диссертации / 51

61

Химический анализ экстракта из поврежденной кожи показал существенные изменения содержания нейропептидов, а именно повышение концентрации вазоинтестинального пептида (VIP) [480] и снижение субстанции-P (SP) [580]. При внутрикожной инъекции субстанции-Р у пациентов с АД отмечается менее выраженная, чем у здоровых испытуемых, реакция в виде волдыря [580].

Наиболее известным и изученным пептидом является субстанция-Р, которая обладает широким спектром физиологической активности: сокращение гладкой мускулатуры, изменение артериального давления, капиллярной проницаемости и др. [382; 544]. А.М. Гнилорыбов считает, что, вероятнее всего, вазодилатация, связанная с действием субстанции-Р, опосредована выделением оксида азота [42].

В последние годы ангиотропной функции оксида азота (NO) отводится важная роль в процессах возникновения, регуляции и контроля патологических состояний, протекающих при различных заболеваниях во всех областях медицинской науки [163; 182]. Сведения о роли NO в патогенезе АД в литературе достаточно противоречивы, но многие авторы отмечают, что содержание оксида азота повышено у больных с АД по сравнению с нормальными показателями [82; 83; 482]. Возникающие патологические изменения кожных покровов при этом заболевании связывают с ее инфильтрацией нейтрофильными лейкоцитами и активированными Т- лимфоцитами, повышенной экспрессией провоспалительных цитокинов, изменениями их рецепторов, а также весьма интенсивной активацией системы оксида азота [353; 579; 584].

Роль оксида азота в биологических системах изучается уже более 50 лет. В 70-х годах ХХ века в нашей стране основоположником этого направления стал профессор А.Ф. Ванин, который еще в 1965 году в журнале «Биофизика» опубликовал работу «Свободные радикалы нового типа в дрожжевых клетках» [173], где сообщалось об обнаружении в биологических объектах радикалов неизвестной природы, к тому времени никем в мире еще не наблюдаемых [168].

62

В 1998 году американские исследователи R. Furchgott, F. Murad и L. Ignarro за установление функциональной роли оксида азота в работе сердечно-сосудистой системы были удостоены звания лауреатов Нобелевской премии [509]. К настоящему времени в этой области по всему миру работают сотни исследователей. Число публикаций порою достигает нескольких тысяч в год [28]. И уже ни у кого не вызывает сомнений, что оксид азота, обладая противовоспалительной, антимикробной и противоопухолевой активностью [483], является универсальным регулятором множества динамических процессов, происходящих в организме [144; 160; 457]. Оксид азота принимает активное участие в регуляции тонуса сосудистой стенки [362], изменении реологических свойств крови с непосредственным воздействием на периферический кровоток [81; 145; 161]. Концентрация оксида азота является важным фактором в регуляции направленности влияния на одни и те же процессы [35; 79; 172; 211; 526]. В ряде экспериментальных работ было показано, что низкие концентрации оксида азота усиливают в коже пролиферацию кератиноцитов, а высокие повышают их дифференцировку [22; 28; 409]. Биологические эффекты оксида азота обусловлены активацией клеточной растворимой гуанилатциклазы [46]. Под действием NO-синтазы (NOS) оксид азота постоянно образуется в тканях в результате окисления L- аргинина до L-цитруллина [440]. Особенности действия оксида азота связаны с наличием трех главных изоформ NO-синтазы, кодируемых исключительно собственным геном [211]. Из них две изоформы определяются как конститутивные, а третья – как индуцибельная. К первым двум Са- кальмодулин-зависящим изоформам, экспрессирующимся постоянно (конститутивно) в эндотелиоцитах, нейронах и других клетках, относятся эндотелиальная (eNOS), ранее называемая релаксирующим фактором эндотелия (EDRF), и нейрональная (nNOS). Индуцибельная (iNOS), третья изоформа NO-синтазы, идентифицированная в гладкомышечных волокнах, клетках эндотелия сосудов, а также в эпителиоцитах при АД [63; 311; 372] экспрессируется не постоянно, а по мере необходимости при возникновении

