Лизоцим и регуляция иммунных процессов

    «Лизоцим регулирует иммунный ответ: с одной стороны, он способствует «узнаванию чужого», с другой – избавляет от избыточного накопления повреждающих компонентов иммунного ответа».

    Иммунная система и лизоцим имеют древнейшую тесную анатомо-физиологическую связь. Как известно, ведущую роль в обеспечении иммунологического гомеостаза организма играет система пищеварения.

    Лимфоидный аппарат желудочно-кишечного тракта функционально связан с общей иммунной системой организма.

    Многие годы крупные клиники и лаборатории мира пытались определить, почему желудочно-кишечный тракт, являющийся ареной интенсивного взаимодействия иммунной системы с множеством генетически чужеродных агентов пищевого, микробного и токсического происхождения, не отвечает или редко отвечает на них гиперчувствительностью.

    Современные представления об иммунологии желудочнокишечного тракта подробно изложены в «Редакционном обзоре литературы» Российского журнала гастроэнтерологии и гематологии (1993 год, № 3).

    В основе концепции так называемой «оральной толерантности» лежит сложная система взаимодействия многих факторов. К ним относится неиммунологические неспецифические барьерные механизмы, в том числе желудочный с его кислотностью, протеазы, перистальтика, печеночные фильтры, гликокалис, внутрикишечная микрофлора и собственно иммунологическая защита. Прежде всего, это иммуноглобулины с преобладанием секреторного IgА и клеточный медиаторный иммунитет. Высказывается мнение о том, что механизмы регуляции и защиты желудочно-кишечного тракта должны препятствовать выработке иммуноглобулинов в секретах и в эпителии. Эта роль отводится супрессорным Т-лимфоцитам. Однако их удельный вес в общей популяции лимфоцитов не настолько велик, чтобы подавлять иммунную реакцию.

    По-видимому, иммунологическим заслоном для «чужого» в организме является субэпителиальная лимфоидная ткань.

    В собственной пластинке слизистой оболочки пищеварительной системы имеются все необходимые для формирования иммунного ответа клеточные элементы – макрофаги, Т- и В-лимфоциты и т.д.

    По сравнению с лимфоцитами периферической крови в кишечной популяции преобладают В-лимфоциты, плазматические клетки, синтезирующие IgА (70 – 85%), реже – IgЕ, IgМ, IgG. Система секреторного IgА играет роль барьера на пути поступления повреждающих агентов в кровоток.

    В тесной анатомо-физиологической взаимосвязи с лимфоидной системой и пищеварительным трактом находится лизоцим. Содержание его, так же как и IgА в пищеварительных секретах, во много раз превышает таковое в сыворотке крови.

    Он усиливает литические и антиадгезивные свойства IgА, предотвращая прикрепление патогенных и условно патогенных микроорганизмов к эпителиальной поверхности.

    Преобладание в лимфоидной ткани пищеварительной системы плазматических клеток, продуцирующих IgА, является важным условием для ее полноценного функционирования.

    Этот класс иммуноглобулинов повышает антибактериальную эффективность других иммунных систем.

    IgА препятствует соединению образующихся местно IgG и IgМ с различными антигенами, попадающими на слизистую оболочку. Если такое взаимодействие происходит, возникает угроза лизиса антигенов и повреждения соприкасавшихся с ними тканей, в частности слизистой оболочки желудочнокишечного тракта. Это становится реальным при дефиците местного синтеза IgG, когда повышается вероятность соединения чужеродных антигенов, повторно поступающих в пищеварительную систему, с IgG и IgМ.

    IgG играет важную роль в формировании противоинфекционного иммунитета. К этому классу иммуноглобулинов относится около 90% антитоксинов, противобактериальных и противовирусных антител.

    Защитная противоинфекционная функция основана на свойстве иммуноглобулинов этого класса активизировать комплемент и реакции, способствующие фагоцитозу и внутриклеточному аутолизу микроорганизмов. Возможна и нейтрализация токсинов.

    IgG, в отличие от IgА, преобладает не в пищеварительных секретах, а в сыворотке крови. Избыточное их накопление в секретах свидетельствует о повышении антигенной нагрузки.

