Научно-практический журнал
[О компании] Издательство 'Цитокины и воспаление' - Журнал 'Цитокины и Воспаление'

197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12,
Институт экспериментальной медицины РАМН
Тел.: (812) 543 52 14, +7 921 984 11 30, +7 921 909 55 49
Факс: (812) 543 52 14
E-mail:
Web: www.cytokines.ru


  


2018 год
1-4 номера

О Журнале

Текущий год
Архив

Рубрики
Подписка

NEW Книжная полка
NEW Стол заказов

Карта сайта
Правила для авторов

Поиск

Контакты
Наши партнеры:

Русский языкEnglish language
Карта сайта Написать письмо, наши координаты

Содержание | Следующая статья

Журнал 'Цитокины и воспаление', 2017, № 1

Подписаться на 2019 год

Заказать этот номер

Заказать эту статью в PDF

Обзоры

Номер 1'2017

Эозинофилии

А.П. Бражникова, И.А. Горланов, А.Б. Чухловин, П.Г. Назаров

На фоне общей информации о биологии эозинофильных лейкоцитов рассмотрена роль эозинофилов при различных видах патологии, включая: 1) реактивные эозинофилии при паразитарных инвазиях, при аллергических реакциях и солидных опухолях, вторичные эозинофилии (при болезни Аддисона, семейном ретикулоэндотелиозе, поражениях легких, синдромах Иова (Джоба), Черга — Стросс), острая и хроническая идиопатическая эозинофильные пневмонии, эозинофильные дерматозы, болезнь Офуджи, эозинофильный целлюлит, эозинофильная инфильтрация желудочно-кишечного тракта; и 2) клональные эозинофилии, включая острый и хронический миелоидный лейкоз, миелодиспластический синдром и вторично клональные эозинофили. (Цитокины и воспаление. 2017. Т. 16. № 1–2. С. 3–19.)

Ключевые слова: эозинофилы, реактивные эозинофилии, клональные эозинофилии.

Общие сведения о биологии эозинофильных лейкоцитов

Эозинофильный лейкоцит был впервые обнаружен в 1846 г. Jones W. в неокрашенных мазках периферической крови, но свое наименование получил позднее, в 1879 г., благодаря интенсивно окрашиваемым эозином гранулам [23, 29]. К настоящему времени при помощи световой и электронной микроскопии подробно изучена морфология эозинофила. Диаметр клетки — 12–17 мкм, ядра состоят из двух долек, контуры несколько неровные из-за псевдоподий, в цитоплазме из органелл обнаруживаются аппарат Гольджи и митохондрии, а также множество cпецифических гранул (около 200): более крупных овальной формы и меньших — округлой [12]. Овальные, окруженные мембраной гранулы, 0,5–1,5 мкм в длину и 0,3–1,0 мкм в ширину называются вторичными и содержат высокоактивные катионные белки: основной катионный белок (major basic protein, MBP), пероксидазу эозинофилов (eosinophil peroxidase, EPX), эозинофильный катионный белок (eosinophil cationic protein, ECP), эозинофильный нейротоксин (eosinophil-derived neurotoxin, EDN). В незрелых эозинофильных промиелоцитах выделяют первичные гранулы округлой формы, состоящие из гомогенного, значительной плотности материала, именуемого кристаллами Шарко — Лейдена (Charcot — Leyden crystal protein (CLC, или galectin-10)). Наиболее мелкие гранулы, также округлой формы, состоят из кислой фосфатазы и арилсульфатазы. Также имеются микрогранулы или тубуловезикулярные структуры, которые содержат цитохром b558 (phox-22), CD11b, α-цепь β2-интегрина и альбумин. В активированных эозинофилах повышается содержание еще одной структуры — липидных телец, в которых осуществляется синтез лейкотриенов [70].

