Веские доказательства
Имеются веские доказательства участия ИЛ-1 к повреждении тканей при воспалительных болезнях кишечника, почек, в гибели (3-клеток поджелудочной железы при инсулинзависимом сахарном диабете, в развитии атеросклероза и в патогенезе многих других болезней. Представлены данные о том. что ИЛ-1 способствует прогрессии миелолейкоза. Интерлейкин-6 (ИЛ-6) — многофункциональный (плейотропный) цитокин, идентифицированный впервые как секретируемый Т-клетками фактор, вызывающий конечную диф – ференцировку В-клеток в плазматические клетки, продуцирующие антитела. По химической структуре это белок молекулярной массой около 26000. К числу клеток-продуцентов ИЛ-6 относятся макрофаги, фибробласты, клетки сосудистого эндотелия, эпителиальные клетки, моноциты, Т-клет – ки, кератиноциты кожи, клетки эндокринных желез, глиальные клетки и нейроны дискретных областей мозга. Стимуляторами синтеза ИЛ-6 являются вирусы, бактерии, эндотоксины, липополисахариды, грибы, про – воспалительные цитокины ИЛ-1 и ФНО-а. Интерлейкин-6 секретируют также многие формы опухолевых клеток (клетки остеосаркомы, карциномы мочевого пузыря, шейки матки, миксомы, глиобластомы). В отличие от нормальных клеток опухолевые клетки продуцируют ИЛ-6 постоянно без внешней стимуляции. Интерлейкин-6 является главным стимулятором синтеза и секреции ге – патоцитами печени белков острой фазы. Кроме того, он активирует ось «гипоталамус — гипофиз — надпочечники», вызывая секрецию кортико – тропинвысвобождаюшего фактора нейронами гипоталамуса и непосредственно воздействуя на клетки передней доли гипофиза. Подобно ИЛ-1, ИЛ-6 опосредует лихорадочный ответ на эндотоксин, стимулирует пролиферацию лейкоцитов в костном мозге. Интерлейкин-6 необходим для конечной дифференцировки активированных В-клеток в плазматические клетки, продуцирующие антитела, он усиливает продукцию некоторых классов иммуноглобулинов зрелыми плазматическими клетками, стимулирует пролиферацию и дифференци – ровку Т-клеток, увеличивает продукцию интерлейкина-2 зрелыми Т-клетками.
Несмотря на существование
Несмотря на существование указанных механизмов сдерживания провос – палительной активности ИЛ-1, при некоторых обстоятельствах он секре – тируется в чрезмерных количествах, что вызывает разрушение тканей, степень которого может превышать первоначальное повреждение. В таких случаях продукция ИЛ-1 становится фактором, определяющим все дальнейшее течение болезни. Значительное увеличение сывороточного ИЛ-1 (3 обнаруживается при септическом шоке — клиническом синдроме, возникающем при тяжелых бактериальных инфекциях. Синдром характеризуется глубокой гипотензией, лихорадкой, увеличением содержания лейкоцитов в периферической крови. Многие симптомы септического шока можно воспроиз-’ вести у животных введением ИЛ-1. Введение блокаторов действия ИЛ-1 оказывает положительный эффект при экспериментальном септическом шоке у животных, а также у людей с септическим шоком. При ревматоидном артрите — хроническом небактериальном воспалении суставов — синовиальная оболочка инфильтрирована макрофагами, лимфоцитами и другими клетками хронического воспаления. В синовиальной жидкости суставов обнаруживается ИЛ-1 и многие симптомы ревматоидного артрита — лейкоцитарная инфильтрация синовиальной оболочки, распад хряща и ремоделирование костей вокруг суставов — могут быть воспроизведены в эксперименте на животных введением им в сустав ИЛ-1. Интерлейкин-1 является одним из главных медиаторов острого повреждения легких, возникающего при остром респираторном дистресс-синдроме взрослых, который проявляется резким отеком легких и массивной инфильтрацией легочной ткани нейтро – филами. В бронхиальном лаваже обнаруживают увеличенную концентрацию ИЛ-1.
