5 курс / Пульмонология и фтизиатрия / Бронхиальная_астма_В_2_томах_Том_1_Чучалин_А_Г_1997

бронхиальной астмой, содержащих анти-^Е-антитела, принадлежащие к IgG (IgG анти-IgE), вызывают высвобождение гистамина из Рс(эпсилон)Р1 несущих клеток (базофилов) больных астмой, поллинозом или практиче­ ски здоровых лиц (Shakib, Smith, 1994). Гистаминвысвобождающая актив­ ность IgG анти-IgE не зависела от соотношения субклассов IgG,/IgG4 в IgG aHTH-IgE-образцах, выделенных как эуглобулиновые сывороточные фракции. IgG анти-IgE (в частности, полученные от больных бронхиаль­ ной астмой) могут распознавать разные эпитопы в молекуле IgE: в участке на границе С(эпсилон)2- и С(эпсилон)3-доменов или же в области С(эп- силон)4-домена. Такая гетерогенность эпитопной специфичности анти- IgE-аутоантител может служить объяснением неодинаковой гистаминвысвобождающей способности сывороток, содержащих IgG анти-IgE.

Кроме того, было показано модулирующее действие IgG анти-IgE на вызванную специфическим аллергеном активацию базофилов: суммационное, синергичное и блокирующее. Все эти эффекты не зависели от при­ роды субклассов IgG анти-IgE или от степени гистаминвысвобождающего действия aHTH-IgE-npenapaTOB. Эти разные эффекты могли быть объ­ яснены исходя из разной эпитопной специфичности анти-^Е-аутоанти- тел (Shakib, Smith, 1994): 1. Аддитивный (суммационный) эффект мог быть обусловлен перекрестным связыванием фиксированных на рецепторах молекул IgE, не вовлеченных в связывание аллергеном; 2. Синергичное действие объяснимо упомянутым аддитивным эффектом и тем, что аллер­ ген и анти-IgE могут взаимно облегчать действие друг друга: перекрестное связывание одним лигандом сближает IgE молекулы так, что они легче могут быть связаны другим лигандом; 3. Блокирующее действие может быть результатом связывания IgE такими анти-^Е-антителами, которые вызы­ вают стерические изменения, препятствующие перекрестному связыванию IgE-аллергеном. Таким образом, в реальных условиях IgG анти-IgE-ayro- антитела, в частности у больных бронхиальной астмой, могут быть пред­ ставлены двумя типами: проаллергическими, усиливающими активацию тучных клеток и базофилов, или антиаллерическими, угнетающими сек­ рецию медиаторов из этих клеток.

Помимо того, что эти данные представляют интерес для выяснения ес­ тественных механизмов регуляции аллергии на этапе активации клетокмишеней, они находятся в согласии с данными о принципиально новых способах лечебного контроля аллергического ответа. Нами показано (Гу­ щин и соавт., 1995), что моновалентные антигенсвязывающие фрагменты моноклональных анти-^Е-антител (лишенные способности перекрестно связывать IgE), имеющих специфичность к эпитопам в области С(эпсилон)2- или С(эпсилон)3-доменов, тормозят активацию клеток-мишеней,

170

вызванную специфическим аллергеном. Подобные IgE-связывающие структуры, предотвращающие эффективную конформацию IgE при взаи­ модействии с аллергеном, могут явиться принципиально новым лечебным средством, тормозящим аллергическую реакцию на самом раннем этапе активации клеток, несущих IgE-рецепторы.

Механизмы, посредством которых взаимодействие аллергена с рецеп­ тором (через IgE) осуществляет передачу сигнала, продолжают интенсив­ но изучаться в последние годы. Недавно было уточнено, что активация тирозинкиназ (ассоциированных с субъединицами рецепторов) приводит к образованию рецепторного комплекса с повышенной протеинкиназной активностью, одним из субстратов которой является фосфолипаза С, что ведет к образованию вторичных посредников, вовлекаемых в мобилиза­ цию ионов кальция (Fukamadi et al.,1994; Blank et al., 1995)

Сравнительно давно было показано, что перекрестное связывание Fc (эпсилон)Р1 сопровождается активацией гуанозин-трифосфат (ГТФ)-за- висимого стимулирующего G-белка (Gs). Он в свою очередь активирует аденилатциклазу, под действием которой осуществляется дефосфорилирование АТФ до циклического аденозинЗ',5'-монофосфата (цАМФ). Че­ тыре молекулы цАМФ присоединяются к двум регуляторным димерам (R) неактивной протеинкиназы А, что вызывает ее стерическое изменение и освобождение двух каталитических субъединиц (С) активированной фор­ мы протеинкиназы А. Последняя способна высвобождать связанный в эндоплазматическом ретикулуме Са2+ в цитозоль. Ионы Са2 + выступают в качестве вторичного внутриклеточного передатчика сигнала.

