Архив рубрики «Основное»
Электронно-микроскопического исследования
На основании электронно-микроскопического исследования селезенки, печени и почек при экспериментальном амилоидозе, проведенного нашей сотрудницей Г. Н. Тихоновой (1977), можно считать, что клеточные трансформации ретикулоэндотелиальной системы в предамилоидной стадии обязаны двум классам клеток — плазматическим и лимфоцитоподобным, гематогенная природа которых не вызывает сомнений. Синтез фибриллярного белка амилоида клетками мезенхи – мального происхождения [Cohen A. S. et al, 1965; Zucker - Franklin D, Franklin E, 1970] можно считать доказанным, но единого мнения о том, какие клетки продуцируют фибриллярный белок амилоида, нет. Считают ответственными за синтез фибрилл амилоида фибробласты [Shibolet S. et al, 1967], и среди них выделяют клетки, ответственные за продукцию белка ретикулиновых волокон (их трудно отличить от ретикулярных клеток), и фибробласты, продуцирующие белок соединительной ткани — тропоколлаген. Синтез амилоидных фибрилл ретикулярными клетками твердо установлен, в частности, при изучении биоптатов костного мозга больных амилоидозом [Zlat - nick A, Ben-Ishey L, 1970]. Помимо фибробластов, синтез фибрилл амилоида связывают и с эндотелиальными клетками [Cohen A. S. et al, 1965]. В частности, показан синтез амилоидных фибрилл в культуре эндотелиальных клеток синусоидов печени животного при экспериментальном амилоидозе [Iwata Т, 1972]. В последнее время появляется все больше данных в пользу того, что фибриллы амилоидного вещества могут строиться плазматическими клетками. В таких случаях амилоидные фибриллы являются продуктом метаболизма иммуноглобулинов, поскольку структурно они напоминают вариабельные части легких цепей иммуноглобулинов [Cathcart Е. et al, 1972; Glen - ner G„ 1972].
Р-компонент
Р-компонент обладает высокой иммуногенностью. Избирательное накопление его в амилоидных отложениях не получило еще объяснения. Наличие в амилоиде специфических антигенных структур не исключает присутствия в нем компонентов иммунных реакций (антитело, антиген, комплемент, иммунные комплексы) как «добавок» гематогенного происхождения. Рассмотрение природы и свойства амилоида убеждает в том, что амилоидная субстанция — это сложное гетерогенное вещество и диктует поиски механизмов его образования. Присутствие в амилоиде атавистического фибриллярного белка ставит вопрос об участии в его синтезе популяции определенных клеточных форм, по-видимому, тех, которые ответственны за синтез белков тела. Речь при этом идет не просто об участии синтезирующих белок клеток, а о появлении клона, синтезирующего особый фибриллярный белок, что немыслимо без клеточных трансформаций в белковосинтетической системе. В том же клеточном представительстве нуждается и синтез ГАГ, которые являются вторым обязательным «тканевым компонентом» амилоида. Факт обнаружения в амилоиде специфического антигена ставит вопрос об отношении к этому «новому» для организма антигену иммунокомпетентной системы: становление реакции иммунитета или развитие толерантности. Этот вопрос шире — о реакции организма на амилоид как на «свое» или «чужое», о безудержном прогрессировании амилоидоза в подавляющем большинстве случаев и об эксквизитности рассасывания амилоида в клинической практике.