В организме человека
В организме человека существует сложная система регуляции потенциально повреждающего действия ИЛ-1. В крови здоровых и больных людей циркулируют растворимые рецепторы ИЛ-1, которые являются внеклеточными фрагментами цитоплазматиче – ских рецепторов ИЛ-1 типов 1 и II. Оба растворимых рецептора связывают свободный ИЛ-1, предупреждая тем самым его взаимодействие с мембранными рецепторами. Другим важным элементом системы регуляции действия ИЛ-1 является естественный антагонист рецептора ИЛ-1. Естественный антагонист рецептора ИЛ-1 (ИЛ-1 РА) — третий член семейства ИЛ – 1. Размеры и структура его молекулы сходны с таковыми ИЛ-1. Антагонист рецептора ИЛ-1 продуцирует многие клетки, в том числе и те, которые секретируют ИЛ-1, хотя главными продуцентами естественного ИЛ-1РА являются скорее всего гепатоциты, что позволяет считать его одним из белков острой фазы. Антагонист рецептора ИЛ-1 связывается с клеточными рецепторами для ИЛ-1, блокируя тем самым действие ИЛ-1 на его клетки-мишени. При этом взаимодействие самого ИЛ-1 РА с рецептором не является сигналом для начала каких-либо внутриклеточных процессов, в связи с чем его называют чистым рецепторным антагонистом. Введение антагониста рецептора ИЛ – 1 эффективно подавляет многие вызываемые ИЛ-1 патологические процессы: лихорадку, сонливость, гипотензию, синтез белков острой фазы в печени, симптомы септического шока in vivo.
Интерлейкин
Интерлейкин-1 стимулирует иммунную систему: активирует Т-клет – ки и усиливает продукцию ими ин – терлейкина-2, индуцирует экспрессию рецепторов для ИЛ-2 на активированных антигеном Т’-клетках. Это приводит к быстрому разрастанию соответствующего клона Т-клеток. Совместно с другими цитокинами активирует В-клетки, способствуя их пролиферации и дифференцировке в плазматические клетки, продуцирующие антитела. Этот цитокин воздействует на центральную нервную систему. Появление в мозге ИЛ-1 вызывает лихорадку, сонливость, снижение аппетита, адинамию, снижение интереса к окружающему, депрессию, меняет функцию эндокринной системы. Он активизирует ось «гипоталамус — гипофиз — надпочечники», вызывает высвобождение гипоталамусом аргинин-вазо – прессина. В то же время он ингибирует секрецию пролактина, снижает секрецию гонадотропина и половых стероидных гормонов. Одним из важных последствий изменения функций эндокринной системы под влиянием ИЛ-1 является предупреждение избыточной активации иммунной системы. Интерлейкин-1 действует как гемо – поэтин на стволовые клетки костного мозга в присутствии ИЛ-3 и других факторов гемопоэза, что приводит к нейтрофильному лейкоцитозу со сдвигом влево и к увеличению содержания тромбоцитов в крови. ИЛ-1 стимулирует секрецию других цитокинов, участвующих в ответы острой фазы, прежде всего ИЛ-6 и ФНО-а. Существует два типа поверхностных рецепторов для ИЛ-1 (ИЛ-IP): ИЛ-1Р типа I и ИЛ-IP типа II, внеклеточные домены которых сходны, а внутриклеточные различны. Связь ИЛ-1 с рецептором типа I обеспечивает передачу сигнала внутрь клетки, а связь ИЛ-1 с рецептором типа II не приводит к передаче сигнала. В результате ИЛ-1Р типа 11 действует как «ловушка» для ИЛ-1, предупреждая его взаимодействие с очень большим числом рецепторов типа I и соответственно чрезмерную активацию клеток-ми – шеней. Значительная часть эффектов ИЛ-1 реализуется с участием циклооксиге-назы, которая катализирует метаболизм арахидоновой кислоты, ведущий к образованию простагландинов. Применение блокаторов циклооксигеназы (ацетилсалициловой кислоты, индо – метацина) подавляет лихорадку, снижение аппетита, усиленную секрецию АКТГ и другие эффекты ИЛ-1.
