Многолетние исследования научного коллектива Горьковского педиатрического института (в дальнейшем Нижегородский НИИ детской гастроэнтерологии) позволили получить дополнительную информацию о роли лизоцима в организме человека.
Содержание и функция лизоцима в организме
Содержание лизоцима в организме непостоянно и меняется в зависимости от ряда факторов – возраста, времени года, питания, витаминного баланса и др. Уровень лизоцимной активности пищеварительных секретов, в отличие от более стабильного сывороточного лизоцима, особенно подвержен возрастным и индивидуальным колебаниям.
Лизоцим является одним из наиболее распространенных ферментов пищеварительного тракта.
Больше всего его содержится в слюне, которая обволакивает поступающую пищу, предохраняя слизистую оболочку рта от антигенного раздражения. 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 его в слюне намного превышает содержание 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. Деятельность слюнных желез связана с гомеостазом организма в целом. Наиболее высоко содержание лизоцима в ротоглоточном секрете детей первого года жизни. В возрасте 1 – 6 лет оно понижается почти в 3 раза, к 7 – 15 годам жизни количество лизоцима снова повышается, но не достигает уровня свойственного младенцам.
Активность лизоцима в пищеварительных секретах детей разного возраста дана в нижеприведенной таблице.
Лизоцим, содержащийся в слюне, при заглатывании попадает в нижележащие отделы желудочно-кишечного тракта. Кроме того, он вырабатывается клетками слизистой и подслизистой оболочек желудка. У новорожденных детей, несмотря на малое количество секреторных клеток, лизоцимная активность секрета определяется на высоком уровне (40 – 70% во всех порциях).
Активность лизоцима в гастральном секрете (таблица 1), так же как и в слюне, во много раз выше, чем в сыворотке крови. В течение нескольких часов организм атакуется генетически чужеродным м
Защитное действие лизоцима продолжается вплоть до тонкой кишки, где происходит окончательное расщепление пищевых веществ до универсальных блоков, не несущих генетически чужеродной информации. Самое непосредственное участие в процессах кишечного пищеварения принимает желчь.
Как видно из таблицы, средний уровень лизоцима во всех ее порциях несколько выше активности лизоцима сыворотки крови, но значительно ниже, чем в желудочном соке, что повидимому связано со снижением антигенной нагрузки по мере расщепления пищевых веществ. Гидролитические процессы завершаются в кишечнике мембранным пищеварением и всасыванием. Интраеюнальный секрет у здоровых детей также обладает высокой лизоцимной активностью. В тощей и подвздошной кишках лизоцим продуцируют клетки Панета, которые в толстой кишке встречаются лишь в единичных экземплярах. Лизоцим в фекалиях обнаруживается лишь при естественном вскармливании, начиная со второго дня после прикладывания ребенка к груди матери. В последующие дни лизоцим в копрофильтрах увеличивается до 60,3 – 2,4 мкг/мл на 3-4 день, до 87,6 – 3,9 мкг/мл на 9-10 день, что, несомненно, связано с содержанием лизоцима в молозиве и грудном молоке. Отсутствие лизоцима в фекалиях у детей старше 1 года и взрослых обусловлено резорбцией его под влиянием нормальной микрофлоры.
Особое значение лизоцим имеет в защите организма от генетически чужеродных агентов эндогенного происхождения, среди которых заслуживает внимания трансплантация плода в организм матери.
Самым критическим периодом жизни человека является период новорожденности – начало самостоятельного существования индивидуума 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 детей еще до прикладывания их к груди матери в слюне определяется высокая активность лизоцима (63±2,1%). Это свидетельствует о том, что защитные механизмы обусловлены генетически и закладываются еще в внутриутробно.
В первый месяц жизни лизоцимная активность также определяется на высоких цифрах (61±1,2%), сохраняя этот уровень весь первый год жизни (55±2,7%). В последующие возрастные периоды средний уровень лизоцима, несмотря на выраженные индивидуальные колебания, стабилизируется и составляет в возрасте 12 – 14 лет 42±3,0%.
