Вторичные медиаторы гломерулярного повреждения

23.01.2018
Моноциты/макрофаги. Существуют экспериментальные доказательства того, что при иммунном нефрите моноциты вызывают повреждения клубочков. Косвенно об этом свидетельствует четкая временная связь между появлением в клубочках моноцитов, развитием гиперклеточности клубочков и пролиферации внутри клубочковых клеток. Развитие протеинурии совпадает с развитием моноритарного инфильтрата, а выраженность протеинурии пропорциональна количеству моноцитов в клубочках. Эти закономерности выявлены при сывороточном (остром и хроническом) и нефротоксическом нефритах. Имеются и прямые доказательства. Разрушение мононуклеарных клеток in vivo при рентгеновском облучении или введении «антимакрофагальной» сыворотки предупреждает моноритарную инфильтрацию клубочков и развитие протеинурии как при сывороточном, так и при нефротоксическом нефрите в аутологичной его фазе. Зависимое от макрофагов повреждение при нефротоксическом нефрите предотвращается введением «антилимфоцитарной» сыворотки.

При экспериментальном иммунном повреждении моноциты могут мигрировать в клубочки и без участия Т-клеток, т.е. под воздействием продуктов тканевого повреждения, а также механизмов, опосредованных антителами: хемотаксических факторов активированного комплемента и связывания мембранных рецепторов моноцитов с Fe-фрагментами антител.

Нейтрофилы. Нейтрофилы выявляются в клубочках как при экспериментальных нефротоксическом и хроническом сывороточном нефритах, так и при многих типах гломерулонефрита человека — остром постстрептококковом, мезангиокапиллярном, экстракапиллярном, при нефритах, связанных с системными заболеваниями. Предполагается, что именно с ней-трофилами в значительной степени связано повреждение клубочков при этих формах нефрита.

В одних случаях (гетерологичная фаза нефротоксического нефрита) причиной привлечения нейтрофилов в клубочки является активация комплемента. В других случаях, когда повреждение не связано с участием комплемента (аутологичная фаза нефротоксического нефрита, сывороточный нефрит), нейтрофилы накапливаются путем взаимодействия клеточных Fc-рецепторов с Fc-фрагментами, фиксированных в клубочках антител.

Для того чтобы попасть в очаг воспаления, нейтрофилы должны пересечь эндотелиальный барьер. За последние годы выявлено значительное количество мембранных рецепторов лейкоцитов, позволяющих нейтрофилам взаимодействовать с другими клетками, особенно эндотелием, и молекулами матрикса, которые обнажаются в период воспалительного процесса. Эти молекулы и их лиганды (комплементарные рецепторы) представлены ниже.
Вторичные медиаторы гломерулярного повреждения

О роли межклеточных и клеточно-матриксных взаимодействий в патогенезе TH известно не очень много, однако данные исследований других областей организма говорят об их важном значении.

Антитела против в2-интегринов могут предупредить наплыв нейтрофилов в ответ на хемоаттрактанты, ишемию, липополисахарид и эндотоксин. Особенно важны два комплементарных рецептора на эндотелиальных клетках: ICAM-1, который связывается с двумя из в2-Интегриновых рецепторов, и ELAM-1 — член семьи селектинов, связывающийся с особым гликаном (sialyl-Lewis X) на мембранах лейкоцитов. Сообщалось о повышенной мезангиальной экспрессии ICAM-1 при мышином волчаночном нефрите и фокально-сегментарном гломерулосклерозе человека, однако их клеточное происхождение и значение не были определены. Неясно, почему нейтрофилы и моноциты, часто экспрессирующие те же самые адгезивные молекулы, в экспериментальных моделях ГН обычно демонстрируют независимую миграцию. Необходимо отметить, что экспрессия многих адгезивных молекул вызывается воспалительными медиаторами, такими как лимфокины, тромбин, С5а, биоактивные липиды, и что связывание лиганда может вызвать как активацию, так и адгезию лейкоцитов.

