Содержание к диссертации
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ГЛАВА! Формирование системы «паразит-хозяин» при гельминто- 15
зах
Механизмы адаптации гельминтов 16
Специфические и неспецифические реакции иммунной системы хозяина 20
ГЛАВА II. Формирование системы «паразит-хозяин» при описторхоз-
нойинвазии ,о
ГЛАВА III. Влияние описторхозной инвазии на формирование иммун
ного ответа к микобактериям туберкулеза *r
Иммунный ответ на микобактерии туберкулеза 50
Влияние описторхозной инвазии на чувствительность организма к туберкулезной инфекции 55
ГЛАВА IV. Обоснование положений теории онтогенетической коадап-
тации пойкилотермных описторхисов и гомойотермного
млекопитающего при формировании системы «паразит-
хозяин» 59
Современные методологические подходы к оценке иммунного статуса ^9
Общебиологические закономерности адаптации. Понятия адаптации 62
Закономерности функционирования иммунной системы при инфекционных заболеваниях ." ^0
Основные положения теории онтогенетической коадапта-ции пойкилотермных гельминтов и гомойотермного млекопитающего при формировании системы «паразит-хозяин» '**
ГЛАВА V. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальная часть исследований 79
Иммунолабораторная часть исследований 87
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА VI. Структурно-временной алгоритм онтогенетической коадап-тации пойкилотермных описторхисов и гомойотермного
млекопитающего в динамике формирования системы «па
разит-хозяин» в эксперименте д~
Физиологические механизмы адаптации пойкилотермных гельминтов к существованию в гомойотермном организме .. 94
Физиологические механизмы адаптации гомойотермного организма к сосуществованию с пойкилотермными опи- ілл сторхисами
ГЛАВА VII. Структурно-временной алгоритм специфических и неспе- 111
цифических реакций иммунной системы в динамике опи-
сторхозной инвазии в эксперименте
Закономерности специфических и неспецифических реакций иммунной системы при описторхозной инвазии | j j
Функциональные взаимосвязи иммунной системы при описторхозной инвазии. Фазы адаптационного ответа иммунной ^с системы. Адаптивные типы иммунного статуса
Механизмы снижения активности специфического иммунитета при описторхозной инвазии 230
ГЛАВА VIII. Влияние стадии адаптации иммунной системы при опистор
хозной инвазии на эффективность иммунореабилитацион- j^
ных мероприятий в эксперименте
ГЛАВА IX. Влияние стадии адаптации иммунной системы при опистор
хозной инвазии на формирование иммунного ответа к ин- ^S2
фекционным антигенам в эксперименте
ГЛАВА X. Влияние стадии адаптации иммунной системы при опистор
хозной инвазии на общие и частные проявления хрониче
ского воспаления при «микстгранулематозном» паразитоце-
нозе «описторхоз-туберкулез в эксперименте.. * I"1
ГЛАВА XI. Системная характеристика адаптивного типа иммунного
статуса человека с описторхозной инвазией длительностью ^\
2-3 года ...
Факторы неспецифической иммунорезистентности 171
Клеточное звено иммунной системы 179
Гуморальное звено иммунной системы 190
Цитокиновый статус и уровень кортизола 192
ГЛАВА XII. Системная характеристика иммунного статуса человека с
туберкулезом органов дыхания 202
1. Факторы неспецифической иммунорезистентности 202
Клеточное звено иммунной системы 208
Гуморальное звено иммунной системы 215
Цитокиновый статус и уровень кортизола 217
ГЛАВА XIII. Адаптивный тип иммунного статуса человека при «микст-ранулематозном» паразитоценозе «описторхоз-туберкулез».
Общие и частные проявления хронического воспаления
Факторы неспецифической иммунорезистентности 224
Клеточное звено иммунной системы 230
Гуморальное звено иммунной системы 237
Цитокиновый статус и уровень кортизола 239
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 245
ВЫВОДЫ 265
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 269
ПРИЛОЖЕНИЕ 316
БЛАГОДАРНОСТИ 325
\
Введение к работе
Актуальность исследования. Несмотря на более чем столетнюю историю, описторхоз по многим позициям остается еще недостаточно хорошо изученным. (Беэр, 2005). В связи со сложностью системы «паразит-хозяин», состоящей из многоклеточных организмов, находящихся на разных полюсах эволюционного развития - млекопитающего и гельминтов, возникает множество вопросов о механизмах ее функционирования. В теоретическом аспекте наиболее актуальными являются вопросы о биологических закономерностях формирования системы «паразит-хозяин» (Колеватова, 1979; Астафьев, 1986; Беэр, Ройтман, 2001; Гаврилов, 2001; Разумнюк, Даниленко. 2001). В прикладном аспекте наиболее актуальными являются вопросы о физиологических механизмах функционирования иммунной системы в условиях длительной перси-стенции паразитарных антигенов во внутренней среде организма (Озерецковская, 2000; Sripa, Kaewkes, 2001).
С эволюционной точки зрения процесс формирования системы «паразит-хозяин» занимает миллионы лет - со времени появления теплокровных организмов и перехода свободноживущего поколения гермафродитных описторхид к паразитированию в организме млекопитающих (Беэр, 2005). Ретроспективный анализ показывает, что человек, ввиду своей эволюционной молодости, является наименее приспособленным к существованию в условиях системы «паразит-хозяин» (Беэр, 2005). Тем не менее, длительность персистенции описторхисов у человека соизмерима с продолжительностью его жизни (Яблоков, 1979; Завой-кин и др., 2001), сопровождается системными изменениями в организме и формированием различных патологических состояний (Сергиев и др., 1999; Озерецковская, 2000; Литвинова и др., 2002; Степанова, 2002; Толоконская и др., 2002).
С точки зрения паразитологии возможность формирования системы «паразит-хозяин» объясняется высокой адаптированностью Opisthorchis felineus (Rivolta, 1984) к организменным условиям паразитизма. В том числе, генетическим полиморфизмом, крупными размерами, особым местом локализации, спо-
7 собностью экранироваться от факторов иммунной системы и оказывать на нее супрессирующее воздействие (Кондинский, 1984; Лейкина, 1985; Астафьев, 1986; Котелкин и др., 2001; Озерецковская, 2000; Maizels etal., 1993; Sripa, Kaewkes, 2001). Однако физиологические механизмы адаптации описторхисов к существованию в организме млекопитающего и супрессии иммунной системы изучены недостаточно.
С точки зрения иммунологии процесс формирования системы «паразит-хозяин» представляет собой смену типов специфического иммунного ответа на антигены жизненного цикла гельминтов, развитие хронического воспаления с формированием специфических IgE-зависимых гранулем и последующим формированием специфической толерантности (Дроздова, 1987; Озерецковская, 2000; Карбышева и др., 2002). Однако механизмы супрессии специфического иммунитета при описторхозной инвазии изучены недостаточно.
В динамике формирования системы «паразит-хозяин» отмечаются изменения неспецифических реакций иммунной системы и формирование вторичного иммунодефицитного состояния (Дроздова, 1987; Кривцова, 1993; Озерецковская, 2000). Причем снижение активности иммунной системы усиливается на фоне снижения активности гельминтов при хронизации инвазии и сохраняется через 2,5 года после дегельминтизации (Суховей, 1993; Шонин, 1998; Степанова, 2002). Однако физиологические механизмы функционирования иммунной системы в условиях длительной персистенции паразитарных антигенов во внутренней среде организма и формирования иммунодефицитного состояния при описторхозной инвазии изучены недостаточно. Следует отметить, что существующая методология дифференцированной оценки иммунного статуса (Петров, Лебедев, 1984; Стефани, Вельтищев, 1996; Чередеев, Ковальчук, 1997; Хаитов, Пинегин, 2001; Михайлеїжо, 2004) не позволяет определить причины его модификации при хронической паразитарной инвазии.
Мы предлагаем рассмотреть процесс формирования системы «паразит-хозяин»» и закономерности функционирования иммунной системы с точки зрения физиологии, как процесс онтогенетической^ коадаптации млекопитающего
8 и гельминтов. Известно, что регуляция процесса адаптации осуществляется нервной, эндокринной и иммунной системами. При этом установлено, что процесс адаптации у гомойотермних организмов развивается по кататоксической программе, одной из составляющих которой является активация иммуногенеза, а пойкилотермных - по синтоксической, для которой характерна, в частности, супрессия иммуногенеза (Селье, 1960; 1982; Судаков, 1993; 1997; 2002; Морозов, Фризен, 1999; Ветрова и др., 2000). В этой связи рабочей гипотезой нашего исследования явилось предположение о том, что закономерности функционирования иммунной системы в условиях длительной персистенции паразитарных антигенов могут представлять собой специфическую часть общебиологической закономерности адаптации. Данный подход является интеграционным и в определенной мере объединяет предыдущие подходы. В то же время определение закономерностей адаптации не только хозяина, но и гельминтов, позволит по-новому (с точки зрения, которая до сих пор почти не принималась во внимание иммунологами и физиологами) рассмотреть сущность физиологических механизмов адаптации иммунной системы при паразитарной инвазии.
