2 курс / Гистология / Малышев_М_Е_Патогенетическое_и_диагностическое_значение_нарушений

31

хода СТ. Недостаточно ясен вопрос о диагностической и прогностической ценности различных показателей нейроиммуноэндокринных взаимодействий при экстремальных состояниях. До сих пор остается не ясно, какие сдвиги в работе нервной, эндокринной и иммунной систем следует рассматривать как приспособительные, а какие – как патологические.

По данным Кулагина В.К (1990) [54] наблюдается активизация центральных и периферических звеньев гипоталамо-гипофизарно-кортико- адреналовой системы при травматическом шоке и в динамике травматической болезни. Характер и длительность изменений зависят от тяжести повреждения, объема кровопотери, клинического течения и исхода болезни и не зависят от локализации травмы. Исключение составляют пациенты с че- репно-мозговой травмой.

Результаты многочисленных исследований [2, 3, 43, 51, 106] свидетельствуют о том, что черепномозговая травма (ЧМТ) вызывает одновременную реакцию нервной, эндокринной и иммунной систем. Действие механического фактора при закрытой черепно-мозговой травме мозга (ЗЧМТ) распространяется преимущественно на гипоталамо-гипофизарную область, обладающую наибольшей ранимостью. Повреждение гипоталамических центров нейроэндокринной регуляции при ЗЧМТ обусловливают особенности стрессовых и адаптационных реакций, клинического течения и развития осложнений у пострадавших, оказывают влияние на процессы костномозгового кроветворения и иммунитета [296, 339]. Клетки иммунной системы выполняют функцию как регуляторную, так и транспортно-информационную, что обеспечивается как их уникальной способностью к миграции и передаче информации в результате взаимодействия с клеточными рецепторами других функциональных систем, так и секрецией регуляторных пептидов и цитокинов.

При контузии головного мозга в первые сутки после травмы наблюдается увеличение содержания в крови нейрональной специфической енолазы, матриксной металлопротеиназы-9, протеина S-100β [369] и аутоантител к белку S-100 и глиальному фибриллярному кислому протеину (ГФКП) [68,

32

69]. У пострадавших с неблагоприятным (прогредиентным) течением травмы мозга через 6 месяцев после травмы сохранялся высокий уровень содержания S-100 протеина в крови. Показано прогностическое значение для прогредиентного течения периода после травмы мозга увеличение содержания в крови аутоантител к протеину S-100, ГФКП и IL-6 [66, 68]. Также было отмечено снижение содержания IFN-γ в крови и фагоцитарной активности нейтрофильных гранулоцитов в течение 12 месяцев и более после травмы [66, 67].

1.1.6. Посттравматическая антигенемия

Антигенемия при шокогенной травме формируется в результате повреждения тканей (тканевые антигены) и поступления в кровоток антигенов эндогенных и экзогенных бактерий. Экзогенная микрофлора внедряется через поврежденные кожные покровы и слизистые оболочки. Эндогенные бактерии и их иммуногенные компоненты, прежде всего липополисахариды (ЛПС) грам-отрицательной микрофлоры, попадают в кровоток во время шока, преодолевая барьер слизистых оболочек преимущественно пищеварительного тракта (синдром “ бактериальной транслокации”) [35, 36, 129, 159, 160, 213, 337].

Инфицирование ран, длительная гипоксия из-за ограничения перфузии тканей кровью вследствие расстройств кровообращения, в частности его централизации, эндогенная интоксикация, иммунодепрессия способствуют развитию гнойных процессов, наиболее частыми возбудителями которых явля-

ются Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus, Pseudomonas [159]. Появле-

ние антигенов бактерий в зоне повреждения и в крови приводит к немедленной активации местных и системных реакций иммунной системы [82, 93, 319]. Первый уровень противобактериальной защиты обеспечивают активированные тканевые клеточные элементы (тучные клетки, макрофаги, моноциты, γδ Т-лимфоциты) очага повреждения и слизистых оболочек дыхательных путей и пищеварительного тракта, формируя острое воспаление в очаге

33

повреждения тканей и/или внедрения микроорганизмов. Уже при поступлении в стационар в крови пострадавших в несколько раз возрастает содержание ЛПС-связывающего белка, который способствует распознаванию и свя-

зыванию ЛПС Toll-подобными рецепторами-4 (Toll-like receptor-4, TLR-4)

моноцитов и макрофагов [153, 160, 306].

