Научное открытие «Свойство эндогенного лизоцима нейтрализовать влияние антигенных факторов на живой организм» (Дорофейчук В.Г., Чупров А.Д. Диплом на открытие № 435, 2012 г.)
Формула открытия.
Установлено неизвестное ранее общебиологическое свойство эндогенного лизоцима – обеспечивать нейтрализацию влияния антигенных факторов на живой организм, заключающееся в способности поддерживать иммунобиологический гомеостаз, обусловленное функцией обеспечения естественной толерантности организма к генетически чужеродным агентам.
Авторами данного открытия проведены многочисленные и широкомасштабные научные исследования, которые продолжаются по сей день и имеют дальнейшую перспективу в плане переосмысления традиционных и поиска новых подходов к решению многих медицинских проблем с учетом сформулированной научной гипотезы об общебиологической уникальной защитной функции лизоцима в живых организмах.
При этом уникальность функции лизоцима авторы заявки на открытие видят в том, что она объединяет в себе одновременно две функции: функцию фактора защиты организма от генетически чужеродной информации и одновременно функцию «антифактора» защиты, обеспечение толерантности организма к генетически чужеродной информации.
Как известно, 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. В частности, генетически несовместимые ткани природа соединила при трансплантации плода в организм матери.
Т.е. организм не может существовать без иммунологической толерантности, которую принято характеризовать как отсутствие иммунологической реакции при поступлении в организм антигена. Значит, для выполнения данного условия необходимо обеспечение двух принципиально различных процессов одновременно:
– во-первых, элиминации или инактивации антигеном соответствующего клона иммунокомпетентных клеток;
– во-вторых, наличие повышенной активности антигенспецифических Т- или В-супрессоров, вторично ингибирующих эффекторные клетки, или их предшественники.
Именно лизоциму авторы отводят роль основного регулятора иммунного ответа и предполагают, что именно лизоцим обеспечивает «узнавание чужого» и одновременно избавляет от избыточного накопления повреждающих компонентов иммунного ответа.
Настоящее открытие было сделано путем обобщения результатов собственных многолетних научных исследований и практических наблюдений авторов в сфере офтальмологии, акушерства и гинекологии, эндокринологии, онкологии, геронтологии и экологии при изучении механизмов формирования различных заболеваний и состояний, связанных с антигенными нагрузками и перегрузками на организм человека.
Сущность открытия
Сущность сделанного открытия состоит в том, что впервые была выдвинута и научно обоснована гипотеза об общебиологической специфической и уникальной защитной роли лизоцима в живых организмах.
А именно, «лизоцим призван обеспечивать нейтрализацию влияния антигенных факторов на живой организм, поддерживая иммунобиологический гомеостаз и нормальные условия течения метаболических процессов и обеспечивая при этом естественную толерантность организма к генетически чужеродным агентам».
Другими словами, лизоцимы, обладая широким спектром биологических возможностей и тесно взаимодействуя с системой иммунитета и метаболическими процессами, относятся к элементам регуляторной системы, обеспечивающей гомеостаз организма.
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.
Это достигается тем, что:
– с одной стороны, обволакивая генетически чужеродные материалы в составе пищи, в репродуктивных органах и т.д., лизоцим ограждает их от аутоиммунной реакции;
– с другой, освобождая организм от избыточного накопления повреждающих компонентов иммунного ответа и токсических метаболитов, он, по существу, нейтрализует чужеродные агенты.
Совокупность этих защитных механизмов лизоцима определяет его основную фундаментальную функцию – обеспечение естественной толерантности организма к генетически чужеродным агентам.
Именно поэтому нарастание антигенной нагрузки на организм в процессе онтогенеза приводит к истощению регуляторных механизмов иммунного ответа, в том числе к снижению активности лизоцима, рассогласованию метаболических процессов и, вследствие этого, к избыточному накоплению повреждающих компонентов иммунного ответа и токсических метаболитов. Это, в сочетании с генетически детерминированной или приобретенной локальной несостоятельностью органа или системы, обуславливает формирование патологического процесса с развитием клинической картины болезни.
Течению патологических процессов при различных нозологиях на фоне выраженного снижения лизоцимной активности в различных биологических субстратах (слюна, кровь, пищеварительные секреты) посвящено много исследований. Однако авторы исследований зачастую не задаются целью идентифицировать первопричины и пусковые механизмы возникновения имеющихся общеорганизменных или органных нарушений, сопровождаемых изменением лизоцимной активности биологической среды.
Априори установлено, что снижение лизоцимной активности имеет отрицательное влияние на течение патологического процесса. Поэтому практическая медицина разработала и предложила к дотационному использованию целый арсенал лизоцимсодержащих средств для лечения различных заболеваний.
