Нейтрофилы крови и изменение их функциональной активности при шокогенных повреждениях

Аннотация

Фагоцитарные реакции занимают одно из центральных мест в регуляции гомеостаза и играют важную роль в формировании патологических процессов. Особое значение среди последних имеет шок, развивающийся при мощных агрессивных воздействиях на организм и сопровождающийся значительными структурно-функциональными сдвигами, которые охватывают все системы, в том числе и фагоцитарные. По происхождению и структурно-функциональным особенностям все фагоцитирующие клетки делятся на микрофаги (нейтрофилы) и макрофаги (альвеолярные, клетки Купфера, моноциты и др.).

Полный текст

Большинство клинических исследований по фагоцитозу проведено на нейтрофилах, так как именно они составляют основную часть фагоцитирующих клеток крови и служат наиболее удобным объектом для наблюдений. Нейтрофил называют «зеркалом гомеостаза», подразумевая его способность к быстрому и точному отражению разнообразных нарушений в организме, а также высокую скорость обновления нейтрофилов крови, которые полностью заменяются каждые 6—10 часов и, следовательно, фиксируют те сдвиги, которые произошли за этот период в организме [8].

Функции зрелых нейтрофилов в организме многообразны и расшифрованы не до конца, но ведущая из них, безусловно, антимикробная, которая реализуется посредством фагоцитоза бактерий и иммунных комплексов либо путем активной секреции бактерицидных факторов, преформированных в гранулах в инфицированную ткань.

Условно в процессе фагоцитоза выделяют несколько стадий [9]: хемотаксис (направленное движение в сторону фагоцитируемого объекта), сорбцию (или рецепцию) объекта фагоцитоза на плазматической мембране нейтрофила, поглощение (или собственно фагоцитоз), киллинг и внутриклеточное переваривание.

Биоцидная система нейтрофила состоит из двух принципиально отличающихся друг от друга групп: компонентов кислородзависимой бактерицидности и кислороднезависимых факторов. Обладая способностью к разнообразным реакциям, нейтрофилы не всегда активируются одновременно по каждой из них [8].

Нейтрофил как элемент «первой линии» защиты организма от нарушений гомеостаза активно вовлекается в патологические процессы, развивающиеся при различных угрожающих жизни (терминальных) состояниях: обширных ожогах, механической травме, синдроме ДВС. В настоящее время основными причинами смерти при этих состояниях являются шок и инфекционные осложнения (ожоговый и раневой сепсис). Развитие сепсиса объясняется не только и не столько наличием широких входных ворот инфекции, сколько несостоятельностью систем неспецифической резистентности и иммунитета [7].

В разделе изучения активности факторов неспецифической резистентности большинство исследований в клинике и эксперименте посвящено оценке различных стадий фагоцитоза полиморфноядерными лейкоцитами (ПМЛ) периферической крови. В этих работах обращает на себя внимание стереотипность происходящих во времени событий при ожоговой и механической травмах, а также при обширном хирургическом вмешательстве [6]. В ранней стадии шока (в эректильной фазе) поглотительная способность нейтрофилов, оцениваемая по фагоцитарной активности (ФА) и фагоцитарному индексу (ФИ), у части обследованных повышена или нормальная [1, 5], у других — значительно снижена [4, 5]. При этом во всех случаях регистрируются низкие показатели завершенности фагоцитоза (ПЗФ). Эти сдвиги сопровождаются кратковременной лейкопенией [1], вызванной, по-видимому, краевым стоянием стимулированных нейтрофилов в сосудистом русле. В дальнейшем в торпидной фазе шока и постшоковом периоде наблюдаются лейкоцитоз, нейтрофилез с увеличением числа сегментоядерных клеток, анэозинофилия, лимфопения. Количество моноцитов остается нормальным или повышено [4, 12]. Для поздних проявлений шока характерно угнетение всех факторов неспецифической защиты: снижение уровней комплемента, лизоцима, пропердина, иммуноглобулинов [1, 3, 10], фибронектина [16], метаболической активности нейтрофилов, уменьшение числа поглощаемых нейтрофилом микробов и их разрушение в клетке [4, 5, 25]. Лизосомальная секреция ПМЛ, оцениваемая по суммарной бактерицидной активности сыворотки крови, имеет тенденцию к снижению [4], уменьшается и уровень катионных белков в гранулах нейтрофилов [2, 11]. При исследовании больных в раннем постшоковом периоде травматической болезни выявлено значительное угнетение хемотаксиса лейкоцитов [17]. Степень угнетения фагоцитоза коррелирует с тяжестью состояния больных и прогрессирует по мере развития ожоговой болезни. У части больных изучаемые показатели не достигают нормальных цифр даже в периоде выздоровления [5].

