Тучные клетки



Цель исследования: В жизнедеятельности всех систем организма, в том числе гомеостаза, защитно-приспособительных реакций, процессов обмена веществ, кровообращения, дыхания и других, важную роль играют соединительная ткань и кровь. Среди различных клеток соединительной ткани особый интерес представляют тучные клетки (ТК), которые выполняют чрезвычайно важные функции: 1) участвуют в формировании и развитии воспалительного процесса; 2) регулируют процесс свертывания крови и обмен жиров; 3) обеспечивают постоянство состава соединительной ткани; 4) передают синтезированные ими вещества другим клеткам (трофоцитоз); 5) регулируют размножение и функцию фибробластов, лейкоцитов; 6) активно участвуют в образовании основного вещества, синтезе меланина, регуляции гомеостаза, иммунных и аллергических реакциях; 7) выделяют биологически активные вещества (гепарин, гистамин, серотонин, дофамин и др.). ТК свои сложные функции выполняют в тесной взаимосвязи с эозинофилами, базофилами, нейтрофилами и другими клетками соединительной ткани. В связи с этим, в последние годы возникло и успешно развивается новое научное направление, связанное с изучением возрастных изменений иммунных и аллергических реакций на клеточном уровне. Долгое время в медицинской науке господствовало мнение, что клетки всегда повреждаются в результате образования иммунного комплекса на поверхности их мембран. Сейчас точно установлено, что образование иммунных комплексов на поверхности клеток-мишеней не всегда сопровождается разрушением клеток. В большинстве случаев отмечается не разрушение, а возбуждение, то есть повышение их функциональной активности [8,43]. Эти сведения открывают новое перспективное направление, позволяющее разрабатывать фармакологические методы управления аллергическими реакциями. Возникает возможность, например, использовать лекарственные препараты, снижающие, то есть тормозящие возбудительные процессы в клетках.

Несмотря на то, что ТК посвящена большая литература многие аспекты их физиологии и патологии остаются нераскрытыми. Так, например, представляет большой научный интерес вопрос о возрастных особенностях реактивности ТК в норме и при аллергических реакциях. Дело в том, что ТК относятся к наиболее реактивным клеткам организма. Они быстро реагируют на различные экзогенные и эндогенные воздействия. Степень реагирования прямо зависит от силы действующего раздражителя. Изучение реактивности ТК в динамике аллергии позволяет определить патологический процесс на ранних стадиях их развития. Выяснение реактивности ТК позволяет косвенно судить об общем состоянии организма в целом. Кроме того, по показателям реактивности ТК можно объективно оценить эффективность применяемой терапии [12,221].

Выявление возрастных особенностей реактивности тучных клеток при аллергических реакциях, на наш взгляд, будет способствовать успешному решению отдельных фундаментальных аспектов Национальной программы М3 РУз по диагностике, лечению и профилактике аллергии [18,191].

Ключевые слова: тучные клетки, соединительная ткань, кровь, диагностика, лечение.

Введение: ТК и их гранулы впервые были описаны Ehrlich в 1877 году [40]. В литературе тучные клетки имеют свои синонимы: гепариоциты, лаброциты, мастоциты, тканевые базофилы. ТК встречаются везде, где имеется рыхлая волокнистая соединительная ткань, часто около мелких сосудов, под эпителием вблизи желез кожи, слизистых и серозных оболочек, в капсуле и трабекулах паренхиматозных органов, в лимфоидных органах и в перитонеальной жидкости. ТК найдены у всех видов млекопитающих и позвоночных. Однако имеются видовые, индивидуальные и возрастные особенности.

Представляет большой интерес обсуждение возрастных изменений ТК. У плода человека ТК появляются уже на 12–14-й неделе в стенке желудка, гортани, трахее и бронхах. До рождения ребенка число ТК в разных органах увеличено до максимального уровня. После рождения (в первые часы) до 70 % ТК находятся в состоянии дегрануляции и общее количество их уменьшается. Это явление связывают с механическим воздействием при родах. Затем с возрастом отмечается увеличение числа ТК. В целом полагают, что после рождения число ТК в соединительной ткани возрастает, а к пожилому возрасту снижается [33]. По мнению некоторых ученых, уменьшение числа ТК с возрастом объясняется блокадой белково-полисахаридного взаимодействия. Что касается показателя заполнения ТК гранулами. то здесь отмечается противоположное явление, то есть с возрастом процесс заполнения ТК гранулами повышается почти вдвое [34,36,42].

