Хроническое воспаление-Д.Н.МАЯНСКИЙ / Хроническое воспаление-Д.Н.МАЯНСКИЙ / Глава 2 Общие закономерности формирования мононуклеарных инфильтратов — структурной основы хроническо / 01 Клеточный состав инфильтратов

ГЛАВА 2

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ

МОНОНУКЛЕАРНЫХ ИНФИЛЬТРАТОВ —

СТРУКТУРНОЙ ОСНОВЫ ХРОНИЧЕСКОГО

ВОСПАЛЕНИЯ

КЛЕТОЧНЫЙ СОСТАВ ИНФИЛЬТРАТОВ

Наряду с теми формами экссудативно-деструктивного воспаления (ЭДВ), которые могут принимать за­тяжное, порой рецидивирующее течение, существует дру­гой вариант воспалительной реакции, как правило, при­нимающий затяжное течение. Это — воспаление, базирую­щееся на персистирующих мононуклеарных инфильттратах, имеющих диффузный характер («межуточное воспаление») или приобретающих вид гранулем. Гра­нулема — это локальная вялотекущая воспалительная реакция, которая проявляется в виде преимущест­венного скопления мононуклеарных клеток, находящих­ся на разной стадии созревания и активации. В ти­пичной «усредненной» гранулеме много макрофагов. Часть из них внешне напоминает поверхностный эпителий и потому получила название «эпителиоидных кле­ток». В гранулемах встречаются и очень крупные клетки с несколькими ядрами. Они образуются из макрофа­гов, которые смыкаются между собой взаимно пере­плетающимися («интердигитирующими») отростками. По­мимо макрофагов, в состав гранулем могут входить лимфоидные элементы, композиция которых варьирует в зависимости от характера антигенной стимуляции, исходящей из зоны воспаления. Наряду с этим в гра­нулемах нередко обнаруживаются минорные клеточные фракции—мастоциты, эозинофилы, нейтрофилы, а в фазе фиброгенеза — большое число фибробластов и их про­изводных.

Центральной фигурой хронического воспаления мононуклеарного типа являются макрофаги. Все они объ­единены в систему, центр которой находится в кост­ном мозге, а периферия — практически во всех орга­нах. Связь центра с периферией реализуется через кровь. В норме баланс между миграцией моноцитов из костного мозга в кровь и их выходом из крови в ткань с последующей дифференцировкой в макрофаги постоянно поддерживается. В дальнейшем, говоря о хро­ническом воспалении, мы будем иметь в виду эти формы. Исследования показали, что у человека цирку­лирующий пул моноцитов насчитывает в норме 18 • 10⁶ клеток/кг массы тела, а маргинальный пул, который в данный момент не принимает участия в циркуляции, примыкая к внутренней стенке микрососуда,— в 3,5 ра­за больше (63 • 10⁶ клеток/кг). В целом общий пул моноцитов крови человека включает 81 • 10⁶ кле­ток/кг. Некоторые моноциты циркулируют в крови от 36 до 104 ч и затем ее покидают по стохастическому принципу, а не по мере старения [Meuret G., 1976]. Внесосудистый пул моноцитов в 25 раз превышает Циркулирующий. Формирование СМФ идет в трех на­правлениях (рис. 4). Прежде всего в костном мозге из коммутированных стволовых клеток образуются мо­ноциты. По мере прохождения клетки «по маршруту» промоноцит костного мозга моноцит крови — тканевый Мф она претерпевает ряд изменений. Во-первых, клетка увеличивается до 25—30 мкм и бо­лее, а ее ядерно-цитоплазматическое соотношение ста­новится меньше 1. Во-вторых, возрастает число неров­ностей на ее наружной мембране (гребни, впадины, шероховатости, микроворсины), что повышает способность клетки прочно прилипать к чужеродной по­верхности из стекла или пластика. Очень характерны также перестройки ферментативного профиля клетки по мере ее созревания. Наряду с усложнением струк­туры лизосомально-вакуолярного аппарата в зрелых Мф возрастает активность лизосомальных ферментов. В то же время активность пероксидазы постепенно снижается по мере созревания клетки, что может служить по­казателем степени ее дифференцировки: в промоноцитах определяется много гранул, содержащих пероксидазу, в моноцитах их меньше, а в зрелых Мф пероксидаза сосредоточена не в гранулах, а в мембранах ЭПР [Маянский Д. Н., 1981; Фрейдлин И. С, 1984; Саrr I., 1978]. Следовательно, благодаря одновремен­ному присутствию в организме клеток разной степени зрелости — от предшественников моноцитов до диффе­ренцированных форм тканевых Мф—создается разнород­ность клеток, входящих в СМФ, по «вертикали».

