Астма, воспаление и иммунитет

Солопов В.Н. Астма. Истинная причина болезни

ЧАСТЬ III. ВОСПАЛЕНИЕ И ИММУНИТЕТ

В процессе эволюции иммунная система сформировалась, в первую очередь, как защита организма от инфекции. А в более широком смысле, — как реакция организма на чужеродные макромолекулы, микроорганизмы и клетки. Эта защита осуществляется с помощью двух систем — неспецифического (врожденного) и специфического (приобретенного) иммунитета. И, как уже было сказано выше, результатом этой защиты является развитие воспалительной реакции.

Глава 1. Воспаление и врожденный иммунитет

При остром повреждении тканей и инфицировании их микробами воспалительная реакция приобретает характерные внешние признаки. Инородное тело в месте повреждения ткани разрывает мелкие сосуды, и развивается кровоизлияние, а затем в поврежденном месте начинается свертывание крови. Самые мелкие сосуды кровеносной системы — капилляры — расширяются, и к месту формирующегося воспаления увеличивается приток крови. Развивается покраснение и местное повышение температуры. Сквозь стенки капилляров в место повреждения просачивается плазма крови, и развивается отек тканей. Повышенная проницаемость для плазмы крови — следствие образования «щелей» между плотно прилегающими друг к другу клетками эндотелия мелких кровеносных сосудов. В этих же местах наблюдается торможение движения эритроцитов и лейкоцитов, которые начинают «прилипать» к стенкам капилляров, образуя «пробки» в непрерывном потоке клеток, движущихся по сосудам. Вначале в поврежденном месте наблюдаются покраснение, повышение температуры, отек и боль. Затем, после появления этих признаков, образуется нарыв, область вокруг поврежденной ткани нагнаивается. «Созрев» через некоторое время, нарыв прорывается, накопившийся гной удаляется, и таким образом организм в месте повреждения избавляется от инфекции. А в основе этой защиты лежит активация биологически важных звеньев: системы кининов (БРАДИКИНИНА и др.), системы КОМПЛЕМЕНТА и системы активированных ФАГОЦИТОВ. И первой из них является система БРАДИКИНИНА.
Брадикинин, являющийся одним из медиаторов воспаления, играет важную роль в повышении проницаемости микрососудов. Именно он повышает проницаемость сосудов, вызывая «размыкание» краев их эндотелия и открывая тем самым путь плазме крови в очаг воспаления. Его образование — сложный биохимический процесс, в основе которого лежит взаимодействие ряда факторов. Изначально в процесс вступает ФАКТОР ХАГЕМАНА — важный компонент системы свертывания крови. Проходя ряд последовательных изменений, он в конечном итоге превращается в протеазу КАЛЛЕКРЕИН, который и отщепляет от высокомолекулярного белка биологически активный пептид брадикинин. Помимо участия в образовании брадикинина, фактор Хагемана индуцирует систему свертывания крови, что способствует изоляции очага воспаления, препятствуя распространению инфекции по организму.
Фактором, играющим важную роль в обезвреживании чужеродных микроорганизмов, является СИСТЕМА КОМПЛЕМЕНТА. Она включает 11 белковых компонентов, большая часть которых является проферментами — неактивными предшественниками специфических ферментов, действующих на белки. Последовательная активация всех компонентов приводит к тому, что на поверхности бактерий образуется комплекс, способный «продырявливать» клеточную мембрану микробных клеток и тем самым их убивать. Таким образом, система комплемента — важнейшее звено в защитных реакциях организма.
Активация системы комплемента при естественном (врожденном) иммунитете начинается с его третьего компонента (СЗ). Система комплемента, взаимодействуя с белком бактерии B, образует полимерный комплекс, продырявливающий оболочку микробной клетки и ведущий к ее гибели. В то же время, «убийственные» для бактерий компоненты комплемента отличают «чужую» поверхность от «своей», так как мембраны собственных клеток обладают защитными белками, которые препятствуют образованию этого комплекса. Помимо защиты от инфекции, система комплемента способствует высвобождению из тучных клеток ГИСТАМИНА, действующего более активно, чем брадикинин. Гистамин действует подобно брадикинину, но более активно и быстро, благодаря чему и является медиатором острой фазы воспаления.
Активными факторами воспаления, повышающими проницаемость сосудов и способными активировать тучные клетки, хранящие большие запасы медиатора воспаления — гистамина, являются компоненты комплемента С3а и С5а. Тучные клетки рассеяны повсеместно в соединительной ткани и особенно вдоль кровеносных сосудов. Они несут на своей поверхности рецепторы к активным компонентам комплемента и при соединении с ними «выбрасывают» гистамин в окружающие ткани. Роль гистамина в воспалении многогранна. Во-первых, он быстро и резко расширяет сосудистую капиллярную сеть, и ток крови через очаг воспаления существенно возрастает. Между клетками эндотелия образуются «щели», и плазма выходит из капилляров в зону воспаления, свертываясь и также изолируя распространение инфекции из очага. Во-вторых, способствуя высвобождению гистамина, система комплемента создает его градиент концентрации, по которому в очаг воспаления проникают клетки, обеспечивающие ФАГОЦИТОЗ — еще одно звено системы врожденного иммунитета.
