Цитокины и моноамины в патогенезе рассеянного склероза
- Авторы: Хайдаров Б.T.1,2,3, Кузнецов В.П.1,2,3, Захарова М.Н.1,2,3, Беляев Д.Л.1,2,3, Бархатова В.П.1,2,3, Брюсов О.С.1,2,3, Бабаянц А.А.1,2,3, Аскарова Л.Ш.1,2,3, Конысова А.Д.1,2,3, Завалишин И.А.1,2,3
-
Учреждения:
- НИИ неврологии РАМН
- НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН
- ВЦПЗ РАМН
- Выпуск: Том XXVIII, № 3-4 (1996)
- Страницы: 5-9
- Раздел: Статьи
- Статья получена: 06.09.2021
- Статья одобрена: 06.09.2021
- Статья опубликована: 15.12.1996
- URL: https://journals.eco-vector.com/1027-4898/article/view/79635
- DOI: https://doi.org/10.17816/nb79635
- ID: 79635
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Патогенез рассеянного склероза (PC), caмого распространенного демиелинизирующего заболевания центральной нервной системы (ЦНС), остается предметом обсуждения исследователей различных областей науки — иммунологии, нейрохимии и т.д.
Ключевые слова
Полный текст
Патогенез рассеянного склероза (PC), caмого распространенного демиелинизирующего заболевания центральной нервной системы (ЦНС), остается предметом обсуждения исследователей различных областей науки — иммунологии, нейрохимии и т.д.
В настоящее время доказанным является аутоиммунный механизм повреждения олигодендроцита и миелина при PC, в реализации которого основную роль играют иммунокомпетентные клетки периферического и центрального происхождения (лимфоциты, макро фаги, микроглия, астроциты). Формирование так называемого тримолекулярного комплекса, который включает молекулу ГКГ 2 класса антигенпрезентирующей клетки, расщепленный пептид антигена в молекуле ГКГ 2 класса и Т-клеточный рецептор на CD4+ Т-лимфоците, является первым этапом иммунного ответа после захвата и расщепления антигена макрофагом [14]. В дальнейшем основная роль в активации различных субпопуляций Т и В-клеток, микроглии, астроцитов отводится цитокинам [интерлейкины (ИЛ), интерфероны (ИФ), факторы некроза опухоли (ФНО), колониестимулирующие факторы и различные ростковые факторы], являющимся межклеточними медиаторами иммунного ответа [1].
Открытие способности клеток ЦНС — микроглии и астроцитов экспрессировать ряд цитокинов при индукции их активными Т-лимфоцитами явилось новым этапом в изучении патогенеза PC [2]. Так, было выявлено, что при обострении процесса глиальные клетки экспрессируют ИФ-γ , ФНО, ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-6. Это подтверждается данными исследования прижизненных стереотаксических биоптатов мозга — в области бляшек PC и спинно-мозговой жидкости у этих больных [15]. По мнению большинства исследователей, основная роль в гибели олигодендроцита отводится ФНО-α -[3], который в норме не регистрируется в мозге. Кроме прямого цитотоксического действия, ФНО- α оказывает действие опосредованно, через активацию синтазы окиси азота (NO) в макрофагах и микроглии, что приводит к усиленному образованию NO и его токсичного соединения пероксинитрита; последний является одним из самых известных токсичных свободнорадикальных соединений, способных вызвать деструкцию мембран олигодендроцита и миелина [10]. Кроме вышесказанного, ФНО регулирует синтез молекул адгезии ICAM-1 (Intercellular Adhesion Molecule-1), VCAM-1 (Vascular Cell Adhesion Molecule-1) и их соответствующие рецепторы LFA-1 (Lymphocyte Function associated Antigen-1), VLA-4 (Very Late Antigen-4) [8], повышение которых регистрируется при обострении PC или неуклонно прогрессирующем течении заболевания. С другой стороны, та кие цитокины, как ИФ-α и ИФ-ß, ИЛ-10, трансформирующий ростковый фактор-ß (ТРФ-ß), повышая активность Т-супрессоров, способны оказывать защитное действие. Повышение их уровня наблюдается при доброкачественной форме PC и ремиссии заболевания [17].
Помимо участия цитокинов в формировании иммунного ответа, выявлена их способность активировать ряд клеточных ферментных систем, тем самым вмешиваясь в обмен активных биологических соединений, к которым относится ряд нейропептидов, нейротрансмиттерных аминокислот и моноаминов. Например, при СПИД деменции было выявлено усиление синтеза хинолиновой кислоты — промежуточного метаболита об мена серотонина. Это может быть обусловлено ИФ-у, который способен активировать фермент индоламин-2-3-диоксигеназу. Как известно, хинолиновая кислота является эндогенным экзайтотоксином [9].