Длительное существование системы «паразит-хозяин» в пространственно-временном континууме предполагает периодический контакт с сопутствующими инфекционными агентами, что не исключает возможности усложнения системы до многокомпонентного паразитоценоза, состоящего из организмов, находящихся на разных уровнях организации - млекопитающего, гельминтов и микроорганизмов. В этой связи особый интерес вызывает процесс формирования паразитоценоза с туберкулезной инфекцией, в основе которой также лежат механизмы хронического воспаления, но с формированием специфических ИФН-у-зависимых туберкулем (Маянский, 2001). Известно, что на фоне опи-сторхоза изменяется активность иммунного ответа на антигены микобактерий -от анергии до гиперергической реакции на туберкулин (Азербаев и др., 1984; Мурашкина, Новикова, 2002; Новиков и др., 2002), в 2,6 раза увеличивается риск заражения туберкулезом (Сергиев и др., J999) и формирования паразито-
9 ценоза (Васильев и др., 1986; Русакова, 1993; Кашуба, 2004). Несмотря на важность проблемы, изучению иммунофизиологических механизмов хронического воспаления при «микстгранулематозном» паразитоценозе «описторхоз-туберкулез» уделяется недостаточно внимания.
Определение физиологических механизмов адаптации иммунной системы при описторхознои инвазии и паразитоценозе «описторхоз-туберкулез» может иметь не только фундаментальное значение для иммунологии и физиологии, но и прикладное - для формирования адекватной стратегии проведения профилактических, диагностических, лечебных и иммунореабилитационных мероприятий в очагах описторхознои инвазии.
Цель работы - в условиях модельного эксперимента и в наблюдениях на человеке изучить иммунофизиологические механизмы развития адаптационного ответа при описторхознои инвазии и паразитоценозе «описторхоз-туберкулез».
Задачи исследования:
Изучить алгоритм изменения биологической активности описторхисов и морфофизиологических показателей млекопитающего в динамике формирования системы «паразит-хозяин» в модельном эксперименте и выделить из них проявления, носящие характер общебиологических закономерностей адаптации.
Изучить структурно-временной алгоритм изменения активности специ-фических и неспецифических реакций иммунной системы в динамике описторхознои инвазии и определить характер ее адаїггационного ответа на длительную персистенцию паразитарных антигенов в эксперименте.
Определить некоторые механизмы супрессии специфического иммунитета при описторхознои инвазии.
Оценить влияние исходного иммунофизиологического фона иммунной системы при описторхознои инвазии на эффективность иммунореабилитационных мероприятий и формирование иммунного ответа к инфекционным антигенам в эксперименте.
Оценить влияние исходного иммунофизиологического фона иммунной системы при описторхозной инвазии на развитие хронического воспаления при паразитоценозе «описторхоз-туберкулез».
Изучить иммунный, цитокиновый и гормональный статус человека при описторхозной инвазии и паразитоценозе «описторхоз-туберкулез» и выделить общие и частные проявления хронического воспаления.
Положения, выносимые на защиту.
Процесс формирования системы «паразит-хозяин» при описторхозной инвазии является процессом онтогенетической коадаптации млекопитающего и гельминтов, основанным на взаимодействии биологических программ адаптации гомойотермных и пойкилотермных организмов с чередованием стадий с кататоксической или синтоксической направленностью адаптационного ответа.
Адаптационный ответ иммунной системы в динамике описторхозной инвазии представляет собой циклическое изменение активности ее специфических и неспецифических реакций с формированием стабильного иммуносу-прессивного исхода и соответствует закономерностям иммуногенеза на антигены жизненного цикла гельминтов и биологическим закономерностям адаптации млекопитающего и гельминтов.
Состояние исходного иммунофизиологического фона при описторхозной инвазии оказывает решающее влияние на эффективность иммунореабили-тационных мероприятий с использованием иммунодепрессанта морфозина и вакцины БЦЖ, формирование специфического иммунного ответа на вакцину БЦЖ, специфические и неспецифические реакции хронического воспаления при паразитоценозе описторхоз-туберкулез» в эксперименте.
Иммунный, цитокиновьш и гормональный статус человека при описторхозной инвазии, туберкулезной инфекции и паразитоценозе «описторхоз-туберкулез» имеет общие и частные проявления хронического воспаления, основанные на балансе про- и противовоспалительных цитокинов и уровня кор-тизола; активации или десенситации рецепторного аппарата нейтрофилов, мо-
11 ноцитов, лимфоцитов; активации или супрессии специфического и неспецифического Txl - и Тх2-зависимого иммунитета.
Научная новизна исследования.
Впервые в модельном эксперименте определено, что структурно-временной алгоритм онтогенетической коадаптации млекопитающего и опи-сторхисов при формировании системы «паразит-хозяин» соответствует биологическим закономерностям адаптации гомойотермных и пойкилотермных организмов с характерным чередованием стадий с кататоксической или синтоксиче-ской направленностью адаптационного ответа. Определено дозозависимое влияние экзометаболитов описторхисов на процессы иммуногенеза и структурно-функциональные параметры млекопитающего.
Определены основные черты адаптационного ответа иммунной системы при длительной персистенции паразитарных антигенов во внутренней среде организма при описторхозной инвазии. Установлена цикличность изменения активности специфических и неспецифических механизмов адаптации иммунной системы с формированием стабильного иммуносупрессивного исхода. Установлена интегративная связь клеточного (Txl-зависимого) иммунитета с кататоксической, а гуморального (преимущественно Тх2-зависимого) иммунитета с синтоксической направленностью адаптационного ответа. Определены некоторые механизмы супрессии специфического иммунитета при описторхозной инвазии.
Впервые установлено влияние исходного иммунофизиологического фона при описторхозной инвазии на эффективность иммунореабилитационных мероприятий с использованием иммунодепрессанта морфозина и вакцины БЦЖ, формирование специфического иммунного ответа на сопутствующие инфекционные антигены, специфические и неспецифические проявления хронического воспаления при паразитоценозе «описторхоз-туберкулез» в эксперименте.
Выделены общие и частные проявления иммунного, цитокинового и гормонального статуса человека при описторхозной инвазии, туберкулезной ин-
12 фекции и паразитоценозе «описторхоз-туберкулез», являющиеся системно-интегративными критериями стадии хронического воспаления. Теоретическая значимость результатов исследования и возможные перспективы их использования: Теория онтогенетической коадаптации млекопитающего и гельминтов при описторхозной инвазии может быть использована при других гельминтозах. Иммунная система может служить маркером общего адаптационного процесса при длительной биологической агрессии, а адаптивные типы иммунного статуса, установленные в модельном эксперименте для каждой стадии адаптационного процесса, могут быть использованы для определения иммуно-адаптационной стадии при описторхозе у человека. Установленные иммунофи-зиологические механизмы адаптации организма могут служить основой для разработки лечебных и иммунореабилитационных мероприятий при описторхозной инвазии. Экспериментальная модель паразитоценоза «описторхоз-туберкулез» продемонстрировала новые возможности для изучения патогенеза и формирования стратегии проведения лечебных мероприятий при туберкулезной инфекции на фоне описторхозной инвазии. Выделенные системно-интегративные критерии хронического воспаления при описторхозной инвазии, туберкулезной инфекции и паразитоценозе «описторхоз-туберкулез» у человека, могут использоваться для определения стадии хронического воспаления при различных гранулематозных патологиях.
Полученные данные открывают перспективу к определению дифференци-ровочных критериев иммунного, цитокинового, гормонального и биохимического статуса человека для разных стадий адаптации при описторхозе; поиску препаратов, активирующих кататоксическую программу адаптации при описторхозе для повышения эффективности лечебных и иммунореабилитационных мероприятий; изучению фармакологических свойств экзометаболитов опистор-хисов.