Хотя достигаемый результат указывает на оправданность применения этих средств, данный подход носит не системный, а скорее «симптомный» характер.
Кроме того, из поля зрения практической медицины ускользает тот факт, что при избытке лизоцима происходит, как считается, «парадоксальное» ингибирование (торможение) лизиса.
Это можно объяснить как «избыточную толерантность».
Установленная авторами открытия роль лизоцима в поддержании иммунобиологического гомеостаза вносит новое понимание в механизмы обеспечения нейтрализации влияния антигенных факторов на организм и поддержания нормальных условий течения метаболических процессов и дает расшифровку фактов и явлений, которые до настоящего времени оставались предметом преимущественно умозрительных концепций.
При признании отводимой лизоциму роли в общебиологических процессах:
1. Находят адекватное объяснение известные природные факты, например:
– высокая жизнестойкость лося и отсутствие патологических проявлений при поедании им ядовитых трав и грибов (установлена очень высокая лизоцимная активность лосиного молока);
– устойчивость ежей к действию ядов, в том числе змеиного (уровень лизоцима в 2,5 раза выше, чем у других млекопитающих).
2. Находят адекватное объяснение известные научные факты, например:
– возможность формирования иммунологической толерантности в эмбриональном периоде, приживление оплодотворенной яйцеклетки, защищенной лизоцимом;
– обеспечение Питером Медаваром толерантности животного к введенному до его рождения антигену;
– отличительная особенность хитина, состоящая в совместимости с чужеродными живыми тканями (хитин – природный субстрат лизоцима, способный избирательно сорбировать лизоцим из биологических веществ);
– возможность пересадки трупной роговицы (благодаря высокой лизоцимной активности слезной жидкости и камерной влаги);
– практическое отсутствие эффекта отторжения искусственного хрусталика глаза без применения подавляющих местный иммунитет средств по сравнению с другими имплантами;
– эффект угнетения реакции отторжения кожных гомотрансплантатов в эксперименте при использовании лизоцима;
– тенденция к «омоложению» многих заболеваний, в т.ч. онкологических (что, по существу, является индикатором изменений экологической ситуации в виде нарастания количества и влияния антропогенных загрязнителей природы на организм ребенка в первую очередь).
3. Дается четкий ответ на вопрос, на который многие годы крупные клиники и лаборатории мира не находили ответа, «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».
4. 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.
5. Становится также понятной биологическая целесообразность, по всей видимости, адаптивного повышения содержания лизоцима в тканях и биологических жидкостях организма по мере совершенствования организации животных, начиная с червей и заканчивая млекопитающими и ввиду усиления агрессивности окружающей среды.
Доказательства достоверности открытия
Доказательства достоверности открытия приведены в соответствии с выдвинутыми научными тезисами, а именно:
1. Эндогенный лизоцим обеспечивает нейтрализацию влияния антигенных факторов на живой организм – и это его общебиологическое свойство;
2. Эндогенный лизоцим обладает способностью поддерживать иммунобиологический гомеостаз и нормальные условия течения метаболических процессов;
3. Эндогенный лизоцим выполняет функцию обеспечения естественной толерантности организма к генетически чужеродным агентам.
Теоретические доказательства достоверности открытия
Тезис 1: «Эндогенный лизоцим обеспечивает нейтрализацию влияния антигенных факторов на живой организм, и это его общебиологическое свойство».
В соответствии с требованиями системного подхода «в исследовательской работе не может быть аналитического изучения какого-то частичного объекта без точной идентификации этого частного в большой системе» (П.К. Анохин, 1978).
В результате, анализ всей имеющейся и полученной непосредственно авторами за период с 1973 года информации о лизоциме позволил достичь этой цели и определить роль одного защитного элемента в системе общей неспецифической защиты организма от чужеродной информации, привносимой в организм из окружающей среды.
Естественно, авторы учитывают тот факт, что для нормального функционирования организма человека в условиях многообразия природных антигенов и взаимодействия с другими формами жизни в длительном процессе эволюции сформировались сложные защитные механизмы, и лизоцим является только одним из элементов, обеспечивающим функционирование данных механизмов.
Теоретические доказательства достоверности открытия представлены с учетом представления о системном подходе к проблемам гомеостатирования внутренней среды организма в ответ на физиологически необходимое внешнее агрессогенное воздействие различных факторов, которые на современном этапе изменения окружающей среды стали в большей степени носить характер «антигенных перегрузок» на организм человека.
