Устойчивость организма неразрывно связана с сохранением гомеостаза, который обеспечивается иммунной системой, элиминирующей агенты с генетически чужеродной информацией.
Метаболическое значение лизоцима определяется, прежде всего, высокой концентрацией его в органах и тканях, где наиболее интенсивно протекают процессы метаболизма и клеточной пролиферации. Кроме того, каталитическая активность лизоцимов человека может регулироваться гормонами, что, несомненно, увеличивает их роль в метаболизме.
Перекисное окисление липидов (ПОЛ) представляет собой метаболический процесс, имеющий место в норме во всех органах и тканях. Однако чрезмерное ускорение ПОЛ, сопровождающееся накоплением продуктов переокисления, неблагоприятно для клетки, т.к. ведет к ее повреждению и гибели. В настоящее время установлено, что ускорение ПОЛ лежит в основе патогенеза многих заболеваний и участвует в старении организма.
Появление большого количества свободных радикалов в клетке связано с нарушением транспорта электронов в митохондриальной дыхательной цепи. При отсутствии биологического соединения, способного быстро элиминировать свободные радикалы, повреждение клетки становится необратимым.
С антиоксидантными свойствами лизоцима связано его мембраностабилизирующее действие на клетки организма.
Лизоцим, в отличие от антиоксидантных химиопрепаратов, погашает лишь избыточное накопление свободных радикалов, что физиологически более целесообразно.
Антиоксидантная защита в организме осуществляется ферментами, наиболее важными из которых являются супероксиддисмутаза (СОД), каталаза, глютатион, пероксидаза, редуктаза, трансфераза, которые прекращают процесс образования свободных радикалов на различных стадиях. Чем больше физиологическая нагрузка, тем интенсивнее протекают метаболические процессы, тем больше организм нуждается в биологических соединениях, способных быстро элиминировать свободные радикалы. Высокое содержание лизоцима в органах и тканях, не соприкасающихся с внешней средой, нельзя объяснить лишь его антимикробным, бактериолитическим действием. В связи с этим нами совместно с И.А. Переслегиной были изучены антиоксидантные функции лизоцима.
Эти свойства лизоцима и лизоцимсодержащих продуктов лечебного питания мы оценивали по изменению Fe2+- индуцируемой люминесценции стандартной системы (СхС), которая представляет собой суспензию желточных липопротеидов.
Преимущественное влияние лизоцима свидетельствует о том, что в основе антиоксидантного действия лизоцима лежит его способность препятствовать разветвлению свободно-радикального процесса, а также замедлять скорость перекисного окисления липидов.
Аналогичные данные получены А.А. Ананенко, которая установила угнетение хемолюминесценции под действием лизоцима на 45 – 50%. Иначе говоря, лизоцим, в отличие от антиоксидантных химиопрепаратов, погашает лишь избыточное накопление свободных радикалов, что физиологически более целесообразно. Видимо, поэтому наиболее высокий уровень антирадикальной защиты слюны у здоровых детей составлял 50% (по подавлению генерации пероксида водорода).
Исследование лизоцимсодержащих продуктов проведено с использованием стандартной ХЛ системы липопротеидов яичного желтка. Определялись те же параметры ХЛ кривой, что и при исследовании лизоцима. Но вместо амплитуды медленной вспышки (Н) рассчитывали значение антиоксидантной активности (АОА), представляющей собой величину, обратную количеству продукта (в мл), снижающему Н на 50%. Для исследования использовали разведение продуктов 1:10.
Результаты представлены в таблице.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что исследованные продукты задерживают разветвление свободнорадикального процесса, уменьшают число боковых цепей и скорость окисления липидов, снижают потенциальную способность к переокислению. Эти свойства наиболее выражены у гипоаллергенного безмолочного продукта.