Высвобождение из клетки содержимого гранул считают одной из важнейших эффекторных функций эозинофилов. Принято выделять 4 способа секреции: 1) секвентальное (классическое) высвобождение одиночных кристаллоидных гранул; этот способ обычно наблюдается in vitro; 2) смешанный экзоцитоз, возникающий вследствие изменения потенциала мембраны клетки во время слияния с ней гранул; 3) лизосомальная дегрануляция — наличие множественных мелких везикул, соединяющихся друг с другом с потерей кристаллоидного ядра и последующим выделением гомогенного содержимого за пределы клеточной мембраны; 4) цитолитический (наблюдается в дыхательных путях и коже, сопровождается некротизацией эозинофилов и повреждением окружающих структур, с возможным последующим поглощением нейтрофильными лейкоцитами) [17, 50]. В механизме дегрануляции принимают участие различные потенцирующие агенты, наиболее значимым из которых является секреторный IgA. На поверхности эозинофилов экспрессированы рецепторы, распознающие Fc-фрагмент иммуноглобулинов IgA (FcαR). Экспрессия FcαR, или CD89, у больных с различными проявлениями аллергических реакций выше, чем у здоровых лиц [34]. Дегрануляцию способны вызывать различные агенты: β-интегрин Mac-1 (CD11b/CD18, αMβ2), IgG, хемотактические цитокины RANTES (CCL5) и MIP-la (CCL3), IL-5 и гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF), выделившиеся из эозинофилов МВР и ЕРХ (аутокринная регуляция), фрагменты комплемента С3a и С5a, субстанция P и другие [33].

Подробно изучены биохимические свойства и механизм действия на ткани человека катионных белков эозинофильных лейкоцитов. Ниже приведены основные характеристики содержимого вторичных гранул.

MBP-1 — главный основный белок — полипептид с массой 13,8 кДа, богатый аргинином и цистеином, с изоэлектрической точкой 11,4. Имеет частичное сходство (от 23 до 28 % последовательности) с лектиновым доменом маннозосвязывающего белка C-типа и лектиновым доменом низкоаффинного рецептора IgE [62]. Транслируется как про-MBP с массой 23–25,2 кДа, при этом частица с массовой долей 9,9 кДа защищает клетку во время транспортировки цитотоксичекого MBP-1 из аппарата Гольджи в гранулы. Цитотоксичен по отношению ко многим гельминтам: личинкам Schistosoma mansoni, Trichinella spiralis, Trypanosoma cruzi, микрофиляриям Brugia pahangi и B. malayi, а также к бактериям Staphylococcus aureus и Escherichia coli [28]. Токсичен в отношении опухолевых и других клеток млекопитающих, повреждает липидный бислой мембран. Прямое повреждение клеток наблюдается в виде эксфолиации эпителия бронхов у больных бронхиальной астмой (БА); кроме того, MBP повышает реактивность гладкомышечных структур у больных БА через мускариновые M2-рецепторы, реализуя тем самым гиперреактивность воздухоносных путей [44, 67]. MBP-1 стимулирует выброс биологически активных веществ: гистамина базофилами, а также лизоцима и супероксида нейтрофильными лейкоцитами [14]. Существует гомолог этого белка, MBP-2, в 100 раз менее катионный, с изоэлектрической точкой 8,7, идентичный по 42 аминокислотам из 117. MBP-2 имеет сходные с MBP-1 свойства: способность к клеточному киллингу, стимуляции нейтрофилов (к продукции супероксидного аниона и высвобождению IL-8) и базофилов (к высвобождению гистамина и лейкотриена С4), но обладает более низким потенциалом [55].

EDN — эозинофильный нейротоксин, один из четырех главных белков, обнаруженных в крупных специфических цитоплазматических гранулах эозинофильных лейкоцитов человека; возможна его выработка также в ткани печени и макрофагами в ответ на провоспалительный стимул. Имеет рибонуклеазную активность и является членом суперсемейства рибонуклеаз класса A. Был обнаружен в 1930-х гг. при исследовании инфекционной этиологии болезни Ходжкина; Gordon M.H. описал нейротоксическое действие суспензии человеческого лимфатического узла, введенной интрацеребрально кролику [21]. EDN имеет наименьшую из всех катионных белков эозинофилов изоэлектрическую точку, 9,0. В 1987 г. Gleich G.J. и др. описали последовательность его аминокислот, которая оказалась сходной не только с ECP на 89 %, но и с панкреатической рибонуклеазой на 39 % [28]. Кодируется генами, находящимися на длинном плече хромосомы 14. Проявляя свойства рибонуклеаз, EDN способен производить кислоторастворимые рибонуклеотиды из кислотоустойчивых полимеров с эффективностью, сопоставимой с бычьей панкреатической рибонуклеазой. Кроме возможности повреждать миелинизированные нервные окончания, EDN проявляет активность в отношении T. spiralis и, наряду с ECP, снижает вирулентность респираторно-синцитиального вируса группы B [53]. Является хемоаттрактантом и активатором для дендритных клеток и усиливает ответ Th2-типа через TLR-2-зависимый путь.