На формирование иммунного ответа в ЦНС оказывают влияние различные классы соединений: нейротрансмиттеры, нейропептиды, гормоны. Лимфоциты, как и глиальные клетки, экспрессируют ряд соответствующих рецепторов: α- и ß-адренергические, допамин ергические, серотонинергические, опиатные и т.д., через которые осуществляется регуляция иммунного ответа [13]. Понятие нейроиммуно модуляторного комплекса предполагает не толь ко влияние на иммунокомпетентные клетки, но и обратную связь. Ряд цитокинов регулирует обмен нейротрансмиттеров, участвует в формировании поведенческих реакций, механизмах сна и бодрствования. К настоящему времени установлено, что адреналин (А), норадреналин (НА), серотонин (5-окситрипта мин, 5-ОТ) активируют Т супрессоры, что играет защитную роль при PC, так же как и ГАМК. Допамин, наоборот, стимулирует активность Т хелперов и N-киллеров, что может усугублять течение патологического процесса [6].
Взаимоотношение цитокинов и моноаминов до конца не выяснено. В настоящее время показано, что при PC происходит повышение в 2,5 раза плотности ß-адренергических рецепторов на субпопуляции Т-супрессорных лимфоцитов. Повышение плотности этих рецепторов, по мнению ряда исследователей, отражает снижение метаболизма катехоламинов при PC [5]; отмечено, что симпатэктомия у мышей с ЭАЭМ (экспериментальный аллергический энцефаломиелит) вызывает те же изменения ß-адренорецепторов Т супрессоров, а течение ЭАЭМ у этих мышей утяжеляется и приобретает неуклонно прогрессирующий характер [И]. Доказано, что у животных, перенесших симпатэктомию, резко повышается активность иммунокомпетентных клеток, а способность макрофагов секретировать ФНО повышается в 2 раза. Предполагается, что нарушения метаболизма катехоламинов являются фактором, способствующим развитию неуклонно прогрессирующего течения PC в связи с недостаточной функциональной активностью Т супрессоров [4]. В связи с этим предполагается оправданным использование ß-адреномиметиков [6].
Нами были исследованы у 151 больного PC активность ИФ-α и ИФ-γ, ФНО, содержание катехоламинов (А, НА, дофамин) в сыворотке крови и ликворе, а также основные параметры серотонинового обмена (общее содержание 5-ОТ, обратный захват 5-ОТ, плотность имипраминовых рецепторов в тромбоцитах) в крови у 59 больных PC.
Группу сравнения составили 48 здоровых доноров крови и 20 больных с хирургической патологией, которым производилась спинномозговая анестезия при оперативных вмешательствах. Для последующего анализа больные PC были разделены на группы в зависимости от характера течения и формы заболевания, активности патологического процесса и степени неврологического дефицита по шкале Куртцке. Обследован 151 больной PC в возрасте от 16 до 50 лет (средний возраст 31,4 года), в их числе 63 мужчины и 88 женщин. Длительность заболевания составляла от 3 дней до 25 лет, в среднем 6,7 года С цереброспинальной формой было 130 пациентов, с церебральной — 18, со спинальной — 3. Дебют заболевания (до 2 мес от появления первых симптомов) наблюдался у 29 человек, ремиттирующее течение у 77 больных (среди них 55 — с обострением процесса, 22 в стадии ремиссии), прогредиентное — у 45 (из них 18 с первично и 27 — со вторично-прогредиентным течением процесса). Легкий неврологический дефицит в 1—3 балла определялся у 83, средняя степень у 57, тяжелый неврологический дефицит — у 11 больных. У всех больных в сыворотке крови определялась спонтанная продукция ИФ-α , ИФ-у и ФНО, а также индуцированная in vitro. В качестве индукторов α- ИФ и γ-ИФ использовались соответственно вирус болезни Ньюкасла (10 ЦПД 50 на 1 лейкоцит) и фитогемагглютинин (10 у/мл). Активность ФНО определяли по цитотоксическому действию разведений биологических жидкостей на чувствительные клетки L-929, обработанные актиномицином D (Wong P.N., 1985). Изучение содержания катехоламинов проводили с использованием методик ионообменной высокоэффективной жидкостной хроматографии, а изучение серотонинового обмена в тромбоцитах — с использованием радиолигандных методов.
