Содержание к диссертации
стр.
Введение 6
Часть 1. Обзор литературы 12
Глава 1. Общие представления о системе мононуклеарных фагоцитов 12
Глава 2. Морфо-функциональные характеристики синусоидных клеток печени.. 17
-
Общие представления о структуре печеночного синусоида 17
-
Регуляция синусоидных клеток 19
-
Роль клеток Купфера в регуляции метаболизма в печени 21
Глава 3. Синусоидные клетки и резистентность к стрессорам 24
Глава 4. Синусоидные клетки и экссудативно-деструктивное воспаление печени. 26
-
Общие представления о характерных событиях при ЭДВ 26
-
Макрофаги печени и медиаторы воспаления 29
-
Зависимость повреждения гепатоцитов от функций синусоидных клеток печени 36
-
Воспалительная мононуклеарная инфильтрация 39
-
Зависимость репарации печени от НІЖ 40
4.6. Стратегии лечения воспаления 40
Глава 5. Синусоидальные клетки и фиброз печени 41
5.1. Клеточно-молекулярные основы фиброза печени 42
-
Внеклеточный матрикс 42
-
Клетки-продуценты внеклеточного матрикса 43
-
Регуляция фиброгенеза 46
-
Замедление распада ВКМ при циррозе 51
-
Принципы лечения цирроза печени 52
Часть 2. Материал и методы исследования 55
-
Подопытные животные и экспериментальные модели 55
-
Методы исследования 57
Часть 3. Результаты собственных исследований 66
Глава 1. Функциональное состояние системы мононуклеарных фагоцитов при
воздействии модуляторов ее функций 66
1.1. Влияние стимуляторов разных классов на функциональную активность
СМФ .. 66
-
Влияние на макрофаги печени - клетки Купфера 68
-
Периферическая кровь 76
1.1.2.1. Моноциты 76
1.1.2.2.. Нейтрофилы 78
1.2. Блокада функций клеток Купфера хлоридом гадолиния 79
Глава 2. Особенности острого токсического повреждения печени CCL4 при
модуляции функций СМФ 84
2.1. Резистентность печени к СС14-повреждению в условиях активации СМФ... 84
-
Микробные полисахариды 86
-
Биологически активные препараты 88
-
Экстракты клеток Купфера 92
2.2. Резистентность печени к ССІ4-повреждению в условиях депрессии клеток
Купфера 94
Глава 3. Влияние функционального состояния СМФ на развитие цирроза
Печени 100
3.1. Динамика развития СС14-цирроза у не стимулированных животных 100
-
Реакции паренхимы печени 100
-
Морфологические изменения в строме печени 101
-
Функциональные изменения СМФ в разные фазы ССІд-Цирроза 106
3.1.3.1. Функциональная активность макрофагов печени 107
3Л.3.2. Периферическая кровь 112
-
Моноциты 112
-
Нейтрофилы 115
3.1.3.3. Функциональное состояние костномозгового кроветворения 118
3.1.3.3.1.Количественный состав клеток костного мозга 119
3.1.3.3.2.Грануло/моноцитопоэз 120
3.2. Влияние пролонгированного введения продигиозана на развитие
СС14-цирроза и функциональное состояние СМФ 122
3.2.1. Реакции паренхимы печени 122
-
Морфологические изменения стромы печени 125
-
Реакция СМФ на пролонгированную стимуляцию продигиозаном
в динамике развития С(Х4-цирроза 130
-
Макрофаги печени 130
-
Периферическая кровь 134
-
Моноциты 134
-
Нейтрофилы 137
3.2.3.3. Функциональное состояние костномозгового кроветворения при развитии
цирроза печени у БПС-стимулированных животных 140
-
Количественный состав клеток костного мозга 140
-
Грануло/моноцитопоэз 141
Глава 4. Зависимость обратного развития цирроза печени от функционального
состояния СМФ 144
4.1. Обратное развитие фиброзных изменений в печени у крыс с 2-месячным
курсом ССЦ-затравки в условиях стимуляции СМФ и без нее 145
4.1.1. Характеристика изменений в строме печени 146
4.2. Самопроизвольное и индуцированное стимуляцией СМФ обратное развитие
цирроза печени у крыс с 4-месячным курсом введения CCL4 148
4.2.1. Инволюция соединительной ткани в цирротической печени у крыс при
стимуляции СМФ продигиозаном, лизоцимом и маннаном 148
4.2.2. Инволюция соединительной ткани в печени крыс, получавших продигиозан
на протяжении 4 месяцев ССЦ-затравки и в процессе инволюции цирроза 151
4.2.3. Функциональная активность СМФ и ПМЛ в процессе спонтанного и индуци
рованного стимуляцией СМФ восстановления цирротической печени 153
-
Макрофаги печени 154
-
Периферическая кровь. Моноциты 158
-
Нейтрофилы 163
-
Костномозговое кроветворение 165
Часть 4. Обсуждение результатов 170
Выводы 199
Список литературы 201
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В РАБОТЕ
ВКМ - внеклеточный матрикс