Поэтому одной из главных целей авторов было систематизировать обширный материал, ранее полученный как самими авторами, так и различными исследователями, и определить функцию и роль исследуемого объекта (лизоцим) в жизнедеятельности биологических систем с учетом и анализом тех манифестных изменений на различных иерархических уровнях системы, которые достоверно вызываются изменением активности лизоцима.
Для изучения гомеостатических процессов авторы исходили из представлений о том, что:
– с общебиологических позиций нормальное состояние органов и систем жизнеобеспечения, их структурная и функциональная целостность зависят от постоянства состава и биологических свойств внутренней среды;
– гомеостаз этой среды обусловлен функциональным состоянием гистогематических барьеров (ГГБ), их активностью и проницаемостью;
– ведущая роль в процессах гомеостатирования внутренней среды организма принадлежит гематосаливарному барьеру (существование взаимоотношений между кровью и слюной, и защитная роль слюны в процессе перераспределения биохимических веществ – уже неоспоримый в науке факт, подтвержденный многочисленными исследованиями при различных заболеваниях стрессового происхождения).
Ежесуточно из ротовой полости человека в нижележащие отделы желудочно-кишечного тракта поступает большое количество слюнного лизоцима вместе со слюной, объем которой достигает 2 литров. При этом количество лизоцима в слюне намного превышает содержание его в сыворотке крови.
Слюнные железы секретируют от 30 – 50 мл/мин. до 400 – 600 мл/мин. слюны на 100 грамм ткани. При увеличении скорости кровотока выделение слюны увеличивается в 10 раз.
Поэтому особое внимание при изучении общих процессов гомеостатирования организма авторы уделяли изучению лизоцимной активности именно слюны, а для оценки гомеостатических процессов на уровне отдельных функциональных систем организма, а также органов исследовались другие биологические среды.
При изучении параметров лизоцимной активности слюны у людей, заведомо подвергавшихся антигенным перегрузкам, авторами установлено, что, в частности:
– концентрация лизоцима в слюне выраженно зависит от степени атмосферного загрязнения в условиях экологического прессинга, а именно, при атмосферном загрязнении окисями углерода и азота лизоцим слюны (у детей) снижается по сравнению с контрольной группой – у рабочих горячих цехов значительно снижены лизоцим слюны и фагоцитарная активности нейтрофилов крови;
– лизоцим секрета ротовой полости снижается под влиянием производственной вредности (в частности, связанной со свинцовой интоксикацией у рабочих цинкового завода);
– продолжительный контакт с соединениями хрома сопровождается снижением лизоцима слюны;
– постоянное вибрационное воздействие на организм сопровождается снижением эндогенного лизоцима;
– лизоцим снижается при иммунизации, введении антибиотиков, избыточных доз витаминов и т.д;
– снотворные и наркотические средства также снижают концентрацию лизоцима в сыворотке крови;
– существует тенденция самопроизвольного прерывания беременности у женщин, мужья которых подвергались воздействию свинца, особенно в высокой концентрации.
Известно также, что, несмотря на различие агрессивных воздействий на человека, экологически зависимые патологические процессы формируются в тех органах или системах, которые эволюционно должны быть защищены лизоцимом.
Так, в условиях радиационного воздействия установлено снижение рождаемости и тенденция к росту младенческой смертности (наиболее чувствительной к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды является функциональная система «мать – плод – новорожденный»), рост числа заболеваний крови, органов пищеварения, щитовидной железы, новообразований, катаракт.
Вызывает интерес и подтверждает правомерность сделанных авторами выводов о роли лизоцима и следующий факт: наиболее выраженная антигенная перегрузка организма возникает при трансплантации органов и тканей.
Риск развития опухолей при трансплантации органов в 80 раз выше, чем без чужеродной ткани. Эти данные получены при анализе онкологических заболеваний у реципиентов с пересаженной почкой (9131 операция) и сердцем (189 трансплантаций).
Приобретенная в процессе вирусных инфекций локальная несостоятельность органа или системы в сочетании с местным и общим дефицитом лизоцима, истощение которого является результатом антигенной перегрузки, определяет локализацию опухоли, а чрезмерные антигенные перегрузки способны вызывать стойкие изменения наследственных признаков с нарушением контроля и регуляции клеточного деления.
Известно, что опухолевые клетки покрыты слоем мукополисахаридов. Поэтому снижение уровня лизоцима, который обладает способностью инактивировать изоантигены, имеющие мукополисахаридный состав, безусловно, способствует развитию опухолевого процесса. В секретах раковых клеток нередко отмечается накопление слизи, содержащей мукополисахариды.