63

воспаления, гипоксии [147] эндогенными медиаторами – цитокинами (интерферон-гамма, пептиды, интерлейкины, фактор некроза опухоли альфа и др.), что приводит к образованию повышенного содержания NO [482]. Индуцибельная iNOS-синтаза является кальцийнезависимой, синтезирующейся в течение длительного времени (от 6 до 8 часов) [193; 211; 290]. Нейрональная и индуцибельная формы фермента локализуются главным образом в цитоплазме клетки, а eNOS-синтаза, как правило, связана с клеточными мембранами [119; 290]. Нейрональная и эндотелиальная NO-синтетазы образуют оксид азота в небольшом количестве (до пикомолей) на короткое время [211] при стимуляции рецепторов медиаторами воспаления, обеспечивая базальную регуляция тонуса сосудов. Активация iNOS под влиянием иммуногенных и провоспалительных факторов осуществляется на уровне транскрипции, в связи, с чем стимулируется многократно большая продукция NO в наномолях на протяжении многих часов, иногда дней. Этот метаболит может воздействовать прямо, как биологический медиатор, либо образуя реактивные формы азота и кислорода. Прямой путь обеспечивается конститутивными формами NOS и реализуется через взаимодействии NO и гемсодержащих белков. Непрямой путь действия NO осуществляется при его высоких концентрациях с участием iNOS, образованием нитрозотиолов, пероксинитрита и интенсификацией перекисного окисления липидов с повреждением ДНК [298]. Экспрессия iNOS повышается под влиянием лимфокинов: FNO-α, INF-γ, IL-1β, IL-8, липополисахаридов [245; 298]. В роли блокаторов транскрипции iNOS выступают ингибиторы кальционеврина, глюкокортикоиды, ретиноиды, простагландины, IL-4 и IL -10 [167].

Среди многочисленных биохимических реакций, в которых участвует NO, следует выделить его влияние на синтез простагландинов (ПГЕ2), ингибирующее действие на активность фермента цитохром Р450 в эндотелиальных клетках. Оксид азота, изменяя метаболизм арахидоновой кислоты, действует на циклооксигеназу, стимулируя образование простагландинов, являющихся провоспалительными факторами со

64

стимуляцией фермента ароматазы [160; 349]. Кроме того, оксид азота, обладая как провоспалительной, так и противовоспалительной направленностью, выступает в роли регулятора воспаления. [172; 590]. В ряде авторских исследований, включая опыты на животных [190; 252], были получены результаты, показывающие, что уровень экспрессии iNOS и высокая продукция оксида азота являются триггером для коротко- и долгосрочных сигналов, которые в отношении развития воспалительного процесса могут носить как активирующий, так и ингибирующий характер [32]. Направленность вызываемого эффекта определяется пятью факторами: 1) состоянием метаболических путей, обеспечивающих iNOS субстратами и кофакторами; 2) состоянием других путей, которые могут модулировать индукцию и активность iNOS; 3) молекулярными мишенями, с которыми взаимодействуют оксид азота

иего производные (нитраты, нитриты, пероксинитрит); 4) локальными факторами, такими как восстановленное (redox) состояние клетки в условиях дефицита кислорода; 5) функциональной активностью эндогенных защитных и антиоксидантных механизмов [211; 571].

Развитие асептического воспаления имеет двухфазный характер, при этом каждая фаза ассоциирована с определенными изоформами NO-синтазы.

Ранняя фаза воспалительной реакции характеризуется повышением продукции медиаторов воспаления: гистамина, брадикинина, простагландинов

илейкотриенов [279; 571]. На данном этапе происходит стимуляция продукции оксида азота под влиянием нейрональной изоформы NOS, локализованной в чувствительных нервных волокнах. Параллельно с этим активация эндотелиальной изоформы NOS заметно увеличивает продукцию NO. В клетках сосудистого эндотелия оксид азота активирует растворимую гуанилатциклазу, что приводит к усиленному образованию цГМФ [152]. Этот каскад реакций вызывает релаксацию гладкомышечных клеток сосудов, в результате чего увеличивается сосудистая проницаемость [41; 172], приводящая к усиленной экссудации жидкости, белков плазмы и лейкоцитов [582]. Обе конститутивные (eNOS и nNOS) и индуцибельная изоформы NO-синтазы имеют отношение к