Активированная протеинкиназа А фосфорилирует неактивный клеточ­ ный белок в активный белок Р, который при умеренно повышенной внут­ риклеточной концентрации ионов Са2+ усиливает процесс высвобождения медиаторов из клетки, а при высоких концентрациях ионов Са2+ тормозит его.

Аналогичные процессы происходят при стимуляции мембранных ре­ цепторов эндогенных активаторов системы циклических нуклеотидов. Так, стимуляция адреналином бета-адренергических рецепторов аналогичным образом стимулирует Gs, который активирует аденилатциклазу и приво­ дит к накоплению внутри клетки значительных количеств цАМФ. Высо­ кая внутриклеточная концентрация цАМФ, как правило, не усиливает, а тормозит механизм высвобождения медиаторов из клетки.

В этом проявляется модулирующая роль цАМФ в секреции медиато­ ров: в естественных условиях цАМФ расходуется на активацию протеин­ киназы А и таким образом на осуществление секреции медиаторов (в ходе аллергической реакции тучных клеток и базофилов многие регистрирова­

171

ли падение внутриклеточной концентрации цАМФ), в то время как пред­ варительная значительная стимуляция накопления внутриклеточного со­ держания цАМФ применением стимуляторов аденилатциклазы, ингиби­ торов фосфодиэстеразы или использование дибутирил цАМФ тормозит вызванное антигеном высвобождение медиаторов из тучных клеток и базофилов.

Помимо упомянутого в процесс вовлекается другой механизм повыше­ ния содержания в цитозоле свободных ионов Са2+. Он запускается во вну­ треннем слое плазматической мембраны и состоит в образовании фосфатидилинозитол 4,5-дифосфата (ФИДФ) за счет фосфорилирования (пе­ реносом атомов фосфора с АТФ) инозитола (И) плазматической мембра­ ны сначала до фосфатидилинозитола (ФИ), затем до фосфатидилинозитол 4-монофосфата (ФИМФ) и, наконец, до ФИДФ.

Все это происходит в цитоплазматической мембране, а находящиеся вблизи перекрестно связанные IgE-рецепторы активируют Gs, который совместно с G -зависимой фосфордиэстеразой (фосфолипазой С) перева­ ривает ФИДФ в связанный с мембраной диацилглицерол (ДАГ) и инозитолтрифосфат (ИТФ), который в растворимой форме накапливается в ци­ тозоле. ИТФ вызывает высвобождение ионов Са2+ из связанного состоя­ ния в эндоплазматическом ретикулуме. Это воздействие аналогично тому, которое оказывает активированная при участии цАМФ протеинкиназа А.

Находящиеся в повышенной концентрации в цитозоле ионы Са2+ акти­ вируют (путем присоединения) зависимую от ионов Са2+ и чувствитель­ ную к кальмодулину фосфорилирующую киназу. Последняя фосфорилирует цитозольный белок (белок Р), который действует как агент, расплав­ ляющий клеточные мембраны (фьюзоген). Пока трудно сказать, иденти­ чен ли этот белок Р тому, который образуется при непосредственном дей­ ствии цАМФ-зависимой протеинкиназы А на цитозольный белок. Впол­ не вероятно, что эти белки являются представителями целого семейства связывающих ионы Са2+ белков (кальэлектринов), таких, как синексин и эндонексин.

Активированный белок Р и другие фьюзогены образуются также вслед­ ствие накопления продуктов обмена ДАГ, который в свою очередь образу­ ется при переваривании ФИДФ фосфолипазой С. ДАГ обладает очень низкой способностью взаимодействовать с расположенной в цитоплазма­ тической мембране протеин киназой С. Однако совместное действие ДАГ с находящимся во внутреннем слое мембраны фосфатидилсерином (ФС) активирует протеинкиназу С. Это, в свою очередь, резко усиливает фос­ форилирование и образование в цитозоле белка Р и других фьюзогенов.

172

Кроме того, ДАГ переваривается в присутствии диацилглицероллипазы в моноацилглицерол (МАГ) и свободные жирные кислоты (СЖК). И те, и другие продукты также являются фьюзогенами. Эти фьюзогены вы­ зывают расплавление и слияние между собой перигранулярных мембран в активированных базофилах с образованием крупных вакуолей, содержа­ щих по нескольку гранул. Гранулы перемещаются к клеточной поверхнос­ ти, перигранулярные мембраны сливаются с цитоплазматической мемб­ раной и возникает высвобождение содержимого гранул во внеклеточное пространство. Из гранул высвобождаются находившиеся в них в связан­ ном состоянии медиаторы. Это такие предсуществовавшие в клетке ме­ диаторы, как гистамин, эозинофильный хемотаксический фактор ана­ филаксии, нейтрофильные хемотаксические факторы.