По полученным данным, у больных PC, как и в контрольной группе, в сыворотке крови не зарегистрировано спонтанной продукции ИФ-α и ИФ-γ. В ликворе больных спонтанная активность ИФ составила 25,1 ±1,84 ед., р<0,001; ФНО — 0,6±0,12 ед., р<0,01 (в группе контроля — 0), что свидетельствовало о напряженности иммунореактивности в ЦНС при PC.
Индуцированная лейкоцитами крови цитокиновая продукция составила для ИФ-α 308,2±27,18 ед., для ИФ-γ — 39,8±6,0 ед., для ФНО — 63,45±8,85 ед. (в контроле соответственно 307,2±45,8; 26,8±1,98; р<0,05). Повышение ИФ- γ и ФНО у больных PC соответствует современным представлениям об их роли в демиелинизации и формировании иммунного ответа в ЦНС.
Наиболее интересными результаты оказались при их сопоставлении в разных группах больных. (Полученные результаты отражены в табл. 1, 2). При исследовании активности ФНО в зависимости от активности процесса было выявлено, что наиболее высокие показатели встречаются при дебюте заболевания в первые 2 нед от его начала. В последующем активность ФНО при дебюте снижается (80,0±23,4 ед. и 46,0±8,1 ед. соответственно; р< 0,01). Полученные данные подтверждают мнение большинства исследователей об участии ФНО в развитии демиелинизации на самых ранних этапах. Мнение, что ФНО отражает остроту процесса, подтверждается и нашими данными: высокий уровень при обоcтрении существенно снижался при ремиссии заболевания (40,4±5,0 ед. и 19,3±6,1 ед. соответственно; р<0,01). Показателем остроты процесса может служить также индуцированная продукция ИФ-γ в сыворотке крови. Повышение ИФ-у выявлено при дебюте заболевания независимо от длительности (36,0±6,9 ед. в первые 2 нед; соответственно 37,0±4,1 ед. в последующие сроки дебюта; р>0,5). Эти результаты, в отличие от ФНО, указывают на большую стабильность и инертность показателей ИФ-γ. Однако при обострении заболевания отмечается достоверное повышение ИФ-γ по сравнению с ремиссией (43,3±3,8 ед. и 29,0±3,4 ед. соответственно; р<0,01). Повышение индуцированной продукции ФНО и ИФ-γ отмечено и при прогредиентном течении. При первично прогредиентном течении величина ФНО и ИФ- γ составляет 76,0±17,5 ед. и 45,0±8,3 ед. соответственно. При ремиттирующем прогредиентном течении 56,6± 12,8 ед. и 48,0±6,8 ед. соответственно (см. табл. 1).
Таблица 1. Определение содержания цитокинов в зависимости от активности и характера патологического процесса при рассеянном склерозе
Группы обследованных лиц | Цитокиновая реакция лейкоцитов | ||
ФНО (ед.) | ИФ-γ (ед.) | Иф-а (ед.) | |
Дебют до 2 нед (n = 10) | 80,0±23,4 | 36,0±6,7 | 168,0±28,0 |
Дебют более 2 нед (п = 20) | 46,0±8,1 | 37,0=4=4,1 | 240,0±23,0 |
Ремиттирующее течение — ремиссия (п = 22) | 19,3±6,1 | 29,0±3,4 | 378,0±45,0 |
Ремиттирующее течение — обострение (n =55) | 40,4±5,0 | 43,3±3,8 | 301,0±22,0 |
Первично-прогредиентное течение (n = 18) | 76,0±17,5 | 45,0±8,3 | 227,0±33,0 |
Ремиттирующе-прогредиентное течение (n =26) | 56,6±12,8 | 48,0±6,8 | 225,0 ±29,5 |
р 1 —2 | <0,01 | >0,5 | <0,05 |
р 3—4 | <0,01 | <0,01 | >0,05 |
р 3—5 | <0,001 | <0,01 | <0,05 |
р 5—6 | >0,05 | >0,5 | >0,5 |
Величины ФНО и ИФ-γ при первом и втором типах прогредиентного течения достоверно отличаются от показателей в норме и при ремиссии заболевания. Интересно отметить, что показатели ФНО при прогредиентном течении достоверно отличаются и от показателей ФНО при обострении заболевания. Таким образом, показатель ФНО отражает не только степень остроты процесса, но и злокачественность течения. Последнее утверждение находит свое подтверждение и в нарастании величины ФНО по мере углубления неврологического дефицита: показатели ФНО в группах больных с легкой, средней и тяжелой степенью неврологического дефицита (по шкале Куртцке) составляют соответственно 22,2±4,9 ед., 48,1 ±5,7 ед. и 55,0±2,1 ед.; р<0,001. Увеличение продукции по мере нарастания неврологического дефицита зарегистрировано при исследовании ИФ-γ (35,0±2,1 ед., 47,4±4,8 ед. и 54,0±13,3 ед. соответственно; р<0,001) (табл. 2).