Нарушения гистологического строения клеток эпителия, усиленная пролиферация недифференцированных клеток, характерные для предраковых состояний, могут также косвенно свидетельствовать о дефиците лизоцима, который принимает участие в дифференцировке тканей.
Изложенные факты свидетельствуют о том, что снижение уровня лизоцима является также общей для онкологических заболеваний закономерностью.
Таким образом, установлено, что взаимосвязь между лизоцимом слюны, основного секрета, обеспечивающего биохимический гомеостаз крови и, соответственно, всей внутренней среды организма, и антигенной нагрузкой на организм человека имеет устойчивый и закономерный характер, что позволяет говорить о высокой чувствительности данного элемента к чужеродной для организма информации.
Установлено также, что целенаправленное повышение лизоцимной активности приводит к снижению повреждающего воздействия антигенов (экспериментальные доказательства представлены далее).
Механизмы, обеспечивающие нейтрализацию влияния антигенных факторов на организм
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 активности и проницаемости гистогематических барьеров;
– стимуляции иммунитета.
Тезис 2: «Эндогенный лизоцим способен поддерживать иммунобиологический гомеостаз и нормальные условия течения метаболических процессов».
Из всех специализированных систем, наряду с центральной нервной системой, наибольшее значение в интегрированной деятельности организма имеет иммунная система, нейтрализующая негативные последствия воздействия на организм агентов с генетически чужеродной информацией.
Установлено, что между лизоцимом и иммунной системой имеется тесная функциональная связь, которая подтверждается прямой корреляционной связью между уровнями лизоцима и секреторного IgA (синтез секреторного IgA и лизоцима генетически обусловлен и контролируется одними и теми же механизмами).
Установлено также, что снижение секреторного IgA (который играет роль барьера на пути поступления повреждающих агентов в кровоток) и повышение на этом фоне IgG, может вызывать подавление иммунного ответа (в отдельных случаях вплоть до иммунологического паралича).
В условиях дефицита лизоцима снижается активность и повышается проницаемость гематосаливарного барьера, что способствует проникновению любых чужеродных макромолекул и вызывает целый каскад негативных реакций на уровне нижележащих отделов.
Установлено также, что лизоцим усиливает хемотоксическую активность лейкоцитов и стимулирует процесс образования хемотоксического фактора; в системе иммунный комплекс – комплимент инактивирует изоантигены, имеющие мукополисахаридный состав, активно участвует в завершении фагоцитоза; с помощью лизоцима фагоцитированные иммунные комплексы подвергаются деструкции.
Метаболическое значение лизоцима также установлено при изучении его участия и роли в системе антиоксидантной защиты организма. При этом доказано, что лизоцим способен препятствовать разветвлению свободнорадикального процесса и замедлять скорость перекисного окисления липидов.
Очевидно, с антиоксидантными свойствами лизоцима связано его мембрано-стабилизирующее действие на клетки организма.
Участие лизоцима в мембрано-стабилизирующих процессах подтверждено in vitro по определению степени гемолиза эритроцитов при внесении лизоцима в тестируемую жидкость.
Также установлено, что антиоксидантные и мембраностабилизирующие свойства лизоцима способствуют уменьшению повреждающего действия четыреххлористого углерода на ткань печени в эксперименте. Повышение резистентности клеток печени к гепатропному яду расценивается авторами как одно из проявлений стимуляции общей неспецифической антитоксической резистентности организма.
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 обеспечении нормального метаболизма и является одним из важных звеньев сложной системы, способной регулировать и поддерживать на оптимальном уровне концентрацию свободных радикалов и скорость образования гидроперекисей.
При этом лизоцим, в отличие от антиоксидантов химического происхождения, погашает лишь избыточное накопление свободных радикалов, что физиологически более целесообразно.
Это свидетельствует в пользу выдвинутой гипотезы о том, что лизоцимы, обладая широким спектром биологических возможностей, относятся к элементам регуляторной системы, обеспечивающей гомеостаз организма.
Это также устраняет то противоречие, которое возникает при попытке свести функцию лизоцима к антимикробному и бактериологическому действию и объясняет факт высокого содержания лизоцима в органах и тканях, не имеющих непосредственного контакта с окружающей средой.
Все вышесказанное, как и многие другие научно установленные факты, указывает на наличие у лизоцима иммунорегулирующих свойств и подтверждает его непосредственное участие в поддержании иммунобиологического гомеостаза.