65

продукции NO в ранней фазе воспаления. Поздняя (замедленная) фаза воспаления связана с лейкоцитарной активностью и инфильтрацией. В ее развитие вносит вклад оксид азота, продуцируемый только с помощью индуцибельной изоформы NO-синтазы, локализованной в лейкоцитах [38]. На этой стадии воспалительного процесса NO стимулирует синтез и высвобождение провоспалительных цитокинов – IL-1, IL-2, IL-3, IL-6, лейкотриенов, хемокинов, которые в свою очередь стимулируют миграцию лейкоцитов в очаг воспаления [172; 571]. Совместно усиливающее действие вышеуказанных патологических процессов приводит к развитию периваскулярной гипоксии ткани, что провоцирует дальнейшее усиление компенсаторной гиперваскуляризации, тем самым образуя порочный круг. Увеличение васкуляризации тканей при АД приводит к нарушению микроциркуляции [167; 442].

При длительно текущем рецидивирующем течении АД в периоде ремиссии было выявлено нарушение продукции оксида азота нейтрофилами. Снижение уровня продукции оксида азота выявлялось у 75% пациентов, при этом у 60% из них уровень продукции являлся «отрицательным» (менее базального уровня), отмечалось значительное снижение продукции активных форм кислорода, вероятно, связанное с продолжительной стимуляцией нейтрофилов различными антигенами. В период обострения данные показатели были приближены к норме. Подавление фагоцитоза в этом периоде объяснялось увеличением лейкопоэза и появлением в периферической крови незрелых форм нейтрофилов с ограниченной функциональной активностью

[205].

Таким образом, нарушение продукции эдогенного оксида азота является значимым неспецифическим механизмом в патогенезе АД, а его изучение при различных патогенетических вариантах этого заболевания является перспективным и актуальным.

В реализации адекватной антимикробной защиты важная роль принадлежит выработке антител к общей антигенной детерминанте всех

66

бактерий, что рассматривается в качестве одного из важных неспецифических механизмов, характеризующих нарушения процессов естественной резистентности. Снижение гуморального иммунного ответа при недостаточной концентрации и аффинности антител приводит к тому, что АТ, адсорбируясь на мембранах клеток и не оказывая существенного бактерицидного воздействия,

вызывают сенсибилизацию к микробным антигенам [576]. По мнению M. Bukowsky [294], сенсибилизация лежит в основе неадекватно интенсивной реакции на повторное внедрение возбудителя. Изучение аффинности антител проводилось у больных с различными формами пиодермий. Гуморальный антибактериальный иммунитет у больных с различными клиническими разновидностями пиодермии характеризовался снижением аффинности сывороточных анти-ОАД-антител по сравнению с группой здоровых доноров, что позволяет считать нарушение процесса становления аффинности одним из важных звеньев патогенеза пиодермий [23; 125]. Однако при АД подобные работы пока еще не проводились. Следовательно, исследование выработки антител к общей антигенной детерминанте у больных с АД является перспективным и позволит расширить представления о роли неспецифических механизмов в развитии и формировании различных патогенетических вариантов этого заболевания.

Таким образом, в развитии АД участвуют не только специфические (иммунные), но и неспецифические механизмы. Они вместе и определяют своеобразие реакции кожи на действие причинных факторов, выражающееся в особенностях иммунного ответа, гиперреактивности и естественной резистентности.

1.3.Генетика атопии и атопического дерматита

Внастоящее время АД рассматривается как болезнь с генетической предрасположенностью к кожным реакциям и часто сочетается с другими аллергическими заболеваниями, такими как бронхиальная астма, аллергический ринит, пищевая аллергия, а также с рецидивирующими кожными инфекциями

67

[255; 288; 317; 335]. Отягощённая наследственность по таким заболеваниям, как атопическая бронхиальная астма, вазомоторный ринит, атопический конъюнктивит и атопическая крапивница, прослеживается у 80% больных АД

[236; 330; 504; 567].