    Усиление инфильтрации собственной пластинки слизистой оболочки иммуноглобулина синтезирующими клетками, отложение иммунных комплексов и т.д. отражают местные иммунные реакции на антигенное воздействие.

    В ряде работ показана патогенная роль иммунных комплексов, содержащих IgG. Реакции, вызываемые ими, близки по своей природе реагиновым.

    Так, Н.Д. Беклемишев считает, что именно реакция антиген – антитело является пусковым механизмом ряда патологических процессов. Иммуноглобулины (IgG, IgМ), соединяясь с антигеном, образуют крупные молекулы – иммунные комплексы (ИК). ИК обладают способностью активизировать и связывать комплемент, под воздействием которого лизируются клетки, если в ИК входит антиген, находящийся на мембране клетки.

    Образование ИК можно рассматривать как физиологический ответ организма, направленный на удаление чужого или вредного материала – токсинов, продуктов распада бактерий, вирусов.

    В норме ИК элиминируются системой фагоцитов, особенно купферовскими клетками печени. Хорошо фагоцитируются иммунные комплексы, образованные с участием подкласса иммуноглобулина G – IgG 1, IgG З, хуже – сформированные с IgG 2, IgG 4 и IgМ. Фагоцитированные ИК подвергаются деструкции системой ферментов лизоцима. При определенных условиях проявляется повреждающее действие иммунных комплексов.

    Так, при нарушении удаления ИК фагоцитами они могут длительно циркулировать в крови, приводя к патологическим явлениям. Резкое падение фагоцитарной активности отмечается в условиях дефицита лизоцима.

    Усиление фагоцитоза под влиянием лизоцима впервые было установлено в опытах in vitro. При обработке лизоцимом Е. Соli была отмечена стимуляция захвата и переваривания ее фагоцитами и усиление фагоцитарной активности лейкоцитов морской свинки почти в 3 раза.

    Опыты in vitro подтверждены и in vivo: после внутримышечного введения лизоцима установлено увеличение количества полиморфоядерных лейкоцитов периферической крови и повышенный диапедез лейкоцитов в месте введения препарата. Повышение фагоцитарного индекса и интенсивности фагоцитоза почти в 2 раза после введения лизоцима мышам наблюдали О.В. Бухарин и А.В. Герасимов. Стимулирующее влияние препарата на фагоцитарную активность лейкоцитов установлено этими авторами и в эксперименте на кроликах.

    Оказывая положительное влияние на фагоцитоз, лизоцим уменьшает воспалительный процесс при различных бактериальных заболеваниях – отитах, гайморитах, пневмонии, пиелонефритах.

    В процессе лечения лизоцимом существенно нарастает фагоцитарная активность нейтрофилов. Об этом свидетельствовали увеличение фагоцитарного числа, фагоцитарного индекса и восстановление реакции завершенности фагоцитоза.

    В дальнейшем иммуностимулирующий эффект лизоцима был подтвержден работами Э.Г. Щербаковой с соавт., в которых показано, что после введения в организм экспериментальных животных (мышей) лизоцима в дозе 0,5 – 5 мг/кг активизируются поверхностные структуры малых макрофагов и лимфоцитов.

    Активизация макрофагов наряду с морфологическими изменениями клеток сопровождается значительным усилением их метаболизма и функций. При этом большая доза (50 мг/кг) экзогенного лизоцима, особенно при многократном введении, вызывала появление макрофагов со сглаженной поверхностью и сниженной активностью ряда ферментных систем.

    В последнее время появляются работы, в которых показано, что лизоцим, наряду со стимуляцией механизмов фагоцитарного клеточного иммунитета, обладает способностью активировать реакцию розеткообразования лимфоцитов с эритроцитами барана и пролиферативную активность лимфоцитов in vitro в концентрации 50 мкг/мл. Как показал наш опыт, при клиническом изучении препарата у больных пневмонией со сниженной реактивностью Т-системы после лечения лизоцимом наблюдалось увеличение количества Т-клеток и их функциональной активности. Таким образом, взаимосвязь лизоцима с Т-системой организма очевидна. Не случайно, у детей с хроническим панкреатитом, на фоне снижения уровня лизоцима, достоверно уменьшается количество и функциональная активность Т-лимфоцитов. Это отражает известный феномен клеточной кооперации «макрофаг-Т-лимфоцит».