Существует тесная двусторонняя связь между ТК и эозинофилами. Эозинофилы фагоцитируют иммунные комплексы «аллерген-антитело», что приводит к разрушению эозинофильных гранул. При этом высвобождающаяся пероксидаза действует на ТК, вызывая их дегрануляцию и выхождение гистамина, который, в свою очередь, вызывает эмиграцию эозинофилов в ткани и повышение их продукции в костном мозге [2,7,39].

ТК принимают активное участие в аллергических реакциях, развивающихся по патогенезу аллергии немедленного (гуморального, химергического) типа. Это объясняется тем, что они относятся к клеткам-мишеням, на цитоппазматической мембране которых фиксируются специфические аллергические антитела (реагены). Избирательная фиксация аллергических антител на клеточной мембране ТК объясняется тем, что там имеются специальные рецепторы, предназначенные для специфических IgЕ — антител. Общее число рецепторов на клеточной мембране достигает 300.000. Рецептор представляет собой гликопротеид с молекулярной массой порядка 50000. Участок, где происходит фиксация антител является С4 домена молекулы IgЕ [13,14,28,44,51].

Аллерген, участвующий в иммунной реакции, должен быть мультивалентным, то есть содержать минимум две молекулы. Моновалентные аллергены не вызывают повышения функциональной активности ТК. Когда происходит фиксация аллергических антител на поверхности клеточной мембраны, ТК автоматически возбуждаются, что приводит к повышению их функциональной активности. Морфологически это проявляется в увеличении размера клетки, которая начинает терять свои очертания и гранулы (дегрануляция). Некоторые ученые ошибочно утверждают, что дегрануляция связана с повреждением клетки. Однако на самом деле, в большинстве случаев, при дегрануляции целостность клетки сохраняется. Об этом свидетельствует наличие следующих трёх способов секреции, то есть выделения биологически активных веществ из ТК [31,46]:

1. Экзоцитозная секреция (дегрануляция без разрушения клеток); является переходной формой к апокринному типу секреции.
2. Мерокринная секреция (без повреждения клетки), то есть выделение биологически активных веществ без дегрануляции ТК.
3. Голокринная секреция, то есть выделение биологически активных веществ при разрушении тучных клеток.

Усиленная дегрануляция является существенным доказательством повышения функциональной активности ТК. Обычно дегрануляция сопровождается процессом восстановления гранул.

Об отсутствии разрушения ТК при аллергических реакциях свидетельствуют также следующие факты:

1. Придегрануляции из тучных клеток не выходят АТФ и лактат дегидрогеназа, а также предварительно введенные в клетки радиоактивные вещества (⁴²К и ⁵²Сr).
2. Противоаллергические препараты, стабилизирующие мембрану клетки, тормозят высвобождение медиаторов.

Процесс дегрануляции ТК состоит из последовательно развивающихся следующих сложных биохимических и биофизических процессов:

активация фосфолипазы при участии ионов Са²⁺ —> аутокаталитическая активация эстеразы —> активация сократительных белков —> сближение и слияние перигранулярных и цитоплазматических мембран —> перемещение гранул к выходу из клетки —> увеличение пространства между гранулами и перигранулярными мембранами —> слияние перигранулярных мембран друг с другом и с общей цитоплазматической мембраной, то есть образование вакуоли —> истончение зон слияния мембраны и основание участков с повышенной проницаемостью, то есть образование пор —> выход гранул через поры во внеклеточную среду —> усиленное поступление ионов Nа⁺ из внеклеточной среды в клетку и вытеснение биологически активных веществ из клетки во внеклеточную среду [9,47,50].

ТК клетки принимают активное участие в механизмах развития многих аллергических заболеваний: анафилактического шока, бронхиальной астмы, аллергического риносинусита, конъюнктивита, атопического дерматита, крапивницы, отека Квинке, пищевой и лекарственной аллергии, инсектной аллергии.