В результате установлено, что в норме, т.е. в необходимом и достаточном для обеспечения нормального течения метаболических процессов количестве, содержание лизоцима в биологических средах должно быть:
– в слезной жидкости – 7000 мкг/мл;
– в околоплодных водах – до 1640 мкг/мл;
– в шеечной слизи – 560 – 610 мкг/мл;
– во влагалищном содержимом – 420 – 480 мкг/мл;
– в секрете околоушной железы – 500 мкг/мл;
– в женском молоке – 40 – 500 мкг/мл;
– в слюне – 50 – 200 мкг/мл;
– в желудочном соке – 50 – 200 мкг/мл;
– в плаценте – 15 – 20 мкг/мл;
– в желчи и плазме – 6 мкг/мл;
– в семенной жидкости и простатическом соке – 3 мкг/мл.
Тезис 3: «Эндогенный лизоцим выполняет функцию обеспечения естественной толерантности организма к генетически чужеродным агентам».
Для обоснования роли лизоцима в обеспечении естественной толерантности организма к генетически чужеродным агентам, которая необходима для сохранения гомеостаза, который, в свою очередь, обеспечивается иммунной системой, элиминирующей агенты с генетически чужеродной информацией, исследователями прослежен каскад адаптивных реакций организма человека, протекающих с участием лизоцима, причем на всех иерархических уровнях биологической системы.
В основу проведенного анализа были заложены факты, отражающие результаты гомеостатических процессов в организме человека «в физиологической норме», и условия, определяющие в целом для организма нормальное течение метаболических процессов.
Изучено также изменение этих условий под непосредственным влиянием изменения лизоцимной активности в соответствующих биологических средах на всех этапах развития человека, начиная с его зачатия и рождения.
Беременность, как физиологический процесс, является примером естественной трансплантации генетически чужеродной оплодотворенной яйцеклетки и последующего развития плода.
Существенную роль в физиологическом течении беременности играют особенности иммунологических взаимоотношений в системе «мать – плод».
По законам иммунологии материнская иммунная система должна препятствовать имплантации плода, генетически отличного от материнского организма. И сегодня не выяснено полностью, как фетоплацентарной системе удается избежать иммунологического отторжения материнским организмом.
Неизвестны природа или источник супрессивного фактора, содержащегося в амниотической жидкости.
Известно, что при физиологически протекающей беременности развитию нежелательных иммунологических реакций препятствуют многие факторы. Прежде всего, это морфофункциональное разделение матери и плода плазматической мембраной – трофобластом. Определенную роль играют также: иммуносупрессия клеток лимфоидной системы материнского организма; антигенная незрелость плода; продукция эмбриоспецифических белков (фетуин) и гормонов (хорионический гонадотропин); эстрогены и т.д.
Вместе с тем доказано, что во время беременности иммуносупрессия не имеет генерализованного характера.
Подтверждением этому служит выявление у беременных женщин циркулирующих иммунных комплексов с участием материнских и эмбриональных IgG, активации системы коплемента, изоантигенов и изоантител, лимфотоксинов, усиление процессов метаболизма. Иммунные комплексы обнаруживаются также в плаценте.
Иммунная система способствует развитию плода, несмотря на то что беременные подвергаются длительному воздействию эмбриональных и плодных тканей. Организм матери «не отвечает» на это развитием классических реакций, которые могли бы привести к отторжению плацентарного аллотрансплантата.
Как известно, индивидуальное развитие организма начинается с момента оплодотворения материнской яйцеклетки сперматозоидом, и в этом плане заслуживает особого внимания высокая концентрация лизоцима в репродуктивных органах на всех этапах репродуктивного процесса.
Половые клетки генетически не идентичны со всеми остальными клетками организма, т.к. они содержат вдвое меньше хромосом. И, видимо, поэтому природа окружила их лизоцимом, предупреждая аутоиммунную реакцию отторжения.
Известно, что яйцеклетка окружена непроницаемой оболочкой, называемой зоной пеллюцида. Сперматозоиды, созревая в глубинах семенных желез, тоже закрыты эластичными оболочками. Повреждение их приводит к аутоиммунной реакции. Сперматозоиды становятся доступными для уничтожения собственными органами иммунной системы.
Развивающийся плод является чужеродным в антигенном отношении для матери на всех стадиях беременности, и уже на ранних этапах развития отмечается продукция собственного лизоцима, уровень которого в сыворотке крови плода в 2 – 5 раз выше, чем в сыворотке крови материнского организма. При этом количество лизоцима увеличивается у более зрелых и, что особенно важно, у доношенных плодов.
Амниотическая и аллантоисная жидкости с высоким содержанием лизоцима являются барьером между организмом матери и зародыша. При этом лизоцим не выполняет роли тусупрессора. Он способствует элиминации избыточного накопления ЦИК, инактивации изоантигенов, участвует в антирадикальных, антитоксических процессах.