13 Степень внедрения:
Авторское свидетельство №1691867А1 на изобретение «Способ
моделирования сочетанной патологии описторхоз-туберкулез»
(Государственный реестр изобретений СССР, 15 июля 1991 г). Методические рекромендации «Диагностика, лечение и основы профилактики сочетанной патологии «описторхоз-туберкулез» в регионе Крайнего Севера» (Л., 1990 г.). Некоторые положения диссертации опубликованы в монографии «Паразитоценотические аспекты инвазионно-инфекционной патологии (описторхоз-туберкулез)» (2002 г.). Материалы диссертации используются в лекционном курсе на кафедре физиологии с курсом иммунологии биологического факультета Тюменского государственного университета. Результаты работы внедрены в практическую деятельность ряда клинических учреждений г.Тюмени.
Апробация работы.
Материалы диссертации доложены на Всесоюзной конференции «Адаптация человека в различных климато-географических и производственных условиях» (Новосибирск, 1981); научно-практической конференции «Актуальные вопросы теоретической и клинической медицины» (Тюмень, 1983); Всесоюзной конференции «Проблемы здоровья человека в Западно-Сибирском ТПК» (Новосибирск, 1983); научно-практической конференции «Описторхоз» (Курган, 1987); научной конференции «Экспериментальная и клиническая иммунология на Востоке страны» (Красноярск, 1988); научно-практической конференции «Компенсаторно-приспособительные механизмы внутренних органов и головного мозга в норме, патологии и эксперименте» (Тюмень, 1989); на I Всесоюзном съезде научного общества иммунологов (Сочи, 1989); YI Всероссийском Съезде микробиологов, эпидемиологов и паразитологов (Н.Новгород, 1991); научно-практической конференции «Актуальные, вопросы иммунореабилитации больных» (Тюмень, 2000); научно-практической конференции «Человек и охрана здоровья» с международным участием (Тюмень, 2002); VII Всероссийском Форуме имени академика В. И. Иоффе «Дни имму-
14 нологии в Санкт-Петербурге» с международным участием (С.-Петербург, 2003); Объединенном иммунологическом Форуме (3-й Съезд иммунологов России, 6-й Национальный конгрессе РААКИ, 3-я Российская конференция «Цито-кины. Воспаление. Иммунитет») (Екатеринбург, 2004).
Публикации:
По теме диссертации опубликовано 60 работ, в том числе 18 статей, из них 6 в журналах, рекомендуемых ВАК РФ, монография, изобретение, методические рекомендации.
Объем и структура диссертации:
Диссертация изложена на 325 страницах, состоит из введения, 5 глав обзора литературы, 8 глав собственных исследований, заключения, выводов, библиографии. Работа иллюстрирована 56 таблицами, 13 рисунками. Список литературы включает 306 отечественных и 141 иностранных литературных источника.
15 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ГЛАВА 1. ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ «ПАРАЗИТ-ХОЗЯИН» ПРИ ГЕЛЬМИНТОЗАХ
Паразитарные болезни человека - глобальная проблема (Сергиев и др., 1999; Шевырева, 2002). Они приводят к развитию разнообразных форм приобретенного иммунодефицита, вызывают аллергизацию организма, являются причиной задержки психического и физического развития детей, снижают трудоспособность взрослых, сопротивляемость инфекционным заболеваниям и эффективность вакцинопрофилактики (Сергиев и др., 1999; Озерецковская, 2000; Maizels et. al., 1993; Rumjanek et. al., 1993; Butterworth, 1994; Grelli et. al., 1996; Vogl, 1998). Учитывая важность борьбы с паразитарными болезнями для многих стран, 54 сессия Всемирной ассамблеи здравоохранения в 2001 г. одобрила стратегию борьбы с гельминтозами до 2010 г. (Шевырева, 2002). Изучение механизмов существования хозяино-паразитарных систем как структурных биологических единиц является необходимым условием для разработки наиболее эффективной стратегии лечения и реабилитации больных гельминтозами (Озерецковская, 2000; Беэр, Ройтман, 2001; Толоконская и др., 2002).
1. Механизмы адаптации гельминтов. Существование одного многоклеточного организма в другом, чуждом ему в антигенном отношении, по образному выражению Б.А. Астафьева (1986) является «иммунологическим парадоксом». Это явление может иметь место только при наличии у" паразита эффективных механизмов выживания в организме хозяина. Исследования последних лет показали, что нарушения различных компонентов иммунной системы - Т- и В-иммунитета, системы фагоцитов, возникающие при гельминтозах, связаны не. с дефектностью собственно иммунной системы или иммунного ответа, а с тем, что физиологически полноценная иммунная система хозяина поставлена в условия, которые препятствуют развитию адекватного иммунного ответа вследствие высокой адаптированности возбудителя (размеры, цикл развития, смена антигенов, иммунологическое уклонение и другие), что позволяет паразиту в
условиях «минимальных затрат» обеспечить свою жизнедеятельность (Астафьев, 1986; Горохов, 1998; Bnogal et al, 1989; Maizels et al., 1993; Clark, Rocket, 1996).
Механизмы адаптации гельминтов к существованию в условиях системы «паразит-хозяин». Мечников И. И. (1874) в своей работе «Общий очерк паразитической жизни» указьгеает, что «в природе параллельно происходят два процесса: во-первых, усложнение морфофизиологической организации живых организмов и сокращения численности потомства; во-вторых, упрощение организации ради усиления репродуктивной функции и выносливости, что сопровождается увеличением численности видов-паразитов. Изумительная способность паразитов к размножению и выносливость - два главнейших орудия борьбы с более высокоорганизованными и эксплуатируемыми существами» (цит. по Горохову, 1998).
Эффективность иммунного ответа на инвазию гельминтов главным образом зависит от трех факторов: антигенности паразита, эффекторного механизма иммунной системы и возможностей паразита избегать иммунного ответа хозяина (Lynch et. al., 1994; Felleisen et. al, 1994; Florine et. al., 1996).
К числу особенностей морфологии и биологии гельминтов, которые могут повлиять на формирование иммунного ответа, следует отнести их размеры и локализацию в организме, сложность структуры и мультифакторные особенности метаболизма, отсутствие размножения в теле хозяина, выраженную цик-личность развития, значительные различия морфологической структуры на определенных стадиях развития паразита, характер их обмена, антигенных и им-муногенных свойств (Лейкина, 1985; Andreassen, 1996).
Большое значение в понимании механизмов формирования и развития иммунитета при паразитарных заболеваниях имеют представления об антигенном строении гельминтов.
У гельминтов имеются экзогенные антигены, которые образуются в процессе нормального роста и развития паразита, и эндогенные, связанные преимущественно со структурой, они обычно выделяются после гибели паразита.
17 Экзогенные антигены, как правило, более иммуногенны (Кондинский, 1983; Покровский и др., 19936). Экзогенные и эндогенные антигены характеризуются многокомпонентностью и полифракционностью. В экстрактах половозрелых гельминтов выявлено более шестидесяти различных антигенов. Среди них есть видоспецифичные, но значительная часть антигенов малоспецифична, и являются общими для разных видов паразитов. Этим объясняется наличие перекрестного иммунитета к разным видам гельминтов (Лейкина, 1985; Кондинский, 1985; Астафьев, 1988; Flisser A. et. al., 1994).
Общие антигены свойственны и разным стадиям развития гельминта (Andreassen, 1996). Наиболее энергичное выделение антигенов и их высокая иммунизирующая активность наблюдается во время линьки личинок гельминтов (Лейкина, 1985; Астафьев, 1988; Andreassen, 1996). Антигенными свойствами обладают и вещества, выделяемые яйцами, но реактивность на растворимые антигены яиц ниже, чем на антигены личиночных стадий гельминтов (Яроцкий, 1982; Andreassen, 1996; Martinez-Moreno et. al., 1996).
К механизмам уклонения гельминтов от иммунных эффекторных факторов относится потеря - «слущивание» - антигенов со своей поверхности. Например, шистосомулы в возрасте 3 ч активно связывают антитела, а старше 24 ч и зрелые шистосомы становятся резистентными к иммунным эффекторным механизмам (Pearce et. al., 1990). По мере созревания Schistosoma mansoni у них повышается ригидность мембран, что снижает их восприимчивость к повреждающему действию иммунных реакций, обусловленных антителами (Rumjanek et. al., 1993).