Таблица 2. Определение содержания цитокинов в зависимости от степени патологического дефицита
Группы обследованных лиц | Цитокиновая реакция лейкоцитов | ||
ФНО (ед.) | ИФ-γ (ед.) | Иф-α(ед.) | |
Легкая степень (1—3 балла) (n = 83) | 22,2±4,9 | 35,0=4=2,1 | 304,5±20,0 |
Средняя степень (4—6 баллов) (n =57) | 48,1 ±5,7 | 47,4±4,8 | 217,0±18,4 |
Тяжелая степень (7—10 баллов) (n = 11) | 55,0±21,0 | 54,0±13,3 | 280,0±64,5 |
р 1—2 | <0,001 | <0,01 | <0,01 |
р 1—3 | <0,001 | >0,2 | >0,5 |
Следует отметить, что при корреляционном анализе наблюдается обратная зависимость этих показателей от величины содержания ИФ-α в этих группах больных. Особо низкие цифры ИФ-α выявлены при дебюте заболевания с длительностью до 2 нед (168,0±28,0 ед.), которые достоверно отличались при дебюте заболева ния с более длительным сроком (240,0±23,0 ед.; р<0,05) и при обострении PC (301,0±22,0 ед.; р<0,01). Полученные данные указывают на угнетение синтеза ИФ-α на ранней острой стадии процесса, что требует соответствую щей иммунокоррекции. Такое же значительное снижение показателей ИФ-α выявлено при первично прогредиентном течении PC (227,0±33,0 ед.), они достоверно не отличались от показателей при раннем дебюте (р>0,05). Таким образом, эта группа больных также нуждается в иммунокоррекции.Исследование спонтанной продукции ИФ в ликворе выявило достоверное повышение его уровня до 25,1 ±1,84 ед. при полном отсутствии в группе сравнения, р<0,01. Обнаружение спонтанной продукции ИФ во всех группах больных PC вне зависимости от формы, длительности и активности процесса указывает на постоянно текущие иммунологические процессы в ЦНС, сопровождающиеся интенсивной экспрессией комплекса цитокинов.
Для уточнения отдельных нейроиммуно-модуляторных механизмов у 59 больных PC определялось содержание катехоламинов (НА, А, ДА) в крови и ликворе и основные пара метры серотонинового обмена. Выявлено достоверное повышение НА в ликворе боль ных по сравнению с контрольной группой (152,8±19,6 и 110,0±41,6 соответственно; р<0,05). Учитывая, что НА обладает способностью активировать Т-супрессоры, можно предположить, что повышение НА во всех группах больных PC является компенсаторным механизмом для улучшения функционального состояния Т-супрессоров. Однако это явление не может служить единственной причиной повышения НА. Механизмы регуляции и обмена катехоламинов до настоящего времени до конца не выяснены.
Исследование общего содержания 5-ОТ в тромбоцитах при PC в целом по группе не выявило достоверных отличий. Учитывая сходство действия 5-ОТ с НА на Т-супрессоры, можно предполагать, что любое новышение 5-ОТ является положительным фактором для формирования характера течения заболевания. Это предположение основано на факте более высокого уровня 5-ОТ при минимальных двигательных нарушениях по шкале Куртцке (1—3 балла) по сравнению с грубым неврологическим дефицитом (5,5±0,5 и 1,0±0,6 соответственно; р<0,05).
Полученные данные определенно указывают на несомненную роль цитокинов в патогенезе PC. Проведенные исследования могут служить основанием для назначения иммуно-корригирующей терапии α-ИФ больным PC [7-12].
Это согласуется и с мнением ряда исследователей, которые наряду с ß-ИФ рекомендуют использовать человеческий лейкоцитарный α-ИФ как при ремиттирующем, так и при прогредиентном течении.
Таким образом, результаты проведенных исследований подтверждают важное значение цитокинов в формировании демиелинизирующего процесса. Выявленные корреляции уровня ИФ и ФНО с активностью и характером течения PC, а также со степенью неврологического дефицита служат основанием для разработки новых критериев активности патологического процесса и его прогнозирова ния и, что особенно важно, для определения показаний к иммунокорригирующей терапии α-ИФ.
Результаты исследования моноаминов при PC указывают на сложность патогенетических механизмов диемиелинизации, регуляции иммунного ответа и являются основанием для использования препаратов, регулирующих моно аминовый обмен при PC.