    Тесная функциональная взаимосвязь лизоцима с иммунной системой подтверждается прямой корреляционной связью между уровнями лизоцима и секреторного IgА. Синтез секреторного IgА и лизоцима генетически обусловлен и контролируется одними и теми же механизмами.

    Концентрация иммуноглобулинов в секрете ротовой полости детей имеет свои возрастные особенности. Собственная пластинка слизистой оболочки кишечника плода не содержит плазматических клеток. Они появляются в первые дни после рождения. Установлена также способность плода вырабатывать антитела и синтезировать IgМ после антигенной стимуляции.

    Появление плазматических клеток при внутриматочных инфекциях тоже доказывает, что лимфатические клетки плода в состоянии пролиферировать под влиянием антигенного стимула и дифференцироваться в плазматические иммуноглобулинсинтезирующие клетки.

    Иммуноглобулин А начинает определяться в слюне на 2-3 день жизни лишь у части детей при условии раннего прикладывания их к груди матери. Молозиво и грудное молоко в связи с высоким содержанием иммуноглобулина А обеспечивает заместительную защитную функцию в условиях физиологической незрелости иммунной системы новорожденного. Высокое антиадсорбционное действие S IgА грудного молока проявляется в агглютинации антигена в просвете кишки, блокировании его способности связываться со слизистой оболочкой и удалении из кишечника. К первому месяцу жизни IgА начинает определяться в секрете ротовой полости у всех детей в высоких концентрациях, постепенно повышаясь и достигая максимума в 8 – 12 лет. У здоровых детей этот класс иммуноглобулинов является преобладающим.

    В динамике секреторного IgА (S IgА) отмечаются наиболее высокое его содержание в период новорожденности (104,2±6,2*10-2 г/л), снижение к 2 – 10 месяцам и тенденции к повышению в последующие возрастные периоды.

    Высокий уровень S IgА в слюне детей первых 5 дней жизни обусловлен поступлением его с молоком матери или активацией эпителиальных клеток полости рта, продуцирующих S IgА под влиянием пищевых и бактериальных антигенов.

    Самый высокий уровень IgG в секрете полости рта у детей на первом году жизни определяется также в периоде новорожденности (3,70±0,16*10-2 г/л), что связано с трансплацентарной его передачей. Соотношение IgG/ IgА в секрете полости рта у подавляющего большинства здоровых детей не превышает величины 0,6, за исключением детей в возрасте 2 – 4, 5 – 7 месяцев и 3 лет. Повышение концентрации IgG и, соответственно, соотношения IgG/ IgА. IgА является тревожным признаком возможного увеличения антигенной нагрузки.

    Сбалансированность параметров специфических и неспецифических звеньев местной защиты, в отличие от вариабельности числовых значений отдельных параметров, составляет основу постоянства внутренней среды организма.

    Согласно концепции «мобилей», предложенной Р.В. Петровым, иммунная система – это совокупность компонентов, объединенных в единое целое самыми разнообразными по направлению и силе связями.

    Сдвиг какого-либо показателя может быть скомпенсирован или не скомпенсирован системой, и в соответствии с этим сохраняется нормальное здоровье или возникает патологическое состояние.

    Учитывая функциональные взаимосвязи между лизоцимом и иммуноглобулинами, а также имея в качестве ориентиров их нормы у здоровых детей, мы разработали математическую формулу для интеграционной оценки защитной функции организма по коэффициенту сбалансированности факторов местного иммунитета (Кеб).

    Ксб= IgG *40 / (IgА *0,6*л.а.), где

    IgG и IgА – концентрация иммуноглобулинов и величины переменные, получаемые при обследовании ребенка, л.а. – лизоцимная активность,

    40 и 0,6 – условные нормы лизоцимной активности и соотношения IgG / IgА – постоянные величины,

    IgА, так же как и лизоцим, доминирует во всех внешних секретах.

    Вместе они составляют основу местной защиты и препятствуют проникновению иммуногенных макромолекул во внутреннюю среду организма. IgG – антитела в отличие от IgА при комплексировании с антигеном связывают комплемент, что сопровождается выделением различных медиаторов воспаления, в том числе гистамина. Некоторые подклассы IgG могут вызывать реакции, сходные по своим проявлениям с аллергическими реакциями реагинзависимого типа. Гиалуронидазная активность IgG также может играть определенную роль в развитии патологических процессов.

