезия фагоцитирующих клеток к своим мишеням обусловлена наличием на поверхности этих клеток рецепторов для молекул, представленных на поверхности объекта (собственных или связавшихся с ним).

Рецепторы на поверхности фагоцитирующих клеток получили название селектинов и интегринов. Селектины способствуют качанию фагоцитов на поверхности фагоцитируемых объектов до момента их прикрепления при помощи интегринов [216]. Известно 5 видов интегринов, наиболее важными из которых являются 3 гетеродимера, состоящих из общей цепи (СD18) и трех цепей (СD 11а, СD 11b, СD11с), и два самостоятельных вида селектинов: L (CD 62L)

иE (CD 62E).

Умикроорганизмов есть молекулы, препятствующие адгезии в процессе фагоцитоза [326]. При этом опсонизация фагоцитируемых объектов снижает антифагоцитарный эффект микроорганизмов.

Внастоящее время наиболее важное значение в опсонизации микробов придается иммуноглобулинам и системе комплемента. Причем, особое место в опсонизации бактерий занимает С3b – компонент комплемента, возникающий при активации системы комплемента как по классическому, так и по альтернативному пути [266, 333]. Иммуноглобулины при этом могут выступать инициаторами при активации системы комплемента [325, 334]. Специфические антимикробные антитела играют самостоятельную роль опсонинов [276, 332].

Сами иммуноглобулины наиболее значимы как опсонизирующие агенты, распознаваемые Fc-рецепторами фагоцитов [170, 211]. При этом, неспецифические иммуноглобулины или их агрегаты выполняют роль опсонизирующих факторов при фиксации на объектах

фагоцитоза. Специфические иммуноглобулины представляют собой опсонизирующие факторы.

Вчастности, антитела IgG (особенно IgG1) чаще всего предстают

вкачестве таких опсонизирующих факторов. Для них на поверхности макрофагов имеются 3 рецептора (Fc γ R1, Fc γ R2, Fc γ R3), а на поверхности нейтрофилов – 2 (Fc γ R2, Fc γ R3). Однако определенную опсонизирующую функцию берут на себя антитела других классов иммуноглобулинов, в частности IgM, содержание которых в сыворотке крови, как правило, меньше, и рецепторы для них есть лишь на макрофагах [294, 320].

Адгезивные свойства фагоцитов важны для проявления их фагоцитарной активности на клеточном уровне и незаменимы при миграции фагоцитирующих клеток в очаг воспаления, особенно в преодолении преград, в виде сосудистой стенки, базальной мембраны

идр. [304].

Адгезивность фагоцитов оценивается по их способности прикрепляться к пластику и стеклу, эпителиальным клеткам [214]. Прикрепление фагоцитирующих клеток к различным поверхностям сопровождается их распластыванием, что расценивается как феномен «неосуществленного фагоцитоза» [310].

Адгезия фагоцитирующих клеток к субстрату является одним из факторов их активации, необходимой для осуществления последующих событий фагоцитоза, начиная от распластывания фагоцита на поверхности мишени и заканчивая перевариванием убитой клеткимишени.

Мембранные структуры, взаимодействующие при контакте фагоцитов с клетками-мишенями, в частности опсонины на микробной клетке и их рецепторы на мембране фагоцита, расположены на поверхности клеток равномерно. Это создает условия для последовательного охвата объекта псевдоподиями, что обеспечивает, с одной стороны, тотальное вовлечение в процесс всей поверхности фагоцита, с другой – поглощение объекта вследствие замыкания мембраны [52]. Условием распластывания фагоцита и охвата им фагоцитируемого объекта служит активация протеинкиназы С и мобилизация Са++. В событиях, происходящих в мембране фагоцита при его адгезии на клетках, большое значение придается актиномиозиновой системе. Свидетелями или маркерами активации фагоцитирующих клеток являются экспрессия на мембране активированных клеток молекул CD68, CD14, HLA – DR, синтез и секреция цитокинов, в частности IL-8 [10, 62, 84].

Все эти процессы сопровождаются и другими проявлениями активации фагоцитирующих клеток, такими, как кислородный взрыв [48, 85, 121, 147], повышение метаболической активности [480], продукции цитокинов, в том числе, IL-1, IL-6, IL-8 [165, 248].

Погружение фагоцитируемого объекта в цитоплазму фагоцита происходит в стадии поглощения и может быть прямым следствием контактной активации фагоцита с изменением состояния цитоскелета и физико-химической структуры цитоплазмы [209]. Относительно низкомолекулярный G-актин превращается в нитевидный полимеризованный F-актин. Последний входит в состав цитофиламентов, которыми богата псевдоподия, формируемая при контакте с частицей. Псевдоподия вытягивается в направлении частицы и прилипает к ней. Происходит желатинизация цитоплазмы, приводящая к полному охвату частицы мембраной фагоцита. Частица, а вместе с ней и часть мембраны фагоцита, погружается в нутрь клетки в виде везикулы, называемой фагосомой. В процессе поглощения (погружения) фагоцитируемых объектов важнейшее значение имеет процесс слипанияслияния мембран [46, 301, 318].