Природа фибриллярного белка
Природа фибриллярного белка амилоида (F-компонент) в последнее время хорошо изучена. Руководствуясь разносторонними исследованиями (определение относительной молекулярной массы, электрофоретический и хроматографический анализ), можно считать, что фибриллы амилоида представляют собой гетерогенную группу (смесь) белков с индивидуальными особенностями в каждом случае амилоидоза [Рукосуев В. С, 1975]. Из смеси белков фибрилл амилоида удалось выделить две группы— белок A (AS) и белок В. Белок A (AS), обнаруженный в амилоиде при всех формах амилоидоза у человека и при экспериментальном амилоидозе у различных животных, по сравнению с белком В содержит больше таких аминокислот, как аргинин, аспарагин, глицин, аланин и фенилаланин, причем последовательность концевых участков аминокислот отличаех. этот белок от любого из иммуноглобулинов. Белок В, обнаруженный в амилоиде при первичном амилоидозе, опухолевидном амилоидозе респираторного тракта и плазмоцитоме, по сравнению с белком A (AS) имеет большую относительную молекулярную массу; по аминокислотному составу и последовательности концевых остатков аминокислот он напоминает легкие цепи иммуноглобулинов или белка Бене-Джонса [Isersky С. et al, 1972]. Недавно при вторичном амилоидозе человека и при экспериментальном амилоидозе в фибриллах выявлены особые низкомолекулярные белки, которые названы амилоидными белками АА [Wegelius О, 1976]. Доказано физико-химическое сходство этих белков у представителей различных видов [Капи - нус Л. Н„ 1978; Eriksen N. et al, 1976; Gorevic P. et al, 1977] и строгая антигенная видовая их специфичность [Капинус Л. Н, • 1978]. Наряду со специфическим фибриллярным амилоидным белком АА обнаружен его сывороточный аналог, циркулирующий в крови [Husby et al, 1975]. Сывороточный амилоидный белок, или SAA [Wegelius О, 1976], является гликопротеидом. Он отличается от белка АА по относительной молекулярной массе и аминокислотному составу, хотя идентичен белку АА по последовательности аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Основное отличие белка SAA от белка АА состоит в том, что белок SAA обнаруживают не только при амилоидозе, но и при других заболеваниях, старении, беременности и даже у здоровых людей [Rosenthal С., Franklin Е, 1975]. У здоровых людей его находят в ничтожных количествах, при заболеваниях уровень SAA резко повышается, иногда в сотни раз. При вторичном амилоидозе высокое содержание SAA в сыворотке выявляется постоянно. С помощью рентгеноструктурного анализа и инфракрасной микроскопии [Termine J. et al, 1972; Glenner G. et al, 1974] было показано, что для белков амилоида характерна складчатая упаковка полипептидных цепей, именуемая кросс-бета-кон – формацией.
В патологии человека
Роль кальцифилаксии в патологии человека изучена недостаточно. С позиций кальцифилактических реакций пытаются объяснить обызвествления при панкреатите в сочетании с гиперпа – ратиреоидизмом, обызвествления кожи при гиперфункции околощитовидных желез, некоторые патологические процессы в сердечно-сосудистой системе [Н. Selye, 1963, 1967]. В ряде случаев изменения, возникающие при кальцифилаксии, сходны с теми, которые встречаются при склеродермии и дерматомио – зите. Итак, кальцинозы представляют собой сборную группу патологических процессов и болезней. Она неоднозначна этиологически (наследственные и приобретенные обызвествления), патогенетически (механизмы физиологической и патологической кальцификации) и морфогенетически (внутриклеточное и внеклеточное обызвествление). В этой группе внеклеточное обызвествление имеет, пожалуй, большее значение при патологи: соединительной ткани, завершая различные процессы ее дезор ганизации.
Мукоидное набухание