    По существу, IgА и лизоцим, обезвреживая антигены и нейтрализуя повреждающие компоненты иммунного ответа, являются лимитирующими факторами для IgG. Повышение концентрации IgG или преобладание его над классом IgА (соотношение IgG/IgА) в секрете является указанием на повышенную антигенную нагрузку.

    При ненарушенной защитной функции организма Кеб секретов не превышает 1,0. При снижении защитной функции и нарушении сбалансированности факторов местного иммунитета Кеб становится выше 1,0.

    Сбалансированность факторов местного иммунитета секрета ротовой полости в зависимости от возраста представлена на рисунке. Нарушение защитной функции секрета ротовой полости отмечается в возрасте 2 – 4 и 5 – 7 месяцев жизни, что совпадает с ранним введением в рацион питания соков, докорма и ранним переводом детей на смешанное и искусственное вскармливание: при грудном вскармливании Кеб равен 0,9±0,3, при смешанном – 1,4±0,4, а при искусственном – 2,1±0,4 (р<0,005).

    В остальные возрастные периоды, начиная с возраста 8 – 10 месяцев, Кеб не превышает 1, за исключением детей 3-летнего возраста, у которых Ксб=1.2±0,1, что связано с повышенной антигенной нагрузкой при расширении контактов (например, поступление в детский сад) и говорит об адаптации организма здорового ребенка к изменившимся условиям. Минимальная величина Кеб отмечается у детей в возрасте 8 – 12 лет (0,6±0,1), когда в организме ребенка заканчивается процесс становления системы местного иммунитета.

    У практически здоровых детей сбалансированность факторов местного иммунитета не нарушена и в других секретах системы пищеварения. Так, Кеб в различных порциях дуоденального и интраеюнального содержимого не превышает 1,0.

    Кеб является информативным показателем и позволяет прогнозировать уровень здоровья, объективно подходить к дифференцированному отбору детей со сниженной защитной функцией организма для проведения профилактических мероприятий.

    Работоспособность и правомерность предложенного интегративного показателя установлена при катамнестическом наблюдении в течение 1 года за группой детей с различной степенью нарушения защитной функции. Выявлена прямая корреляционная связь между величиной Кеб и заболеваемостью острыми респираторными инфекциями (r=0,9±0,2). Так, при ненарушенной сбалансированности факторов местного иммунитета слюны (Ксб=1 и меньше) 74%±8 детей в течение года болели не более 2-3 раз, а при выраженном нарушении (Ксб=5 и больше) 100% детей болели 4-5 раз и чаще (р<0,01).

    В пограничной группе детей с Ксб=1,1-2,0 заболеваемость зависела от условий, в которых они жили.

    Итак, для здоровых детей Кеб факторов местного иммунитета не превышает 1,0. Увеличение Кеб является указанием на неблагоприятные сдвиги в организме ребенка и служит объективным критерием для выделения таких детей в группу риска по заболеваниям респираторного и желудочнокишечного тракта. К группе риска относятся такие дети: находящиеся на смешанном и искусственном вскармливании до 7 месяцев, дети до 3-летнего возраста и часто болеющие дети.

    Из сказанного выше следует, что лизоцим функционирует в организме не изолированно, а в тесной взаимосвязи с другими биологически активными молекулами.

    Так же как и IgА, он не только не «отменяет» иммунный ответ, а, наоборот, стимулирует процесс иммунизации и нейтрализует повреждающие компоненты иммунного ответа, в т.ч. иммунные комплексы.

    По существу, лизоцим регулирует иммунный ответ: с одной стороны, он способствует «узнаванию чужого», с другой – избавляет от избыточного накопления повреждающих компонентов иммунного ответа.

    Установлено, что лизоцим усиливает хемотаксическую активность лейкоцитов и стимулирует процесс образования хемотаксического фактора; в системе иммунный комплекс – комлемент инактивирует изоантигены, имеющие мукополисахаридный состав, активно участвует в завершении фагоцитоза: с помощью лизоцима фагоцитированные иммунные комплексы подвергаются деструкции.