У некоторых гельминтов найдены антигены МНС человека, например, у шистосоматид, на основании чего была сформулирована гипотеза молекулярной мимикрии гельминтов при внедрении в организм хозяина. Гипотеза молекулярной мимикрии предполагает наличие близости или идентичности HLA-антигенных детерминант хозяина и антигенов паразитов, вследствие чего организм хозяина становится неспособным к распознаванию «чужого». Установлено наличие перекрестных реакций трипоносоматидов 12 видов и 6 родов (пато-
18 генных и непатогенных для человека) с одним или несколькими антигенами HLA человека. Считается, что приобретение антигенов HLA хозяина и механическое воздействие паразита на ткани организма хозяина может инициировать процессы аутосенсибилизации к продуктам собственных тканей (Астафьев, 1987; Кривцова, 1993; Bloom, 1989; Pearce, James, 1989; Schweitzer, 1990; Rum-janeket. al., 1993).
У гельминтов в процессе длительной совместной эволюции с видами позвоночных хозяев выработались не только механизмы защиты и уклонения от факторов иммунной системы, но и способность оказывать на нее угнетающее действие. По мнению Е. С. Лейкиной (1985) индуцируемая гельминтами супрессия иммунной системы хозяина рассматривается как одна из основных причин возможности их длительного выживания в макроорганизме и сохранения репродуктивной функции. Б. А. Астафьев (1986) считает, что иммуноде-прессивное воздействие гельминтов на организм хозяина - обязательное условие их жизни и является одним из законов паразитизма.
Механизмы супрессии иммунной системы хозяина у гельминтов могут быть различными. Растворимые антигены паразитов, выделяемые ими в огромных количествах, могут подавлять иммунный ответ хозяина путем так называемого иммунного отвлечения. Особенно ярко это проявляется на ранних стадиях развития инвазии и в момент линьки гельминтов. Выделяемые гельминтами большие концентрации антигенов могут нейтрализовать циркулирующие антитела, создавая своего рода «дымовую завесу», защищающую от них паразитов (Maizels et. al., 1993). Экспериментально показано, что антигены гельминтов и иммунные комплексы могут также блокировать рецепторы на клетках-эффекторах антителозависимой клеточной цитотоксичности (АЗКЦ) ~ ней-трофилах и макрофагах (McLaren, 1990).
Подавление иммунного ответа на паразитарные антигены может происходить путем инактивации макрофагов. На макрофагах имеются рецепторы к полисахаридам и глюкоконьюгатам, которые секретируются многими гельминтами в больших количествах. При этом макрофаги могут быть «перегружены»
19 антигенами, поскольку полисахариды и глюкоконьюгаты препятствуют про-цессингу и презентации антигенов (Maizels et. al., 1993). В частности, установлено, что у макрофагов мышей, зараженных шистосомами, нарушается способность презентировать антигены. К тому же многие продукты метаболизма паразитов избирательно стимулируют выделение макрофагами простагландинов и других супрессивных молекул, которые подавляют развитие воспалительных реакций и иммунный ответ (Maizels et. al., 1993). С другой стороны, массивная антигенная нагрузка может приводить к развитию состояния специфической иммунологической толерантности (Фонталин, Певницкий, 1978; Ада, Рамсей, 2002; Elmer, 1997).
Многие выделяемые гельминтами метаболиты обладают митотической активностью для Т- и В-лимфоцитов, что приводит к их поликлональной активации (так называемая «диверсия» против иммунной системы) и синтезу антител, не имеющих отношения к антигенам гельминтов. Неспецифическая активация иммунной системы приводит к ослаблению функции В-лимфоцитов в целом, прогрессивному истощению популяции антигенреактивных В-лимфоцитов и, таким образом, специфической и поликлональной иммуносупрессии (Maizels et al., 1993).
Антигены паразитов могут индуцировать специфическую толерантность у Т- и В-клеток, блокируя антителообразующие клетки или истощая популяцию зрелых антигенспецифичных лимфоцитов путем делеции клонов или подавления клональной экспансии. Например, обнаружен иммунодепрессивный эффект у антигенов возбудителей шистосомоза. Зрелые шистосомы вырабатывают низкомолекулярный ингибирующий фактор, подавляющий дегрануляцию тучных клеток и пролиферацию лимфоцитов. Этот фактор in vivo вызывает сильную иммунодепрессию Т-лимфоцитов (Mazingue et. al., 1987; Marikowsky et. al., 1988). Длительное взаимодействие метаболитов паразитов с рецепторами Т-клеток, в первую очередь Тх2-клеток, вызывает выделение ими иммуносупрес-сивных факторов -ИЛ-10, ТФР-р (McLaren, 1990; Clark, Rocket, 1996).
\
Кроме того, показана диффузная связь паразитарных антигенов со структурными элементами лимфоузлов, осуществление которой происходит благодаря участию иммунных комплексов в транспортировке антигена в лимфоузлы и селезенку (Кондинский, 1985; Arend et. al., 1985).
В основе высокой адаптированности гельминтов к существованию в различных экологических условиях и в организмах различных хозяев может лежать высокая пластичность нейронов гельминтов (Голубев, Малютина, 1995). При изучении ультраструктуры у 10 видов трематод установлена высокая изменчивость нейронов, что рассматривается авторами как филогенетически закрепленная способность нервных клеток гельминтов осуществлять перестройку своей ультраструктуры в процессе онтогенеза, а также определенным образом соответствовать экологическим условиям и характеру обмена веществ хозяина (Голубев, Малютина, 1995).
Установлено, что при паразитировании гельминты усиленно потребляют аминокислоты и гормоны из организма хозяина, необходимые им для роста и размножения. В частности, повышение уровня пролактина и снижение концентрации глюкокортикоидов в организме хозяина сопровождается значительным повышением активности процессов созревания и репродукции гельминтов (Лу-ценко, 1995).
Таким образом, именно биологические особенности гельминтов, их размеры, место локализации, преодоление и супрессия иммунной защиты организма хозяина, то есть высокая адаптированность к существованию в условиях паразитизма, лежат в основе их длительного существования в организме хозяина. Не исключается, что гельминты через продукты своей жизнедеятельности могут оказывать влияние не только на иммунную, но и нервную и эндокринную системы, а также тип обмена веществ в организме дефинитивного хозяина.
2. Механизмы специфической и неспецифической адаптации иммунной системы хозяина. Организм млекопитающих, как наиболее сложно- и высокоорганизованный, отстает от гельминтов по скорости адаптации к изменениям условий своего существования. В связи \С этим необходимо учитывать
21 значимость паразитизма, как явления планетарного масштаба соизмеримого с историей формирования жизни на Земле (Беэр, Ройтман, 2001), как фактора биологического прогресса и «катализатора» темпов эволюции млекопитающих. В результате взаимной «селекции на совместимость» коэволюция паразита и хозяина выражается в уменьшении патогенности первого и повышения устойчивости второго (Беэр, Ройтман, 2001).
В связи с тем, что системой, ответственной за сохранение антигенного го-меостаза, является иммунная, необходимо проследить интимные механизмы адаптации, которые происходят в ее различных компартментах.
При многих паразитарных инвазиях отмечается многообразие форм иммунного ответа на различные антигены паразитов, смена типов (Txl-зависимый или Тх2-зависимый) иммунного ответа в процессе онтогенетического развития паразита, своеобразное выражение иммунологических реакций (Лейкина, 1981; 1985; Астафьев, 1986; 1988; Васильев, 1991; Озерецковская, 2000; Сергиев и др., 1999; Maizels et. al., 1993; Clark, Rocket, 1996).
Механизмы адаптации неспецифических факторов защиты. В организме хозяина гельминты наиболее подвержены воздействию клеточных элементов и антител на ранней стадии развития, когда у них еще не возникла защита от факторов иммунной системы хозяина (Яроцкий, 1982; Pearce et. al., 1990; Rumjanek et. al., 1993). Среди клеточных факторов неспецифической резистентности в раннюю стадию инвазии важную роль играют нейтрофилы, макрофаги, тучные клетки и эозинофилы (Arend et.al., 1985; Frank, Fries, 1991; Fridman, 1991; Dixon, 1994).
Нейтрофилы присутствуют в очагах воспаления, вызванного внедрением паразитов на разных стадиях инвазии, но их число особенно велико в первые часы (Nogueria-Mchado et. al., 1988; Butterworth, 1994; Levy, 1998). Для нейтро-филов характерна интенсивная вспышка дыхания, их секреторные гранулы содержат чрезвычайно цитотоксические белки. Во внеклеточном разрушении паразитов принимает большое участие выделяемый нейтрофилами ЩО2 (Frank, Fries, 1991; Fridman, 1991; Clark, Rocket, 1996).