Нейтрофилы — источник многочисленных факторов повреждения, среди которых главные — лизосомальные протеолитические ферменты, выделяемые при активации различными стимулами (С5а, фагоцитоз ИК и др.), свободные радикалы кислорода (анион суперокиси O2-, перекись водорода H2O2, гидроксильный радикал — ОН), катионные белки, нейтрализующие отрицательный заряд БМК, прокоагулянтные факторы, фактор активации тромбоцитов и др.

Тромбоциты. Тромбоцит — одна из центральных клеток воспалительной реакции, содержит многие медиаторы воспаления, включая протеолитические ферменты, вазоактивные амины, простагландины, фактор хемотаксиса для нейтрофилов и моноцитов, митогенный фактор, стимулирующий пролиферацию мезангиальных клеток и эндотелиальных клеток почечных клубочков. Активация тромбоцитов — важный момент для образования депозитов ИК в мезангии и в капиллярной стенке клубочка.

Активированные тромбоциты присутствуют в кровотоке и в клубочках при различных гистологических типах гломерулонефрита. Активация тромбоцитов с выбросом их содержимого происходит или при прямом взаимодействии тромбоцитов с ИК, или под влиянием фактора активации тромбоцитов, который выделяется из базофилов, нейтрофилов, моноцитов-макрофагов после их активации ИК. В клубочках активация тромбоцитов может быть также связана с повреждением эндотелия, который вырабатывает ПГИ2, предотвращающий агрегацию тромбоцитов, а также в результате прямого контакта тромбоцитов с коллагеном БМК, поврежденной иммунными механизмами.

Гистамин, серотонин, выделяющиеся из тромбоцитов, повышают резистентность эфферентной артериолы клубочка, что сопровождается снижением капиллярного кровотока и повышением внутрикапиллярного давления, в результате чего повышается проницаемость капиллярной стенки клубочка и усиливается поступление макромолекул в мезангий. Катионные белки тромбоцитов непосредственно повышают проницаемость капиллярной стенки клубочка, нейтрализуя ее отрицательный заряд.

Комплемент. Комплемент — система из 18 белков сыворотки, состоящая из субстратов, активаторов и ингибиторов. Комплемент имеет важное биологическое значение. Он участвует в защите организма от бактерий, вирусов, опухолевых клеток, вызывает растворение ИК. В определенных ситуациях активация комплемента ведет к патологическим состояниям. Активация комплемента представляет собой цепную реакцию, в которую отдельные компоненты системы вступают в строго определенной последовательности. Продукт, образующийся в результате вступления в реакцию предшествующего компонента, является активатором для последующего компонента системы комплемента. Центральное место в этой цепи занимает С3-компонент, при активации которого в реакцию вступают все последующие («терминальные») компоненты системы комплемента (С5—>-С6—>С7—>С8—>С9). Активация СЗ происходит двумя путями: классическим (С1—>С4—>С2—>СЗ) или альтернативным (пропердин —> факторы В и D —> С3).

IgG- и IgM-антитела активируют как классический, так и альтернативный путь; альтернативный путь активируется IgA, а также неспецифическими факторами, например бактериальными полисахаридами.

Роль комплемента в повреждении клубочков связана с его локальной активацией в клубочках И К или антителами к БМК. В результате активации образуются факторы, способствующие прилипанию нейтрофилов (С3b), обладающие хемотаксической активностью для нейтрофилов и моноцитов (С3а, С5а, С5—С7), вызывающие дегрануляцию базофилов и тучных клеток (СЗа, С5а), а также «фактор мембранной атаки» (С5—С9), непосредственно повреждающий мембранные структуры. Образование «фактора мембранной атаки» — единственный известный механизм повреждения БМК при мембранозной нефропатии, связанный с локальной активацией комплемента субэпителиальными депозитами ИК. В то же время комплемент при гломерулонефрите предупреждает образование нерастворимых ИК и растворяет образовавшиеся преципитаты ИК. Наследственный или приобретенный дефицит отдельных компонентов классического или альтернативного пути активации нарушает эффективную обработку, растворение и быстрое удаление ЦИК из кровотока, создает тем самым основу для их избыточного отложения в клубочках.

Гуморальными медиаторами воспаления являются также гистамин, серотонин, системы простагландинов и кининов, в определенной степени факторы свертывающей и противосвертывающей систем. Среди клеточных медиаторов иммунного повреждения клубочков основную роль играют нейтрофилы и тромбоциты.