Не случайно, что при нормально протекающей беременности самая высокая концентрация циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) выявляется в первом триместре, а к моменту формирования околоплодных вод с высоким содержанием лизоцима уровень ЦИК снижается, и именно в этот момент, как правило, прекращаются ранние токсикозы беременности.
По мере увеличения срока беременности, а следовательно, и нарастания антигенной нагрузки, содержание лизоцима сыворотки крови матери повышается, а в послеродовом периоде постепенно снижается, что свидетельствует о снятии антигенной нагрузки.
Уже на ранних этапах развития плода отмечается продукция им собственного лизоцима, уровень которого в его сыворотке крови в 2 – 5 раз выше, чем у матери. Процент содержания лизоцима увеличивается у более зрелых и, что особенно важно, у доношенных плодов.
При наличии признаков несовместимости, токсикозов, анемии и пр. у беременных женщин выявляется снижение лизоцимной активности.
Самым критичным периодом жизни человека является период новорожденности – начало самостоятельного существования и сложного его взаимодействия с окружающим антигенным миром.
Наибольший контакт с разнообразными антигенами экзогенного происхождения имеют слизистые оболочки полости рта.
Секрет ротовой полости выполняет защитную функцию с первых дней жизни. Так, у новорожденных еще до прикладывания к груди матери в слюне определяется высокая активность лизоцима.
Это свидетельствует о том, что защитные механизмы, в которых лизоцим играет ведущую роль, обусловлены генетически и закладываются еще внутриутробно.
Масштабность общебиологических функций лизоцима, обеспечивающего естественную толерантность организма к генетически чужеродным агентам, подтверждается и другими 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.
Так, 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.
Другим веским подтверждением фундаментальной защитной функции лизоцима обеспечивать естественную толерантность организма к генетически чужеродным агентам является та роль, которую он выполняет в процессах пищеварения.
Имея самую большую поверхность контакта с внешним миром, пищеварительная система служит ареной тесного взаимодействия организма с многочисленными антигенными факторами, привносимыми в организм вместе с поступающими продуктами питания.
На пути чужеродного материала, как уже отмечалось, в первую очередь встают защитные факторы ротовой полости, которые призваны максимально нейтрализовать агрессивное воздействие чужеродного материала на организм.
Поскольку современными научными исследованиями установлено, что слюна не только является первым пищеварительным секретом в системе пищеварения, а выполняет общую функцию гомеостатирования внутренней среды всего организма, логично предположить, что и другие ее секреты пищеварительной системы продолжают выполнять ту же функцию на уровне других барьерных образований.
Если считать роль лизоцима слюны в процессах нейтрализации агрессивного воздействия чужеродного материала на организм доказанной, то естественно предположить, что эта же роль может быть отведена и другим пищеварительным секретам.
Основанием для этого служат следующие факты:
– кроме того, что лизоцим, содержащийся в слюне, при заглатывании попадает в нижележащие отделы желудочнокишечного тракта, он вырабатывается клетками слизистой и подслизистой оболочек желудка;
– активность лизоцима в гастральном секрете так же, как и в слюне, во много раз выше, чем в сыворотке крови;
– у новорожденных детей, несмотря на малое количество секреторных клеток, лизоцимная активность секрета определяется на высоком уровне (40 – 70% во всех порциях желудочного сока);
– активность лизоцима в желчи несколько выше активности лизоцима в сыворотке крови, но значительно ниже, чем в желудочном соке;
– интраеюнальный секрет также в норме обладает высокой лизоцимной активностью.
Т.е. установлена закономерность снижения в норме активности лизоцима по мере снижения экзогенной (поступающей с пищевыми продуктами) антигенной нагрузки. Уровень активности лизоцима снижается вплоть до тонкой кишки, где происходит окончательное расщепление пищевых веществ до универсальных блоков, не несущих генетически чужеродной информации.
При этом выявлено, что лизоцимная активность снижается в секретах тех зон системы пищеварения, где имеет место преимущественная локализация воспалительного процесса:
– в желудочном соке и порции «А» дуоденального содержимого – при хроническом гастродуодените;
– в порциях «В» и «С» дуоденального содержимого – при заболеваниях биллиарной системы;
– в интраеюнальном содержимом – при патологии кишечника.
Зависимость степени лизоцимной активности и патологических нарушений со стороны органов пищеварения установлена авторами также при развитии заболеваний, связанных с нарушением колонизационной резистентности организма, в частности, геликобактериозе. Подтверждением важной роли изменения содержания эндогенного лизоцима в нарушении местного иммунобиологического гомеостаза в «забарьерных» органах и тканях являются результаты проведенных экспериментальных исследований в области офтальмологии.