Значение нейтрофилов в защите от гельминтов связывают с наличием специальных рецепторов, опосредующих их взаимодействие с гельминтами. В составе поверхностной оболочки гельминтов имеются молекулярные структуры, обладающие сродством к комплементу и вызывающие его активацию, а на мембране нейтрофилов имеются рецепторы для фракций активированного комплемента. После связывания через С-рецепторы с гельминтом нейтрофилы могут «запускать» цитотоксическую атаку на гельминта (Тотолян, Фрейдлин, 2000; Долгушин, Бухарин, 2001; Frank, Fries, 1991).
Нейтрофилы имеют также Fc-рецепторы и могут участвовать в реакциях антителозависимой клеточной цитотоксичности (АЗКЦ). При этом эффективность АЗКЦ нейтрофилов может зависеть от изотипа и специфичности антител. Связывание с поверхностью гельминтов через IgGl- и 103-антитела (Txl-зависимые антитела) активирует экзоцитоз гранул и тем самым повышает эффективность АЗКЦ у нейтрофилов (Khalife, 1990; Rumjanek et. al., 1993; Van der Winkel, Capel, 1993). Активируют нейтрофилы на экзоцитоз гранул провоспа-лительные цитокины'— ФНО-а, ГМ-КСФ и ИФН-у, секретируемые макрофагами и Txl-лимфоцитами (Butterworth, 1994; Levy, 1998). Для провоспалительных цитокинов на поверхности нейтрофилов имеются специальные рецепторы. При этом сами нейтрофилы способны контролировать свою активность путем экспрессии рецепторов активации из третичных гранул, находящихся у них в цитоплазме, или путем «шеддинга» (сбрасывания) их со своей мембраны (Тотолян, Фрейдлин, 2000). В очагах хронического воспаления и при длительной секреции провоспалительных цитокинов, нейтрофилы ограничивают свой токсический потенциал «шеддингом» рецепторов активации. При этом свободные рецепторы служат сэоеобразными ловушками для провоспалительных цитокинов (Тотолян, Фрейдлин, 2000).
В очагах хронического воспаления происходит замена нейтрофильной инфильтрации на моноцитарно/макрофагальную (Долгушин, Бухарин, 2001).
Сразу после заражения гельминтами в организме хозяина усиливаются все эффекторные функции макрофагов (Frank, Fries, 1991; Fridman, 1991; Dixon,
23 1994). Макрофаги являются ключевыми клетками любого иммунного ответа как антигенпрезентирующие клетки (АПК), служат основными продуцентами провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-12, ГМ-КСФ, ИЛ-8 и др.), которые привлекают в очаг и стимулируют другие эффекторные клетки, а через влияние на регуляторную ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники (ФНО-а, ИЛ-1, ИЛ-6) участвуют в мобилизации защитных сил организма на борьбу с внедрившимся паразитом (Фрейдлин, Тотолян, 2000; Абрамов и др., 2001).
Активированные макрофаги служат наиболее важным источником ФНО-а, ИЛ-lp, ИЛ-6, ИЛ-12, ИЛ-8 и колониестимулирующих факторов (КСФ), которые необходимы для развития протективного иммунного ответа на инвазию гельминтов, взаимодействуют с другими типами клеток и усиливают их активность, в частности АЗКЦ нейтрофилов (Фрейдлин, Тотолян, 2001; Vogl, 1998).
Выделяя преимущественно ИЛ-12 или ИЛ-6, что определяется свойствами самого антигена, макрофаги могут направлять тип иммунного ответа в сторону Txl-зависимого или Тх2-зависимого (Яршшн, 1998). ФНО-а также активирует макрофаги, эозинофилы и тромбоциты для уничтожения шистосомул, действие которого усиливается в присутствие ИФН-у (Butterworth, 1994). ИЛ-1 активирует специфический иммунный ответ, ИЛ-6 усиливает выработку гепатоцитами белков острой фазы, а ИЛ-8 является мощным хемоаттрактантом для нейтрофилов (Фрейдлин, Назаров, 1999).
Помимо этого макрофаги могут участвовать в иммунном ответе и как эффекторные клетки. На мембране макрофагов имеются специальные рецепторы для фракций активированного комплемента- CR1, CR3 и CR4. После связывания через С-рецепторы с гельминтом макрофаги могут «запускать» цитотокси-ческую атаку на гельминта (Тотолян, Фрейдлин, 2000; Долгушин, Бухарин, 2001; Frank, Fries, 1991).
Макрофаги при гельминтозах могут функционировать также как клетки-киллеры в реакции антителозависимой цитотоксичности. На поверхностной мембране макрофагов имеются Fc-рецепторы для связанных с антигеном антител классов IgG, IgA и IgE (Fridman, 1991; Delespesse et. al, 1992; Van der
24 Winkel, Capel, 1993; Bona, Bonilla, 1996). Например, под действием специфических IgG- и IgE-антител усиливается способность макрофагов уничтожать шис-тосомул (Maizels et. al., 1993).
При хронизации гельминтоза функциональная активность клеток фагоцитарной системы периферической крови значительно снижается. Так, снижение поглотительной активности нейтрофилов выявлено у 68% и моноцитов - у 41% больных токсокарозом. Сохранность фагоцитарной активности нейтрофилов и моноцитов выявлена только у 16% больных токсокарозом (Золотова и др., 2002). Не исключено, что различная степень супрессии активности клеток фагоцитарной системы, выявленная у больных токсокарозом, обусловлена разной длительностью заболевания.
Таким образом, клетки фагоцитарной системы - нейтрофилы и макрофаги, участвуют в противопаразитарном иммунном ответе как цитотоксические эф-фекторные клетки в основном на ранних, личиночных стадиях развития гельминтов. При созревании гельминтов, смене ими секретируемых и поверхностных антигенов, а также при формировании защитной кутикулы роль нейтрофилов и макрофагов, эффекторные функции которых в значительной степени зависят от цитокинов Тх1-лимфоцитов (Ярилин, 1998), в противоглистном иммунитете ослабевает, и наибольшее значение приобретают другие эффекторные клетки - эозинофилы.
Эозинофилы, как предполагается, эволюционно возникли специально для защиты против тканевых стадий развития паразитов, слишком крупных, чтобы их можно было уничтожить путем фагоцитоза (Ройт и др., 2000), но большинство функций эозинофилов зависит от антигенспецифических (IgE-зависимых) механизмов (Фрейдлин, Тотолян, 2001), поэтому их роль в защите от гельминтов несколько отсрочена во времени. Повышение числа эозинофилов при гель-минтозах наблюдается после 1-й недели инвазии, достигая максимальных значений на 3-4-й неделе инвазии.
Зависимость активности эозинофилов при гельминтозах от уровня антител наглядно продемонстрировало исследование, проведенное в клинических уело-
25 виях при токсокарозе. Фагоцитарная активность эозинофилов периферической крови у больных с высоким уровнем антител к токсокарам значительно повышена по сравнению с пациентами, имеющими низкие титры. Активация эози-нофильного фагоцитоза наблюдается у 62% пациентов, тогда как у здоровых людей фагоцитарная активность эозинофилов практически не определялась (Зо-лотова и др., 2002).
Наиболее изучена IgE-зависимая цитотоксичность эозинофилов. Синтез IgE при гельминтозах увеличивается в период созревания гельминтов при смене ими поверхностных и секретируемых антигенов. Синтезируют IgE В-лимфоциты под влиянием цитокинов Тх2-клеток, главным образом ИЛ-4 (Озе-рецковская, 1997; Grelli et. al, 1996). Антигенспецифический IgE фиксируется с помощью Fab-фрагментов на личинке паразита, а к свободному Fc-фрагменту прикрепляется эозинофил и дегранулирует, выделяя токсические вещества (Lakroft, 1989; Grelli et. al., 1996). Выделяющиеся при этом метаболиты - главный основной белок (МБР - major basic protein) кристаллоидного ядра эозинофилов, катионный белок, пероксидаза, анионы супероксида повреждают кутикулу паразита и даже могут ее лизировать. Наибольшим повреждающим действием обладает МВР (Долгушин, Бухарин, 2001; Фрейдлин, Тотолян, 2001; Grelli et. al., 1996).
Образование эозинофилов контролируется ИЛ-5, основными продуцентами которого являются антигенспецифические Тх2-лимфоциты (Moqbel et. al., 1990; Grelli et. al., 1996), а цитотоксичность эозинофилов усиливается под воздействием провоспалительных цитокинов ФНО-а и ГМ-КСФ, секретируемых макрофагами (Фрейдлин, Тотолян, 2001).