Главные медиаторы ответа острой фазы
Интерлейкин-1 (ИЛ-1) — это многофункциональный (плейотропный) Нитокин, обнаруженный впервые как продукт лейкоцитов, вызывающий лихорадку при введении животным. Он относится к семейству, состоящему из трех структурно родственных пептидов: интерлейкина-1а (ИЛ-1а); интер – лейкина-ip (ИЛ-1(3) и антагониста рецептора для ИЛ-1. Две известные формы ИЛ-1 (а и Р) — продукты разных генов. Они различаются своей аминокислотной последовательностью, но имеют сходную трехмерную структуру. Интерлей – кины взаимодействуют с одним и темже рецептором, обнаруживая сходную биологическую активность. Главной секреторной формой является ИЛ-1(3. Интерлейкин-1 секретируют многие клетки: моноциты, макрофаги, эн – дотелиальные клетки, нейтрофилы, В-клетки, натуральные киллерные клетки, фибробласты, дендритные клетки кожи, мезангиальные клетки почек, клетки глии, нейроны. Способностью секретировать ИЛ-1 обладают также некоторые опухолевые клетки. Продукция ИЛ-1 может быть вызвана разными агентами, включая микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности: антигены немикробного происхождения, органические и неорганические соединения неантигенного происхождения (например, соли кремния, желчных кислот, мочевой кислоты), цитокины (ФНО-а, ИЛ-6), активные компоненты комплемента (С5а), нейрогормоны (вещество Р), гликопротеины табака, ультрафиолетовое излучение, гамма-излу – чение, гипоксия или гипероксия, перегревание и др. Интерлейкин-1 опосредует различные защитные процессы в организме, активируемые при повреждении разных тканей. Как отмечалось, он является одним из важнейших медиаторов воспаления, развивающегося в месте повреждения. Когда связанная с воспалением продукция ИЛ-1 возрастает, он вызывает системные реакции, что делает его важнейшим медиатором ответа острой фазы.
Трансферрин
Трансферрин — бедок, обеспечивающий транспорт железа в крови. При ответе острой фазы его содержание в плазме снижается, что приводит к ги – посидермии. Другой причиной гипо – сидермии при тяжелых воспалительных процессах может быть усиленное поглощение железа макрофагами и повышение связывания железа лакто – феррином, который синтезируется нейтрофилами и содержание которого в крови увеличивается параллельно с увеличением содержания нейтрофилов. Одновременно со снижением содержания трансферрина усиливается синтез ферритина, что способствует переходу лабильного железа в ферритиновые запасы и затрудняет использование железа. Снижение сы- Щ вороточного железа препятствует размножению бактерий, но в то же время может способствовать развитию же – лезодефицитной анемии.
Продукция различных белков
С-реактивный белок (СРБ) был одним из первых идентифицированных белков острой фазы. Он получил название в связи со способностью взаимодействовать в присутствии Са2+ с С-полисахаридом пневмококков. СРБ взаимодействует с полисахаридными и липидными компонентами поверхности микробов, прежде всего с фос – форилхолином. В то же время, он не способен взаимодействовать с фосфо – рилхолином соматических клеток хозяина. С-реактивный белок действует как опсонин, поскольку его связь с микроорганизмами облегчает поглощение их фагоцитами хозяина; активирует комплемент, способствуя лизису бактерий и развитию воспаления; усиливает цитотоксическое действие макрофагов на клетки опухолей; стимулирует высвобождение цитокинов макрофагами. Содержание СРБ в сыворотке крови быстро нарастает в самом начале инфекционных и неинфекционных болезней (от 1 мкг/мл до более чем 1 мг/мл) и быстро снижается при выздоровлении. Поэтому СРБ служит достаточно ярким, хотя и неспецифическим маркером повреждений.