Эффективность АО свойств гипоаллергенного продукта в условиях целостного организма оценена при его использовании у 35 детей дошкольного возраста с дуоденитом. Контроль – здоровые дети 7 – 10 лет. В качестве критерия эффективности определяли АОА слюны вышеописанным способом до и после курса лечения.
Как видно из таблицы, АОА слюны детей с дуоденитами снижена в сравнении со здоровыми. После курса лечения гипоаллергенным продуктом АОА слюны, хотя и не достигала нормальных значений, но увеличилась в 2,5 раза (р<0,05).
Структурно-функциональные нарушения биологических мембран – одно из важных звеньев многих патологических состояний.
Очевидно, с антиоксидантными свойствами лизоцима связано его мембраностабилизирующее действие на клетки организма. Участие лизоцима в мембраностабилизирующих процессах подтверждено нами в опытах in vitro по степени снижения гемолиза эритроцитов.
Предупреждая повреждение клеточных мембран под влиянием свободнорадикального окисления, лизоцим оказывает противоотечное действие. Внутримышечное введение лизоцима животным по 250 мг за 12 и 6 часов до операции и непосредственно перед операцией предупреждает отеки.
Экспериментальные (на кроликах) и клинические данные при лечение больных хроническими ринитами и поллинозными синуитами свидетельствуют о снижении проницаемости сосудистой стенки под влиянием лизоцима.
Лизоцим снижает лейколитическое действие ацетилхолина, а также патогенность и антибиотикоустойчивоcть бактерий.
Антиоксидантные и мембраностабилизирующие свойства лизоцима способствуют уменьшению повреждающего действия четыреххлористого углерода на ткань печени в эксперименте.
Влияние продуктов лечебного питания на параметры хемилюминисцентной кривой стандартной системы (СхС)
Повышение резистентности клеток печени к гепатотропному яду может быть одним из проявлений стимуляции общей неспецифической антитоксической резистентности организма.
Антитоксические свойства лизоцима косвенно подтверждаются также следующими двумя фактами:
– высокой жизнестойкостью лося и отсутствием патологических проявлений при поедании им ядовитых трав и грибов, что сочетается с высокой лизоцимной активностью лосиного молока;
– устойчивостью ежей к действию ядов, в том числе змеиного, при уровне лизоцима у них в 2,5 раза больше, чем у других млекопитающих.
Участие лизоцима в антирадикальной защите, его способность препятствовать свободнорадикальному окислению, широкий ареал его распространения в организмах является свидетельством того, что лизоцим играет существенную роль в нормальном метаболизме и является одним из звеньев сложной системы, способной регулировать и поддерживать на оптимальном уровне концентрацию свободных радикалов и скорость образования гидроперекисей.
Из физиологических процессов, среди которых перекиси липидов играют значительную роль, выделяют клеточное деление и старение. Показано, что жизнеобеспечение и репродукция находятся под защитой лизоцима. Не случайно, взвесь плаценты и амниона с высокой концентрацией лизоцима подавляют процессы ПОЛ и пролонгируют окисление ксенобиотика амидопирина в микросомах.
При старении отмечаются потеря лизоцима и накопление в клетках продуктов метаболизма, которые постепенно их убивают. Лизоцим предупреждает старение кожи.
Среди механизмов инволюционных дистрофических изменений сетчатки глаза существенная роль принадлежит активизации перекисного окисления липидов и снижению функции физиологической антиоксидантной системы.
Нарушение метаболических процессов может сопровождаться усиленным образованием или недостаточным окислением и связыванием нелетучих кислот (молочной, пировиноградной и др.). Возникает ацидоз – нарушение кислотно-щелочного равновесия в сторону преобладания анионов кислот над катионами оснований.
Подтверждением антацидных и антигистаминных свойств лизоцима служит эффективное использование продуктов лечебного питания, обогащенных лизоцимом.
Преобладание в лизоциме свободных аминных групп над свободными карбоксильными придает этому белку сильноосновной характер.