Например, ФНО-а усиливает повреждающее действие эозинофилов на личинки Schistosoma mansoni путем стимуляции их дегрануляции. К тому же, доминирующая часть эозинофилов при тканевых гельминтозах сама обладает повышенной способностью секретировать ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ГМ-КСФ и ФНО-а, что аутокринно усиливает их адгезивность к эндотелию сосудов и приводит к образованию эозинофильных инфильтратов в тканях и органах (Moqbel et. al.,
26 1990). При этом ИЛ-4 может являться аккумулятором эозинофилов, способствовать их трансэпителиальной миграции и являться фактором экспрессии маркера CD23 (FceRII) - низкоаффинного рецептора для IgE на поверхностной мембране эозинофилов (Несмеянов, 1995), то есть способен усиливать активность антителозависимого противопаразитарного иммунитета.
Большое влияние на усиление эффекторных функций эозинофилов оказывают продукты тучных клеток, предназначенных в первую очередь именно для этого. Содержание тучных клеток в очаге в острую стадию паразитарной инвазии очень быстро возрастает в несколько раз. Выделяемые паразитом антигены вызывают локальную IgE-зависимую дегрануляцию тучных клеток с выбросом медиаторов (ИЛ-4, ИЛ-5, ФНО-а и других цитокинов), которые избирательно привлекают в очаг инвазии эффекторные клетки - эозинофилы, базофи-лы и тромбоциты, и усиливают их активность (Moqbel et. al, 1990; Baumgartner et. al., 1994). Проникшие через стенку капилляров базофилы при наличии в очаге антигена также дегранулируют и образуют новые порции ИЛ-4 и ФНО-а. В итоге в инфильтратах реакции поздней фазы гистаминсодержащие клетки представлены в основном базофилами, а гистамин, действуя на Тх2-лимфоциты через их Н2-рецепторы, стимулирует выделение интерлейкинов, необходимых для дальнейшего развития иммунного ответа по Тх2-типу (Беклемишев, 1998).
Механизмы адаптации клеточного звена иммунной системы при гельминтозах. Изучению роли Т-лимфоцитов в защите организма от гельминтов посвящено много исследований. Одним из первых доказательств участия Т-лимфоцитов в защите организма от гельминтов явились опыты по переносу клеток селезенки, в первую очередь Т-лимфоцитов, от иммунных животных к неиммунным реципиентам, которые способствуют устранению гельминтов на ранних стадиях шистосомоза (Nogueria-Mchado et. al., 1988). Дальнейшими исследованиями иммуногенеза при паразитарных инвазиях была установлена роль различных субпопуляций Т-лимфоцитов в развитии иммунного ответа при гельминтозах.
Тип Т-лимфоцитов - Txl или Тх2, участвующих в борьбе с инвазией, варьирует в зависимости от природы паразита и стадии заболевания, и определяется тем, какой цитокин эти клетки продуцируют. На начальной стадии инвазии возможно равное присутствие лимфоцитов Txl- (ответственных преимущественно за клеточный иммунитет) и Тх2-(ответственных за гуморальный иммунитет) типов (Grelli et. al., 1996). В дальнейшем их соотношение может меняться, сдвигаясь в сторону того или иного типа клеток. Поскольку цитокины Тх1(ИФН-у, ИЛ-2)- и Тх2(ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10)-клеток взаимно антагонистичны, то субпопуляция Т-лимфоцитов, которая в конечном счете окажется доминирующей, будет иметь решающее значение для устранения паразита (Moqbel et. al., 1990; Parronchi et. al., 1991; Grelli et. al., 1996; Clark, Rocket, 1996; Vogl, 1998).
Анализ данных литературы по этой теме позволяет, в некоторой степени, разделить сферу влияния Txl-зависимого и Тх2-зависимого типа иммунного ответа в зависимости от стадии инвазии. Многие исследователи отмечают, что на ранних стадиях инвазии активируются преимущественно лимфоциты Txl-типа (Grelli et. al., 1996; Clark, Rocket, 1996; Vogl, І998). Формирование иммунного ответа через первоначальную активацию Txl-лимфоцитов встречается при шистосомозе, эхинококкозе, штпостронгилезе, онхоцеркозе и других гельмин-тозах (Pestel et. al., 1985; Mogbel et. al, 1987; Maizels et. al., 1993; Finkelman et. al., 1994; Butterworth, 1994; Dunne et .al., 1995; Romagnani, 1994).
Антигены личиночных стадий шистосом способны активировать преимущественно Txl-зависимый тип иммунного ответа, при котором лимфоциты синтезируют ИЛ-2, ИФН-у, ФНО-а, ИЛ-3, ГМ-КСФ и другие провоспалитель-ные цитокины. Провоспалительные цитокины на ранних стадиях развития инвазии необходимы для активации костномозгового кроветворения и привлечения в очаг воспаления эффекторных клеток (нейтрофилов, макрофагов, базофи-лов, лимфоцитов), а также для реализации адекватного иммунного ответа (Maizels et. al., 1993).
Повышенная секреция ИФН-у Txl-клетками повышает функциональную активность макрофагов и экспрессию на их поверхностной мембране рецепторов для Fc-фрагмента IgG - CD 16, и тем самым обеспечивает классический путь активации макрофагов и развитие ими реакций АЗКЦ (Фрейдлин, Тото-лян, 2000). Например, повышение активности макрофагов через классический путь активации (Txl-зависимый) способствует разрушению шистосомул на легочной стадии миграции посредством выделения оксида азота (N0). Подобная реакция продемонстрирована в эксперименте на мышах, вакцинированных ослабленными облучением личинками шистосом. Уже через 24 часа после введения паразитов клетки, окружающие шистосомул в легочной ткани, в основном были представлены Txl-лимфоцитами (Clark, Rockett, 1996), но через неделю инвазии уровень ИФН-у начинает снижаться и возрастают уровни ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-10, что свидетельствует о постепенном переключении типа иммунного ответа на Тх2-зависимый.
При введении уже зараженным Schistosoma mansoni мышам ИФН-у и ИЛ-12, которые являются стимуляторами Txl-зависимого клеточного иммунитета, у животных наблюдалось подавление патологических проявлений кишечного шистосомоза. При этом длительность выживания мышей увеличивалась на 2 недели, а число яиц паразитов снижалось примерно на 75% (Vogl, 1998). Данное исследование свидетельствует о протективности Txl-зависимого иммунного ответа при шистосомозе на ранних стадиях его развития.
В динамике развития инвазии и по мере созревания гельминтов иммунный ответ, как правило, переключается с Txl-зависимого на Тх2-зависимый (Ischi-saka et al., 1990; Moqbel, Pritchard, 1990; Parronchi et. al., 1991; Pritchard, 1993). Пусковыми механизмами стимуляции активности Тх2-зависимого иммунного ответа являются секретируемые паразитами и их яйцами пептиды или экспрес-сируемые на их поверхностной мембране молекулы — цистеин протеиназы, мимикрирующие белки и молекулы хозяина, растворимые метаболиты и компоненты кутикулы/тегумента. Эти антигены в своей молекуле несут большое количество эпитопов, ивдуцирующих у антигенпрезентирующих клеток синтез
29 и секрецию повышенного уровня ИЛ-4, который переключает дифференциров-ку «наивных» антигенспецифичных лимфоцитов ТхО-типа в Тх2-клетки. Специфические Тх2-лимфоциты, ответственные за гуморальный иммунный ответ, через синтез цитокинов ИЛ-4 и ИЛ-6 усиливают синтез специфических антител, главным образом IgE-класса, а через синтез ИЛ-5 активируют эозинофилы на IgE-зависимую цитотоксичность в отношении половозрелых гельминтов и их яиц (Moqbel, Pritchard, 1990; Parronchi et. al., 1991; Pritchard, 1993).
Продуцируемые Тх2-клетками ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10 и другие цитоки-ны обеспечивают размножение эозинофилов, тучных клеток/базофилов, а также В-лимфоцитов, которые продуцируют IgE, усиливая специфичность иммунной реакции (Ischisaka et. al, 1990; Goyal et. al., 1993). Эти же цитокины способствуют снижению функциональной активности Тх1-клеток и секреции ими ИЛ-2, но главное - приводят к снижению уровня ИФН-у (Clark, Rockett, 1996).