Цитокины и факторы роста. Цитокины и факторы роста являются полипептидными переносчиками сигналов, которые, связываясь с клетками-мишенями с помощью специфических мембранных рецепторов, вызывают затем ряд важных клеточных реакций. Эти факторы вырабатываются как инфильтрирующими воспалительными клетками, так и собственными почечными клетками клубочков и интерстиция. Цитокины действуют паракринным (на соседние клетки) или аутокринным (на синтезирующую их клетку) образом. Вызывать реакции в клубочках могут и циркулирующие ростовые факторы, имеющие внепочечное происхождение.

Цитокины связываются также с компонентами внеклеточного матрикса, и их действие на клетки регулируется составом и организацией матрикса. Обнаружена экспрессия рецепторов цитокинов на уровне клубочков: идентифицированы гломерулярные рецепторы для эпидермального фактора роста, инсулиноподобного фактора роста, тромбоцитарного фактора роста и трансформирующего фактора роста-в. Выявлены естественные ингибиторы цитокинов и факторов роста, которые включают растворимые формы и антагонисты рецепторов.

Для упрощения возможно деление цитокинов на провоспалительные, пролиферативные и фиброзирующие, хотя оно является несколько искусственным из-за значительного перекрывания спектров их действия.

Провоспалительные цитокины: ИЛ-1 и фактор некроза опухоли а(ФНОа). ИЛ-1 и ФНОа синтезируются сразу же после стимуляции инфекционными и воспалительными медиаторами, обладают множеством провоспалительных эффектов и действуют как системно, так и локально. Имеются четыре серии доказательств роли ИЛ-1 и ФНОа при почечных заболеваниях.

- Культуры клеток почечных клубочков животных с различными моделями пролиферативного ГН, а также больных ГН с полулуниями вырабатывают высокие количества ИЛ-1 и ФНОа. Культуры клеток почечных клубочков на добавление ИЛ-1 и ФНОа отвечают так же, как при воспалительной реакции: повышаются продукция мезангиальными клетками ИЛ-6, ИЛ-8, ТцФР, экспрессия адгезивных молекул, синтез активных радикалов кислорода.

- Инъекция ИЛ-1 или ФНОа крысам с анти-БМК-нефритом значительно усиливает инфильтрацию клубочков нейтрофилами и протеинурию.

- Исследование почечных биоптатов больных подтверждает продукцию этих цитокинов в очагах воспаления. У больных АНЦА-ассоциированным васкулитом экспрессия ИЛ-1, ФНОа и рецептора ИЛ-2 продемонстрирована в участках повреждения в клубочках и в интерстиции. В биоптатах почек больных IgA-нефропатией количество гломерулярных клеток, экспрессирующих ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНОа, коррелировала со степенью мезангиальной гиперклеточности, а интерстициальная экспрессия цитокинов соответствовала тяжести тубулоинтерстициального повреждения и протеинурии.

- Блокирование цитокинов (введением антител к ИЛ-1, растворимых рецепторов ИЛ-1 или антагониста рецептора ИЛ-1) приводило к значительному подавлению анти-БМК-нефрита.

Пролиферативные цитокины — тромбоцитарный фактор роста (ТцФР). ТцФР является важным регулятором пролиферации мезангиальных клеток, фибробластов и клеток гладкой мускулатуры. Тромбоциты представляют собой богатый источник факторов роста, и инфильтрация тромбоцитами является ранним этапом ответа на эндотелиальное и мезангиальное повреждение. ТцФР продуцируется также макрофагами, мезангиалъными и эндотелиальными клетками, фибробластами. ТцФР аутокринным способом увеличивает свою собственную продукцию в мезангиальных клетках, создавая таким образом петлю усиления.

На модели мезангиопролиферативного TH (анти-Thy-1-нефрит) и у крыс с резекцией 5/6 почек обнаружено значительное увеличение экспрессии ТцФР в период максимальной пролиферации мезангиальных клеток. Пролиферация мезангиальных клеток усиливалась введением рекомбинантного ТцФР и подавлялась блокированием ТцФР нейтрализующими антителами, что сопровождалось снижением тяжести болезни.