Проведенные нами исследования [13, 14] подтвердили подавление функциональной активности нейтрофилов и зависимость степени угнетения фагоцитоза от тяжести травматического и ожогового шока. Установлено, что при ранней реакции организма на травму, несмотря на высокую поглотительную способность нейтрофилов, отмечается снижение их микробицидной активности. Сопоставление полученных результатов с литературными данными [16] свидетельствует о корреляции прослеженных изменений с падением уровня плазменного фибронектина и подавлением клиринговой функции РЭС. Стимуляция системы мононуклеарных фагоцитов, не оказывая заметного влияния на поглотительную способность нейтрофилов, приводит к усилению их микробицидных свойств до значений, которые у части животных превышают нормальные показатели. Одновременно отмечаются повышение резистентности к шоковому воздействию и увеличение числа выживших животных к исходу торпидной фазы шока.

Таким образом, развитие шока вызывает серьезные расстройства механизмов антиинфекционной защиты, что является предрасполагающим фактором для развития инфекции. Сочетание нарушений внешнего защитного барьера и внутренних защитных систем приводит уже в самые ранние сроки к появлению бактериемии. В раннем периоде из крови выделяются главным образом E. coli и S. epidermidis. Число бактерий достигает максимума через 2—4 часа после травмы, к 12 часам их количество несколько снижается. Исследования, проведенные для выяснения источника развивающейся ранней бактериемии, позволили установить, что в первые часы после шокогенной травмы в кровоток поступают в основном представители нормальной и условно-патогенной микрофлоры кишечника [4]. Бактериемия играет важную роль в патогенезе шока, вызывая микробную интоксикацию и сенсибилизацию организма, утяжеляя течение шока и предопределяя в последующем развитие септических осложнений [7]-

Изменение функции нейтрофилов при шоке не ограничивается подавлением фагоцитоза и антимикробной активности. Шоковый процесс любой этиологии характеризуется развитием полиорганной недостаточности. При этом тяжесть состояния больного во многом определяется поражением жизненно важных органов.

Важнейшими факторами, способствующими повреждению эндотелия сосудов микроциркуляторного русла и тканей «шоковых» органов, являются активированные нейтрофилы [28, 34]. В последнее время утвердилось мнение, что ПМЛ-обусловленное повреждение клеток инициируется эндотоксином — биологически активным веществом, освобождающимся при гибели грамотрицательных бактерий [20, 30]. Эндотоксемия развивается в тех случаях, когда количество поступающего в кровь эндотоксина превосходит возможности клеток РЭС по его элиминации. Такая ситуация складывается при развитии любого шокового процесса, который характеризуется повышенным поступлением эндотоксина через ишемизированную стенку кишечника в кровоток в связи с повреждением печеночного барьера [16, 18]. Нейтрофильные гранулоциты являются основными акцепторами эндотоксина. Связывание нейтрофилов с липополисахаридом (ЛПС) приводит к перераспределению этих клеток в микроциркуляторном русле и сопровождается повышением способности их к адгезии и агрегации [15, 24, 28]. Аккумуляция нейтрофилов в легких при респираторном дистресс-синдроме (РДС) может происходить под воздействием хематтрактантов, выделяемых активированными макрофагами [30].