Бактериальные эндотоксины вызывают в течение 15-30 минут после их появления в крови повышение уровня TNFα, усиливающего адгезию циркулирующих гранулоцитов и моноцитов к эндотелию микрососудов и миграцию их в ткани, что сопровождается уменьшением числа циркулирующих гранулоцитов и моноцитов [323]. Основными продуцентами цитокина являются активированные лимфоциты и моноциты тканей и крови. Значительное увеличение содержания TNFα в крови через 1-2 часа после инцидента характерно для пострадавших с ПОН и/или сепсисом [115, 287].

В крови пострадавших, полученной на месте травмы, наблюдали относительный и абсолютный лимфоцитоз и уменьшение относительного содержания в крови нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов, а в момент поступления в противошоковое отделение – тромбоцитопению, нейтрофильный гранулоцитоз и тенденцию к лимфоцитопении. Одновременно выявили увеличение содержания TNFα в сыворотке крови, которое было тем выше, чем тяжелее было повреждение тканей [73].

При взаимодействии с антигенами моноциты/макрофаги секретируют IL-1β, который усиливает воспалительную активность Т-лимфоцитов, моноцитов, эндотелиоцитов, нейтрофильных гранулоцитов [171, 172, 340, 365] и в то же время индуцирует продукцию антител плазмоцитами. Более постоянный характер имеет увеличение содержания в крови рецепторного антагониста IL-1β (IL1ra) [125], конкурентно ограничивающего активацию клеток под влиянием IL-1β (противовоспалительный эффект) и одновременно проявляющего воспалительную активность. Значительное увеличение IL1ra наблюдали в 1-4 сутки после травмы у пострадавших с вторичным повреждением тканей вследствие ишемии и реперфузии и у пострадавших с ПОН

34

[247, 256, 287, 362].

Ограничение направленной подвижности лейкоцитов обусловлено преимущественно сложными гуморальными влияниями. В частности, повышение концентрации веществ с хемотаксической активностью (IL-8, IL-1β, TNFα, компонентов комплемента С3а и С5а, лейкотриенов, продуктов деградации фибрина) в крови приводит к уменьшению градиента их концентрации и снижению направленного перемещения клеток из сосудистого русла в ткани [96, 98, 154]. Также, при наиболее тяжелой травме в крови возрастает концентрация ингибиторов и инактиваторов хемотаксических факторов [258, 292, 298, 305]. Ограничение направленной миграции лейкоцитов в очаг повреждения в первые 24-48 часов после травмы обусловлено блокадой клеточных рецепторов для хемотаксических факторов эндогенными и экзогенными глюкокортикоидами [48, 70, 217, 230, 338]. Сочетание перечисленных факторов обусловливает развитие системного воспалительного ответа (СВО) [32, 256].

Вторая фаза ответа на эндотоксин, длящаяся 5-6 часов, сопровождается повышением содержания кортизола в плазме, способствующего увеличению числа циркулирующих нейтрофильных гранулоцитов и антигенпрезентирующих мононуклеаров, экспрессирующих молекулы II класса ГКГС (HLADR), и снижению - числа Т-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов в крови [247, 329].

Определенное значение имеет обнаружение в крови пострадавших с травматическим шоком антител к возбудителям внутриклеточных инфекций,

таким как микоплазмы (Mycoplasma hominis и Mycoplasma pneumoniae), ток-

соплазма (Toxoplasma gondii), хламидии, вируcы простого герпеса (ВПГ), цитомегаловирус (ЦМВ) и вирус Эпштейна-Барр (ВЭБ) [76, 77]. Как показали

Tato C.M., Hunter C.A. (2002) [360] микроорганизмы и вирусы выделяют бе-

лок, блокирующий активацию фактора проведения внутриклеточного сигна-

ла NF-kB, опосредованную IL-1/IL-18 и TLR4.