Правомерно поэтому предположить участие лизоцима в антиацидотических процессах. Тем более что ацидозу, как правило, сопутствует дефицит лизоцима. Так, у новорожденных при искусственном вскармливании нередко развивается метаболический ацидоз. Отсутствие молозива и грудного молока – главных источников лизоцима – сопровождается дефицитом его в организме ребенка. Кроме того, фосфолипиды молока, действуя как сурфактанты против полостных кислот в слизистой желудке, оказывают влияние в первую очередь на апикальную мембрану. При заболеваниях гастродуоденальной зоны установлена зависимость между активностью лизоцима и кислотностью желудочного сока: повышенной кислотности соответствует выраженное снижение лизоцимной активности.
Антацидные свойства экзогенного лизоцима установлены при обогащении кисломолочных продуктов лизоцимом.
При этом выявлена стабилизация кислотности. Отмечается прямая зависимость буферных свойств лосиного молока от его лизоцимной активности, по мере снижения лизоцимной активности снижается антацидный эффект молока.
Имеются сообщения об антигистаминных свойствах лизоцима. Гистамин – физиологически активное вещество из группы биогенных аминов, участвующее в регуляции различных метаболических процессов, в то же время является одним из медиаторов аллергических реакций. Чрезмерное повышение уровня гистамина рассматривается как фактор агрессии при заболеваниях гастродуоденальной зоны.
Parrot в опытах на животных показал высокую антигистаминную активность лизоцима. Однако при хранении он теряет это качество, причем значительно раньше, чем антимикробные и ферментативные свойства.
Изучение соотношений гистамина и лизоцима в условиях целостного организма при язвенной болезни у детей показало, что эти факторы взаимосвязаны. В сложном патогенезе воспаления и язвообразования большую роль играют повышенное содержание пепсина, соляной и желчной кислот.
Гистамин, стимулирующий кислотно-пептический фактор, имеет важное значение в реализации агрессивных соавторов.
При увеличении содержания гистамина в желудочном секрете установлено повышение кислотообразующей функции желудка.
В основе активности любой регуляторной системы лежат двойные антагонистические взаимоотношения биологически активных веществ. В норме отношение гистамина к лизоциму (индекс агрессии) сбалансировано и равно 0,44±0,06. При обострении язвенной болезни повышается концентрация гистамина и снижается активность лизоцима. Самый высокий индекс агрессии в нашем исследовании был 2,74±0,52. Он в 4,8 раза выше, чем в фазе ремиссии язвенной болезни, в 5,5 раза выше, чем при гастродуодените, и в 6,2 раза выше, чем у практически здоровых детей (р<0.01).
Подтверждением антацидных и антигистаминных свойств лизоцима служит эффективное использование продуктов лечебного питания, обогащенных лизоцимом. Показатели внутрижелудочной РН-метрии в антральном отделе желудка до и после приема пищевых продуктов свидетельствуют о том, что наибольший антацидный эффект получен после приема бифилакта, обогащенного лизоцимом, – антацидный бифилакт.
При лечении детей с хроническим гастродуоденитом антацидным бифилактом в динамике на фоне повышения лизоцимной активности восстанавливается ощелачивающая способность антрального отдела желудка и снижается концентрация гистамина (р< 0,05).
Таким образом, устойчивость организма неразрывно связана с сохранением гомеостаза, который обеспечивается иммунной системой, элиминирующей агенты с генетически чужеродной информацией.
Вместе с тем организм «терпит» множество чужеродных агентов животного, растительного, микробного происхождения.
Без «чужого» организм не мог бы существовать и продолжать свой род. В организм постоянно поступает чужеродный материал через систему пищеварения, глаза, половые железы.
Наконец, генетически несовместимые ткани природа соединила при трансплантации плода в организм матери.