Перекрестно связанные Рс(эпсилон)Р1 через Gs активируют на внутрен­ нем слое цитоплазматической мембраны декарбоксилирование ФС и пре­ вращение его тем самым в фосфатидилэтаноамин (ФЭА). ФЭА подверга­ ется метилированию. Под влиянием метилтрансферазы 1 (МТ-1) —снача­ ла в монометил-ФЭА, а затем под влиянием МТ-2 в фосфатидилхолин (ФХ). Последнее осуществляется уже во внешнем слое цитоплазматичес­ кой мембраны. На следующем этапе происходит превращение ФХ под дей­ ствием мембранной фосфолипазы \ (ФЛА^) в лизофосфатидилхолин, так­ же являющийся фьюзогеном. Действие ФЛА^ приводит к открытию мем­ бранных кальциевых каналов и, соответственно, к поступлению внекле­ точных ионов Са2+ в цитозоль. Таким образом повышается внутриклеточ­ ная концентрация ионов Са2+. Это еще более способствует продвижению гранул к клеточной поверхности и экзоцитозу предсуществующих в клет­ ке медиаторов.

Непосредственное взаимодействие ДАГ с фосфатидной кислотой (ФК) или совместно с ФЛА2 приводит к высвобождению из мембранных триг­ лицеридов арахидоновой кислоты. Арахидоновая кислота, метаболизируемая в активированной клетке по циклооксигеназному или липоксигеназному путям обмена, является предшественником целой серии вновь обра­ зуемых медиаторов аллергии. В результате действия циклооксигеназы об­ разуются короткоживущие промежуточные формы простагландинов (G2 и Н2) и тромбоксан А^, а затем высвобождаемые из клетки простагландин D2 и тромбоксан В2, выполняющие функцию медиаторов аллергии.

Результатом липоксигеназного пути превращения арахидоновой кисло­ ты является образование серии метаболитов, среди которых лейкотриены С4, D4 и Е4, составляющие медленнодействующее вещество анафилак­ сии, являются важнейшими вновь образуемыми медиаторами аллергии.

173

Медиаторы немедленной гиперчувствительности

Высвобождаемые из активированных тучных клеток и базофилов ме­ диаторы условно можно разделить на две группы. Первую группу состав­ ляют вещества, которые предсуществуют в клетке до ее активации и нахо­ дятся в связанном состоянии с гранулярным матриксом. В ходе актива­ ции клетки происходит вытеснение этих медиаторов с гранулярного мат­ рикса и высвобождение их во внеклеточную среду. Помимо предшествую­ щих медиаторов из активированных клеток высвобождаются продукты, которые образуются (преимущественно из липидных предшественников) в ходе активации клеток. Основные представители этих двух групп медиа­ торов показаны в табл. 1.

Таблица 1

Основные медиаторы немедленной гиперчувствительности и их свойства

Предсуществуиицие, быстро высвобождаемые при активации клеток

174

175

* - 5-гидрокситриптамин (5-ГТ) обнаружен только в тучных клетках крыс.

По видам функциональных свойств медиаторы могут представлять со­ бою вещества, обладающие вазоактивным действием, способностью вы­ зывать сокращение гладкой мускулатуры, хемотаксическим действием и ферментативной активностью. Один и тот же медиатор может проявлять несколько видов активностей.

Гистамин

Гистамин —5[2-аминоэтил] имидазол —образуется из аминокислоты ги­ стидин при действии на нее фермента клеточной цитоплазмы гистидиндекарбоксилазы. Этот амин накапливается в гранулах тучных клеток и ба­ зофилов и находится в связанном состоянии с белковым и протеогликановым матриксом гранул. Гистамин имеет более высокое сродство к гепа- рино-белковому комплексу гранул тучных клеток, чем к хондроитинсульфату гранул базофилов.

176

Гранулярный матрикс обладает свойствами слабого катионита и в безионной среде удерживает на себе слабой ионной связью положительно за­ ряженный амин. Если гранулы приходят в контакт с катионами, то по­ следние вытесняют гистамин с гранулярного матрикса. Это происходит при активации тучных клеток и базофилов, приводящей к повышению проводимости и проницаемости общей цитоплазматической и перигранулярных мембран к ионам, в результате чего внеклеточно расположен­ ные ионы вступают в контакт с гранулами и катионы вытесняют из них гистамин как с ионообменника катионита.