35

Тканевая антигенемия обусловлена повреждением иммуногенных органов, к числу которых относятся головной мозг, хрусталик глаза, яичко. Пациенты с изолированной черепно-мозговой травмой имеют особенности иммунной реактивности начиная с момента поступления в стационар по сравнению с пострадавшими с монотравмой иной локализации, которые состоят в уменьшении содержания в крови цитотоксических Т-лимфоцитов и HLA-DR+ мононуклеаров, но увеличении содержания этих популяций в цереброспинальной жидкости. Так, в церебро-спинальной жидкости пациентов с изолированной закрытой черепно-мозговой травмой легкой степени тяжести количество их достигало 80-90% [66]. Одновременно развивается умеренная гранулоцитопения, которая сочетается с нарушениями фагоцитоза: усиливается спонтанная, но не направленная, подвижность лейкоцитов крови и снижается их поглотительная способность. Также наблюдается усиление индуцированной хемилюминесценции (оксидантной активности) моноцитов крови, что является свидетельством незавершенности внутриклеточного проведения сигнала активации [69].

Наиболее тяжелая механическая травма сопровождается длительно сохраняющейся антигенемией вследствие обширных гематом мягких тканей, развития травматического токсикоза и ранних гнойных осложнений. Дополнительным источником антигенов являются инфузии консервированной донорской крови в посттравматическом периоде, что безусловно влияет на формирование вторичной иммунной недостаточности [261].

При травме и шоке, в результате портокавального шунтирования, повышения проницаемости мембран сосудов кишечника токсические вещества, минуя печень (к тому же со сниженной детоксицирующей функцией), непосредственно поступают в центральное кровообращение. Согласно мнению Онищенко Н.А. с соавт. (2001) [65], даже в отсутствие бактериемии, при критическом состоянии может циркулировать эндотоксин, поступающий из ишемизированного кишечника в результате увеличения проницаемости стенки кишки и дисфункции лимфоидных образований кишечника. Эндотоксе-

36

мия запускает каскадную активацию комплемента, арахидоновой кислоты,

цитокинов [104, 149, 203]. Согласно исследованиям Grotz M.R. et al (1999) [209], эндотоксемия тесно коррелирует с тяжестью травмы и уровнями в плазме TNFα, IL-6 и IL-8.

Результаты опытов, проведенных D. Demetriades et al. (1999) [169], да-

ют право предположить, что шок предшествует транслокации бактерий и эндотоксинов из кишечника в постгипотензивном периоде. Именно бактериальная транслокация и эндотоксинемия определяют, по мнению авторов, неблагоприятный прогноз шока. Нарушения мезентериального кровообращения могут менять уровень транслокации. Тканевое парциальное давление О2 является основным регулятором функции кишечного барьера. При интестинальной ишемии любого генеза (перевязка сосудов брыжейки, шок) происходит выделение цитокинов мононуклеарами, нарушается проницаемость слоёв слизистой оболочки и увеличивается транслокация микроорганизмов

[22, 129, 165, 209].

Все эпителиальные клетки взаимодействуют с клетками иммунной системы через целую сеть цитокинов и обладают рецепторами для многочисленных цитокинов, которые модифицируют функции эпителиальных клеток, например экспрессию генов главного комплекса гистосовместимости (МНС класса II) или проницаемость. Кроме того, клетки эпителия желудочнокишечного тракта сами секретируют цитокины, такие, как интерлейкин-8 (IL- 8) и МСР-1, которые регулируют врожденные реакции, а также интерлейкины (IL-6, IL-7 и IL-15), регулирующие иммунный ответ [36, 351].

Таким образом, токсемия, болевая афферентация, массивная кровопотеря, гипоксия и многокомпонентная антигенемия являются мощными модуляторами иммунных реакций.