ЗГ - зимозановые гранулы
ИЛ - интерлейкин(ы)
ИФН - интерферон(ы)
КК - клетка Купфера
КОЕ-ГМ - грануло-моноцитарная колониеобразующая единица
КСА - колониестимулирующая активность
КСФ-ГМ - грануло-моноцитарный колониестимулирующий фактор
ЛПС - липополисахарид
Мф - макрофаг
НПК - непаренхимные клетки печени
Нф - нейтрофил
НСТ - нитросиний тетразолий
ПГ - продигиозан
ПГЕ - простагландины
РМК - реактивные метаболиты кислорода
СК - синусоидные клетки
СМФ - система мононуклеарных фагоцитов
СОК - скорость очищения крови
ТФР-Р - трансформирующий фактор роста^
ФНО - фактор некроза опухоли
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Изучение макрофагов с позиций общей патологии остается одним из актуальных направлений медико-биологической науки. Тканевые макрофаги, как наиболее реактивный компонент стромы, могут участвовать в поддержании структурного гомеостаза не только в нормальном, но и в патологически измененном органе. Благодаря способности вырабатывать и секретировать широкий спектр факторов с высокой биологической активностью, макрофаги способны контролировать практически все этапы формирования местной воспалительной реакции и, следовательно, детерминировать инициацию, развитие и исход воспаления в печени (Маянский Д.Н., 1991).
Одним из исходов воспаления в паренхиматозных органах является избыточное разрастание соединительной ткани. В современной гепатологии все еще не решенной остается проблема предупреждения и лечения диффузных склерозов внутренних органов, в том числе, цирроза печени. Несмотря на существенный прогресс в понимании строения соединительной ткани в норме и при фиброзах, остается неясным, какие регуляторные механизмы поддерживают ее нормальное строение и закрепляют фиброзную трансформацию внеклеточного матрикса при органоскле-розах. Согласно современным представлениям, поведение соединительной ткани, тенденции ее преобразования, в том числе склеротическая трансформация, во многом зависят от межклеточных взаимодействий, разыгрывающихся на тканевом уровне в рамках контуров ауто- и паракринной регуляции. При этом роль одного из центральных регуляторов клеточных взаимодействий, детерминирующих свойства соединительной ткани, выполняют органотипические макрофаги, работающие как сами по себе в норме, так и в комплексе с воспалительными макрофагами в патологии (Gressner, 1994).
Действительно, макрофаги служат источником множества фиброгенных цито-кинов, индуцирующих аттракцию, пролиферацию и синтетические функции (PDGF, AMDGF, TGF-a/p) фибробластов - ключевых продуцентов внеклеточного матрикса, а также серии молекулярных медиаторов, поддерживающих деструкцию в зоне воспаления и воспалительную инфильтрацию (Matsuoka, 1990, Arthur, 1986).
Наряду с этим макрофаги выделяют серию цитокинов, которые модулируют чувствительность фибробластов к ростовым факторам, как в сторону ее повышения, так и снижения ( ИЛ-1, TNF-cc, ИФН о/р, ИФН-у, ИЛ-6, КСФ-1), а также ПГЕ2, фибро-нектин и ряд других медиаторов воспаления (Stephenson, 1997). Наконец, макрофаги выделяют ферменты, разрушающие преформированный коллаген и другие компоненты внеклеточного матрикса (Takahara Т., е а., 1997, Knittel е. а., 1997). Строма любого органа через макрофаги приобретает тесные связи с костным мозгом. Ор-ганотипические макрофаги разных локализации , представляющие периферию системы мононуклеарных фагоцитов (СМФ), синтезируют регуляторные молекулы (ГМ-КСФ, эритропоэтин, ИЛ-1, ТНФа, ПГЕ1 и Е2), посредством которых осуществляют поддерживают связь с центром СМФ - полипотентной стволовой клеткой костного мозга и принимают самое активное участие в регуляции кроветворения (Metcalf, 1997).Благодаря секреторной способности, макрофаги занимают центральное положение в межклеточных взаимодействиях в системе стромально-паренхиматозных отношений. От функциональной активности макрофагов стромы зависит пролиферация паренхимы, имеющая обратную связь с процессами фибро-генеза (Солопаев В.П., 1982, Маянский Д.Н. и др., 1983). Таким образом,гомеоста-тическая регуляция сбалансированности процессов синтеза и распада соединительной ткани в органе осуществляется в рамках функциональной интеграции его стромы с костным мозгом и специализировашіьтми элементами паренхимы.