Фагоцитоз является следующим этапом воспаления, связанного с врожденным иммунитетом. Как уже говорилось, фагоцитоз начинается с проникновения — ДИАПЕДЕЗА — фагоцитов и накопления их в очаге воспаления. Два типа лейкоцитов — моноциты и нейтрофилы — начинают активно проникать из крови в окружающую ткань между клетками эндотелия в район инфицирования. И этот процесс приводит к выходу в район воспаления огромного количества моноцитов и нейтрофилов — клеток, предназначенных для дальнейшего обезвреживания посторонних частиц, — бактерий и фрагментов поврежденной ткани. Моноциты и нейтрофилы активно передвигаются к источнику воспаления — инфицированной зоне. Это целена-правленное активное движение к очагу воспаления носит название ХЕМОТАКСИСА. Попадая в очаг воспаления, моноциты превращаются в МАКРОФАГИ — подвижные клетки с высокой «прилипаемостью», активно ощупывающие и фагоцитирующие — «пожирающие» — все, что находится в ближайшем окружении. Нейтрофилы, приходящие в очаг воспаления вслед за ними, тоже становятся способными к активному фагоцитозу. Фагоциты, взаимодействуют с бактериями и активируются, их мембрана становится пластичной, а в цитоплазме накапливаются гранулы, наполненные мощными протеазами. Возрастают поглощение кислорода и генерация активных форм кислорода («кислородный взрыв»), включая перекись водорода и гипохлорит, а также ОКИСЬ АЗОТА.
В дополнение к перечисленным признакам активации, макрофаги начинают выделять в среду мощные медиаторы: так называемый фактор некроза опухолей (TNF), гамма-интерферон (INF-g) и интерлейкин-8 (IL-8). Все они проявляют высокую биологическую активность и дополняют действие брадикинина и производных системы комплемента. Выделяемые макрофагами медиаторы обладают способностью повышать их фагоцитарную активность и увеличивать миграцию в очаг воспаления фагоцитирующих клеток.
TNF способствует значительному повышению адгезивной способности макрофагов к микроорганизмам. IL-8, в свою очередь, стимулирует моноциты и нейтрофилы к миграции по его градиенту в очаг воспаления. Гамма-интерферон (INF-g) резко усиливает в макрофагах синтез протеаз, накапливающихся в лизосомах. Поэтому в них и происходит «кислородный взрыв» — продукция активных форм кислорода и окиси азота, токсичных для микроорганизмов. Поверхность фагоцитов становится «липкой», так как количество рецепторов к различным медиаторам на ней увеличивается, также как и увеличивается «ощупывающая» подвижность их цитоплазмы. Когда такая клетка встречается с бактерией, то она «прилипает» к ее поверхности, обволакивает ее псевдоподиями и разрушает протеазами. Кроме того, фагоцитоз резко усиливают компоненты комплемента C3b и C5b, которые существенно повышают сродство фагоцитов к бактериям.
Итак, накапливающиеся в очаге воспаления фагоцитирующие клетки, активно поглощают и разрушают внутри себя бактерии, обломки клеток и выделяют ферменты, разрушающие межклеточное вещество соединительной ткани. Кожный покров, окружающий очаг воспаления (нарыв), истончается и прорывается: обломки клеток и погибшие фагоциты в виде гноя выбрасываются наружу. А пораженный участок ткани постепенно восстанавливается. ТО ЕСТЬ, ПРОЦЕССЫ, ВЕДУЩИЕ К ФАГОЦИТОЗУ И ЗАКАНЧИВАЮЩИЕСЯ ИМ, СОСТАВЛЯЮТ СУТЬ ГНОЙНОГО (НЕЙТРОФИЛЬНОГО) ВОСПАЛЕНИЯ. Подобное течение процессов врожденного иммунитета, определяющего, как уже говорилось, основу нейтрофильного воспаления позволяет сделать два важных вывода:
1. Гистамин, являющийся активным медиатором воспаления при астме (см. GINA 2002, с. 18, 19) может высвобождаться из тучных клеток посредством активации системы комплемента, не связанной с аллергическими реакциями. По-видимому, это и есть один из механизмов рецидивов и хронизации воспаления при астме, связанный с респираторными инфекциями.
2. Процесс фагоцитоза сопровождается генерацией активных форм кислорода (включая перекись водорода и гипохлорит), а также ОКИСИ АЗОТА. А ведь выявлено, что при астме выявляется повышенное содержание в выдыхаемом воздухе именно ОКИСИ АЗОТА (см. GINA 2002, с. 16, 36, 59). Это, несомненно, является свидетельством того, что в патологии дыхательных путей при этой болезни важную роль играет не только эозинофильное, но и нейтрофильное воспаление, имеющее место при тяжелом течении болезни (см. GINA 2002, с. 16, 58).
Фагоцитоз — мощный и многогранный защитный механизм. И если говорить именно о нем, то следует вспомнить, что в легких существует система активных альвеолярных макрофагов, призванных обезвреживать посредством фагоцитоза всевозможные патогенные факторы, попадающие в терминальные отделы дыхательной системы. Но тем не менее, этот механизм не всегда является эффективным. Поскольку его главная уязвимость заключается в однообразии защиты, одинаково действующей в отношении любых микроорганизмов. Кроме того, фагоцитоз часто «бесполезен» для обезвреживания белковых и прочих чужеродных молекул, попадающих в организм. В таких ситуациях естественный иммунитет бессилен, и поэтому часто, уже на первом этапе воспалительной реакции, в процессе участвуют механизмы специфического — приобретенного — иммунитета.