Для оценки стадии поглощения – третьей стадии по И.И. Мечникову – используются различные объекты (St.aureus, дрожжевые клетки, частицы зимозана, формалинизированные эритроциты барана и эритроцитарные диагностикумы, инертные частицы латекса) и рассчитываются фагоцитарный показатель (ФП) и фагоцитарное число (ФЧ). Причем, значения ФП и ФЧ зависят от вида фагоцитируемого объекта [36, 47, 71, 190].

В стадии переваривания, обозначенной И.И. Мечниковым четвертой, происходит киллинг живых объектов, разрушение, освобождение продуктов деградации [214,316].

Наглядно внутриклеточные события процесса фагоцитоза отражены схематично на рисунке 2.

Частичное переваривание генетически чужеродного материала до образования антигенной детерминанты является процессингом антигенов [295]. При этом профессиональные фагоцитирующие клетки (макрофаги, моноциты, нейтрофилы) более эффективны в отношении процессинга антигенов по сравнению с дендритными клетками, более активно участвующими в презентации антигена [209, 212, 250, 308].

Процессинг антигенов сопряжен с дальнейшей презентацией антигенов после их связывания с молекулами МНС1 и МНСП классов главного комплекса гистосовместимости [321, 327, 329].

Рис. 2. Процесс фагоцитоза и пиноцитоза с участием лизосом:

(1 – фагосома; 2 – пиноцитозный пузырек; 3 – гетерофаголизосома; 4 – первичная лизосома; 5 – аппарат Гольджи; 6 – аутофагосома; 7 – вторичная лизосома; 8 – телолизосома (цитировано по Ясуо Кагава, 1985) [101].

Получившиеся комплексы антигенных детерминант и молекул МНСI и МНСII транспортируются на плазматическую мембрану клеток для дальнейшего взаимодействия с Т-лимфоцитами [269, 306].

В презентации антигенов антигенпрезентирующими клетками незрелым В-лимфоцитам важная роль отводится взаимодействию компонентов комплемента, входящих в состав иммунных комплексов, с комплементарными рецепторами клеток. В частности, на В-лимфоцитах и дендритных клетках имеются CR1 и CR2, на моноцитах и макрофагах – CR3 [164].

1.2.2. Лизосомы и лизосомные ферменты фагоцитирующих клеток

Открытие И.И. Мечниковым фагоцитоза позволило ему сделать гениальное предсказание о существовании в фагоцитах особой переваривающей системы. В середине ХХ века Христианом де Дювом с сотрудниками с помощью биохимического подхода были обнаружены лизосомы – внутриклеточные переваривающие структуры. За короткий промежуток времени знания о лизосомах, их структуре, функциях, связанных с лизосомными нарушениями патологических процессов в организме, значительно расширились. В связи с особой важностью этих субклеточных структур учение о лизосомах стало предметом нового раздела науки – лизосомологии, как пишет W.E. Bowers [246], отмечая заслугу Christian de Duve в открытии лизосом.

Появились значительные обобщения быстро накапливающихся фактов [150, 161, 257, 258], где описаны ферменты, входящие в состав лизосом, их структурная организация, многообразие процессов, происходящих при участии лизосом. В частности, в настоящее время в составе лизосом найдено около 80 ферментов: кислая фосфатаза, лизоцим (мурамидаза), катепсины, РНК-аза, эластаза, липаза и др.

Набор ферментов в лизосомах предполагает возможность разрушения большинства известных макромолекул. Ферменты в лизосомах имеют определенную структурную организацию, находясь в различной степени связанными с мембранами лизосом. При этом в стадии покоя лизосомы рассматривают лишь как хранилище гидролаз, необходимых для расщепления ненужных клетке биополимеров, для ликвидации аварийных состояний. Таким образом, лизосомы стоят как бы в стороне от энергетического и других видов обмена, и лишь при необходимости защиты клетки происходит усиление их катаболических процессов [150, 268].

Лизосомы разделяют на первичные и вторичные. Первичные лизосомы представлены двумя главными типами гранул – азурофильными и специфическими. Типичными лизосомами являются азурофильные гранулы, содержащие, кроме обычных гидролаз, ферменты с бактерицидной активностью (лизоцим, миелопероксидаза) и нейтральные протеиназы (эластаза, катепсин G). В специфических гранулах содержится лизоцим и коллагеназа [ 234, 252].

Вторичные лизосомы возникают при слиянии фагосомы и первичной лизосомы с формированием фаголизосомы. После переваривания фагоцитируемого материала остается остаточное тело, содержимое которого выделяется из клетки в процессе экзоцитоза.