До настоящего времени в поисках антифиброзной терапии доминируют подходы, направленные на модуляцию ситуации в самой печени. По сути они сводятся к попыткам восстановить нарушенный баланс синтеза и распада внеклеточного матрикса, путем непосредственного влияния на компоненты матрикса или клетки, его продуцирующие: вводятся препараты, расщепляющие преформированный коллаген в зоне склероза (коллагеназы) или блокирующие разные этапы его синтеза (глюкокортикоидные гормоны, ретиноиды, ИНФ-у, ингибиторы пролил-4-гидроксилазы и лизил-гидроксилазы, цитостатики). Однако эти подходы в полной мере не способны решить проблемы лечения склерозов. Менее разработанными остаются подходы, связанные с вмешательством в стойко закрепленную патологическую тканевую регуляцию и восстановлением ее сбалансированного характера. В
8 качестве рычага, через который наиболее реально модифицировать функции стро-мы органа, может быть использован органотипический макрофаг. Разработка такого подхода важна не только для понимания общих закономерностей склероза, но и для радикального усиления его профилактики и лечения.
Цель исследования - изучить зависимость развития цирроза и инволюции фиброзной трансформации печени от функционального состояния СМФ.
Задачи исследования:
Изучить функции СМФ при использовании препаратов разных классов: стилгуляторов - бактерийных (продигиозан, сальмозан) и дрожжевых (зимозан, маннан и пептидогликан) полисахаридов, гидролитического фермента - лизоцима, ПГЕ2, ИНФ-у, рекомбинантных ИЛ-1, ФНО-а; и блокаторов СМФ - карбонильного железа и хлорида гадолиния.
Оценить влияние активации и блокады СМФ на деструктивный компонент воспаления в печени при острой СС Ід-интоксикации.
Изучить зависимость ранних этапов развития фиброза печени от функционального состояния СМФ.
Оценить влияние функционального состояния СМФ на фиброзный процесс в печени при хронической интоксикации.
Изучить особенности обратного развития фиброзных изменений в печени в условиях пролонгированной стилгуляции СМФ (продигиозаном, лизоцимом и ман-наном).
Научная новизна исследования.
Впервые в динамике развития цирроза проведено комплексное исследование функционального состояния СМФ, как единого целого: клеток Купфера печени (периферический отдел), грануломоноцитопоэза в костном мозге (центральный отдел) и моноцитов крови (транзитное звено СМФ).
Впервые выделены фазы цирротического процесса в связи с динамикой изменений функционального состояния СМФ. Инфильтративной фазе соответствует повышение функций клеток Купфера печени, моноцитов периферической крови и усиление грануломоноцитопоэза в костном мозге; инфильтративно-пролифератив-ной - постепенное нарастание функциональной недостаточности КМ-кроветворе-
9 ния и других отделов СМФ, что сопровождается постепенным снижением в печени интенсивности мононуклеарной инфильтрации и реципрокным усилением фибро-пластических процессов; пролиферативно-фиброзной фазе соответствует депрессия функций СМФ, а в печени, при полном отсутствии мононуклеарных инфильтратов - интенсивный рост соединительной ткани.
Показано, что пролонгированная стимуляция СМФ по ходу формирования цирроза предотвращает преждевременное развитие депрессии ее функций и параллельно тормозит развитие цирроза.
Впервые изучена способность к восстановлению депрессированных при циррозе печени функций СМФ. Показано, что пролонгированное введение стимуляторов макрофагов с момента прекращения действия индуктора токсического повреждения (CCLj) способствует более ускоренному и полному восстановлению функций СМФ, по сравнению с самопроизвольным его течением.
Впервые установлено, что при обратном развитии цирроза параллельно с восстановлением функций СМФ идут процессы инволюции соединительной ткани в печени. Стимуляция СМФ в процессе обратного развития цирроза ускоряет его течение и восстановление печени.