37

1.2. Изменения иммунной реактивности при сочетанной травме

Основным выражением посттравматической иммуносупрессии является снижение абсолютного числа лимфоцитов и различных популяций Т- лимфоцитов – CD3 +, СD4+, CD8+, наиболее выраженное в течение первых 7 дней после травмы [150]. Причинами формирующейся при тяжелой травме вторичной недостаточности Т-системы являются дефицит факторов пролиферации и активации Т-лимфоцитов (IL-2 и IFN-γ), и усиление секреции факторов, подавляющих функциональную активность Т-лимфоцитов (PGE2, TGFβ), и цитокинов – антагонистов медиаторов активации Т-лимфоцитов

(IL-4 и IL-10) [303].

Дисбаланс функций В-лимфоцитов при тяжелой механической травме проявляется в выраженной депрессии синтеза иммуноглобулинов (Ig) в смешанной культуре лимфоцитов и культуре В-клеток [177, 183, 388]. Восстановление синтеза Ig, прежде всего IgM, происходит при добавлении в культуру клеток IL-2, но не IL-4 или IFN-γ [183], что свидетельствует о вторичности нарушений гуморального иммунитета, вызванных дефицитом индуктивной активности Тh1.

Результаты исследований последних десяти лет, посвященных изучению механизмов регуляции иммунных реакций и межклеточных взаимодействий, позволяют рассматривать моноциты и тканевые макрофаги, образующие систему мононуклеарных фагоцитов, как важнейшие клетки в формировании и реализации противобактериальной, противовирусной и противоопухолевой защиты, а также – регуляции межклеточных и межсистемных взаимодействий. В настоящее время все моноциты/макрофаги в соответствии со структурно-функциональными параметрами [21, 57] и типом клетокпредшественников [97] делят на антигенперерабатывающие (профессиональные фагоциты) и антигенпредставляющие (иммунные акцессоры) макрофаги. Все названные типы клеток имеют идентичные цитохимические и иммунофенотипические характеристики (СD64, CD16, CD4, CD11, CD14) [97]. Мно-

38

гогранность функций моноцитов/макрофагов обеспечивается секрецией многочисленных цитокинов, посредством которых они участвуют в регуляции гемопоэза, клеточного и гуморального иммунитета, фагоцитоза, общей и местной воспалительной реакции, во взаимодействии иммунной и нейроэндокринной систем, регуляции агрегатного состояния крови и обменных процессов. Механизмы активации и супрессии иммунного ответа реализуются моноцитарными клетками преимущественно секрецией цитокинов, активирующих или супрессирующих рост, созревание и функциональную активность тех или иных клеточных популяций [45]. Так, IL-12, IL-1β, IFNγ, TNFα, IL-2 способствуют активации клеточного иммунитета, а IL-4, IL-10 и трансформирующий ростовой фактор β (TGFβ) – ингибируют [187, 246, 249, 303, 307, 312]. В то же время IL-4 и IL-10 способствуют активации В-лимфоцитов, а их кофактором является IL -1β.

Ряд исследователей отводят моноцитам/макрофагам основную роль в формировании общей и иммунной резистентности при шокогенной травме [103, 131, 139, 185, 218]. Роль различных монокинов при шокогенной травме исследована преимущественно с учетом их изолированных эффектов или же их роли индикаторов тех или иных клинических синдромов (диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови – ДВС, респираторный дист- ресс-синдром – РДС, системный воспалительный ответ – СВО), а сведения о компенсаторном значении их активации пока недостаточны.

При шокогенной травме немедленная активация микро- и макрофагоцитов крови является первой линией антибактериальной защиты и происходит в результате воздействия на мембраны клеток бактерий и их продуктов, метаболитов арахидоновой кислоты, компонентов активированного комплемента, факторов коагуляции и фибринолиза, нейромедиаторов и др. [220], формирующихся под влиянием различных патогенетических факторов шокогенной травмы.