Функциональное значение для клетки и организма в целом лизосом огромно, что также описано в вышеперечисленных обобщениях. К ним относят участие в разрушении любого экзогенного материала живой и неживой природы (гетерофагоцитоз), эндогенного (аутофагоцитоз), в процессе клеточного питания, в биосинтезе и регуляции уровня секреции некоторых биологически активных веществ. Лизосомы также определяют аутолиз. Особое значение придается лизосомам в процессах иммуногенеза и резистентности организма [27, 302].

Функционирование лизосом схематично отражено на рисунке 3. Участие лизосом и их ферментов в процессах иммуногенеза, резистентности организма связано с теми функциональными проявлениями, которые, прежде всего, характерны для прилипающих иммунокомпетентных клеток и, в частности, для фагоцитирующих.

2

1

10

Риc. 3. Схема функционирования лизосом по де Дюву (De Duve, 1968):

Частички, находящиеся в окружении, захвачены с помощью фагоцитоза (1) или пиноцитоза (2, 3); 4 – фагосома; 5 – эндоплазмаический ретикулум ирибосома; 6 – лизосомы, которые сливаются с фагосомами (7); 8, 9, 11 – внутрилизосомальная деградация; 10 – экскреция продуктов деградации (цитировано по Панину Л.Е., Маянской Н.Н., 1987) [189].

Так, отмечено, что при фагоцитозе возрастает активность катепсинов на 20% по сравнению с контролем, креатинкиназы – на 13% [39, 211, 307]. В процессе прикрепления прилипающих клеток к стеклу, что расценивается как «феномен неосуществленного фагоцитоза», также происходит повышение уровня креатинкиназы в 4 раза, катепсинов –

в2,5 раза [210, 211].

Входе изучения характера изменения состояния лизосомных ферментов фагоцитирующих клеток при иммунизации животных различными антигенами были получены интересные результаты [200]: активность катепсина Д и кислой фосфатазы в лизосомах селезенки резко возрастает через 30 минут после введения взвеси эритроцитов барана и столбнячного анатоксина. При иммунизации брюшнотифозной вакциной замечен значительный прирост катепсина Д в первые 3 дня после иммунизации. Через сутки после ревакцинации активность фермента снижена. Оказалось, что иммунизация мышей линии С57ВL эритроцитами барана приводит к резкому понижению активности катионных белков лизосом гранулоцитов, что было выявлено в экспериментах М.А. Светличной [102, 173].

Состояние лизосомного аппарата клеток-эффекторов и клетокмишеней существенно влияет на осуществление цитотоксического эффекта. Поэтому механизм цитотоксического действия макрофагов

вотношении опухолевых клеток связан, как считается, с переходом

макрофагальных лизосом в цитоплазму опухолевых клеток. Однако многие экспериментальные данные доказывают, что повышение лизосомной активности в опухолевых клетках, возможно, не связано с транслокацией макрофагальных лизосом, а скорее вызвано увеличением числа и размеров эндогенных лизосом [330].

Исследование характера изменения макрофагальных гидролаз

вТ-независимом иммунном ответе на Vi-антиген сальмонелл показало выраженное возрастание кислой фосфатазы, достигающее двукратного увеличения через 24 часа культивирования макрофагов, на декстрансульфат – менее интенсивное увеличение. Активность другого лизосомного фермента N-ацетил-глюкозаминидазы при действии, особенно декстрансульфата, уменьшалась. Следовательно, оба антигена не влияли на активность лизосомной ДНК-азы [115].

Изучено изменение активности катепсина и кислой РНК-азы макрофагов при иммунизации живыми бактериями и чужеродными белками. При этом, исследованные ферменты активировались разнонаправленно [207].

Изменение активности лизосомных ферментов происходит при заболеваниях, о чем свидетельствуют данные по их оценке в сыворотке крови, бронхоальвеолярном смыве [1, 6, 27, 83, 91].

Значительные нарушения активности лизосомных ферментов макрофагов отмечены при активации различными экзогенными факторами [254], а также эндогенными, возникающими при разных заболеваниях [313].

Активирующим влиянием на лизосомный аппарат макрофагов и,

вчастности, на его ферменты-β-глюкозаминидазу и кислую фосфатазу обладают важные иммуномодуляторы – миелопептиды [3]. Лизосомы принимают непосредственное участие в процессинге антигенов. Значимыми в этом отношении были экспериментальные работы И.Я. Учителя [201, 202], в которых отражено, что выделенная из макрофагов иммунизированных животных лизосомная фракция обладает стимулирующей активностью в отношении антителообразования. Особенно сильно иммуногенная активность лизосомной фракции проявлялась при выделении ее в первые дни от начала иммунизации. Прямыми фактами, свидетельствующими об участии лизосом в процессинге антигенов, являются эксперименты с антилизосомной сывороткой: выявлено, что иммунодепрессивное действие антилизосомной сыворотки выше, чем антимакрофагальной [70]. Как оказалось, антилизосомная сыворотка при обработке макрофагов пиноцитируется и локализуется

влизосомах [222]. Добавление комплемента приводит к разрушению