«Становится понятной биологическая целесообразность высокой лизоцимной активности в тех зонах, где организм наиболее тесно соприкасается с генетически чужеродным материалом, а сама необходимость толерантности закреплена длительным процессом эволюции в зонах с большой физиологической нагрузкой, интенсивными процессами метаболизма, активным клеточным делением и пролиферацией тканей».
На протяжении последних десятилетий в литературе широко обсуждается вопрос о природе иммунологической толерантности, которую принято характеризовать как отсутствие иммунологической реакции при поступлении в организм антигена. В ее основе лежат два принципиально различных процесса: во-первых, элиминация или инактивация антигеном соответствующего клона иммунокомпетентных клеток; во-вторых, повышенная активность антигенспецифических Т- или В-супрессоров, вторично ингибирующих эффекторные клетки, или их предшественники.
Для нормального функционирования организма человека в условиях многообразия природных антигенов и других форм жизни в длительном процессе эволюции сформировались сложные защитные механизмы, неотъемлемой и немаловажной частью которых является лизоцим. Он обеспечивает наряду с иммунной системой экологическое здоровье на всех этапах филогенеза.
В отличие от традиционного понимания «толерантности» лизоцим не отменяет иммунный ответ. Более того, он его стимулирует и вместе с иммунной системой стоит на страже биологической индивидуальности организма.
На рисунке представлены механизмы, обеспечивающие фундаментальную функцию лизоцима в организме. Обволакивая генетически чужеродный материал, лизоцим защищает его посредством нейтрализации и выведения из организма повреждающих компонентов иммунного ответа и токсических метаболитов с помощью лизиса и дезинтеграции иммунных комплексов, инактивации изоантигенов, имеющих мукополисахаридный состав, соединения с комплексами «антиген – антитело» и выведения их из организма с мочой, антигистаминных и дезинтоксикационных воздействий, участия в антиоксидантных, антиацидотических и антиадгезивных процессах, повышения гистогематических барьеров, стимуляции иммунитета.
Масштабность общебиологических функций лизоцима, обеспечивающего естественную толерантность организма к генетически чужеродным агентам, подтверждается и известными фактами:
– возможностью формирования иммунологической толерантности в эмбриональном периоде, приживление оплодотворенной яйцеклетки, защищенной лизоцимом, создание Питером Медаваром толерантности введением антигена животному до его рождения;
– способностью хитина не отторгаться живыми тканями, т.к. хитин – природный субстрат лизоцима – избирательно сорбирует его из различных биологических смесей;
– широко известными операциями академика Филатова и его последователей, которым удалось пересадкой трупной роговицы вернуть зрение тысячам слепых благодаря высокой лизоцимной активности слезной жидкости и камерной влаги;
– угнетением реакции отторжения кожных гомотрансплантантов в эксперименте при использовании лизоцима. Laurentaci показал, что внутримышечные инъекции лизоцима (по 25 мг 2 раза в день) задерживают дегенерацию пересаженного кожного лоскута до 22 дней (вместо 6 – 8 дней у контрольных животных), уменьшают местную воспалительную реакцию и способствуют более быстрому заживлению послеоперационных ран.
Достоверное угнетение реакции отторжения кожных гомотрансплантатов под влиянием экзогенного лизоцима установлено как у нелинейных, так и у инбредных животных.
Причем блокада ферментативной активности лизоцима не отражается на ингибирующем эффекте в отношении реакции отторжения трансплантата.
Установление тесной функциональной связи лизоцима с системой иммунитета и метаболическими процессами открывает дополнительные возможности для решения актуальных проблем медицины, в том числе онкологии, трансплантологии, где мера антигенной нагрузки превышает эволюционно запрограммированное обеспечение естественной толерантности.
В условиях неблагополучия социально-экономической, медико-биологической, экологической и демографической обстановки неуклонно снижается уровень здоровья населения.
Углубление знаний о сложном взаимодействии организма человека и факторов внешней среды является одним из условий эффективности будущей превентивной медицины.