При адгезии нейтрофилы подвергаются активации и секретируют комплекс биологически активных эффекторных субстанций: лизосомальные ферменты, супероксидные радикалы, кинины, комплексное воздействие которых ведет к повреждению эндотелия и повышению проницаемости альвеолярно-капиллярного барьера [26]. Большинством авторов признается ведущая роль в этом процессе свободных радикалов кислорода, образующихся в результате «респираторного взрыва», освобождаемых нейтрофилами и активирующих перекисное окисление липидов [23, 29].

Эффекты воздействия эндотоксина на нейтрофилы могут опосредоваться комплементом и другими гуморальными факторами. Так, введение подопытным животным интерлейкина-1 и фактора некроза опухолей ведет к активации нейтрофилов и развитию клиники РДС [22, 31].

Лейкостаз в легочных капиллярах заканчивается выходом части нейтрофилов в просвет бронхов. Этот процесс сопровождается изменением их функциональных свойств. Гранулоциты лаважной жидкости обладают значительно сниженной адгезивностью и фагоцитарной активностью [24]. Депрессия фагоцитоза может частично объяснить снижение бактериального клиренса и высокий риск развития легочного сепсиса при шоке. Нейтропения уменьшает клинические проявления РДС, но не предотвращает его развития [33]. Активация гранулоцитов в легочных капиллярах является важным, но не единственным механизмом повреждения легких при шоке.

Дестабилизация гомеостаза, наблюдающаяся при шоке, приводит к развитию острого генерализованного воспалительного процесса. К центральным эффекторам воспаления принадлежит активированный нейтрофил, секретирующий продукты, инициирующие и поддерживающие этот процесс (лейкотриены, простагландины, тромбоцитактивирующий фактор, лизосомальные ферменты, токсические оксиметаболиты) [26, 32]. Гистоны и катионные белки, выделяемые нейтрофильными гранулоцитами, выступают как медиаторы воспаления, вызывая дегрануляцию тучных клеток с выходом в плазму крови биологически активных веществ (гистамина и др.) [9].

Гранулоциты вносят свой вклад в развитие синдрома внутрисосудистого свертывания крови (ДВС), так как при стимуляции способны выделять прокоагулирующие факторы [27]. В нейтрофилах содержатся тромбопластин и факторы свертывания VIII, IX и XII. Этот факт доказывают опыты, проведенные на животных, лишенных нейтрофилов [21]: у них не удается воспроизвести феномен Швартцмана. Токсические субстанции, продуцируемые нейтрофилами, — свободные радикалы кислорода, лизосомальные ферменты, тромбоцитактивирующий фактор — способны повредить эндотелий и тем самым инициировать или усугублять проявления ДВС [19]. Развитие синдрома ДВС при шоке сопровождается активацией калликреин-кининовой системы, степень которой коррелирует с тяжестью течения шока [11]. Кининогеназа нейтрофилов, выделяющаяся при дегрануляции, потенцирует процесс образования биологически активных кининов [8], вызывая дополнительную активацию фактора XII, повышение проницаемости и снижение тонуса сосудов.

Таким образом, гиперактивация нейтрофилов может быть ответственной за повреждение органов и тканей при шоке. Вместе с тем необходимо отметить и важное адаптивное значение системы полиморфноядерных лейкоцитов при шоке. Развитие нейтропении является плохим прогностическим признаком [18].

Следовательно, нейтрофилы активно участвуют в патогенезе шока и его последствий. Изучение различных морфофункциональных их особенностей после шокогенных воздействий на организм может способствовать разработке дополнительных критериев диагностики тяжести и прогнозирования исходов постагрессивных состояний, оценке резистентности организма и эффективности лечебных мероприятий как в лечебной, так и в экспертной практике.