Выбор экспериментального направления для подтверждения научной гипотезы был обусловлен тем, что самое высокое содержание лизоцима находится в слезной жидкости (7000 мкг/ мл), что является манифестным проявлением необходимости наличия и повышенной активности лизоцима как защитного фактора для органа, наиболее массировано подвергающегося постоянно воздействующим и выраженным агрессивным факторам окружающей среды.
Целью эксперимента являлось подтверждение предположения о существовании устойчивой связи между содержанием лизоцима в слезной жидкости, снижением барьерной функции капсулы и помутнением хрусталика.
Экспериментальные исследования проводились на гипериммунизированных животных. Под наблюдением было 43 животных, в том числе 22 барана, 14 коз и 7 кроликов.
У всех животных выявлено снижение лизоцима сыворотки крови и повышение концентрация ЦИК.
При этом установлена прямая зависимость частоты обнаружения катаракты от степени снижения лизоцима и концентрации ЦИК (г=0,89+/-0,02).
При резком снижении лизоцима (до 3% и более, вплоть до полного исчезновения) и избыточной концентрации ЦИК катаракта выявлена у 75% животных.
На следующих этапах исследований авторы подтвердили, что полученные результаты экспериментальных исследований в области офтальмологии являются не только частным случаем и специфической особенностью функционирования одной системы, но и универсальной моделью для изучения описываемой функции и роли лизоцима в организме.
Существует мнение, что инфицированность слизистой оболочки НВ вызывает и обуславливает хронизацию течения гастродуоденальных заболеваний.
Исследователями отмечена тесная обратная корреляционная зависимость между частотой выявления хеликобактерий и уровнем активности лизоцима. При этом высокая степень обсемененности слизистой оболочки желудка хеликобактериями наиболее часто обнаруживается на фоне выраженного дефицита лизоцима.
Этому способствуют выраженные адгезивные свойства хеликобактерий и снижение антиадгезивных свойств желудочного сока в результате дефицита лизоцима, препятствующего прикреплению микробов к эпителиальной поверхности желудка.
Предлагаемая ниже схема реализации последствий снижения защитной роли лизоцима в силу экзогенных или эндогенных причин может считаться, по мнению авторов, универсальной. Она способствует и вносит ясность в понимание отдельных общебиологических процессов взаимодействия всего организма как с внешней, так и с внутренней для отдельных функциональных систем и органов окружающей средой.
Таким образом, лизоцим имеет большое значение в жизнедеятельности организма и в процессах взаимодействия человека с окружающим миром. Он первым реагирует на запредельные концентрации вредных соединений при атмосферном загрязнении, на стрессовые ситуации и наличие ксенобиотиков, в т.ч. пищевых и медикаментозных.
По активности лизоцима косвенно можно судить о величине антигенной нагрузки, о степени избыточного накопления повреждающих компонентов иммунного ответа и токсических метаболитов.
Новая концепция нашла подтверждение как в ходе изучения патогенетической роли дефицита лизоцима в клинике различных заболеваний, так и при определении эффективности лизоцимсодержащих продуктов лечебного питания с целью коррекции уровня лизоцимной активности в биологических средах и ускорения процесса саногенеза в целом.
Экспериментальные доказательства достоверности открытия
Экспериментальные доказательства достоверности открытия представлены в виде результатов проведенных экспериментальных и клинических исследований по коррекции нарушенной активности, а именно ее повышения в целях предупреждения или урегулирования каскада реакций, вызываемого воздействием на организм экзогенных и эндогенных агрессивных факторов.
Результаты воздействия лизоцима на организм оценивались лабораторно и клинически по необходимым и достаточным для анализа эффективности параметрам при:
1. Внутримышечном введении терапевтических доз лизоцима при различных заболеваниях и наличии показаний к применению препарата (при недостаточной лизоцимной активности и изменении других показателей общего или местного иммунитета);
2. Введении лизоцима с продуктами лечебного питания или сублингвально (при тех же заболеваниях и аналогичных показаниях к применению);
3. Непосредственной доставке лизоцима к органу-мишени или к поврежденной ткани;
4. Сочетанном применении различных форм введения лизоцима.
То обстоятельство, что более отчетливый положительный эффект во всех случаях достигался при дополнительном введении препарата через ротовую полость, свидетельствует в пользу правомерности высказанной теории об активном участии лизоцима в регуляции активности и проницаемости гематосаливарного барьера, первого защитного барьера на пути обеспечения гомеостаза внутренней среды организма.