4. Общая композиция системы мононуклеарных фагоцитов.

После попадания в ткань моноциты крови превра­щаются в Мф, которые в свою очередь адаптируются к микросреде их будущего обитания [Van Furth R., 1988]. Говоря о разнородности популяции Мф «по горизонтали» прежде всего нужно иметь в виду то об­стоятельство, что микросреда, в которой функционирует данный класс органо- или тканевоспецифических Мф, .неизбежно накладывает свой отпечаток на их харак­теристики. Так, например, митохондрий много в тех Мф, которые обеспечивают себя энергией за счет окис-лительного фосфолирования. Прежде всего к ним отно­сятся легочные Мф. В то же время в Мф, живущих за счет гликолиза (клетки Купфера, КК) митохонд­рий значительно меньше. Мф печени, легких, ЦНС (клетки микроглии), красной пульпы селезенки, под­кожной клетчатки, лимфатических узлов, и не отрекаясь от обязанностей, присущих всем «профессиональным» фагоцитам, несут в то же время функции, которые продиктованы интересами того органа, в котором они поселились после эмиграции из кровотока. Эта сто­рона деятельности органо- и тканевоспецифических Мф изучена намного слабее, хотя, без сомнений, она имеет прямое отношение к тонкой подстройке функций специализированных элементов органа к требованиям конкретной ситуации.

Наконец, один и тот же Мф может резко меняться под действием стимулов. В последние годы интенсивно изучаются молекулярные основы перехода макрофа­гов и других классов фагоцитов из спокойного, невоз­бужденного, в активное состояние. Выясняется, что такая трансформация осуществляется не одномоментно, а через достаточно дискретные этапы. На этапе обус­ловливания, или примирования, клетка как бы приоб­ретает готовность к активным действиям («вооружа­ется»), но еще не обнаруживает высокой биоцидной активности. В реальных условиях в качестве прими-рующих факторов чаще всего выступают хетотаксины — ФМП, ЛТВ₄, С5а-фрагмент как в отдельности, так и в разных комбинациях. Аналогичным образом действуют продукты активированных лимфоцитов — лим-фокины, прежде всего IFNγ.

В одной из последних работ S. Adams и Т. Hamilton (1987) приводят гипотетическую цепочку внутриклеточных процессов, детерминирующих переход макрофага в воору­женное состояние. К числу важнейших посредников внут­риклеточного сопряжения стимул-эффект относятся протеинкиназы С. Стимулы из внешней по отношению к клет­ке среды усиливают оборот мембранных инозитолфосфолипидов, что ведет к образованию инозитолтрифосфата (Iр₃) и диацилглицерола (DAG). Через IР₃ повышается внутриклеточная концентрация Са²⁺, a DAG прямо акти­вирует протеинкиназу С. В итоге Са²⁺ в содружестве с протеинкиназой С запускают ответ на стимул. В модельных условиях in vitro в качестве индуктора мобилизации Са²⁺ может выступать Са²⁺—ионофор А 23187, а протеинкиназа С прямо активируется ФМА и другими форболовыми эфирами, замещающими в этом процессе DAG.

Когда примированные макрофаги и ПМЛ подвергаются вторичной стимуляции живыми микробами (например, БЦЖ, Е. coli и пр.) или их продуктами (ЛПС, пепти-догликаны), то происходит их превращение в полностью активированные клетки с максимально мобилизованным цитопатогенным потенциалом.

Морфологические характеристики и отдельные функ­ции Мф подробно рассматривались ранее в ряде моно­графий, опубликованных у нас в стране [Карр Я., 1971; Маянский А. Н., Маянский Д. Н., 1983; Фрейдлин И. С, 1984], поэтому мы не будем повторяться. В дальнейшем изложении все функции Мф мы постараемся «привязать» к реальным событиям в очаге хронического воспаления. В связи с этим напомним, что в ответ на стимул Мф начина­ет выделять во внеклеточную среду множество веществ, которые необходимы для регуляции жизненных функций, поддержания и восстановления гомеостаза (табл. 2). Часть из них обладает флогогенными свойствами, т. е. относится к молекулярным эффекторам или медиаторам воспаления. Выделение веществ происходит разными спо­собами. Они могут поступать в среду из фагосомы и фаголизосомы после их слияния (конъюгации) с наружной мембраной клетки. Наряду с тем Мф способен к истинной секреции. В этом случае из него выделяется содержи­мое лизосомальных гранул, а процесс может запускаться с рецепторов клеточной мембраны, не будучи сопряжен с актом фагоцитоза.