На сегодняшний день единого мнения о типе наследования АД еще нет [389; 429; 469; 500]. Предполагались различные типы наследования – аутосомно-рецессивный или аутосомно-доминантный с неполной пенетрантностью [289; 312]. Однако все авторы склоняются к тому, что по наследству передается совокупность генетических факторов, способствующих формированию кожной патологии [268; 270; 303; 364; 406; 500]. Исследователи показывают, что дети с атопическими заболеваниями имеют родителей с признаками атопии, 33% отцов и 45% матерей [67]. Установлено, что АД в большей степени (до 65%) поражает женщин [273; 348; 358]. Риск развития атопии у детей составляет до 20%, в случае отсутствия у родителей признаков атопии, 30-50% – если один из родителей имеет признаки атопии, 60-100% –

если оба родителя имеют атопические заболевания [13]. Риск возникновения атопии у детей существенно выше, когда наследственность отягощена по материнской линии, чем по отцовской [384; 476; 521].

На генетическую детерминированность АД с началом на первом году жизни указывают данные, полученные при сравнительном изучении HLA-A, B,C-антигенов, HLA-DR-рецепторов у больных детей и взрослых [390; 489]. Другое исследование показало, что частота встречаемости HLA-B12 и HLA - DR-4 у обследованного контингента составляет 33,3% и 25,2% соответственно. При этом показатель относительного риска составил для HLA-B12 1,86%, для HLA-DR-4 – 2,57%, при типировании по 47 антигенам гистосовместимости локусов А, В, С и DR системы HLA обнаружила достоверные ассоциации АД с антигенами A24, B12, B27, DR5, DR2 [398].

У большинства больных с АД обнаруживается повышенное содержание IgE, что также свидетельствует о генетической детерминированности IgEответа [404; 406; 416; 491; 508]. Контроль продукции специфических IgE-

68

антител осуществляется классическими генами иммунного ответа (Ir-гены), которые сцеплены с главной системой гистосовместимости HLA, представляющей комплекс генов, выполняющих важнейшие биологические функции, в первую очередь обеспечивающие генетический контроль иммунного ответа и взаимодействия различных клеточных элементов, реализующих иммунный ответ. «Маркерные» аллели определяют предрасположенность к формированию атопического фенотипа. Поэтому некоторые гаплотипы HLA являются предикторами атопических заболеваний

[470].

Внастоящее время большинство исследователей связывают развитие АД

сгенетически детерминированной дисфункцией иммунной системы. В последние годы интенсивно проводились многочисленные генетические исследования, позволившие в результате скрининга идентифицировать 18 участков генома, которые могут представлять собой так называемые гены атопии. Большинство из них кодируют медиаторы и рецепторы иммунного ответа, в том числе IL-4, IL-13, IL-9, CD14, TNF-α – высокоафинный рецептор, IgE-рецептор, IL-4Rα и IL-13α [240; 373].

Наиболее специфическими для АД считаются гены, кодирующие распознавание антигена, синтез Th2-клетками цитокинов, хемокинов, рецепторов, связанных с Th2-ответом провосполительных медиаторов. Гены, наиболее существенных для АД интерлейкинов (IL-4, IL-5, IL-10, IL-12, IL-13), расположены тандемно в кластере на хромосоме 5q31-33 [138]. С предрасположенностью к АД связан полиморфизм таких молекул, как RONTES

(regulated upon activation normal T expressed and secreted), IL-4, IL-13,

высокоафинные рецепторы IgE и TNF-α [430].

IL-12 является провоспалительным цитокином, обладающим способностью подавлять выработку IgE, стимулировать дифференцировку Th0 в Th1 [545]. При АД, особенно в начальную фазу болезни, основная роль принадлежит Th2-типу иммунного ответа, причем регулятором дифференцировки может быть недостаточное количество IL-12. Недавно в

69

позиции 11883 нетранслируемой области субъединицы р40 гена IL-12 (IL-12β) был идентифицирован однонуклеотидный полиморфизм (SNP)(1188А/С). В то же время доказано, что продукция IL-12 моноцитами крови больных АД снижена, а также определяется слабая синтетическая способность INF-γ. Т- клетками больных АД преимущественно экспрессируется и-РНК IL-4 и IL-5. Вероятно, что SNP некоторых молекул влияют на их экспрессию и функциональную активность [545].