Мукоидное набухание при других, помимо коллагеновых, заболеваниях, как и при ряде патологических процессов и состояний, изучено не столь подробно. В эксперименте при аллергическом воспалении в раннюю его стадию возникают изменения, в том числе и ультраструктурные, которые подобны мукоидно – му набуханию [Gieseking R, 1966], однако они не могут рассматриваться как аналог. При мукоидном набухании возможны клеточные реакции, выраженные в той или иной степени. Они представлены скоплениями лимфоцитов, макрофагов, реже—нейтрофилов. Ф и бр и но и д н ые изменения. Фибриноидные изменения (фибриноидное набухание), представляющие собой проявление глубокой дезорганизации соединительной ткани, впервые были описаны в 1896 г. Neumann. В основе этого процесса он видел повреждение KB и приобретение ими свойств фибрина. Так появилось понятие о фибриноиде—веществе, которое возникает при фибриноидном набухании соединительной ткани и отличается по тинкториальным, химическим и физическим свойствам от коллагена и фибрина (табл. 9). Взгляды на сущность фибриноидных изменений и фибриноид по мере накопления новых фактов менялись [Орловская Г. Д, 1956]. Помимо деструкции коллагеновых волокон в формировании фибриноида, стали придавать большое значение состоянию основного вещества, прежде всего накоплению в нем ГАГ, которые способны осаждаться основными белками, высвобождающимися при повреждении волокнистых и клеточных структур соединительной ткани [Altschuler С. Н., Angevine D. М, 1951]. W. Busanny-Caspari (1957), не найдя при поляризационно-оп – тическом исследовании фибриноида изменений структуры коллагеновых фибрилл и фибрина, полагает, что образование фибриноида связано исключительно с ГАГ, прежде всего хондрои – тинсульфатами. Доказано безусловное участие в построении фибриноида белков плазмы крови и в первую очередь фибриногена с последующим превращением его в фибрин. Существует даже взгляд на фибриноид как на продукт «конгломерации и гомогенизации» фибрина [Movat Н. Z, More R. М, 1957]. Вместе с тем на основании результатов гистологических и гистохимических исследований делается вывод о том, что присутствие фибрина в фибриноиде необязательно. На этом основании А. И. Струков (1961) выделяет фибриноид без фибрина и фибриноид с фибрином, подчеркивая их тинкториальные и гистохимические различия. Однако биохимические [Consden R. et al., 1952; Lethonen A. et al, 1964], иммуногистохимические [Gitlin D. et al, 1957] и поляризационно-микроскопические [Ревзис M. Г, 1968] исследования фибриноида убеждают в том, что фибрин — обязательный компонент фибриноида. Без фибрина нет фибриноида. В свете этих данных, свидетельствующих об исключительной роли плазморрагии в развитии фибриноид – ных изменений, становится понятым и частое обнаружение в фибриноиде циркулирующих иммунных комплексов [Farqu - har М. G. et al, 1957]. Нередко фибриноид строится на иммунных комплексах, как это имеет место в почках при системной красной волчанке [Серов В. В. и др, 1974]. При той же красной волчанке в образовании фибриноида могут принимать участие и нуклеиновые кислоты распадающихся ядер клеток [Струков А. И, Бегларян А. Г, 1963]. К этому следует добавить, что фибриноид — структура нестабильная, «стареющая», причем «молодой» фибриноид очень близок к фибрину, а «старый»— к гиалину [Geiler G, 1959].
МЕЗЕНХИМАЛЬНЫЕ ДИСТРОФИИ
Дистрофии являются морфологическим выражением нарушения тканевого (клеточного) метаболизма, т. е. трофики тканей и клеток, что ведет к их структурным изменениям. В связи с этим дистрофии рассматриваются как один из видов повреждения (альтерации). Развитие дистрофии связано с нарушением ряда механизмов, определяющих трофические процессы. Эти нарушения могут быть представлены: 1) расстройством ауторегуляции клетки (в основе трофики клетки лежат механизмы ауторегуляции); 2) нарушением работы транспортных систем трофики (кровь, микрососуды, тканевая жидкость, лимфа, основное вещество соединительной ткани), обеспечивающих метаболизм и структурную сохранность тканей (, клеток); 3) нарушением функции ин – тегративных систем трофики (нервная, эндокринная, иммуннаясистемы). При развитии мезенхимальных дистрофий нередки сочетания указанных нарушений регуляции трофических процессов, но «пусковые механизмы» большинства дистрофий соединительной ткани связаны с нарушением транспортных систем трофики.