Таблица 2 Продукты секреции активированных макрофагов

Классы секретов	Отдельные секретируемые вещества
Гидролитические ферменты	Лизоцим Кислые лизосомальные гидролазы Нейтральные протеазы Липопротеи новая липаза
Ингибиторы протеолитических ферментов	α-макроглобулин α1-ингибитор протеазы
Факторы, меняющие клеточную пролиферацию и функцию	ИЛ-1 Фактор созревания тимоцитов Колониестимулирующий фактор (GM-CSF) Ангиогенный фактор Интерферон α/β Фибронектин
Производные липидов	Простагландины Лейкотриены Фактор активации тромбоцитов
Факторы, меняющие свертывание крови	Тромбопластин (прокоагулянт) Активатор плазминогена (антикоагулянт)
Микробицидные агенты	Супероксид-радикал Ō2 Н2О2 Интерферон α/β Фактор некроза опухолей (кахектин)
Компоненты комплемента и их ингибиторы	Все компоненты альтернативного пути, С4, С2, С3, С5, С3в-инактиватор

Большинство существующих классификаций рецепто­ров Мф сводится к перечислению тех лигандов, которые могут связываться с клеткой. В то же время важно пом­нить не только о всех рецепторах Мф, специфичных для того или иного лиганда, но и представлять себе их биоло­гическую роль в организме. Поэтому мы сочли полезным сгруппировать рецепторы Мф в зависимости от того, ка­кую роль они играют в реакциях поддержания и восста­новления гомеостаза (табл. 3).

Мф из очага воспаления гораздо активнее, чем Мф из нормальной ткани, где разыгрывается воспаление, участву­ет в тех процессах, которые обеспечивают гомеостаз. К ним относятся элиминация и распознавание чужеродного материала в акте фагоцитоза, обезвреживание и разруше­ние микробов, опухолевых клеток, своевременное удаление из организма отживших эритроцитов, лейкоцитов и тром­боцитов, гемостаз, метаболизация липидов, железа, обез­вреживание микробных и химических ядов, поглощение и деградация фибрина, иммунных комплексов и пр.

В то же время выясняется и другой момент. Мф не только сами обеспечивают гомеостаз, работая как его эф­фекторы, но и помогают организму преодолеть возникшие трудности, выйти из аварийной ситуации более сложным путем, мобилизуя, «втягивая» в работу по восстановлению структурно-функциональной целостности другие клеточные системы. Во всем этом проявляются регуляторные функции Мф в гомеостазе. Так, Мф необходимы для: 1) регуляции функций Т- и В-лимфоцитов и формирова­ния специфического иммунитета; 2) для регуляции эритро- и лейкопоэза; 3) модификации гормонозависимых эффектов и резистентности к стрессу. Этим перечнем, естест­венно, не ограничивается регуляторная роль Мф в гомеос­тазе. По всей вероятности, вследствие развитой способ­ности к «лимитированному» протеолизу они могут послу­жить источником многих биологически активных пептидов, модулирующих функции других типов клеток.

Таблица 3 Функциональная классификация рецепторов клеток, входящих в СМФ

Биологическое назначение	Лиганды	На каких типах клеток обнаружены
Контроль стабильности внутренней среды в норме	Фибронектин	Мон, пМф, аМф
	Тафтсин (тетрапептидопсонин)	Мон, пМф
	Манноза и N-ацетилглюкоза-мин (концевые остатки гликопротеинов)	аМф, КК
	ЛПНП, ацетилированные ЛПНП и ЛПОНП	аМф, сМф, аМф, Мон, КК
	Сахара стенки микробов (лектины, в том числе ЛПС и ЗГ)	Все классы клеток
	Мурамилдипептиды (пептидогликаны)	Мон, пМф, аМф, КК
Контроль гомеоста- за через воспаление	Fc-фрагмент IgG	Все классы клеток
	С3b	То же
	Хемотаксины:
	С5а	Мон, пМф, аМф
	ФМП	То же
	Лектины	»
	Протеазы	пМф
	Комплексы протеаза +	пМф, аМф
	а 2-Макроглобулин
	Лимфокины	Мон, пМф, аМф, сМф
Кооперативные взаимо- действия с другими клетками для поддер- жания гемеостаза	Лимфокины	Мон, пМф, аМф, сМф
	КСФ	пМф
	Iа-белки	Мон, пМф, аМф
Связь СМФ с нерв- ной и эндокринной системой	Глюкокортикоиды	Мон, пМф, аМф, МфПК
	Эстрогены	Мон
	Инсулин	Мон, пМф, сМф, МфПК
	Адреналин и норадреналин	Мон, пМф
	Гистамин	Мон, пМф
	Брадикинин	Мон, пМф
	Нейропептиды (энкефалины, эндорфины и др.)	Мон

Примечание. Мон-моноцит, пМф, аМф, сМф-соответственно перитонеальный, альвеолярный и селезеночный макрофага, МфПК-макрофагоподобная клетка, КК — клетка Купфера.