Анафилактический шок (АШ) известен медицине с давних времен. Первые упоминания об АШ относятся к 2641 г. до нашей эры. В исторических документах упоминается, что египетский фараон Мензес погиб от ужаления осы или шершня при острых клинических явлениях удушья и судорог, напоминающих симптомы АШ. Термин «анафилаксия» впервые в медицину ввели Портье и Рише еще в 1902 году. Впервые в региональных условиях Узбекистана экспериментальное исследование, направленное на выяснение реактивности ТК на экспериментальной модели АШ было проведено нами еще в 1968 [25]. В последние годы отмечается увеличение случаев АШ. Только в США АШ встречается у 1 из 3000 пациентов. Ежегодно от этого заболевания в США умирает 500 человек. В России заболеваемость АШ составляет 1 на 700000 населения в год [15,32].Одной из самых распространенных причин АШ являются антибиотики. Частота анафилактических реакций при применении антибиотиков составляет 0,7–10 %. Частота летальности от АШ, вызываемого антибиотиками составляет 0,002 %, то есть 1 летальный исход на 7,5 млн. инъекций препарата. Следует отметить, что нередки случаи перекрестных анафилактических реакций при использовании других представителей пенициллинового ряда из-за наличия общих антигенных детерминант. Частота перекрестных анафилактических реакций составляет 30 % [24]. Системные аллергические реакции вплоть до АШ встречаются на ужаление и укусы насекомых (ос, пчел, комаров, муравьев и т. д.). Частота анафилактических реакций на насекомых достигает 3,3 %. Частота повторных анафилактических реакций находится в пределах 60–70 %. В США ежегодно умирает от АШ, вызванного насекомыми 40–50 человек. В целом частота риска развития АШ составляет: для пенициллина — 10–20 %, для рентгенконтрастых веществ 20–40 %, для ужаления насекомыми 40–60 % Самой частой причиной АШ являются йодсодержащие рентгенконтрастные вещества. Системные реакции, угрожающие жизни встречаются в 0,1 % случаев, причём летальные исходы наблюдаются 1:10000–1:50000 внутривенных инъекций. От АШ, вызванного рентгенконтрастными веществами ежегодно погибает 500 человек. Описаны случаи АШ, вызванного пищевыми добавками (папаин, сульфиты и др.). Сульфиты присутствуют в пиве, вине, салате, свежих фруктах, овощах. Частота АШ, вызванного латексом составляет 1,5 %. Частота анафилаксии при общей анестезии составляет 1:5000–1:15000 из них летального исхода достигают 4–6 %. Основные причины (аллергены) — это альфатезин, тиопентал натрия, метогекситал и др. Бывают случаи АШ, вызванного компонентами крови и аналогичными биопрепаратами. У некоторых больных после неоднократных трансфузий донорской крови развивается АШ с летальным исходом. Описаны случаи пассивной сенсибилизации, после переливания донорской крови, содержащей высокие титры IgЕ. Анафилактические реакции могут вызывать также и плазмозаменяющие растворы. Анафилактический шок с летальным исходом встречается при осложнениях специфической терапии [15].

Клинические проявления анафилактического шока зависят от вида млекопитающих: у морских свинок преобладает острая обструкция воздухоносных путей; у кроликов острая легочная гипертензия; у собак сосудистый коллапс. К основным клиническим проявлениям АШ у человека относятся гипотония, вызванная острым периферическим сосудистым коллапсом, дыхательная недостаточность, асфиксия, вызванная ангионевротическим отеком гортани или острым бронхоспазмом. Симптомы АШ обычно проявляются через несколько секунд или минут после повторного контакта предварительно сенсибилизированного организма со специфическим аллергеном. Различие во времени проявления реакции зависит от путей проникновения в организм аллергена: при внутривенном — быстро, подкожном — позже. Основная непосредственная причина гибели организма — дыхательная недостаточность (70 %), сердечно-сосудистая недостаточность (24 %).

Патоморфологические исследования погибших от АШ выявляют — острое вздутие и отек легких: отек гортани, застойные явления во внутренних органах; повышение проницаемости сосудов и кровоизлияния в альвеолах: уртикарные высыпания; ангионевротические отеки. При микроскопическом исследовании выявляют невоспалительный отек, повышенное количество секрета в воздухоносных путях, эозинофильные инфильтраты в стенке бронхов. При летальных исходах от АШ повреждение миокарда отмечается в 80 % случаев.

Количество выделяемого гистамина при АШ прямо пропорционально числу разрушившихся ТК: чем больше разрушается ТК, тем больше количество гистамина в крови. Неслучайно ТК называют «эффекторами анафилактической реакции», ибо при АШ отмечается системная и массовая дегрануляция ТК и высвобождение большого количества гистамина. Чувствительность ТК разных видов животных неодинаковая: самая высокая у морской свинки, собаки и кролика, а у белых крыс и мышей — низкая.