Значение лихорадки
Как типический патологический процесс, сопровождающий многие заболевания, лихорадка привносит в организм механизмы зашиты и элементы повреждения. В оценке значимости лихорадки недопустим утилитарный подход: полезна лихорадка или нет. Правильным является другой критерий: помогает ли лихорадка формированию резистентности организма при действии на него повреждающих факторов и в первую очередь инфекционных агентов. С этих позиций и следует рассматривать ее положительную и отрицательную роли. Лихорадка имеет следующие положительные стороны: Это во многом связано с тем, что при лихорадке снижается количество сывороточного ионизированного железа (в основном за счет связывания его феррита ном), ионизированного цинка, концентрация меди нарастает. Изменение концентраций перечисленных двухвалентных ионов рассматривается в настоящее время как один из механизмов биологического действия эндогенных имму – номодуляторов (ИЛ-1, ИЛ-6). Хорошо известно, что при температуре 40 °С практически не размножаются мико – бактерии туберкулеза, гонококки, тре – понемы, некоторые пневмококки. Лихорадка снижает устойчивость возбудителей заболеваний к антимикробным препаратам; усиливает иммунный ответ. Это касается активации как специфического иммунитета (увеличивается выработка антител), так и неспецифического механизма зашиты (стимулируется фагоцитоз), особенно хемотаксис нейтрофилов и моноцитов, активируемый лимфокинами и монокинами, количество которых при температуре более 38 °С значительно возрастает; в процессе развивающегося при лихорадке общего адаптационного синдрома включаются механизмы га – поталамо-гипофизарно-надпочечни – ковой защиты, формирующей глубокие приспособительные изменения метаболизма; способствует выработке многих защитных факторов: интерферона, ли – зоцима. Интерферон является единственным организменным фактором, эффективно влияющим на вирус гриппа. При более высокой температуре идет активация внутриклеточных ферментов, препятствующих репродукции вирусов: искусственно созданная лихорадка (путем введения пирогенов) формирует условия для более эффективного специфического лечения вялотекущих заболеваний (костно-суставного туберкулеза, сифилиса, гонореи и др.). Это связано с ростом проницаемости гис – тогематических барьеров, расширением сосудов и увеличением местного объемного кровотока. Следует лишь отметить, что увлечение пиротерапи – ей при лечении многих болезней, наблюдавшееся в 60—70-е гг. XX в., в настоящее время сменилось более научным и аргументированным подходом к назначению пирогенных средств. Это связано с пониманием непироген – ного воздействия пирогенала и его аналогов на различные системы организма и прежде всего на иммунную систему. Будущее пиротерапии связано с внедрением в клиническую практику препаратов, созданных на базе эндопирогенов, не обладающих токсичностью; очень часто лихорадка — первый и единственный признак заболевания и наблюдение за ее характером является важным элементом диагностической тактики врача, а для больного — это сигнал о необходимости обращения к врачу; в большинстве случаев лихорадка обеспечивает физиологически оправданный постельный режим больного. Таким образом, отмеченные многочисленные положительные свойства лихорадки подчеркивают ее защитно – приспособительное значение при формировании разнообразной патологии. Сравнительно-эволюционный подход к оценке значения этого типового патологического процесса подтверждает это утверждение:
Отличие лихорадки