Наблюдения, касающиеся регуляции синтеза IgE, свидетельствуют о том, что Th-клетки разных субпопуляций продуцируют различные цитокины. Между отдельными субпопуляциями Th-клеток существует взаимосвязь в виде их перекрестной активности: секретируемый Th1-клектами INF-γ способен ингибировать активность Th2-лимфоцитов; IL-10, образуемый Th2-клетками, понижает экспрессию молекул В7 и IL-12 антигенпрезентирующими клетками, что в свою очередь ингибирует активацию Th1-лимфоцитов. На экспрессию высокоаффинного рецептора IL-12, необходимого для развития Th1-клеток, влияет баланс цитокинов. Преимущественная активация Th1или Th2-клеток может приводить к иммунному отклонению – избирательному развитию эффекторного ответа определенного типа.

При АД не исключается наличие генотипически детерминированных аномалий клеток и факторов, имеющих костномозговое происхождение. Это предположение основано на случаях исчезновения проявлений АД у больных с синдромом Вискотта-Олдрича после трансплантации костного мозга. На основе этих наблюдений высказано предположение, что наследственные изменения в клетках костного мозга являются центральным событием в иммунопатогенезе АД.

В 1982 году у человека был описан Х-сцепленный синдром аутоиммуноаллергической дисрегуляции (XLAAD-синдром), в настоящее время известный как IPEX-синдром (Immune disregulation, Polyendocrinopathy X-linked syndrome) [498]. В 2000 г. выявлена причина развития этого синдрома – мутации гена FOXP3, локализованного на Х хромосоме (р11.23) [513; 516]. У детей с IPEX-

70

синдромом наблюдаются экзематозное поражение кожи, пищевая аллергия с эозинофилией и высоким содержанием IgE [318]. У человека FOXP3 экспрессируется периферическими CD4+ CD8+ CD25+ лимфоцитами в тимусе и на периферии. FOXP3 экспрессируется на всех CD25hi-клетках и на части CD25lo-клеток. Однако его экспрессия в большей степени коррелирует с наличием супрессорной активности, т.к. мутации FOXP3 гена сопровождаются утратой Treg фенотипа CD4+ CD25+ и супрессорной активности [360]. Важно отметить, что FOXP3 не экспрессируется в активированных CD4+ CD25+ хелперных клетках. На этом основании было высказано предположение, что Treg сдерживают развитие аллергических процессов. Генетический или функциональный дефект Treg приводит к аллергопатологии IgE [318]. При АД обнаружено высокое содержание CD4+ CD25+, в два раза превышающее таковое у здоровых доноров (6,68% и 3,34% соответственно) [548], которое существенно снижалось под действием суперантигена при колонизации кожи S. aureus, при этом отмечалось снижение супрессорного действия этих клеток

[512].

Генетические исследования атопических заболеваний, проведенные в последние годы ХХ столетия, показали, что существует по крайней мере 20 генов, каждый из которых кодирует возможность реализации определенного признака, являющегося составной частью атопии [312]. Эти гены локализуются на 4, 5, 6, 7, 11, 13 и 14 хромосомах, и количество обнаруживаемых генов продолжает увеличиваться. В настоящее время признается участие уже более 30 генов, кодирующих признаки атопии [264; 286; 324].

Самым важным результатом этих исследований является тот факт, что гены, кодирующие те или иные признаки атопии, расположены на разных хромосомах [420]. Отсюда вытекает другое фундаментальное положение, что эти гены передаются по наследству случайно и независимо друг от друга. Поэтому каждый потомок получает различный набор генов из атопических генотипов своих родителей [470; 540]. Это подтверждается исследованиями близнецов. Так, например, гомозиготные близнецы имеют совпадения по