ECP — катионный белок эозинофилов с изоэлектрической точкой 10,8, состоящий из полипептидной цепи массой 15,5 кДа. Последовательность аминокислот на 32 % идентична панкреатической рибонуклеазе A. Известен также как РНКаза-3. РНКазную активность проявляет при противовирусной защите и повреждении нервных клеток. ECP, основной белок эозинофилов и эозинофильная пероксидаза индуцируют высвобождение гистамина базофилами и тучными клетками [5]. Присутствие ECP в крови является одним из маркеров дегрануляции зрелых эозинофилов. ECP определяется в жидкостях организма человека в повышенных концентрациях при различных патологических состояниях, например, при БА, атопическом дерматите (АД) [36, 39]. Большая часть ECP высвобождается после того, как эозинофил покинул кровоток и оказался в ткани. Триггерами для высвобождения ECP являются IgG-содержащие иммунные комплексы, IL-5, взаимодействие с молекулами адгезии, стимуляция лейкотриеном B4 (LTB4), фактором активации тромбоцитов (PAF) и компонентами комплемента C5a и C3a [22]. ECP может взаимодействовать с поврежденными липидными мембранами клеток человека, компонентами бактериальной стенки (липополисахаридами) и, через дестабилизацию мембран, реализовывать свой цитотоксический потенциал. При взаимодействии ECP с тучными клетками мастоциты выделяют простагландин D2 (PGD2), который, в свою очередь, является хемоаттрактантом для эозинофилов [40]. Эффекты катионного белка ECP реализуются в тканях в зависимости от его концентрации. На клеточной линии NCI-H292 бронхиального эпителия показано, что при экспозиции в течение 16 ч с низкой (20 нг/мл) концентрацией ECP происходит активация рецепторов инсулиноподобного фактора роста (IGF-1), что способствует репарации поврежденного эпителия бронхов [19]. В то же время более высокие концентрации ECP, близкие к 100 мкг/мл, оказывали моментальное цитотоксическое действие на ороговевающий эпителий [65]. ECP считается одним из основных белков, реализующих роль эозинофилов в Th2-пути воспалительного ответа. Наряду с MBP, катионный белок ECP участвует в избавлении макроорганизма от глистной инвазии, бактериальных и вирусных инфекций, спектр которых перечислен выше. Снижение высвобождения ECP из эозинофилов или низкие концентрации в гранулах, возникающие в результате наличия полиморфизма в гене ECP, уменьшают его концентрацию в крови и затрудняют полноценный иммунный ответ. Так, rs8019343 полиморфизм T(1088TT) в регионе 3′UTR был выявлен в геноме пациентов с тропической легочной эозинофилией [32]. А у инфицированных гельминтами угандцев обнаружен rs2073342 полиморфизм C(371/434C) [24].

Возможно, при определении уровня ECP в плазме крови антикоагулянты, такие как ЭДТА, задерживают его высвобождение из эозинофилов, что искажает результаты. Поэтому в качестве маркера для определения активности эозинофилов у пациентов с аллергическими заболеваниями наиболее корректно измерять уровень ECP не в плазме, а в сыворотке крови или использовать иные жидкости организма (мокроту, секрет слизистой носа и т. п.) [69].

ЕРХ-ЕРО — эозинофильная пероксидаза — принадлежит семейству пероксидаз млекопитающих. Состоит из двух частей: тяжелой цепи 50–58 кДа и легкой 10,5–15,5 кДа и имеет изоэлектрическую точку больше 11. Демонстрирует сходную с миелопероксидазой нейтрофилов и моноцитов антимикробную активность и, в присутствии перекиси водорода и бромида, инактивирует бактерии, вирусы, грибы и Mycoplasma sps. Центральный участник в производстве свободных радикалов и продуктов окисления, например оксида азота, у пациентов с астмой. EPX, присоединяя H2O2 и галогены (Cl, Br или I), уничтожает не только множество микроорганизмов, таких как E. coli, Schistosomula, B. pahangi и B. malayi, Trypanosoma, Toxoplasma и микобактерии, но также и тучные клетки и клетки опухолей. Более того, присоединение EPX к таким микроорганизмам как S. aureus, T. cruzi и T. gondii, значительно потенцирует их киллинг мононуклеарными фагоцитами [35].