Отличие лихорадки от других видов гипертермии. Нередко термины «лихорадка» и «гипертермия» употребляются как синонимы. Вместе с тем имеются существенные различия в механизмах развития обоих процессов. Критерием отличия лихорадки от других видов гипертермии является пирогенная обусловленность лихорадки, чего не наблюдается в других случаях. Следует дифференцировать лихорадку с другими видами гипертер – мий: гипертермическим синдромом, который по механизму развития наиболее близок к лихорадке, поскольку подъем температуры обусловлен воздействиями на термочувствительные зоны гипоталамуса. Возбуждение центральных терморецепторов гипоталамуса может быть связано с влиянием механических факторов — травмы, опухоли, гематомы; химических — стрихнина, кофеина; с рекруитирова – нием этих нейронов в повышенную электрическую активность при эпилепсии. Последующие патогенетические механизмы повышения температуры близки к таковым при лихорадке; «злокачественной гипертермией». Этот синдром в своей основе имеет наследственную природу — по ауто – сомно-доминантному типу передается неполноценность мембран мышечных клеток. Эта неполноценность выявляется на фоне сочетания наркоза и миорелаксантов: вместо расслабления скелетных мышц формируется их ригидность и в течение короткого времени температура тела достигает 43 — 45 «С, что чаще всего ведет к гибели больного. В механизме этой гипертермии имеют значение повышение кре – атинфосфокиназной активности в мышечных клетках; накопление ионов кальция в миоплазме; усиленный распад гликогена с образованием молочной кислоты, двуокиси углерода и энергии; разобшение митохондриаль – ного окислительного фосфорилирова – ния; угнетение синтеза АТФ; перегреванием организма, связанным с воздействием на организм высокой внешней температуры. Механизмы теплоотдачи, несмотря на их максимальное напряжение, оказываются недостаточными для сохранения нормальной температуры тела. Начинается ее патологическое повышение. Субъективные ощущения в этом случае оказываются более тяжелыми, чем при лихорадке. При перегревании все эффекторные процессы напряжены до предела, чего не происходит при лихорадке. При перегревании сначала повышается температура тела и только после этого в крови нарастает концентрация глюкокортикоидов, повышающих неспецифическую резистентность организма; при лихорадке — наоборот. Длительное перегревание приводит к гибели организма (температура тела достигает 42 — 43 «С), а лихорадка причиной смерти не является; гипертермией, связанной с попаданием в организм ядов, разобщающих процессы окисления и фосфо – рилирования в митохондриях клеток: 2,4-динитрофенола, цианидов, амита – ла, олигомицина. Менее жесткое разобщение этих процессов вызывает повышение в организме концентрации тиреоидных гормонов и прогестерона. Разобщение процессов окисления и фосфорилирования нарушает аккумулирование энергии окисления в процессе образования макроэргов и способствует выделению энергии в виде значительного количества тепла; повышением температуры тела в ситуациях эмоционального стресса — у актеров перед выходом на сцену, спортсменов на старте, студентов во время экзаменов. Незначительный подъем температуры в этих случаях объясняется симпатоадреналовой активацией метаболизма.
Определенные изменения
Определенные изменения наблюдаются и в обмене углеводов, жиров и белков. В начальном периоде лихорадки идет преимущественный распад углеводов, что подтверждается высоким дыхательным коэффициентом. Отсутствие запаса углеводов стимулирует распад жиров — дыхательный коэффициент снижается до 0,7. В результате снижения аппетита распаду подвергаются организменные жиры. Их распад при отсутствии должного количества углеводов идет не до конечных продуктов, что приводит к накоплению в крови кетоновых тел. Преимущественно углеводная диета препятствует развитию кетоза. Изменения в белковом обмене при различных видах лихорадки носят неоднозначный характер. Точные данные о нарушении синтеза белка при лихорадке отсутствуют, но все же распад белков преобладает над синтезом и в моче обнаруживается повышенное количество продуктов белкового распада как проявление отрицательного азотистого баланса. Полагают, что умеренная лихорадка в течение нескольких дней существенно не сказывается на белковом метаболизме. Изменяется водно-электролитный обмен. В начальном периоде в силу артериальной гипертензии диурез нарастает, а затем повышенная секреция альдостерона, вазопрессина способствует задержке жидкости в организме. На заключительной стадии лихорадки теряется значительное количество жидкости, натрия, хлоридов. В связи с обильным потоотделением необходимо постоянное возмещение запаса жидкости, особенно у детей.