Активность лизоцима секрета ротовой полости новорожденных зависит от срока прикладывания их к груди матери, длительности вскармливания грудью и активности лизоцима грудного молока (р<0,001). Новорожденный получает лизоцим с молоком матери, где его содержание в 3000 раз больше, чем в коровьем молоке. Наиболее высока концентрация лизоцима в молозиве.
Как следует из таблицы, высокий уровень лизоцима слюны определяется лишь при раннем прикладывании новорожденных к груди матери и неуклонно снижается при более поздних сроках. При этом позднее прикладывание к груди сопровождается снижением лизоцима не только слюны, но и сыворотки крови.
При анализе активности лизоцима слюны новорожденных в зависимости от длительности вскармливания их грудью установлено, что чем дольше ребенок находился на естественном вскармливании, тем выше у него уровень лизоцима.
Наименьшая активность лизоцима выявлена у детей, не приложенных к груди матери в первые 3 – 5 суток. Однако уже через день вскармливания грудью она повышалась до 52,0±2,1% (р<0,01), достигая наибольших величин через 2-3 дня грудного вскармливания (59,0±1,84%, р<0,02).
Корреляционный анализ показал наличие прямой линейной зависимости между активностью лизоцима грудного молока и слюны новорожденных (r=0,59+0,11).
Естественно, что к нарушению питания особенно чувствительны дети первого полугодия жизни, когда закладывается фундамент здоровья.
Закономерным является также снижение лизоцимной активности при лишении ребенка достаточного количества грудного молока и переводе его на смешанное или искусственное вскармливание.
Женское молоко является суспензией живых клеток, в которой 40 – 80% составляют макрофаги – главные продуценты лизоцима. Отмечаются большие индивидуальные колебания лизоцима в женском молоке: от 26 до 260 мкг/мл, в среднем – 100 мкг/мл. Определение содержания лизоцима в грудном молоке бразильских женщин показало, что его уровень снижался до 15 дня лактации, а к 2 месяцам снова наблюдалось его повышение.
Молочный лизоцим в отличие от других лизоцимов менее термостабилен и уже при кратковременном кипячении денатурируется. Пастеризация при 62,5 °С в течение 30 минут почти полностью сохраняет лизоцим, а последующее замораживание при -18 °С позволяет использовать молоко с достаточно высокой лизоцимной активностью до 3,5 месяца.
Грудное молоко является единственным источником экзогенного лизоцима для новорожденных и детей раннего возраста. При этом у преждевременно родивших матерей концентрация лизоцима в молоке выше, чем у женщин, родивших в срок. Более высокое содержание лизоцима выявлено в конечных порциях грудного молока.
Лизоцим женского молока устойчив к действию протеолитических ферментов и сохраняет свою активность в кишечнике ребенка, что подтверждается наличием прямой корреляции между концентрацией лизоцима в грудном молоке и его содержанием в копрофильтратах. Лизоцим материнского молока положительно влияет на формирование нормальной микроэкологии кишечника новорожденных детей, способствует превалированию в составе микрофлоры бифидобактерий и грамположительных палочек. В свою очередь оптимальный уровень лизоцима в организме достигается стимуляцией его активности нормальной микрофлорой кишечника. Иммунный ответ у детей, получавших грудное молоко, выше, чем у вскармливаемых без материнского молока.
Не случайно одно из первых мест среди факторов риска, способствующих возникновению заболеваний органов пищеварения, занимает раннее искусственное вскармливание новорожденных.
Эпидемиологические исследования убедительно показали, что кормление грудью ассоциируется с уменьшением заболеваемости гастроинтестинальными и легочными заболеваниями у детей. По данным зарубежных авторов, кормление грудью снижает риск злокачественных опухолей, а возможно, и юношеского диабета.
Сопоставление активности лизоцима с характером кишечной микрофлоры у здоровых детей показало, что повышенное содержание условно-патогенных микробов в кишечнике чаще сочетается со сниженной активностью лизоцима слюны (Р<0,01).