Множество фактов указывает на роль гранул эозинофилов в развитии различных заболеваний человека. Например, концентрация MBP в бронхолегочном лаваже пациентов с БА коррелирует с тяжестью бронхолегочной гиперреактивности. Инстилляция человеческих MBP и EPX провоцирует бронхоконстрикцию [7, 27]. ECP, основной белок эозинофилов и эозинофильная пероксидаза индуцируют высвобождение гистамина базофилами и тучными клетками, что, в свою очередь, усиливает и модифицирует воспалительную реакцию при гиперэозинофильных состояниях [25]. У пациентов с гиперэозинофильным синдромом (ГЭС) с действием катионных белков (ECP и EDN) связывают появление эрозивных и язвенных повреждений кожи [50]. Также при ГЭС повышается риск системного тромбообразования, т. к. ECP уменьшает время коагуляции, взаимодействуя с фактором XII свертывания [63]. Токсический эффект высоких концентраций катионных белков в крови реализуется и в поражении центральной нервной системы при ГЭС: инъекция ЕСР разрушала клетки Пуркинье в экспериментальной модели на морских свинках в течение 7 дней [49].

Имеющиеся данные позиционируют эозинофильные лейкоциты как преимущественно тканеспецифичные эффекторные клетки, основной хоуминг которых выявляется в крупных иммунологических органах. Эозинофил продуцируется в костном мозге из плюрипотентной стволовой клетки, которая дифференцируется в предшественник CD34+, способный к образованию колоний базофилов и эозинофилов. Продукция эозинофилов включает каскад взаимозависимых факторов транскрипции: GATA-1 (член семейства цинковых пальцев), PU.1 (член семейства ETS), белки C/EBP (семейство белков, связывающихся с CCAAT-энхансерной последовательностью в промоторах). Для пролиферации и дифференцировки эозинофильных лейкоцитов важную роль играют IL-3, GM-CSF и IL-5. IL-5 и GM-CSF также увеличивают продолжительность жизни эозинофила, отменяя апоптоз. Покинув костный мозг, где они созревают в течение 3–4 дней, эозинофилы несколько часов циркулируют в крови, а затем мигрируют в периваскулярные ткани, главным образом, в легкие, желудочно-кишечный тракт и кожу, где остаются в течение 2–5 дней (до 14 дней под воздействием цитокинов). Следует отметить, что in vitro в отсутствие цитокинов эозинофилы живут менее 48 ч.

На каждый эозинофил периферической крови приходится примерно 200–300 эозинофилов в костном мозге и 100–200 — в других тканях [9]. У взрослого человека в костном мозге содержится от 3 до 5 % эозинофилов, треть из которых — зрелые и две трети – миелоцитарные предшественники. Однажды попав в органы-мишени, эти клетки не возвращаются в кровоток. Возможно повышение количества эозинофилов в тканях при нормальном их уровне в крови из-за повышенной продолжительности жизни после экстравазации. В норме эозинофильные лейкоциты заселяют желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), что регулируется тканевой экспрессией эотаксина-1. Присутствие эозинофилов в подслизистом слое ЖКТ обеспечивает врожденный иммунный ответ при паразитарных инвазиях [46]. Также эозинофильные лейкоциты обнаруживают в легких, коже, мочевыводящих путях, тимусе и матке, где они принимают участие в обеспечении различных вариантов иммунного ответа. В некоторых случаях эозинофилам приписывают функцию презентации антигена (суперантигены Staphylococcaceae, вирусные, паразитарные инвазии), активирующую Т-клетки и запускающую специфический иммунный ответ [66]. В других противомикробный потенциал эозинофильных гранулоцитов может быть реализован за счет способности этих клеток к фагоцитозу. Известно, что эозинофилы поглощают бактерии с последующим их расщеплением путем генерации высокотоксичных супероксидных и нитроксидных радикалов, инициирующих процессы перекисного окисления мембранных липидов бактериальной стенки. Вместе с тем, процесс деградации микробной клетки происходит под влиянием кислой реакции, создаваемой внутри фаголизосомы при участии гидролитических ферментов и лизосомальных белков. Однако цитотоксические протеины, высвобождающиеся при дегрануляции эозинофилов, способны инициировать специфические морфологические изменения легочной ткани, оказывать повреждающее действие на эндотелий сосудов и миелинизированные нервные волокна, стимулировать процессы фиброзирования и, тем самым, осложнять течение инфекционного процесса [4, 54].

Читайте статью целиком
в печатной версии журнала
!

Содержание | Следующая статья

Подпишитесь на журнал "Цитокины и Воспаление" он-лайн!


Начата подписка на 2019 год!

Обновление на книжной полке: компакт-диск Цитокины и воспаление, 2008 год.

© 2002-2019 Цитокины и Воспаление