Бронхиальная астма (БА) типичное аллергическое заболевание, характеризующееся полностью или частично обратимой обструкцией воздухоносных путей, воспалением и гиперреактивностыо бронхов [10,21,231]. В патогенезе бронхиальной астмы большое значение имеют ТК. В результате возбуждения их из-за взаимодействия аллергена со специфическими аллергическими антителами (IgЕ -антитела), отмечается дегрануляция и высвобождающиеся биологически активные вещества вызывают острый бронхоспазм, в результате чего развивается приступ удушья [11.20,38,48].

Патогенез аллергических ринитов определяют ТК, расположенные в больших количествах в слизистой и подслизистой оболочках носа и его придаточных пазух. При повторных воздействиях аллергена отмечается массивная дегрануляция ТК. Высвобождение гистамина и других биологически активных веществ, которые и определяют клиническое течение болезни. Выяснено, что нередко аллергические риносинуситы в последующие годы трансформируются в БА [16.17,29].

ТК играют важную роль в патогенезе аллергического конъюнктивита, крапивницы, отека Квинке, пищевой, лекарственной и инсектной аллергии [35,45]. Они принимают активное участие и в механизме псевдоаллергических реакций [11,37.49,50].

Вывод: Таким образом, анализ современной литературы свидетельствует, что проблема реактивности ТК при аллергии является актуальной. Разрабатываются различные аспекты этой проблемы. Однако мало сведений, посвященных изучению особенностей реактивности ТК при аллергии в онтогенезе. Между тем выяснение возрастных особенностей реактивности этих клеток при аллергических реакциях имеет определенное теоретическое и практическое значение.

Нами установлены возрастные особенности реактивности, количественного содержания, заполнения клеток гранулами, функциональной активности тканевых (брыжейка тонкой кишки) и перитонеальных ТК у интактных морских свинок. Выявлено, что организм морских свинок в раннем постнатальном онтогенезе (новорожденные, двухнедельные) реактивен на экзогенное аллергенное воздействие. Определено, что реактивность ТК морских свинок с возрастом повышается и у одномесячных достигает уровня реактивности половозрелых. ТК морских свинок раннего возраста принимают активное участие в механизмах развития аллергических реакций немедленного (анафилактического) типа [3,4]. Таким образом, очень велика роль ТК в возникновении аллергического раздражении организма с появлением основных признаков.

Литература:

1. Абба и Терр. Псевдоаллергия //В кн.: Р. Паттерсон, Л. К. Грэммер, П.АТринбергер «Аллергические болезни. Диагностика и лечение» Изд-во КЭОТАР.- М.:Медицина.- 2000.- С.618–637.
2. Азизова Ф.Х., Ахмедова Х. Ю., Князева Л. С. Тучные и эозинофильные клетки слизистой толстой кишки при некоторых воздействиях // Профессор А. Т. Окилов таваллуди- нинг 70 йиллигига багишланган «Тиббий — биологик фанлар ва тиббиёт генетиканинг долзарб масалалари» илмий-амалий анжумани мацолалари туплами.- Тошкент, 2000.- Б.32–35.
3. Бегманов С.А.-Сенсибилизация ва анафилактик шокда турли ёшли денгиз чучцачалари семиз хужайраларининг реактивлиги / / Педиатрия-1999.-№ 2.-Б.98–100.
4. Бегманов С.А. Анафилактик типдаги аллергик реакция- ментальной модели специфической гипосенсибилизирующей иммунотерапии у морских свинок разного возраста.
5. Бегманов С.А., Хакбердиев М. М. Турли ёшли денгиз чучцачаларида анафилактик гипли аллергияларни специфик иммундаволаш самарадорлигининг мезонлари//Патология, Тошкент, 2000.-№ 2.-Б.10–13.
6. Бегмапов С.А., Турсунов Э. А., Хакбердыев. Роль тучных клеток в норме, при аллергии анафилактического типа и специфической терапии у морских свинок разного возраста//Бюллетень ассоциации врачей Узбекистана.-2000.-№ 1.-С.104–106.
7. Беклемишев Н. Д. Аллергия, иммунитет и иммунокоррекция.- Алма-Аты: Ылым.- 1995- 168 с.