Во время травматического шока наблюдается резкое снижение направленной подвижности, преимущественно нейтрофильных гранулоцитов, в зо-

39

ну повреждения или воспаления, и усиление их секреторной активности [73, 164, 174, 354, 359], что, по мнению Маянского Д.Н. (1995) [59], лежит в ос-

нове формирования синдрома СВО. Высокая окислительная способность АФК при их гиперпродукции может быть причиной различных токсических эффектов, связанных с усилением окислительных реакций белкового, углеводного и липидного обменов. Инициированное активными кислородными радикалами перекисное окисление липидов ведет к повреждению клеточных мембран и повышению их проницаемости, образованию перекисей и гидроперекисей, альдегидов, кетонов и других токсичных соединений, обладающих цитотоксическим и мутагенным действием. При тяжелом травматическом шоке, септическом шоке и респираторном дистресс синдроме взрослых секвестрированные в легких нейтрофильные лейкоциты и фагоцитирующие макрофаги создают локальное повышение концентрации АФК, что приводит к повреждению сосудистого эндотелия и альвеолярных перегородок [314, 317, 334]. Cнижение активности антиоксидантных внутриклеточных систем, например при дефиците глутатиона в результате его повышенного расщепления или при недостаточной активности супероксиддисмутазы, также способствует реализации токсических эффектов АФК и нарушению органной микроциркуляции [139].

Изменения функциональной активности основных клеточных популяций иммунной системы, эндотелиоцитов, клеток нервной и эндокринной систем взаимосвязаны и опосредованы клеточными медиаторами – цитокинами. Изучение механизмов развития воспаления, повреждения тканей и их восстановления при тяжелой механической травме на современном этапе трудно представить без исследования биологических и клинических эффектов цитокинов.

В конце 80-х годов было показано, что липополисахарид клеточной стенки грамотрицательных бактерий индуцирует продукцию и секрецию клетками иммунной системы, преимущественно моноцитами/макрофагами, провоспалительных цитокинов: IL-1β, TNFα, IL-6, IL-8, IFNα, а также IFNγ,

40

секретируемого Т-хелперами (Th1) и активированными НК [98, 195, 219]. Совокупность этих цитокинов обеспечивает неспецифическую антибактериальную, противовирусную и противоопухолевую защиту [45, 318].

Изменение концентраций цитокинов в сыворотке или плазме крови и уровень их продукции клетками иммунной системы при тяжелой механической травме связан, прежде всего, с остро развивающейся антигенной инвазией. Усиление продукции TNFα макрофагами происходит при их рецепции липида А бактериального ЛПС с последующей активацией протеинкиназы С, увеличением концентрации внутриклеточного циклического ГМФ (цГМФ) и снижении – цАМФ [234]. Эффект активации ограничивается PGE2 и экзогенным цАМФ. Таким образом, динамика уровня провоспалительных цитокинов в крови отражает степень бактериальной инвазии и тяжесть первичных (в результате травмы) и вторичных (в результате микроциркуляторных нарушений) повреждений тканей.

Взаимодействие воспалительных и противовоспалительных цитокинов носит сложный характер: они могут оказывать синергичное или антагонистичное действие на различные клеточные реакции, в то же время эффекты отдельных цитокинов имеют разнонаправленный характер. Первоначальная секреция провоспалительных цитокинов направлена на активацию адаптивных и защитных реакций, сохранение гомеостаза организма [98, 118]. Изучение биологических и клинических эффектов клеточных медиаторов позволяет расширить представления о значении функциональной активности клеток иммунной системы в формировании воспаления и восстановительных процессов у пострадавших с шокогенной травмой и определить новые, дифференцированные подходы к лечению травмы и ее инфекционных осложнений.

Патология хелперной функции Т-клеток, очевидно, может быть обусловлена нарушением экспрессии CD4+ корецептора, в норме стабилизирующего взаимодействие Т-клеточного рецептора (ТКР) с антигеном в комплексе с молекулами II класса ГКГС (мономорфным эпитопом β-цепи молекул DR, DQ, DP антигенпредставляющих клеток), а также ограничением или