В норме в организме Тх2-клеток относительно немного: из числа не разделенных на субпопуляции лимфоцитов человека всего 1-3% синтезировали ИЛ-4, тогда как 20-40% лимфоцитов образовывали ИЛ-2 и ИФН-у, то есть относились к Txl-клеткам (Andreassen, 1996). При гельминтозах процент Тх2-клеток может увеличиваться в 10 и более раз (King, Nutman, 1992; Maizels et. al., 1993).
Беклемишев Н.Д. (1998) предлагает следующий вариант объяснения каскадного развития Тх2-зависимого иммунного ответа при кишечных гельминтозах. Клетки Лангерганса (КЛ) в слизистых оболочках кишечника улавливают растворимые антигены гельминтов, мигрируют в регионарные лимфатические узлы, где превращаются в дендритные клетки (ДК) и представляют паразитарные антигены совместно с комплексом гистосовместимости 2 класса (ГКГС 2) непраймированным специфическим Т-хелперам (ТхО). В ответ на антигенное воздействие и под влиянием цитокинов ДК (главным образом ИЛ-4) ТхО-лимфоциты дифференцируются в Тх2-тип. Растворимые антигены гельминтов и цитокины, выделяемые активированными ДК и Тх2-лимфоцитами, способствуют превращению находящихся в состоянии покоя специфических В-лимфоцитов в антигенпрезентирующие клеткил В результате этого процесс
представления антигена непраймированным ТхО-клеткам идет уже двумя видами антигенпрезентирующих клеток (ДК и В-лимфоцитами), что приводит к еще большему усилению активации Тх2-зависимого иммунного ответа и многократному увеличению концентрации IgE и числа эозинофилов (Беклемишев, 1998).
Следует отметить, что АПК, представленные ДК и В-лимфоцитами, то есть «крайние звенья Тх2-зависимого механизма иммунитета» (Беклемишев, 1998), первично экспрессируют рецепторы для IgE - низкоаффинные FcsRII (CD23) и высокоаффинные FceRI, и эти два типа клеток, через синтез соответствующих цитокинов, обладают способностью вызывать активацию преимущественно Тх2-клеток. Тх2-лимфоциты с помощью ИЛ-4, ИЛ-13 и ИЛ-10 реципрокно тормозят активность Txl и макрофагов, секрецию ими интерлейкинов, создавая тем самым наиболее благоприятные условия для собственной высокой активности. Под действием ИЛ-4 на поверхности Тх2-лимфоцитов увеличивается число рецепторов для ИЛ-1, благодаря чему возрастает их способность реагировать на стимуляцию представляемым антигеном. В результате, чем больше становится активированных Тх2-лимфоцитов, тем интенсивнее идет этот процесс, приобретая характер каскадной реакции (Беклемишев, 1998).
Дополнительно к выше перечисленным механизмам каскадного усиления активности Тх2-зависимого иммунного ответа при паразитарных инвазиях можно добавить еще один. Под влиянием ИЛ-4 происходит переключение ци-тотоксических С08+-киллеров в CD8+-cynpeccopbi. При этом CD8+-cynpeccopbi вновь синтезируют ИЛ-4, который также способствует превращению непрай-мированных лимфоцитов ТхО в Тх2-тип и дальнейшей стимуляции образования ИЛ-4, что еще больше угнетает Txl-зависимый иммунитет и функциональную активность нейтрофилов и макрофагов (Croft et al., 1994).
Тх2-популяция лимфоцитов при разных гельминтозах может определять разное течение заболевания. Так, при шистосомозе повышенная активность Тх2-лимфоцитов определяет развитие тяжелой болезни (Mazingue et. al., 1987; Marikowsky et. al, 1988), а при гименолепидозе -юсвобождение от зрелых пара-
зі зитов и прекращение (или снижение) ларвопродукциии (Watanade et. al., 1994). При эхинококкозах отчетливое преобладание Тх2-популяции свидетельствует об активации или даже прогрессировании болезни (Romangani, 1994). При альвеолярном эхинококкозе высокий уровень продукции ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-10 и, особенно, ИЛ-5 (цитокины Тх2-типа) авторы также связывают с прогрессиро-ванием болезни (Sturm etal., 1995). Двойственные результаты, полученные в очаге онхоцеркоза, могут отражать раннюю стадию инвазии (наличие непрай-мированных ТхО-клеток) с ее абортивным течением (Steel, Nutman, 1993). При компенсированном течении эхинококкоза сосуществует активация (в той или иной степени) Txl- и Тх2-типов лимфоцитов (Sturm et. al., 1995).
Супрессорами по отношению к Тх2-зависимому иммунитету являются макрофаги, Txl и ЕК-клетки, продуцирующие ИЛ-12 (макрофаги), ИЛ-2 (Txl-лимфоциты) и ИФН-у (Txl-лимфоциты). Цитокины Тх1-клеток подавляют активность клеток Лангерганса, оказывают отрицательное влияние на все звенья Тх2-зависимого иммунитета и переключают процесс дифференцировки лимфоцитов на образование из непраймировашгых ТхО не Тх2-, a Txl-лимфоцитов (Корнева, Шхинек, 1988).
По набору синтезируемых цитокинов зараженные животные могут отличаться от вакцинированных. У мышей, зараженных Schistosoma mansoni, преобладает активность Тх2-зависимого иммунитета и синтез ИЛ-5. У иммунизированных антигенами шистосом мышей активность Тх2-зависимого иммунитета, уровень IgE, число эозинофилов относительно невелико и доминирует активность Txl-зависимого иммунитета и макрофагов (Clark, Rockett, 1996), что еще раз свидетельствует о протективности Txl-зависимого иммунного ответа при шистосомозе.
Обнаружено, что у лиц, иммунных к заражению онхоцерками, в ответ на специфический антиген одновременно возрастает продукция ИЛ-2 и ИЛ-4 лимфоцитами периферической крови, что говорит об относительности разделения протективного значения Txl- и Тх2-популяции лимфоцитов у иммунного населения очага онхоцеркоза (Steel, Nutman, 1993).
Перенос Т-лимфоцитов от животных с массивной инвазией может подавлять протективный иммунитет и приводить к гибели реципиентов. Как выяснилось, связано это с усилением активности Тх2-зависимого иммунитета и секре-тируемых ими противовоспалительных цитокинов ИЛ-4 и ИЛ-10, которые ре-ципрокно подавляют активность Txl-клеток и секрецию ИФН-у, необходимого для активации макрофагов и уничтожения личиночных стадий паразитов (Clark, Rocket, 1996).
Формирование протективного Тх1(ИФН-у)-зависимого иммунного ответа при первичном ниппостронгилезе определяется стимуляцией ИЛ-12, что сопровождается угнетением активности лимфоцитов Тх2-популяции. Но если индуцировать подавление продукции IgE, пролиферации тучных клеток и эозино-филов в динамике гельминтоза, то наблюдается повышение выживания и плодовитости уже взрослых червей (Mogbel et. al., 1990).
Мононуклеары периферической крови больных гидатидозным эхинокок-козом в ответ на специфический антиген секретируют существенно больше ИФН-у, чем неинвазированные. Вместе с тем, при антигенной стимуляции продукция клетками ИЛ-4 и ИЛ-10 тоже очень высока! Секрецию ИФН-у при антигеном раздражении авторы связывают с присутствием одновременно с Тх2-лимфоцитами и ТхО-популяций клеток (Romagnani, 1994).
Однако относительный вклад субпопуляций Txl- и Тх2-клеток в развитии иммунитета к гельминтам пока до конца не ясен. Считается, что выбор и акти-вация Txl- и Тх2-клонов при инвазиях определяется фенотипами и хозяина и паразита и в итоге формирует становление и течение болезни (Wakelin, 1994).
Механизмы адаптации гуморального звена иммунной системы при гельминтозах. На основании экспериментальных исследований установлено, что гуморальный иммунитет, синтез антител против гельминтов и их метаболитов развивается позже клеточного иммунного ответа, но сохраняется длительно. При многих паразитарных инвазиях развивается поликлональная гипергам-маглобулинемия, в основном под действием высвобождаемых паразитами соединений, вызывающих В-митогенный эффект (Maizels et. aL, 1993). Причем
33 гипергаммаглобулинемия бывает обусловлена одновременным повышением как специфических, так и общих иммуноглобулинов (Карбышева и др., 2002).