В связи с этим определенный интерес представляют результаты наших опытов [Зубахин А. А., Маянский Д. Н., 1986], в которых изучалось влияние супернатантов гомо-генатов КК на восстановление эритроидного ростка после кровопотери у мышей. КК, нагруженные коллоидным же­лезом марки P-100F, выделяли из печени нормальных мы­шей и мышей, стимулированных продигиозаном за 24 ч до получения клеток. Вкратце процедура включала внутривен­ное введение животным суспензии коллоидного железа из расчета 1 мг/г массы. Через 2 ч мышей забивали, печень перфузировали охлажденным 0,85 % раствором NaCl и го­товили из нее гомогенат. Нагруженные железом КК осаж­дали с помощью электромагнита мощностью 1000 Э. Полу­ченные клетки после 3-кратного отмывания и переосажде­ния гомогенизировали при низкой температуре (3000 об/мин), а затем центрифугировали при температуре 4°С и 12 000 об/мин. Супернатант вводили внутрибрюшинно через 4 ч после кровопотери (2,5 % крови от масс тела), из расчета 0,5 мг белка/1 г массы.

Таблица 4 Показатели красной крови после кровопотери и введения экстрактов КК (М±т)

Показатель	Группа мышей	Сутки после кровопотери
		1-е	2-е	3-и	4-е
	Интактные —8,24+0,22
Эритроциты •1012/л	1-я	5,16 ±0,30	5,8 + 0,21	6,0+0,25	7,1 ±0,29
	2-я	5,24 + 0,08	5,1 ±0,26	5,7+0,14	7,7 ±0,24
	3-я	5,05+0,12	6,1±0,19	7,2 ±0,21*	8,2 ±0,30*
	Интактные — 1,0 + 0,11
Ретикулоциты • 1011/л	1-я	1,01 + 0,10	1,8±0,17	3,0+0,23	2,8 + 0,24
	2-я	1,85 + 0,30	2,2+ 0,31	3,0+0,33	3,4 ±0,27
	3-я	19,0+0,18*	3,0+0,24*	6,3 ±0,20**	4,6±0,25*
Включение 59Fe в костный мозг (соотношение бедро/сердце)	1-я	6,25 + 0,37	8,37 ±0,35	10,2 + 0,46	7,6±0,45
	2-я	6,92 + 0,33	8,1+0,27	10,7+0,41	7,9+0,43
	3-я	6,85+0,24	11,1 ±0,50*	10,4+0,55	9,2±0,76

Примечание. Группа 1 — контрольная кровопотеря; 2 — кровопотеря+экстракт нормальных К К; группа 3 — кровопотеря+ + экстракт КК, стимулированных продигиозаном in vivo.

* p<0,05;

** p<0,01 по сравнению с 1-й группой.

Если препараты из КК нормальных мышей слабо рас­тормаживали эритропоэз при кровопотере, то введение ма­териала разрушенных КК, стимулированных продигиоза­ном in vivo, вело к ускоренному восстановлению числа эритроцитов в периферической крови, так что на 7-е сутки оно достигало нормы, чего не наблюдалось при контроль­ной кровопотере (табл. 4). Число ретикулоцитов через 3 сут превышало их значение у контрольных животных с кровопотерей более чем в 2 раза, а через 7 сут — в 1,6 ра­за. Это сочеталось со значительно большим включением ⁵⁹Fe в эритроидный росток костного мозга, которое дости­гало максимума через 2 сут после кровопотери (табл. 4). Введение супернатантов экстрактов КК, стимулирован­ных продигиозаном, вело также к увеличению числа эн­догенных колоний кроветворных стволовых клеток в селе­зенке мышей, облученных в дозе 6 Гр, в 2,3 раза по срав­нению с аналогичными показателями при контрольной кровопотере (рис. 5).

5. Число эндогенных колоний в селезенке мышей через 5 сут после облучения в дозе 6 Гр.

I — контроль; II — кровопотеря (2,5 % от массы тела); Ш — кровопотеря + введение экстракта клеток Купфера (КК), стимулированных продигиозаном.