Показано, что предварительная нагрузка инертным коллоидом и еще в большей степени селективная блокада клеток Купфера хлоридом гадолиния потенцирует повреждение паренхимы печени четыреххлористым углеродом, тормозит фазу мононуклеарной инфильтрации и задерживает репарацию печени.
Впервые в сравнительном плане изучалось влияние препаратов разных классов на функции СМФ и течение процессов повреждения и восстановления при остром и хроническом воспалении, а также обратное развитие фиброзной трансформации печени. Установлено, что БПС, дрожжевой ПС зимозан, лизоцим оказывают более интенсивное активирующее воздействие на СМФ и в большей степени повышают резистентность гепатоцитов к повреждению гепатотропным ядом и ускоряют инволюцию фиброза печени, по сравнению маннаном и пептидогликаном.
Теоретическая и практическая значимость.
Результаты исследования доказывают важную роль СМФ в патогенезе острого токсического гепатита, цирроза печени и инволюции фиброзной трансформации
10 в цирротической печени. Воздействуя на функции СМФ (профилактически или с целью коррекции), можно существенно модифицировать течение острого воспаления, а также поствоспалительного фиброза и обратного развития цирроза печени.
При использовании различных стимуляторов макрофагов установлено соответствие степени активации функций СМФ уровню резистентности гепатоцитов к повреждению, интенсивности фиброзирования и скорости обратного развития фиброзной трансформации печени. Различия в эффективности стимулирующего действия разных препаратов на функции СМФ указывают на возможность подбора препаратов для коррекции патологических процессов в печени и ее восстановления. Материалы исследования нашли отражение в монографиях А.Н.Маянского и Д.Н.Маянского "Очерки о нейтрофиле и макрофаге" (Новосибирск: Наука, 1989), Д.Н.Маянского "Хроническое воспаление" (М.: Медицина, 1991), Д.Н.Маянского, К.Декера и Е.Виссе "Новые рубежи гепатологии" (Новосибирск: Наука, 1992) и Д.Н.Маянского и И.Г.Урсова "Основы клинической патологии" (1997). Новые кли-нико-лабораторные тесты представлены в методических рекомендациях "Стимуляция системы мононуклеарных фагоцитов в комплексном лечении затяжного вирусного гепатита" (Новосибирск, 1989), "Диагностическая ценность лейкоцитарных тестов. I. Определение миграции лейкоцитов в зону повреждения" (Новосибирск, 1995), П. Определение биоцидности лейкоцитов" (Новосибирск, 1996).
Основные положения, выносимые на защиту:
Функциональное состояние СМФ детерминирует течение острого и хронического воспаления печени, вызванного CCU, развитие постнекротического фиброза и цирроза печени, а также обратного развития цирротических изменений.
В развитие острого гепатита и цирроза печени, а также в процессы инволюции цирротических изменений включаются различные звенья СМФ, отвечая однонаправленным системным ослаблением или усилением своих функций.
Модулируя функциональное состояние СМФ можно осуществлять коррекцию процессов повреждения и репарации печени, включая избыточный рост соединительной ткани в печени и ее инволюцию.
Апробация материалов диссертации.
Материалы диссертации доложен и обсуждены на Всесоюзной научной конференции "Результаты и перспективы научных исследований микробных полисахаридов" (Ленинград, 1978), 5-м Всесоюзной конференции "Физиология и патология соединительной ткани" (Новосибирск, 1980), 2-м Всесоюзном симпозиуме "Структура и функции лизосом" (Новосибирск, 1980), 3-м Всесоюзном съезде патофизиологов (Москва, 1982), Пленумах Западно-Сибирского общества патофизиологов "Механизмы патологических реакций" (Томск, 1986; Омск, 1988; Иркутск, 1991); 4-м международном симпозиуме "Cells of the Hepatic Sinusoid" (Тити-зее, ФРГ, 1988); 4-м Всесоюзном съезде патофизиологов "Нарушение механизмов регуляции и их коррекция" (Кишинев, 1989); Научно-практической конференции "Фундаментальные науки - медицине и здравоохранению" (Иркутск, 1989); Учредительном конгрессе международного общества патофизиологов (Москва, 1991); Всесоюзном симпозиуме "Система мононуклеарных фагоцитов в норме и патологии" (Новосибирск, 1990); Всесоюзном симпозиуме с участием иностранных специалистов "Патогенез хронического воспаления" (Новосибирск, 1991); 6-м международном симпозиуме "Cells of the Hepatic Sinusoid" (Киото, Япония, 1994); 2-м Съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1995); 2-м Международном конгрессе общества патофизиологов (Москва, 1996).