Ранние исследования на животных посвящены, главным образом, выявлению зависимости титров специфических антител с интенсивностью инвазии и репродуктивной активности гельминтов. Например, в эксперименте на животных, инвазированных Schistosoma mansoni, установлено, что максимальное повышение уровня антител в сыворотке крови совпадало с максимальной лавро-цидной активностью, что связано с созреванием паразитов (Rogers, 1987). В условиях кишечного шистосомоза определялась прямая зависимость между уровнем антител и количеством яйцепродукции (Reed, 1989). Предполагается, что повышение антителопродукции способствует деструкции яиц и образованию гранулем (Hirata, 1986). Хотя другие исследователи указывали на отсутствие зависимости между уровнем антител и степенью инвазии при кишечном шис-тосомозе (Selveroy, 1988).
Из обзора литературы, проведенного Н.Н.Озерецковской (2000), видно, что при гельминтозах эффекторный механизм различных изотипов антител может различаться. Повышенный уровень ИЛ-4 способствует индукции продукции IgE В-клетки, подавляя при этом продукцию IgG2 и IgG4. В процессе развития инвазии и иммунного ответа на паразитарные антигены уровень продукции IgG4 антител существенно отстает во времени от продукции IgGl антител. Но при длительном течении инвазии или при повторной иммунизации продукция высокоафинных IgG4 антител ускоряется и длительно остается на высоком уровне, опережая в этом отношении IgGl антитела, теряющих со временем свою аффинность. При этом IgG4 блокируют действие IgE. Гиперпродукцию IgG4 антител при гельминтозах связывают со снижением сенсибилизирующего действия специфических IgE, что может, в определенной степени, рассматриваться как фактор, смягчающий патологию (Озерецковская, 2000). Вместе с тем, IgG4-airraTefla не имеют специфического рецептора, не связывают комплемент, блокируют рецепторы для IgE на тучных клетках и эозинофилах, и тем самым снижают активность противопаразитарного иммунного ответа. Счи-
34 тается, что IgG4 способствуют персистированию инвазии и подверженности реинвазиям, что рассматривается как нарушение коэволюционно выработанного баланса IgEAgG4, необходимого для сосуществования паразита и хозяина. Например, обнаружен более высокий уровень специфических ^04-антител у лиц, подверженных заражению Schistosoma mansoni и Schistosoma hematobium, что связывают с конкуренцией специфических IgG4 и IgE антител за рецепторы на клетках-эффекторах (Озерецковская, 2000).
Высказывается мнение, что в связи с тем, что для детей характерен высокий уровень IgG4, поэтому и риск заражения гельминтозами и повторное заражение наиболее вероятны в детском возрасте (Озерецковская, 2000; Фрейдлин, Тотолян, 2001). Развитие протективного иммунитета у детей может зависеть от переключения синтеза иммуноглобулинов с IgG4 на синтез IgE, которое происходит с возрастом; поэтому частота заражения гельминтозами максимальна в возрасте 10-14 лет, когда уровень IgG4 особенно высок (Maizels et. al., 1993). Значение гиперпродукции IgG4 при тканевых гельминтозах человека пока до конца невыяснено (Озерецковская, 2000).
На основании данных о стимуляции гельминтами гиперпродукции неспецифических IgE и IgE-антител к негельминтным антигенам, кожурирующими со специфическими IgE за рецепторы на клетках-эффекторах, высказывают мнение о возможной защитной роли ітшерігоодукции IgE не для хозяина, а для паразита (Pritchard, 1993).
Механизмы формирования паразитарных гранулем. При многих паразитарных инвазиях иммунная система не способна самостоятельно полностью устранить паразитов, но, активируя неспецифические факторы организма, способствует изоляции от них ткани организма с помощью формирования трансантигенного барьера - зоны воспаления. При этом организм-хозяин локально реагирует на высвобождаемый паразитарный антиген, который стимулирует секрецию цитокинов, привлекающих другие эффекторные клетки в соответствующий участок (Peariman et. al., 1995).
Вслед за быстро текущей аллергической реакцией немедленного типа при тканевых гельминтозах развивается поздняя фаза с образованием клеточных инфильтратов - антителозависимых гранулем, содержащих макрофаги, эозино-филы, тучные клетки, Тх2-лимфоциты и нейтрофилы (Moqbel, Pritchard, 1990; Mosmann, 1991). Эта реакция - хронический клеточно-опосредованный ответ на растворимые антигены гельминтов и их яиц, задержанные таким образом в тканях, и более эффективный способ ликвидации яиц и паразитов в печени (Dannenberg, 1989).
Установлено, что активную роль в развитии гранулематозного процесса вокруг яиц паразитов играют цитокины лимфоцитов Тх2-типа (Roberts, 1987). Вместе с тем, при экспериментальном японском шистосомозе установлено, что подавление продукции ИЛ-4 снижает интенсивность фиброза печени, несмотря на некоторое увеличение гранулем вокруг яиц и самого паразита. Последнее связывают с действием ИЛ-12, секретируемого макрофагами в гранулемах, и обладающим стимулирующим влиянием на синтез ИФН-у Txl-лимфоцитами. Таким образом, формирование и развитие гранулемы вокруг шистосомулы определяется модулирующим действием цитокинов Txl- и Тх2-клонов - ИФН-у и ИЛ-4, а развитие фиброза связано, в частности, с гиперпродукцией ИЛ-4 (Maizels et al., 1993; Clark, Rockett, 1996).
Важно, что специфические Txl- и Тх2-лимфоциты не только направляют шггигенспецифический иммунный ответ по клеточному или гуморальному пути, но и инициируют в месте внедрения патогена воспалительные реакции двух типов - ГЗТ с участием макрофагов, синтезирующих провоспалительные цитокины ИЛ-1, ФНО-а и другие медиаторы воспаления, и гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ) с вовлечением тучных клеток, базофилов и эозино-филов. При этом воспалительные реакции, контролируемые Тх2-лимфоцитами, являются более щадящими для организма за счет противовоспалительного эффекта цитокинов ИЛ-4, ИЛ-10- и ИЛ-13, препятствующих развитию повреждающего иммунного воспаления, вызванного активацией лимфоцитов Txl-типа (Железникова, 2000).
ИЛ-4, в синергизме с другими противовоспалительными цитокинами, стимулирует альтернативный путь активации макрофагов, при котором макрофаги аккумулируют и выделяют фиброгенные факторы, стимулирующие фиб-робласты на образование гранулематозной ткани и, в конечном счете, развития фиброза (Clark, Rockett, 1996). Данная реакция, несмотря на то, что она может быть полезной для хозяина, поскольку изолирует клетки печени от секретируе-мых яйцами и паразитом токсинов, служит также и основной причиной патологии, так как вызывает необратимые изменения в печени. В отсутствие Т-клеток гранулемы не образуются, и последующей фиброзной инкапсуляции не происходит (Maizels et al., 1993).
Таким образом, на протяжении инвазии происходит постоянная смена типов иммунного ответа на паразитарные антигены. Процессы активации гуморальных и клеточных факторов неспецифической резистентности в первые часы и дни сменяются Txl-зависимой активацией нейтрофилов и макрофагов на участие в реакциях АЗКЦ, а затем Тх2-зависимой активацией эозинофилов на участие в реакциях IgE-зависимой цитотоксичности, которые сменяются активацией процессов гранулемообразования. Постоянно повышенная активность иммунной системы, чередующаяся активацией ее различных звеньев, способствует, в определенной степени, ограничению биологической активности гельминтов. Но эти же самые иммунные реакции наносят организму хозяина вред, вызывая развитие необратимых изменений в очаге паразитарной инвазии (Flis-ser et. al., 1994; Ischbcawa et. al., 1996; Martinez-Moreno et. al, 1996; Mutapi et. al., 1996).
При хронизации инвазии развиваются разнообразные формы приобретенного иммунодефицита. Наблюдается подавление ответа Т-системы иммунитета на любые антигены, включая антигены самого возбудителя паразитарного заболевания, а также другие, менее выраженные дефекты клеточного, гуморального иммунитета и системы фагоцитов (Озерецковская, 2000; McLaren, 1990; Pearce et. al., 1990; Maizels et. al., 1993; Rumjanek et. al, 1993).
Из приведенного обзора литературных данных видно, что, несмотря на развитие иммунного ответа, инвазионный процесс развивается и переходит в хроническую форму. Развитие хронической паразитарной патологии объясняется наличием разнообразных адаптационных механизмов у гельминтов и несовершенством (индивидуальным или популяционным) реакций иммунной системы хозяина (Астафьев, 1986).
Следует отметить, что в доступной нам литературе не встретилось работ, в которых бы проводился анализ физиологических механизмов и закономерностей адаптации иммунной системы при гельминтозах.
\