Нарушение микроэкологии таит в себе большую опасность для новорожденных, адаптация которых к внеутробным условиям существования сопровождается стресс-реакцией и требует определенного напряжения неспецифических факторов защиты. Нарушенный же микробный биоценоз ослабляет их и делает более ранимым организм на раннем этапе его развития, когда неспецифическим иммунологическим механизмам принадлежит основная защитная роль.
Нарушение нормальной микрофлоры сопровождается ослаблением неспецифического защитного аппарата организма ребенка, индикатором чего может служить уровень лизоцимной активности его биологических сред.
Снижение лизоцима в сыворотке крови, как один из критериев воспалительной реакции слизистой кишечника и нарушения стерильности внутренней среды организма, является показателем неполного биологического здоровья практически здоровых детей.
Грудное вскармливание – самый надежный путь предупреждения различных заболеваний и обязательное условие здорового образа жизни начиная с ее истоков.
Лизоцим пищеварительных секретов выступает в роли одного из гарантов защиты организма от генетически чужеродных агентов экзогенного происхождения.
Особое значение лизоцим имеет в защите организма от генетически чужеродных агентов эндогенного происхождения, среди которых заслуживает внимания трансплантация плода в организм матери.
Репродуктивная функция от начала до конца обеспечивается лизоцимом. Обволакивая плотной оболочкой сперматозоиды, являющиеся чужеродными не только для женского, но и для мужского организма, лизоцим ограждает их от аутоимунной реакции. Еще до оплодотворения начинается подготовка организма женщины к беременности, о чем свидетельствует высокая лизоцимная активность фоликулярной жидкости и в желтом теле яичников, нарастание уровня лизоцима в периферической и менструальной крови в овуляторный период в сыворотке крови, влагалищной и шеечной слизи – в период беременности, а также высокая лизоцимная активность сыворотки крови плода, плаценты и околоплодных вод.
По мере увеличения срока беременности, а следовательно, по мере повышения антигенной нагрузки, содержание лизоцима сыворотки крови повышается. В 1-м триместре беременности лизоцим составляет 5,7±0,2 мкг/мл, во 2-м – 6,7±0,3, а в 3-м – 7,3±0,4. В послеродовом периоде концентрация лизоцима крови 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 в сыворотке крови материнского организма. Процент содержания лизоцима увеличивается у более зрелых и, что особенно важно, у доношенных плодов.
Динамика концентрации лизоцима сыворотки крови в возрастном аспекте является подтверждением значимости его в репродуктивной функции организма. При обследовании более тысячи здоровых лиц А.П. Луда и соавт. (1971) установили значительное повышение лизоцима сыворотки в возрастных группах 13 – 17 лет, 18 – 29 и 30 – 44, которые соответствуют репродуктивному периоду, по сравнению с детьми 8 – 12 лет (соответственно, 3,8±0,1 мкг/ мл и 2,2±0,4 мкг/мл, р<0,001). Начиная с 45 лет по мере старения и угасания репродуктивной функции уровень лизоцима неуклонно снижается, достигая 2,3±0,7 мкг/мл в возрасте 75 лет.
Общим звеном деятельности всех органов и систем с высокой лизоцимной активностью является их непосредственный контакт с генетически чужеродным материалом экзогенного и эндогенного происхождения и большая физиологическая нагрузка, т.е. наиболее интенсивно протекающие процессы метаболизма.
Таким образом, распределение лизоцима в организме человека свидетельствует о том, что высокая концентрация его обнаруживается не только в зонах, непосредственно контактирующих с внешней средой, изобилующей микробами, но и в органах и тканях, надежно огражденных от микробной инвазии (хрусталик глаза, тестикулы, яичники, эпифизы хрящей, щитовидная железа и т.д).
Общим звеном деятельности всех органов и систем с высокой лизоцимной активностью является их непосредственный контакт с генетически чужеродным материалом экзогенного и эндогенного происхождения и большая физиологическая нагрузка, т.е. наиболее интенсивно протекающие процессы метаболизма.