В морфогенезе мышечной ткани
Ряд работ свидетельствует о том, что коллаген участвует в морфогенезе мышечной ткани. При культивировании миобла – стов коллаген стимулирует слияние миобластов, продукцию в них миофибрилл, формирование мышечных трубок [Фридлянд - ская И. И, 1970; Haba G. et al, 1975; Orkin R. W. et al, 1975; Kettley J. N. et al, 1976]. Эффект обусловлен CB7 – и CB8 – фрагментами ai-цепи, не зависит от типа коллагена и степени его денатурации. Существуют данные, что этот морфогенетиче – ский эффект зависит от связанного с коллагеном сывороточного фактора [Klebe R. J, 1974]. Возможно, он имеет отношение ос фибронектину (см. раздел 1.1.4), который соединяется с теми же СВ7 – и СВ8-пептидами коллагена.2. Коллаген способен усиливать адгезию тромбоцитов и индуцировать их агрегацию [Никитин В. П. и сотр., 1977; Jon - son J," 1973; Chaing J, Kang A. H, 1976]. Подобной способностью обладают как коллагеновые фибриллы, так и растворимый коллаген. Считается, что разрушение трехспиральной структуры молекул при денатурации коллагена лишает его агрегирующих свойств [Nossal D. et al., 1969], однако в последнее время показано, что отдельные а-цепи, а также СВ5 – и СВб-пептиды ail-цепи та, кже способны агрегировать тромбоциты [Katzman R. L. et al, 1973; Chaing J, 1975]. Важную роль в процессе играют е-аминогруппы лизина и оксилизина, блокада которых лишает коллаген способности индуцировать агрегацию [Willner G. D. et al, 1971]. Особое значение имеют углеводные группы коллагена, соединенные с оксилизином. Они связываются с поверхностными специфическими рецепторами мембран тромбоцитов, причем коллаген III типа обладает более высокой агрегирующей способностью, чем коллаген I типа, ввиду наличия в нем большого числа углеводных групп [Chaing J, Kang А. Н, 1976]. В отличие от этого P. L. Kronick, S. A. Jimenez (1979) обнаружили более выраженную активность в коллагене I типа. В связывании участвует локализованная на мембранах глюкозилтрансфераза. Агрегация тромбоцитов под воздействием коллагена приводит к высвобождению из последних в среду ионов кальция, АТФ и АДФ, серотонина и других медиаторов, в том числе усиливающих пролиферацию фибробластов и гладких мышц [Rutherford R. В, Ross R, 1976]. Таким образом, через тромбоциты коллаген опосредованно воздействует на другие клеточные системы, сосудистую проницаемость, системы комплемента и фактора Хагемана, в связи с чем взаимодействие коллаген — тромбоциты играет роль в воспалении, заживлении ран, атеросклерозе и других процессах. Коллаген способен индуцировать агрегацию лейкоцитов [Cohen J. К-, 1974], а также специфически связывать С’1 – и С’З-компоненты комплемента, способствуя хемотаксису лейкоцитов [Takahasi М. et al, 1975].
ИНФОРМАТИВНО-РЕГУЛЯТОРНАЯ РОЛЬ КОЛЛАГЕНА В КЛЕТОЧНЫХ И ТКАНЕВЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ
Выше указывалось, что в эпителио-мезенхимных взаимоотношениях и в клеточных взаимодействиях соединительной ткани определенную роль играют структурные компоненты межклеточного матрикса. Это позволяет выделить их в особую группу твердых, или структурных, «медиаторов», среди которых особое значение имеет коллаген. Информативная роль коллагена долгое время оставалась вне поля зрения исследователей, считавших, что он несет только механическую (опорную) функцию. Однако постепенно накапливались данные о морфогенетической функции коллагена, о его влиянии на дифференцировку различных эпителиальных, мышечных и соединительнотканных клеточных систем [Лебедев Д. А, 1979; Grobstein С, 1967; Tzelstad R. L, 1973; Shoshan S., Gross J., 1974; Reddi A. H„ 1976]. Механизм влияния коллагена на клетки еще не совсем ясен. Большинство исследователей полагает, что здесь играют роль физические характеристики коллагена, прежде всего пьезоэлектрические свойства, влияющие на заряд наружных мембран клеток, а также наличие рецепторов к коллагену на поверхности клеток. Такие рецепторы найдены на поверхности тромбоцитов [Chaing J, Kang А. М., 1976], а в фибробластах рецепторами могут являться мембранный коллаген и особенно фибронектин (см. раздел 1.1.4). В настоящее время возможность информативной функции коллагена связывается с наличием гетерогенности этого белка в разных органах и даже в одном органе (см. раздел 2.2.1). Смена типов коллагена при развитии органов, по-видимому, связана с его морфогенетической функцией. Информация, таким образом, может быть записана уже на уровне первичной структуры, причем, очевидно, имеют значение не только четыре основных генетически различных типа, но и микрогетерогенность, т. е. наличие многочисленных небольших молекулярных различий внутри типов. К настоящему времени данные об информативных функциях коллагена можно разделить на три основные группы фактов: морфогенетические влияния коллагена на цитодифференцировку эпителиальных и мышечных тканей, воздействие на агрегацию тромбоцитов, взаимодействие коллагена с клетками фибробла – стического ряда. 1 Многочисленные данные свидетельствуют о морфогенетической функции коллагена в индукционных взаимодействиях во время эмбриогенеза. Этот процесс, по-видимому, начинается еще в ранней стадии развития до образования специализированных соединительнотканных клеток. Так, показано, что в эмбрионе лягушки коллаген синтезируется клетками в стадии нейруляции [Green Н. et al, 1968], его могут продуцировать клетки эндодермы, эктодермы и мезодермы [Klose J, Flickinger R. A, 1971]. Коллаген был обнаружен в базальной мембране эпи – бласта в курином эмбрионе [Trelstad R. L. et al, 1967].