В почечных биоптатах больных IgA-нефритом и АНЦА-ассоциированным васкулитом наблюдалась повышенная экспрессия ТцФР в мезангиальных областях, коррелирующая с тяжестью мезангиального повреждения.

Склерозирующие цитокины — трансформирующий фактор роста (ТФРД). ТФРв играет важную роль в регуляции продукции матрикса и клеточной пролиферации. В зависимости от стадии клеточного созревания и микроокружения он может оказывать на клеточную пролиферацию или стимулирующее, или подавляющее действие.

ТФРв секретируется в ответ на повреждение в латентной форме, а затем активируется для реализации своего биологического действия. Фиброгенные свойства ТФРв продемонстрированы в экспериментах, когда повторные инъекции цитокина мышам вызывали тяжелый почечный и печеночный фиброз.

Фоновая экспрессия ТФРв в клубочках здоровых крыс и человека позволяет считать, что он играет роль в нормальном метаболизме матрикса. Исследования на моделях хронических почечных заболеваний показали персистирующее повышение экспрессии ТФРв в мезангиальных клетках, коррелирующее с наработкой матрикса и развитием фиброза. Антитела против ТФРв снижали продукцию белков матрикса. Наиболее убедительное доказательство получено в экспериментах с переносом крысам гена ТФРв, что приводило к значительному расширению мезангиального матрикса и фиброзу, но без развития мезангиальной пролиферации.

Важная роль ТФРв в расширении матрикса продемонстрирована и при TH человека. Повышенная экспрессия ТФРв в мезангиальных областях опять же коррелировала со степенью расширения мезангиального матрикса. Наиболее выраженная экспрессия цитокина выявлялась в фиброзных полулуниях и областях интерстициального склероза.

Цитокиновые цепи взаимодействуют с другими медиаторами почечного повреждения. Обнаружено, что ангиотензин II in vivo индуцирует экспрессию ТцФР и ТФРв в гладкомышечных и мезангиальных клетках, приводя к клеточной пролиферации и продукции матрикса. Этот эффект значительно подавлялся введением ингибиторов АПФ или антагонистов рецептора ангиотензина II.

Патофизиологическое действие цитокинов

Провоспалительные цитокины ИЛ-1 и ФНОа:

• системные реакции с лихорадкой, гипотензией, продукцией острофазовых белков;

• активация других типов клеток, вовлеченных в воспалительный ответ, — T- и В-лимфоцитов, эндотелия;

• стимуляция экспрессии адгезивных молекул (ICAM-1, VCAM-1) и антигенов МНС;

• сильная хемоаттрактантная активность;

• продукция других цитокинов, включая ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-8, MCP-1, ТцФР и ТФРв;

• стимуляция продукции простагландинов и оксида азота;

• прокоагулянтная активность.

Пролиферативные цитокины — ТцФР:

• стимуляция пролиферации мезангиальных клеток, гладкомышечных клеток и фибробластов;

• хемотаксическая активность;

• подавление продукции оксида азота;

• вазоконстрикция и снижение КФ.

Склерозирующие цитокины — ТФРв:

• хемотаксическая активность для моноцитов, Т-клеток, нейтрофилов и фибробластов;

• подавляет ИЛ-2 зависимую пролиферацию Т-клеток и экспрессию рецептора для ИЛ-2;

• подавляет продукцию иммуноглобулинов B-клетками, за исключением IgA (повышается);

• стимуляция продукции цитокинов моноцитами и подавление активности клеток по мере их созревания;

• подавление пролиферации эпителиальных, эндотелиальных клеток, фибробластов, T- и В-лимфоцитов;

• двойственное действие на мезангиальные клетки — в низких концентрациях митогенное, в высоких — подавляющее;

• синтез и метаболизм внеклеточного матрикса;

• повышение продукции белков матрикса (коллагена и протеогликанов); снижение разрушения матрикса за счет активации ингибиторов энзимов, резорбирующих матрикс; повышение экспрессии интегринов, необходимых для взаимодействия клеток и матрикса.