Об авторах
Б. T. Хайдаров
НИИ неврологии РАМН; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН; ВЦПЗ РАМН
Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва; Москва; Москва
В. П. Кузнецов
НИИ неврологии РАМН; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН; ВЦПЗ РАМН
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва; Москва; Москва
М. Н. Захарова
НИИ неврологии РАМН; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН; ВЦПЗ РАМН
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва; Москва; Москва
Д. Л. Беляев
НИИ неврологии РАМН; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН; ВЦПЗ РАМН
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва; Москва; Москва
В. П. Бархатова
НИИ неврологии РАМН; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН; ВЦПЗ РАМН
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва; Москва; Москва
О. С. Брюсов
НИИ неврологии РАМН; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН; ВЦПЗ РАМН
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва; Москва; Москва
А. А. Бабаянц
НИИ неврологии РАМН; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН; ВЦПЗ РАМН
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва; Москва; Москва
Л. Ш. Аскарова
НИИ неврологии РАМН; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН; ВЦПЗ РАМН
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва; Москва; Москва
А. Д. Конысова
НИИ неврологии РАМН; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН; ВЦПЗ РАМН
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва; Москва; Москва
И. А. Завалишин
НИИ неврологии РАМН; НИИ эпидемиологии и микробиологии им. акад. Н.Ф.Гамалеи РАМН; ВЦПЗ РАМН
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва; Москва; Москва
Список литературы
- Зимина И.В., Лопухин Ю.М., Арион В.Я. Кожа как иммунный орган: Клеточные элементы и цитокины // Иммунология.—1994.—№ 1.—С.8—13.
- Benveniste E.N. Inflammatory cytokines within central nervous system: sources, function and mechanism of action // An. J. Physiol.—1992—Vol.263.-P. 1—16.
- Benvenuto R., Parolli M., Buttinelle C. Tumor necrosis factor alpha and interferon-gamma synthesis by cerebrospinal fluidderived T-cell clones in multiple sclerosis // Ann. N. J. Acad. Sсi.—1992,—Vol.690.—P.341—346.
- Chelmicka-Schorr E. et. al. Chemical sympathectomy augments the severity of experimental allergic encephalomyelids // J. Neuroimmunol.—1988.—Vol. 17,—P.347—350.
- Chelmicka-Schorr E., Arnason B.G. Nervous system — Immune system interactions and their role in multiple sclerosis // Annals of neurol.—1994.—Vol.36.—P.29—33.
- Ellison J.W. et al. Design Strategies in Multiple Sclerosis Clinical Trials // Annals of neurology.—1994.—Vol.36.— P.108—113.
- Jacobs L., Johnson K.P. A brief history of tne use of interferons as treatment of multiple sclerosis // Arch. Neurol.—
- . —Vol. 51—P.1245—1252.
- Hartung H.P. et al. Circulating adhesion molecules and inflammatory, mediators in demyelination // Neurology.—
- —Vol.45.—P.22—32.
- Heyes M.P. Lackner A. AIDS-dementia and excitotoxicity // J. Neurochem.—1992— Vol.55.—P.338—341.
- Ignarro L.J. Nitric Oxide // Hypotension.—1990.— Vol. 16.—P.477—483.
- Karaszevski J.W., Reder A., Anlas B., Arnason B. Increased high affinity beta-adrenergic receptor densities and cyclic AMP responses of CD8 cells in multiple sclerosis // J. Neuroimmunol.—1993.—Vol.43.—P. 1—8.
- Medenda R.F. et al. Plasmapheresis combined with interferon: an effective therapy for multiple sclerosis // J. Clin.—Apheresis.—1994— Vol.9.—P.222—227.
- Me Carthy K.D., Salm A. Astroglial receptors and their regulation of intermediate filament protein phosphorylation // Glial and Cell Receptor.—CD. H.Kimetberg; New York: Raven Press.—1989.—P.1—23.
- Raine C.S. The Immunology of the multiple sclerosis // Annals of Neurol.—1994.—Vol.36.—P.61—73.
- Ransohoff R.M., Estes M.L. Astrocyte expression of major histocompatibility complete gene products in multiple sclerosis brain tissue obtained by stereotactic biopsy // Arch. Neurol.—1991.—Vol.48.-P. 1244—1246.
- Werner H. et al. Interaction between lymphocytes and neurotransmitters // Annals of the New York Academy of Sciences—1988,—Vol.496.—P.312— 316.
- Whitaker J.N. Rationale for immunotherapy in multiple sclerosis // Annals of Neurol.—1994.—Vol.36.— P. 103—108.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)