Разновидностью структурных медиаторов
Разновидностью структурных медиаторов можно считать так называемые матриксные везикулы — небольшие везикулы диаметром 50—100 нм, образуемые плазмолеммой остеобластов, хондробластов, одонтобластов и недифференцированных мезен – химных клеток. По мнению Н. С. Slavkin и соавт. (1976), матриксные везикулы, помимо своей функции в остеогенезе, переносят необходимую для развития эпителия информацию. г) Регуляция с помощью продуктов распада клеток и межклеточного матрикса. Этот тип ауторегуляции основан на обратных связях между разрушением и продукцией молекул и клеток как в физиологических условиях, так и при патологии. Еще A. Carrel и A. Ebeling (1922, 1929) выдвинули представление о том, что при распаде тканей и клеток образуются вещества, названные ими трефонами, которые стимулируют рост фибробластов. В 30—50-е годы появилось большое количество работ, авторы которых показали, что продукты разрушения различных тканей и клеток, экстракты и гомогенаты из свежих, автоклавированных и различным образом обработанных тканей обладают стимулирующим (реже ингибирующим) эффектом, в основном не тканевоспецифичным, на рост и интенсификацию функций различных клеточных систем (в том числе клеток соединительной ткани) и на заживление ран. Считалось, что продукты распада содержат определенные вещества, обозначенные авторами работ как некрогормоны, тканевые гормоны, цитопо – этины, десмоны, биогенные стимуляторы и др. Однако эти вещества не были химически идентифицированы и выделены в очищенном виде.
Два главных вида
Следует выделить два главных вида медиаторов: локальные и циркулирующие. Первые секретируются клеткой в очень малых количествах и эффект их действия ограничен местом синтеза и диффузией к ближайшим клеткам. Это связано с тем, что концентрация их быстро уменьшается по мере отдаления от клетки и соответственно ослабляется эффективность. К ним относятся производные арахидоновой кислоты (простагландин – тромбоксановая система), в которую, помимо простагландинов всех клеток соединительной ткани, входят тромбоксаны тромбоцитов и простациклины эндотелиальных клеток; кислые ли – зосомные протеазы и нейтральные протеиназы, в том числе коллагеназа и эластаза; ряд монокинов и лимфокинов, различных факторов тучных клеток, фибробластов, полиморфноядер – ных лейкоцитов, тромбоцитов. К циркулирующим в крови медиаторам относятся прежде всего вещества фактора Хагемана, связанные с плазминовой, тромбиновой и калликреин-кининовыми системами плазмы, и система комплемента с ее многочисленными физиологическими функциями. К промежуточной группе относится гепарин, который, с одной стороны, является фактором антикоагулянтной системы, а с другой—-локальным клеточным медиатором (см. раздел 1.4.3); циркулирующие в крови вещества, выделяемые при воспалении полиморфноядерными лейкоцитами; некоторые монокины и лимфокины, имеющие большой радиус действия, например влияющих на дифференцировку и выброс клеток-предшественников из костного мозга (см. раздел 1.2.4). б) Контактная клеточная регуляция имеет место в тех случаях, когда факторы, несущие информацию, не секретируются во внешнюю среду, а остаются связанными с наружной поверхностью клеток. Они «представляются» клеткам-мишеням путем воздействия на их поверхностные рецепторы только при непосредственных межклеточных контактах. Важную роль при этом, вероятно, играет комплементарность и тропность экзомембран – ных пространств контактирующих клеток. Такой способ регуляции позволяет клеткам осуществлять целенаправленную и точную передачу информации, обходясь самой минимальной концентрацией эффекторных веществ. В одних случаях, по-ви – димому, имеется однонаправленное действие, а в других — обмен информацией, что и обусловливает ауторегуляцию системы.