Это же подтверждает правомерность всех выдвинутых в качестве открытия тезисов:
– эндогенный лизоцим призван и обладает свойством обеспечивать нейтрализацию влияния антигенных факторов на живой организм;
– эндогенный лизоцим способен поддерживать иммунобиологический гомеостаз и нормальные условия течения метаболических процессов;
– эндогенный лизоцим наделен самой природой функцией обеспечения естественной толерантности организма к генетически чужеродным агентам.
Область научного и практического значения открытия
В результате многолетних исследований и наблюдений авторам удалось, и в этом научное значение открытия:
– выяснить взаимоотношения внутренних систем регуляции гомеостаза организма и внешних факторов с учетом необходимых эволюционно запрограммированных и случайных факторов;
– установить неизвестную ранее фундаментальную защитную функцию лизоцима и его особое место в обеспечении постоянства внутренней среды организма за счет регуляции иммунного гомеостаза;
– объяснить новые механизмы развития реакций толерантности или отторжения организмом чужеродной информации;
– доказать, что истощение эндогенного лизоцима ведет к избыточному накоплению повреждающих компонентов иммунного ответа и токсических метаболитов, которые в сочетании с генетически детерминированной или приобретенной несостоятельностью органа или системы определяют локализацию патологического процесса;
– подтвердить, что по активности лизоцима в биологических средах косвенно можно судить о величине антигенной нагрузки, о степени избыточного накопления повреждающих компонентов иммунного ответа и токсических метаболитов и даже незначительные нарушения во взаимодействии иммунной системы с факторами внешней среды можно выявить по этому иммунологическому параметру;
– представить собственное видение механизмов формирования патологии органов пищеварения в контексте обеспечения эндогенным лизоцимом функции естественной толерантности организма к генетически чужеродным агентам и сбалансированности агрессогенных и защитных факторов;
– не просто установить ранее неизвестные факты, зарегистрировать изменения и сдвиги, имеющие манифестные проявления на всех иерархических уровнях системы и происходящие в условиях антигенных перегрузок организма, а показать пусковой механизм развития заболеваний, связанных с этими перегрузками.
Практическое значение открытия состоит в том, что полученная в процессе исследований информация позволила установить существование устойчивой взаимосвязи между степенью нарушения активности лизоцима и состоянием иммунной системы.
На основе этой концепции предложены информативные тесты диагностики и прогнозирования заболеваний и способы восстановления утраченной толерантности к эндогенным и экзогенным антигенам, что в значительной мере расширяет возможности превентивной медицины.
Новая концепция нашла подтверждение как в ходе изучения патогенетической роли дефицита лизоцима в клинике различных заболеваний, так и при определении эффективности лизоцимсодержащих средств, с целью коррекции уровня лизоцимной активности в биологических средах и ускорения процесса саногенеза в целом.
На основе изучения показателей лизоцимной активности различных биологических сред разработаны эффективные способы диагностики и прогнозирования заболеваний и способы восстановления утраченной толерантности к эндогенным и экзогенным антигенам, что в значительной мере расширяет возможности превентивной медицины.
Практическая значимость открытия заключается в том, что новые знания позволяют не только более широко и осмысленно использовать уже имеющийся (но практически не используемый) арсенал средств для борьбы и предупреждения заболеваний, вызванных или связанных с антигенными перегрузками, но и разработать новые средства.
Так, например, теоретически оправданными и практически проверенными с точки зрения эффективности являются новые подходы к решению проблем с использованием средств (медикаментозных и немедикаментозных), повышающих лизоцимную активность различных биологических субстратов для:
– предупреждения внутриутробного инфицирования плода;
– искусственного вскармливания новорожденных, особенно недоношенных;
– предупреждения поствакцинальных осложнений;
– лечения заболеваний органов пищеварения;
– лечения ожоговой болезни;
– лечения трофических язв;
– лечения рассеянного склероза;
– лечения аутоиммунных заболеваний;
– лечения онкологических заболеваний;
– и т.д.
Авторы открытия надеются, что регистрация открытия как факт признания наукой и ее ведущими представителями, позволит привлечь внимание к существенным недостаткам практической медицины в первую очередь, далеко уклонившуюся от главной заповеди медицины «не навреди», и общепринятой тактикой «по симптомной» борьбы с проявлениями болезни путем дополнительного наращивания антигенных нагрузок на организм все увеличивающимся арсеналом средств воздействия на организм без учета его толерантности к этим нагрузкам.
Полученное научное обоснование практически установленного, но не имевшего объяснения факта, а именно, более эффективного проявления уникальных свойств фермента, именно при его пероральном и сублингвальном введении, должно положить начало выработке не только новых подходов, но и средств для адекватного противодействия все более нарастающему влиянию техногенных и иных нагрузок на живой организм.