Ворганизме гистамин преимущественно содержится в тучных клетках

ибазофилах. Вне этих клеток определяются лишь следы гистамина. В крови в несвязанном с базофилами состоянии циркулирует около 0,2-0,4 нг гис­ тамина на 1 мл. Уровень содержания гистамина подвержен циркадным ритмам: наивысших величин содержание гистамина достигает в утренние часы. Около 3% свободно циркулирующего гистамина выводится из орга­ низма в неизмененном состоянии с мочой (10-15 мкг в течение суток). Остальная часть свободного амина метаболизируется гистаминметилтрансферазой и диаминоксидазой (гистаминазой), а затем выводится с мочой в виде метилгистамина и имидазолуксусной кислоты.

Повышение содержания гистамина в плазме крови и тканевой жидкос­ ти достигается вследствие высвобождения его из тучных клеток и базофи­ лов, которое может быть вызвано как IgE-зависимым механизмом при не­ медленной аллергии, так и разнообразными иммунологическими и неим­ мунологическими стимуляторами, приводящими к активации клеток и за­ пуску секреторного процесса (табл. 2.).

Из-за низкого содержания гистамина в плазме крови и тканевой жид­ кости определение его в этих средах возможно лишь такими высокочувст­ вительными методами, как радиоферментный и иммуноферментный.

Следует иметь в виду, что даже при выраженных аллергических реакци­ ях с трудом удается уловить заметное повышение содержания гистамина в плазме крови. Дело в том, что физиологические инактивирующие и метаболизирующие системы обеспечивают быструю инактивацию поступаю­ щего в кровь гистамина и поэтому повышение концентрации свободного гистамина достижимо лишь локально в тканях, в которых возникает ал­ лергическая реакция.

177

Таблица 2

Иммунологические и неиммунологические активаторы тучных клеток и базофилов

178

Фармакологическое действие гистамина на организм опосредуется через три типа клеточных рецепторов. В развитии аллергических реакций, по крайней мере, два типа этих рецепторов (Н,- и Н2-рецепторы) принимают участие. Через рецепторы первого типа (Н,-рецепторы) гистамин вызыва­ ет сокращение висцеральной гладкой мускулатуры бронхов, кишечника, повышает проницаемость сосудов, вызывает сокращение сосудов малого круга кровообращения, увеличивает внутриклеточное содержание цикли­ ческого ГМФ, усиливает секрецию слизистых желез носа, вызывает хемо­ таксис эозинофилов и нейтрофилов и усиливает образование простаноидов (простагландинов Р2альфа, D2, тромбоксана, простациклина). ^ - р е ­ цепторы конкурентно блокируются классическими противогистаминными препаратами.

Стимуляция гистаминовых рецепторов второго типа (Н2-рецепторов) усиливает образование слизи в воздухоносных путях, усиливает секрецию желудочных желез, повышает супрессорное действие Т-лимфоцитов, уг­ нетает IgE-опосредованное высвобождение медиаторов из базофилов и тучных клеток кожи, но не из тучных клеток легких, тормозит миграцию эозинофилов, повышает число СЗЬ-рецепторов на эозинофилах человека. Сочетанная и последовательная стимуляция Н,- и Н2-рецепторов обуслов­ ливает возникновение чувства зуда, расширение периферических сосудов, нарушения сердечной деятельности за счет снижения порога возникнове­ ния фибрилляции желудочков, которая усиливается через Н(-рецепторы на уровне атриовентрикулярного узла и через Н2-рецепторы на уровне про­ водящей системы желудочков.

Широкий спектр фармакологического действия гистамина определяет разнообразие клинических проявлений, связанных с высвобождением ги­ стамина из тучных клеток и базофилов, и вовлечение в реакцию разных тканей, органов и систем. Со стороны кожи типичными клиническими проявлениями действия гистамина является возникновение чувства зуда и волдырно-гиперемическая реакция. В воздухоносных путях —отек сли­ зистой носа, гиперсекреция слизи в носу, бронхоспазм и гиперпродукция слизи бронхиальными железами.

В желудочно-кишечном тракте —кишечные колики, усиление продук­ ции пепсина и соляной кислоты в желудке, избыточное образование сли­ зи. В сердечно-сосудистой систем —падение артериального давления, на­ рушение сердечного ритма. Столь выраженная клиническая симптомати­ ка, возникающая при воздействии на организм гистамина и имитирую­ щая основные клинические симптомы анафилаксии и других проявлений немедленной аллергии, позволила уже на ранних этапах изучения меха­

179